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1、TSC 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望 第 1 页 共 10 页建筑钢结构检测技术发展现状和展望摘要摘要: : 钢结构是目前建筑工程中应用较广泛的结构形式，合理正确的检测方法是控制钢结构工程施工质量的保障手段，客观准确的检测数据及结论是工程质量评定的重要依据。本文对钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 中涉及的钢结构主要检测技术内容、相关标准及仪器设备做了阐述，并且对一些新的检测技术进行了简单介绍；同时，展望了钢结构检测工作的发展前景。关键词关键词: : 钢结构 ，检测 ，新技术，展望1. 前言前言随着我国城乡建设事业的迅速发展，钢结构工程越来越多，因而钢结构工程检测技术
2、也就逐渐成为一个热门而得到广泛重视。特别是近几年来，无损检测领域取得了长足的发展，与其相关的专业机构(公司、检验所、检测站、检测中心等)以及管理机构已超过 2000 家5。钢结构检测技术更加趋于成熟和先进，有关钢结构工程检测的标准、规范相继发布、施行，使钢结构检测工作进一步规范化，对保证工程质量起到了良好的作用。但是在这么多的检测方法和技术标准面前，对于实际工程中要应用哪种检测理论和方法来进行最贴近最合理的评价工程的施工质量有待于我们进一步探讨和总结，这对于提高钢结构检测工作的质量和检测结果评定的可靠性以及对确定整个钢结构工程的质量与安全有重要意义。目前,我国从事钢结构相关检测仪器制造单位和销
3、售单位不计其数，检测仪器的软件、硬件水平已经接近或达到国际先进水平，但是具备钢结构专项检测资质的第三方检测单位有却不是很多。建设部 141 号令的出台，进一步提高了申请钢结构检测专项资质的门槛，钢结构检测单位不仅要通过计量认证(CMA)，而且要取得国家或省级建设行政主管部门的资质证书。诚然，已经取得资质的钢结构检测单位在先进检测技术上的创新和实践还需要进一步加强和提升。2.2.钢结构检测技术内容钢结构检测技术内容建筑钢结构可细分为很多结构形式，如钢框架结构、门式刚架结构、冷弯薄壁型钢结构、塔桅钢结构、螺栓球节点网架结构、焊接球节点网架结构、管桁架结构以及钢骨混凝土组合结构等多种结构形式。但是不
4、管何种结构形式，从第三方检测角度来讲，钢结构检测技术内容可分为见证取样检测和现场检测两大部分。2.12.1 钢结构见证取样检测钢结构见证取样检测钢结构见证取样检测是针对在加工厂或运输到工程现场的材料及零部件，在监理单位或建设单位技术负责人的见证下抽取样品，并送至第三方检测机构进行的检测。钢结构见证取样检测主要内容及参数见表 1。表 1 钢结构见证取样检测主要内容及参数TSC 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望 第 2 页 共 10 页序号检测内容检测项目检测参数化学成分碳、硅、锰、硫、磷及其他合金元素百分含量 1钢材质量 力学性能屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯、冲击功高强度大六角头螺栓连
5、接副扭矩系数、楔负载、螺栓实物最小拉力载荷、螺母保证载荷、螺母硬度、垫圈硬度扭剪型高强度螺栓连接副紧固预拉力、楔负载、螺栓实物最小拉力载荷、螺母保证载荷、螺母硬度、垫圈硬度2紧固件及连接质量高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数钢网架用高强度螺栓螺栓实物最小拉力载荷、表面硬度焊接球与杆件节点焊接球节点抗拉承载力、抗压承载力螺栓球与螺栓节点螺栓球节点抗拉承载力3网架节点连接质量杆件与封板（锥头）节点杆件及焊缝抗拉承载力2.22.2 钢结构现场检测钢结构现场检测钢结构现场检测是第三方检测机构派出检测人员到工程现场根据标准规范及设计要求对钢结构工程中有关连接、变形、构件厚度、涂装厚度等方面质量的检测。钢结构
6、现场检测主要内容及参数见表 2。表 2 钢结构现场检测主要内容及参数序号检测内容检测项目检测参数焊缝尺寸焊缝余高、焊脚尺寸、错边高度超声波反射法检测焊缝内部缺陷缺陷位置、反射波幅、指示长度、间距X 射线照相法检测焊缝内部缺陷缺陷位置、点数、长度、间距磁粉法检测焊缝表面及近表面缺陷缺陷位置、长径、长度、间距1焊接质量渗透法检测焊缝表面开口缺陷缺陷位置、长径、长度、间距2栓接质量高强螺栓连接终拧扭矩柱垂直度、侧向弯曲矢高梁跨中垂直度、侧向弯曲矢高3安装质量整体结构整体垂直度、整体平面弯曲、网架挠度防腐涂料涂层厚度、涂层附着力4涂装质量防火涂料涂层厚度、膨胀率（CECS200:2006 中增加）TS
7、C 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望 第 3 页 共 10 页3.3.钢结构检测相关标准规范钢结构检测相关标准规范目前,我国与钢结构检测相关的标准规范大体可分为产品标准、设计及施工标准、验收标准、检测方法标准等。检测机构进行钢结构检测的国家强制性条文主要依据是钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 和建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001，GB50205-2001 规定了钢结构各分项工程的检测内容、抽样方法及合格评定标准。针对特定的结构形式和检测项目，产品标准和设计施工标准也可作为检测评定标准。钢结构很多检测项目都有相应的检测方法标准，例如钢材化学成分分析标准、
8、金属力学性能试验标准和无损检测标准。与钢结构检测相关的现行主要标准规范见表 3。表 3 钢结构检测相关主要标准规范序号标准分类标准名称标准代号建筑工程施工质量验收统一标准GB50300-2001钢结构工程施工质量验收规范GB50205-20011验收标准塔桅钢结构工程施工质量验收规程CECS80:2006钢结构设计规范GB50017-2003冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002网架结构设计与施工规程JGJ7-1991建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范JGJ82-1991户外广告设
9、施钢结构技术规程CECS148:20032设计及施工标准建筑钢结构防火技术规范CECS200:2006碳素结构钢GB/T700-2006低合金高强度结构钢GB/T1591-2008结构用无缝钢管GB/T8162-2008直缝电焊钢管GB/T13793-20083钢材标准建筑结构用冷弯矩形钢管JG/T178-2005紧固件机械性能 螺栓、螺钉和螺柱GB/T3098.1-2000钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T1231-2006钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副GB/T3632-2008钢网架螺栓球节点用高强度螺栓GB/T16939-19974紧固件及网架球节点标准钢网架螺
10、栓球节点JG10-1999TSC 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望 第 4 页 共 10 页钢网架焊接球节点JG11-1999建筑结构检测技术标准GB/T50344-2004钢结构检测评定及加固技术规程YB9257-1996钢的成品化学成分允许偏差GB/T222-2006钢和铁 化学成分测定用试样的取样和制样方法GB/T20066-2006钢及钢产品 力学性能试验取样位置及试样制备GB/T2975-1998金属材料室温拉伸试验方法GB/T228-2002金属材料低温拉伸试验方法GB/T13239-2006金属材料弯曲试验方法GB/T232-1999金属材料 夏比摆锤冲击试验方法GB/T2
11、29-2007金属洛氏硬度试验方法GB/T230.1-20045钢材化学成分及力学性能试验标准金属里氏硬度试验方法GB/T17394-1998无损检测 人员资格鉴定与认证GB/T9445-2008无损检测 通用术语和定义GB/T20737-2006无损检测应用导则GB/T5616-2006焊缝无损检测符号GB/T14693-2008钢焊缝手工超声波探伤方法和探伤结果分级GB/T11345-1989钢结构超声波探伤及质量分级法JG/T203-2007金属熔化焊焊接接头射线照相GB/T3323-2005无损检测 焊缝磁粉检测JB/T6061-20076无损检测标准无损检测 焊缝渗透检测JB/T60
12、62-20074 4钢结构检测相关仪器设备钢结构检测相关仪器设备钢结构检测由于其检测内容多，专业性强，尤其涉及无损检测，所以相关的仪器设备也是种类繁多。据统计，目前我国从事无损检测仪器设备制造厂家已超过 570 家5。随着我国检测仪器的软件、硬件水平的提高，很检测仪器设备向智能化、自动化、小型化方向发展，这都为钢结构检测工作带来很大的便利。例如，钢结构现场焊缝超声波检测需要高空作业，以往采用模拟式超声波探伤仪，不仅体积和重量大较，而且需要在示波屏面板上绘制 DAC 曲线，导致检测效率低。近年来，数字式智能化超声波检测仪由于其体积小、重量轻，而且能自动存储 DAC 曲线的特点，在钢结构检测中的应
13、用已经越来越普及。里氏硬度计体积小、重量轻，很适合在现场估测钢材强度。手持式光谱仪能在现场分析钢材的化学成分。有些以往在实验室才能做的检测工作，现在现场就能解决。例如，里氏硬度计体积小、重量轻，很适合在现场估测钢材强度。手持式光谱仪能在现场分析钢材的化TSC 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望 第 5 页 共 10 页Hp(y)=0Hp(x)N S 应力集中线 构件学成分。目前，在钢结构检测工作中，很多应用新技术的仪器设备应用并不普及，主要是因为成本过高以及没有相应的国家及行业技术标准。相信不久的将来，这些问题都能得到解决。5.5.钢结构检测新技术的发展钢结构检测新技术的发展5.15.1
14、金属磁记忆检测技术金属磁记忆检测技术钢结构由于材料组织缺陷、加工制作残余应力、结构不连续性、焊接残余应力等原因，不可避免地存在应力集中，这些应力集中部位在环境和外力的共同作用下容易诱发裂纹、疲劳损伤、应力腐蚀，进而导致构件发生脆性断裂。传统无损检测方法（超声、射线、磁粉、渗透检测等）只能检测构件中已发展成形的缺陷，而对于构件的早期损伤，特别是尚未成形的隐性不连续性变化，难以实施有效的评价。金属磁记忆法(MMM)是 20 世纪 90 年代，俄罗斯 Dubov A A 教授最早提出的一种新的无损检测技术。该技术对铁磁性金属构件由于变形、疲劳、损伤产生的裂纹等缺陷可进行早期诊断，并且是目前唯一一种能
15、以 1mm 精度确定构件应力集中区域的方法，因而在建筑钢结构领域有及其广阔的应用前景。在地球磁场存在的条件下，承载的铁磁性金属构件中会产生应力集中，并在应力集中部位出现磁导率减小，构件表面的漏磁场增大的现象，铁磁性金属构件所具有的这一特性称为“磁机械效应”。由于这一增强了的磁场“记忆”着构件的缺陷或应力集中位置，故又称为“磁记忆效应” 。理论与实践研究证明，铁磁性金属构件缺陷或应力集中区磁场的切向分量 Hp(x)具有最大值，法向分量Hp(y)改变符号且具有零值。实践中通过检测法向分量 Hp(y)来完成检测。图 1 铁磁性金属构件缺陷或应力集中区域磁场分布指示近年来，金属磁记忆检测仪的发展迅速，最先由俄罗斯动力诊断公司开发出了 TSC-1M 型和TSC 论文 建筑钢结构检测技术发展现状和展望
