钢结构检测讲义.ppt

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1、一、钢结构应用的前景一、钢结构应用的前景 二、钢结构各检测规范的适用范围二、钢结构各检测规范的适用范围三、钢结构检测的主要内容三、钢结构检测的主要内容四、构件尺寸及平整度的检测四、构件尺寸及平整度的检测五、构件表面五、构件表面(焊缝焊缝)缺陷的检测缺陷的检测-重点介绍磁粉探伤重点介绍磁粉探伤*六、连接六、连接的的检测检测-重点介绍内部缺陷的重点介绍内部缺陷的超声波探伤超声波探伤 *七、钢材七、钢材锈蚀的检测锈蚀的检测 八、八、防火涂层厚度的检测防火涂层厚度的检测 九、其它相关问题九、其它相关问题 我国我国1996年钢产量年钢产量1亿吨，亿吨，2003年钢产量达到年钢产量达到2亿吨。钢亿吨。钢材

2、的使用经历了从材的使用经历了从 “节约节约-合理使用合理使用-大力推广大力推广”的过程的过程。 建筑用的钢材约占总钢材的建筑用的钢材约占总钢材的1/3,其中其中90%以上是线材，以上是线材，钢结构用量占建筑用钢的钢结构用量占建筑用钢的5%左右左右 。 钢结构主要应用钢结构主要应用于以下于以下 几个方面：几个方面：u轻钢结构轻钢结构(单层工业厂房单层工业厂房) -门式刚架体系用钢量指标门式刚架体系用钢量指标30- 70kgm2 u网格结构网格结构( (体育馆、体育场、航站楼体育馆、体育场、航站楼)-)-网架结构、网壳结网架结构、网壳结构构用钢量指标用钢量指标20-40kgm2 u超高层结构超高层

3、结构-纯钢结构、钢管混凝土结构、钢框架纯钢结构、钢管混凝土结构、钢框架-混凝土混凝土剪力墙剪力墙(核心筒核心筒) 鸟巢鸟巢平面尺寸：平面尺寸：340m340m290m 0m ，结构厚，结构厚11m11m，可容纳，可容纳1010万观万观众众由由2424榀平面桁架组成的空间梁系结构。榀平面桁架组成的空间梁系结构。修改：修改： 中间开口由中间开口由70m70m140m 120m0m 120m170m 0m 去消屋面的活动屋盖去消屋面的活动屋盖 ( (用钢量由用钢量由400kg400kgm m2 2 350kg 350kgm m2 2） 水立方水立方游泳馆平面尺寸：游泳馆平面尺寸：170m170m17

4、0m 0m ，高度，高度30m30m多面体空间结构。多面体空间结构。( (外立面为充气结构外立面为充气结构-0.03-0.03个大气压个大气压) )屋盖有屋盖有1111种网格，屋盖厚种网格，屋盖厚7.2m m；墙面有；墙面有1919种网格。种网格。 节点采用焊接球节点节点采用焊接球节点 安徽某体育馆安徽某体育馆-屋盖采用空间网架结构屋盖采用空间网架结构 整个体育馆的主体结构由整个体育馆的主体结构由32榀框架组成，主框架外围直径榀框架组成，主框架外围直径为为95.6m，一层、四层径向框架梁和五层，一层、四层径向框架梁和五层C轴环向梁（直径为轴环向梁（直径为80m）施加预应力，二层、三层径向框架梁

5、未施加预应力。）施加预应力，二层、三层径向框架梁未施加预应力。图体育馆二层结构平面图图体育馆框架立面图（南北向） 浙江黄龙体育中心体育场为这国目前跨度较大的斜拉网壳浙江黄龙体育中心体育场为这国目前跨度较大的斜拉网壳, ,两塔两塔柱间的距离达柱间的距离达250250米米, ,每块月牙形网壳上弦面上巧妙地设置了九道稳每块月牙形网壳上弦面上巧妙地设置了九道稳定索。定索。( (用钢量用钢量8080/ /) ) 轻钢结构轻钢结构( (单层工业厂房单层工业厂房) )台北台北101101：世界第一高楼：世界第一高楼 总高总高508m(508m(建筑高建筑高420.5m)420.5m)建筑面积建筑面积28.9

6、m28.9m2 2。总。总用钢量用钢量14000t14000t。内钢筋混凝土核心筒，。内钢筋混凝土核心筒，外钢框架。外钢框架。吉隆坡双子塔吉隆坡双子塔(88(88层层) ) 总高总高452m452m。 上海金茂大厦上海金茂大厦(88(88层层) ) 总高总高420m,420m,内钢筋混凝土内钢筋混凝土核心筒，外钢骨混凝土柱。核心筒，外钢骨混凝土柱。 台北台北101101大厦大厦 fcuc=1.38 N - - 1 1.60（初步）初步）剪压法圆环式：fcuc=1.59F-5.8 拔出法fcuc=(4F)/(d2) 钻芯法碎石：fcuc=0.008V1.72R1.57超声-回弹综合法fcuc0.

7、02497R2.0108100.0358L回弹法检测参数与强度间的关系检测方法二、二、各钢结构检测规范间的关系各钢结构检测规范间的关系 钢结构检测的主要内容钢结构检测的主要内容 钢结构中所用的构件一般是由钢厂批量生产，并需有钢结构中所用的构件一般是由钢厂批量生产，并需有合格证明，因此材料的强度及化学成分是有良好保证的。合格证明，因此材料的强度及化学成分是有良好保证的。工程检测的重点在于安装、拼接过程中产生的质量问题。工程检测的重点在于安装、拼接过程中产生的质量问题。钢结构工程中主要的检测内容有：钢结构工程中主要的检测内容有：u(1)(1)构件尺寸及平整度的检测；构件尺寸及平整度的检测；u(2)

8、(2)构件表面缺陷的检测；构件表面缺陷的检测；u(3)(3)连接连接( (焊接、螺栓连接焊接、螺栓连接) )的检测；的检测；u(4)(4)钢材锈蚀检测；钢材锈蚀检测；u(5)(5)防火涂层厚度检测。防火涂层厚度检测。 如果钢材无出厂合格证明，或对其质量有怀疑，则应如果钢材无出厂合格证明，或对其质量有怀疑，则应增加钢材的力学性能试验，必要时再检测其化学成分。增加钢材的力学性能试验，必要时再检测其化学成分。 图图1 局部压的作用位置局部压的作用位置构件尺寸及平整度的检测构件尺寸及平整度的检测 每个尺寸在构件的每个尺寸在构件的3 3个部位量测，个部位量测， 取取3 3处的平均值处的平均值作为作为该尺

9、寸的代表值。钢构件的尺寸偏差应以设计图纸规定的该尺寸的代表值。钢构件的尺寸偏差应以设计图纸规定的尺寸为基准计算尺寸偏差；偏差的允许值应符合其产品标尺寸为基准计算尺寸偏差；偏差的允许值应符合其产品标准的要求。准的要求。 梁和桁架构件的变形有平面内的垂直变形和平面外的梁和桁架构件的变形有平面内的垂直变形和平面外的侧向变形，因此要检测两个方向的平直度。柱的变形主要侧向变形，因此要检测两个方向的平直度。柱的变形主要有柱身倾斜与挠曲。有柱身倾斜与挠曲。 检查时可先目测，发现有异常情况或疑点时检查时可先目测，发现有异常情况或疑点时, ,对梁对梁 、桁架可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线，然后测量各点桁架可在

10、构件支点间拉紧一根铁丝或细线，然后测量各点的垂度与偏差；对柱的倾斜可用经纬仪或铅垂测量。柱挠的垂度与偏差；对柱的倾斜可用经纬仪或铅垂测量。柱挠曲可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线测量。曲可在构件支点间拉紧一根铁丝或细线测量。 以上说明混凝土的局部承压强度与其本身的立方体抗压以上说明混凝土的局部承压强度与其本身的立方体抗压强度间有很好的相关性。为进一步了解混凝土在图强度间有很好的相关性。为进一步了解混凝土在图1所示的局所示的局部承压力作用下的应力分布情况，用部承压力作用下的应力分布情况，用SAP90结构计算通用程结构计算通用程序进行计算分析，当作用于立方体试块序进行计算分析，当作用于立方体试块（1

11、50m150mm150mm）的的局部压应力为局部压应力为42MPa时，其立方体试块的应力分布见图时，其立方体试块的应力分布见图2所所示。示。构件失稳引起屋架倒塌构件失稳引起屋架倒塌五、构件五、构件(焊缝焊缝)表面缺陷的检测表面缺陷的检测-磁粉探伤磁粉探伤 金属探伤五种无损检测方法金属探伤五种无损检测方法 、无损检测人员的资质、无损检测人员的资质金属探伤五种无损检测方法金属探伤五种无损检测方法 无损检测技术无损检测技术 基本原理能检测出的缺陷能检测出的缺陷磁粉检测磁粉检测(MT)(MT)* *Magnetic Testing 磁场作用 表面及近表面缺陷渗透检测渗透检测(PT)(PT) Penet

12、rant Testing毛细管作用表面开口缺陷涡流检测涡流检测(ET)(ET) Eddy Testing电磁感应作用表面及近表面缺陷，压力容器超声波检测超声波检测(UT)(UT)* * Ultrasonic Testing超声波反射原理 内部缺陷，对面积型缺陷(如裂纹、未熔合)较敏感射线照测射线照测(RT)(RT) Radiography Testing射线衰减原理 内部缺陷，对体积型缺陷(如气孔、夹渣)较敏感无损检测人员的资质无损检测人员的资质 无损检测人员的级别分为：无损检测人员的级别分为：级级( (初级初级) )-培训培训4 4周，通过理论考试、实际操作考周，通过理论考试、实际操作考试，

13、取得证书后试，取得证书后能进行检测，但不能编写检测报告能进行检测，但不能编写检测报告( (不不负责检测结果的评定负责检测结果的评定) )。级级( (中级中级) ) - -培训培训4 4周，通过理论考试、实际操作考周，通过理论考试、实际操作考试，取得证书后既试，取得证书后既能进行检测，又能编写检测报告能进行检测，又能编写检测报告。级级( (高级高级) ) - -培训培训2 2周，通过理论周，通过理论( (含专门技术、通含专门技术、通用技术用技术) )考试、编制工艺考试，考试、编制工艺考试，能检测、编写检测报告能检测、编写检测报告还能解释标准、规范。还能解释标准、规范。 证书有效期证书有效期: 4

14、年年 (5年年)国家质监总局国家质监总局级证书级证书机械部机械部级证书、级证书、 级级证书证书 研制能对混凝土施加局部承压力的一种便携式的专用机研制能对混凝土施加局部承压力的一种便携式的专用机具是该项技术的关键所在，根据工程检测的要求，设备应具具是该项技术的关键所在，根据工程检测的要求，设备应具有体积小，重量轻，不需电源等特点。机具设计中作了以下有体积小，重量轻，不需电源等特点。机具设计中作了以下各项研究：各项研究： 1、挤压头和额定挤压力选用、挤压头和额定挤压力选用 剪压仪的挤压头直径选用剪压仪的挤压头直径选用20mmmm，是因为挤压头过大会使，是因为挤压头过大会使剪切破坏面露出钢筋，而影响

15、混凝土的局部承压强度，挤压剪切破坏面露出钢筋，而影响混凝土的局部承压强度，挤压头过小会使剪切破坏面变小，混凝土的局部承压强度不能很头过小会使剪切破坏面变小，混凝土的局部承压强度不能很好反映构件本身的混凝土强度，而影响测试精度。挤压头在好反映构件本身的混凝土强度，而影响测试精度。挤压头在工作过程中会产生一定程度的旋转，工作过程中会产生一定程度的旋转，选用圆柱形挤压头不会选用圆柱形挤压头不会磁粉探伤磁粉探伤 外加磁场对工件外加磁场对工件( (只能是铁磁性材料只能是铁磁性材料) )进行磁进行磁化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，则它各部化，被磁化后的工件上若不存在缺陷，则它各部位的磁特性基本一致，而存

16、在裂纹、气孔或非金位的磁特性基本一致，而存在裂纹、气孔或非金属物夹渣等缺陷时，由于它们会在工件上造成气属物夹渣等缺陷时，由于它们会在工件上造成气隙或不导磁的间隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，隙或不导磁的间隙，使缺陷部位的磁阻大大增加，工件内磁力线的正常传播遭到阻隔，根据磁连续工件内磁力线的正常传播遭到阻隔，根据磁连续性原理，这时磁化场的磁力线就被迫改变路径而性原理，这时磁化场的磁力线就被迫改变路径而逸出工件，并在工件表面形成漏磁场，如下图。逸出工件，并在工件表面形成漏磁场，如下图。 漏磁场的形成漏磁场的形成 漏磁场的强度主要取决磁化场的强度和缺陷漏磁场的强度主要取决磁化场的强度和缺陷对于磁化场垂直截面的影响程度。利用磁粉就可对于磁化场垂直截面的影响程度。利用磁粉就可以将漏磁场给予显示或测量出来，从而分析判断以将漏磁场给予显示或测量出来，从而分析判断出缺陷的存在与否及其位置和大小。出缺陷的存在与否及其位置和大小。 将铁磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁将铁磁性材料的粉未撒在工件上，在有漏磁场的位置磁粉就被吸附，从而形成显示缺陷形状场的位置磁粉就被吸附，从而形成显示缺陷形状的磁痕，能比较直观