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钢结构用材料的检测
作者: 来源: 发布时间:2017-12-08 10:18:48

钢(gang)结构用材料的检测


   钢结构用材料检测的内容主要包括:材料力学性能检验、材料成分化学检验、材料金相检验、材料缺陷、损伤及表面质量检测。

    一、钢结(jie)构(gou)材料检测的基(ji)本规(gui)定(ding)

 既有(you)钢结(jie)(jie)构(gou)材料性能抽(chou)样检测时的抽(chou)样批(pi)(pi),应按照制(zhi)作(zuo)(zuo)安(an)装(zhuang)批(pi)(pi)次、结(jie)(jie)构(gou)构(gou)件种类、板件和(he)零部件规格(ge)以及结(jie)(jie)构(gou)现(xian)状(zhuang)情况进行组批(pi)(pi),以保证所取样本具有(you)良(liang)好的代表性。其中的结(jie)(jie)构(gou)现(xian)状(zhuang)是(shi)指(zhi)有(you)明(ming)显变形、损伤或(huo)锈蚀(shi)等现(xian)象(xiang),具有(you)这类现(xian)象(xiang)的构(gou)件或(huo)节点应单独(du)组批(pi)(pi)。如(ru)果由于(yu)时间久远已无(wu)法(fa)了解或(huo)确定制(zhi)作(zuo)(zuo)安(an)装(zhuang)批(pi)(pi)次时,可不考虑这一因素。

 对于钢(gang)结(jie)构(gou)构(gou)件(jian),如(ru)果(guo)外防(fang)护措施(shi)得(de)当(dang)、维护制(zhi)度(du)合理且实施(shi)正常(chang),通常(chang)钢(gang)材(cai)(cai)材(cai)(cai)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能不会(hui)(hui)因(yin)使(shi)用时(shi)间(jian)长(zhang)久而发(fa)生影响结(jie)构(gou)构(gou)件(jian)受力(li)性(xing)(xing)能甚至(zhi)承(cheng)载(zai)能力(li)的(de)(de)显(xian)著(zhu)变(bian)化(hua)(hua)。如(ru)果(guo)有(you)变(bian)化(hua)(hua),多数情况下时(shi)材(cai)(cai)料(liao)(liao)时(shi)效效应(ying),这类效应(ying)变(bian)化(hua)(hua)也(ye)会(hui)(hui)在(zai)(zai)较短的(de)(de)时(shi)间(jian)内完(wan)成(cheng)。因(yin)此,在(zai)(zai)钢(gang)结(jie)构(gou)材(cai)(cai)料(liao)(liao)性(xing)(xing)能检测时(shi),若经现(xian)场实际调查证明原(yuan)材(cai)(cai)料(liao)(liao)质量记录(lu)资料(liao)(liao)可靠,就(jiu)(jiu)可按原(yuan)记录(lu)资料(liao)(liao)确定(ding)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)能指标;或(huo)(huo)者(zhe)若能够(gou)找到被鉴定(ding)结(jie)构(gou)施(shi)工(gong)时(shi)原(yuan)结(jie)构(gou)构(gou)件(jian)的(de)(de)余(yu)料(liao)(liao),就(jiu)(jiu)可将该余(yu)料(liao)(liao)加(jia)工(gong)成(cheng)试样(yang)进行检验,确定(ding)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)能指标;或(huo)(huo)者(zhe)经调查确认(ren)被鉴定(ding)结(jie)构(gou)主要(yao)构(gou)件(jian)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)与(yu)其次要(yao)构(gou)件(jian)的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)为(wei)同一批(pi)次材(cai)(cai)料(liao)(liao),就(jiu)(jiu)可在(zai)(zai)其次要(yao)构(gou)件(jian)上取(qu)样(yang)检验确定(ding)材(cai)(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)性(xing)(xing)能指标。

    二、钢结构材料力学性能检测

 1、构件钢材(母材)的力学性能指(zhi)标

 材料(liao)强(qiang)度:屈(qu)服(fu)强(qiang)度σs、抗拉强度σb、屈强比(σs/σb)

 材(cai)料(liao)塑性:伸(shen)长率δ、断面收缩率ψ

 冲击韧性:Ak

 冷弯性能:a、a/d

 抗层状撕裂性能:Z

 2、焊接材料力学性能指标

 材料强度:规定非比例延伸强度σs、抗拉强度σb

 材料塑性:断后伸长率δ

 冲击(ji)韧(ren)性:Ak

 3、高强度大六角(jiao)头(tou)螺栓连接副

 扭(niu)矩系数:螺(luo)栓(shuan)楔负载(zai)强度;螺(luo)母保证荷载(zai);螺(luo)母和垫圈硬度。

 4、扭剪型高(gao)强度螺栓连接副。

 紧固轴力;螺(luo)栓楔负载(zai)强(qiang)度;螺(luo)母(mu)保证荷载(zai);螺(luo)母(mu)和垫(dian)圈硬(ying)度。

 5、普通螺栓

 螺栓(shuan)最小拉(la)力(li)。

 6、钢(gang)网(wang)架(jia)螺(luo)栓球节(jie)点用(yong)高强度(du)螺(luo)栓

 拉力(li);硬度(du)。

 现场(chang)检测的取样位(wei)置、取样数量及取样方法,对于既有钢结构除参(can)照(zhao)现行(xing)规范和规程外,尚应(ying)(ying)考(kao)虑现场(chang)实际情(qing)况,应(ying)(ying)由检测工程师(shi)协商(shang)确定(ding)。力学(xue)性能的评定(ding)标(biao)准按照(zhao)相(xiang)应(ying)(ying)的国家(jia)标(biao)准确定(ding)。

 既有钢(gang)(gang)结(jie)(jie)构检测(ce)中,对(dui)于检测(ce)前不(bu)能(neng)确(que)(que)定(ding)牌(pai)号(hao)的(de)钢(gang)(gang)材,应根(gen)据取(qu)样(yang)(yang)实验(yan)(yan)结(jie)(jie)果(guo)确(que)(que)定(ding)钢(gang)(gang)材牌(pai)号(hao)。若取(qu)样(yang)(yang)试(shi)验(yan)(yan)后无法根(gen)据试(shi)验(yan)(yan)结(jie)(jie)果(guo)确(que)(que)定(ding)钢(gang)(gang)材牌(pai)号(hao),则该钢(gang)(gang)材的(de)强度设计(ji)值按屈服强度试(shi)验(yan)(yan)结(jie)(jie)果(guo)最(zui)低值的(de)0.85倍确定。

 另(ling)外(wai),当不能(neng)确(que)定被检钢(gang)结构材料是否按照国(guo)家现行产品(pin)标准生(sheng)产时(shi),检测结果除提供钢(gang)材力学性能(neng)指标外(wai),还应补充(chong)提供拉伸曲线(xian)。

    三、钢结构材料化学(xue)成分(fen)检(jian)验分(fen)析(xi)

 除(chu)铁(Fe)元素外,钢结构材料中的其他主要化学成分包括:碳(C)、硫(S)、磷P)、硅(Si)、锰(Mn)。目前,钢结构检测中钢材常规化学成分检测的内容为上述五类元素。

    钢结(jie)构材(cai)料化学成(cheng)分检(jian)(jian)测取样(yang),可(ke)直接利用力(li)学性能检(jian)(jian)验的样(yang)品制作试样(yang),取样(yang)数(shu)量、实验方法和(he)评定标(biao)准按(an)照相应的国(guo)家标(biao)准确定。

    四、钢结构材料缺陷(xian)和损(sun)伤(shang)的无(wu)损(sun)检测

 钢结构材(cai)(cai)料中,缺(que)陷(xian)和(he)损伤的(de)(de)(de)类别和(he)形式很多,当(dang)缺(que)陷(xian)和(he)损伤的(de)(de)(de)尺寸达到一定的(de)(de)(de)数值(zhi)时,会影(ying)(ying)响构件(jian)(jian)或零件(jian)(jian)的(de)(de)(de)受力性(xing)能或安(an)全性(xing),有(you)时甚至危及结构的(de)(de)(de)安(an)全使(shi)用。另外,有(you)些(xie)缺(que)陷(xian)或损伤如(ru)裂纹即使(shi)尺度很小(xiao),也会严(yan)重(zhong)影(ying)(ying)响构件(jian)(jian)的(de)(de)(de)受力性(xing)能或安(an)全性(xing),因此,对(dui)钢构件(jian)(jian)材(cai)(cai)料进行探伤检测非常必要。

 1、钢结构材料(liao)缺(que)陷(xian)和损伤的检测方法

 钢构(gou)件(jian)表面缺陷和损伤(shang)检测(ce),常采用(yong)裸眼或(huo)(huo)辅(fu)以低倍(bei)放大镜观(guan)察、或(huo)(huo)磁粉(fen)探伤(shang)、或(huo)(huo)渗透探伤(shang)的(de)方法。钢构(gou)件(jian)内部缺陷和损伤(shang)检测(ce),常采用(yong)超声波或(huo)(huo)X射线无损探伤的方法

 2、检测抽样比例

既有钢结构现场检测,主要承重构件(jian)及节点的抽样(yang)数量为100%,其余一般构件和节点不少于20%;连接接头中的高强度螺栓,不少于八个每批;螺栓球节点,每种规格5%,且不应少于五个;焊接球节点,每种规格5%,且不应少于三个;索节点每种规格5%,且不应少于三个。

   在检测(ce)过程(cheng)中,若发现影响结构(gou)承载(zai)能(neng)力的严重(zhong)缺陷(xian)时,对(dui)(dui)有缺陷(xian)的构(gou)件及节点(dian)应全数(shu)检测(ce)。另外,对(dui)(dui)于事(shi)故或灾害后的钢结构(gou),主要承重(zhong)构(gou)件及节点(dian)的受损部位也(ye)应全数(shu)检测(ce)。
   钢结构(gou)材(cai)料缺陷(xian)和损(sun)伤的(de)(de)评定标(biao)准按照相应的(de)(de)国(guo)家标(biao)准确定。

    本节提到的主要(yao)构(gou)(gou)件(jian)和(he)主要(yao)节点(dian),是指钢结(jie)构(gou)(gou)系(xi)统中处(chu)于主要(yao)传力路线上的构(gou)(gou)件(jian)和(he)节点(dian),这类构(gou)(gou)件(jian)和(he)节点(dian)一旦(dan)发(fa)生(sheng)破坏(huai),将导致(zhi)结(jie)构(gou)(gou)发(fa)生(sheng)整体(ti)失稳或倒(dao)塌破坏(huai)。承重钢结(jie)构(gou)(gou)系(xi)统中主要(yao)构(gou)(gou)件(jian)和(he)主要(yao)节点(dian)的确定原则如下:
    a:位于结构(gou)体系(xi)中主要(yao)传力路径(jing)上的构(gou)件和(he)节(jie)点,均为主要(yao)构(gou)件和(he)主要(yao)节(jie)点。
    b:连接(jie)于(yu)主要传(chuan)力(li)支座(zuo)和柱脚的受力(li)构件均为主要构件。
    c:主要(yao)传(chuan)力支座和柱脚均为(wei)主要(yao)节点

    五、钢结构(gou)材料金(jin)相检测

 钢结(jie)构在长期使用过程中,如果防护不好(hao)或遭受(shou)灾害灾害影响(xiang),材(cai)料性(xing)能(neng)会逐(zhu)渐劣化,材(cai)料的显(xian)微(wei)组织可能(neng)发生(sheng)不同(tong)程度(du)的变(bian)化,例如经(jing)过高温(wen)后,金相组织会出现魏氏(shi)形(xing)貌,显(xian)微(wei)组织不均匀(yun)分布,这些(xie)变(bian)化将导致材(cai)料塑性(xing)降低,材(cai)料屈服点不明显(xian)等,都(dou)将影响(xiang)钢结(jie)构的使用性(xing)能(neng),因此,必要时,应(ying)进行钢材(cai)显(xian)微(wei)金相检测。
   通(tong)过金相检测(一(yi)般需(xu)要(yao)配(pei)合其(qi)他检测手(shou)段),可以找出钢(gang)结(jie)构材料失效的(de)原因和(he)影响(xiang)因素,为结(jie)构修复或加固提出改进措(cuo)施,以防止同类失效现(xian)象的(de)重复出现(xian)。
   1、钢结构材料金相检测的取样
   钢(gang)材金相(xiang)检测的(de)取样部位(wei),主要为开裂、应力集中、过(guo)热、变形或其它怀疑(yi)有材料组织(zhi)变化的(de)部位(wei)。
   2、钢结(jie)构材料金相(xiang)检测(ce)的(de)检测(ce)方法
   钢结构材(cai)料金相检测方法(fa)可采用现(xian)场复膜金相检验法(fa)、或(huo)使用便(bian)携式显微(wei)镜现(xian)场检测法(fa)、或(huo)现(xian)场取(qu)样在实(shi)验室(shi)进行宏观、微(wei)观、断口(kou)等金相检验。
钢结构材料(liao)金相(xiang)检(jian)测(ce)的评定标准按(an)照相(xiang)应(ying)的国家标准确定。


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