一、钢结构安全检测鉴定的重要性
钢结构在现代建筑中的应用极为广泛。无论是高层建筑、体育场馆、工业厂房,还是桥梁、地下空间等领域,都能看到钢结构的身影。例如,许多高楼大厦采用钢结构作为主要结构,利用其高强度和轻质特性提高建筑的承重能力和抗震性能;大型体育场馆也常采用钢结构作为建筑框架,满足大跨度建筑的要求,实现快速建设。
钢结构虽有诸多优势,但如果忽视安全检测鉴定工作,可能会带来严重后果。一方面,随着使用时间的增加,钢结构易受腐蚀等外界因素影响,若不及时检测,可能出现锈蚀、裂缝、变形等问题,降低安全系数。例如一些钢结构房屋,外表看似稳固,但经专业设备检测后,可能会发现多处病害及损坏问题,如连接节点表面轻微锈蚀、焊缝出现开裂迹象等。另一方面,忽视检测可能影响房屋的使用性能。若钢结构安全性能不达标而未及时处理,可能导致房屋无法正常使用,甚至可能在不可抗力作用下发生倒塌等事故,造成财产损失和人员伤亡,带来恶劣的社会影响。
以安徽某建材公司委托的厂房安全鉴定为例,通过对厂房地基、上部承重结构和围护结构系统的全面检测,评定该厂房现状安全性等级为 B级,可正常安全使用。这充分说明安全检测鉴定工作能及时发现问题,为保障建筑安全提供有力依据。
二、检测鉴定方法
(一)常见问题及解决办法
钢结构在使用过程中可能会出现一些常见的安全问题,以下是这些问题及相应的解决办法:
焊接质量差:焊接工艺不合理或焊工水平低下会导致结构强度不足。解决办法是加强对焊工的培训和管理,确保焊接工艺符合规范要求。在施工过程中,要对焊接质量进行严格检查,采用无损检测等方法确保焊缝质量。
构件尺寸不符:如门窗、外窗等小构件尺寸达不到规范标准,易被人为损坏甚至造成破坏性事故。在制作构件时,要严格按照设计图纸进行加工,加强质量控制。对于不符合尺寸要求的构件,应及时进行更换或调整。
安装施工不佳:如果安装过程中操作不当,将产生螺栓松动或倾斜,从而影响整体性能。在安装过程中,要严格按照施工方案进行操作,确保螺栓连接牢固。对于松动的螺栓,应及时进行紧固;对于倾斜的构件,应进行调整或更换。
(二)具体检测方法
挠度检测:钢结构构件(梁、柱)的挠度可采用激光测距仪、水准仪或拉线等方法进行检测。当观测条件允许时,亦可用挠度计、位移传感器等设备直接测定挠度值。例如,在某大型钢结构厂房的检测中,采用激光测距仪对钢梁的挠度进行检测,通过测量钢梁两端的高度差,计算出挠度值,从而判断钢梁的变形情况。
结构主体倾斜检测:结构主体的倾斜检测包括测定结构顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度以及倾斜速率。可采用激光定位仪、经纬仪、三轴定位仪或吊锤的仪器设备检测。如对某高层建筑的钢结构进行倾斜检测时,使用经纬仪对建筑物的四个角进行观测,通过测量角度变化,计算出倾斜度和倾斜速率。
结构连接检测:
螺栓检测:对于螺栓对结构适用性影响的检测主要依靠外观检查,看其是否存在螺杆剪断、弯曲,孔壁承压破坏,板件端部剪坏、拉坏等现象。在房屋安全鉴定中,可对螺栓进行抽样检查,采用扭力扳手对螺栓的紧固性进行复查。
焊缝检测:焊缝检测有两种方法,普通方法一般指外观检查、测量尺寸、钻孔检查等;jingque方法一般指在普通方法的基础上,用X射线、超声波等方法进行的补充检查。例如,在某钢结构桥梁的检测中,先采用外观检查对焊缝进行初步检测,发现疑似缺陷后,再用超声波检测方法进行jingque检测,确定焊缝的质量。
裂缝锈蚀检测:对于结构构件的裂纹或缺陷,可采用涡流、磁粉和渗透等无损检测技术检测。涡流检测根据被测构件内涡流流动的路径变化判断结构裂缝等情况;磁粉检测利用的是磁粉被铁吸附形成裂缝带,从而显示裂缝痕迹;渗透检测将渗透液涂在被测构件表面,再涂上一层显像剂,将渗入并滞留在缺陷中的渗透液吸出来,就能得到被放大了的缺陷的清晰显示。在钢结构厂房的检测中,可根据实际情况选择合适的检测方法,对钢结构构件的裂缝和锈蚀情况进行全面检测。
三、检测鉴定案例
(一)合肥钢结构连廊鉴定案例
2019 年 3 月 25 日,受委托对安徽省合肥市经济技术开发区蓬莱路 2592 号某公司钢结构连廊进行安全性鉴定。该连廊建于2017 年,平面呈矩形,钢框架结构,独立基础,长 21.93m,宽 8.25m,高 8.1m,轻钢屋面,主框架钢材牌号为Q345B。
地基检测:连廊周边地面与上部主体结构未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征。连廊柱现状垂直度满足相关规范要求,综合评定地基基础安全性等级为B 级。
上部承重结构鉴定:
结构布置复核:采用测距仪、卷尺等测量工具对连廊结构空间布置进行复核,结果符合设计图纸。
钢材强度检测:现场采用里氏硬度计对连廊主体结构钢材硬度进行检测,推定检验批钢材牌号为Q345。
钢构件截面尺寸复核:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等对连廊结构主要构件尺寸进行复核,符合设计图纸。
漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪对连廊结构主要构件尺寸进行漆膜厚度检测,符合相关规范要求。
构造和连接检查:钢构件长细比等构造合理,连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。柱间支撑、水平支撑、系杆等结构构造措施齐全。连接节点现状基本完好,表面存在轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。综合评定连廊上部承重结构承载功能安全性等级为A 级。
围护结构系统鉴定:围护墙无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠。屋面无变形、破损等损伤情况,评定该连廊围护结构系统安全性等级为A 级。
(二)安徽钢结构厂房鉴定案例
2020 年 12 月 23 日,受安徽某建材公司委托,对六安市裕安区国华路 12 号一厂房进行安全鉴定。
地基检查:通过对该厂房场地检查、地基基础检查以及钢柱垂直度检测后,未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征的情况,房屋钢架柱现状垂直度满足相关规范要求,地基基础处于正常状态。
上部承重结构检测:
空间布置复核与钢材强度检测:现场采用测距仪、卷尺等测量工具对房屋结构空间布置进行复核,并采用里氏硬度计对房屋主体结构钢材硬度进行检测,推定检验批钢材牌号为Q345。
构件尺寸检测与漆膜厚度检测:现场采用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等测量工具对房屋结构主要构件尺寸进行检测,采用涂层测厚仪对房屋结构主要构件尺寸进行漆膜厚度检测,结果符合相关规范要求。
构造和连接检查:钢构件长细比等构造合理,连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。柱间支撑、水平支撑、系杆等结构构造措施齐全。连接节点现状基本完好,表面存在轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。
围护结构系统安全性鉴定:该厂房围护墙无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠;屋面无变形、破损等损伤情况,围护结构系统安全性等级为A 级。综合评定该厂房现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。
(三)详细案例分析
以深圳某钢结构安全性检测鉴定为例,建筑钢结构具有复杂性和可变性。在力学性能检测方面,可采用里氏硬度计对钢材硬度进行检测,根据检测结果推定钢材牌号。如在深圳新钢结构检测中,对钢结构焊缝一般应选用B 级检验,包括采用一种角度探头在焊缝的单面双侧进行检验,对整个焊缝截面进行探测,母材厚度大于 100mm时,采用双面双侧检验等。
在损伤检测方面,对于结构构件的裂纹或缺陷,可采用涡流、磁粉和渗透等无损检测技术。涡流检测根据被测构件内涡流流动的路径变化判断结构裂缝等情况;磁粉检测利用磁粉被铁吸附形成裂缝带,显示裂缝痕迹;渗透检测将渗透液涂在被测构件表面,再涂上一层显像剂,能得到被放大了的缺陷的清晰显示。例如在深圳某钢结构检测中,对厂房外墙根部布设沉降监测点,检测人员先对影响房屋结构安全的房屋构件进行检测,包括混凝土结构构件检测中采用混凝土钻芯法检测混凝土强度,钢结构工程构件检测中采用钢材抗拉强度试验法检测钢材试件抗拉强度等,全面评估钢结构的安全性能。
四、检测鉴定流程
(一)标准要求
钢结构厂房在以下情况需要进行安全鉴定:
出现变形或倾斜:
厂房因勘察、设计、施工、使用等原因,出现裂缝损伤或倾斜变形时。这类项目除评估结构安全性、提出处理建议外,一般需要进行损伤原因分析,明确是勘察、设计、施工、使用等哪个环节造成现有损伤,为责任认定提供依据。
厂房因相邻工程影响,出现裂缝损伤或倾斜变形时。此时重点是区分受检房屋的裂缝损伤或倾斜变形系房屋本身原因引起还是邻近基坑工程施工影响引起,评估结构安全性并提出合理的处理措施建议。
老化迹象:厂房因材料、环境等原因,在设计使用年限内出现影响安全或使用的劣化、老化迹象时。对钢结构而言,主要老化迹象是钢材锈蚀。这类结构安全性检测评估,一般需要进行材料和环境分析,查找造成劣化或老化的主要原因,预测继续劣化或老化的程度,并提出有效的处理措施建议。
超过使用年限:厂房同普通的居民住房和商业住房一样,在设计建造时都会有一个估计使用年限,在快要达到这个使用年限时大家就要注意,要关注房屋的使用情况,在到达使用年限的时候,就算大体上,或者肉眼可见的没有什么问题,也不可以忽视,要进行厂房的安全鉴定,以确定厂房是否还能继续使用。
(二)检测项目
结构主体倾斜检测:对于专业的钢结构厂房安全鉴定公司来说,钢结构建筑主体倾斜检测包括检测钢结构顶部观测点相对于底部固定点或上层相对于下层观测点的倾斜度以及倾斜速率。可采用激光定位仪、经纬仪、三轴定位仪或吊锤的仪器设备检测。
挠度检测:钢结构构件的挠度检测,可采用激光测距仪、水准仪或拉线等仪器设备进行实地检测鉴定。如果当时的观测条件允许,鉴定公司也可以通过挠度计、位移传感器等设备直接测定挠度值。
结构连接检测:
螺栓检测:在房屋安全鉴定对于螺栓对结构适用性影响的检测主要依靠外观检查,看其是否存在螺杆剪断、弯曲,孔壁承压破坏,板件端部剪坏、拉坏等现象。
焊缝检测:对钢结构焊缝检测有两种方法。普通方法一般指外观检查、钻孔检查、测量尺寸等。jingque方法一般指在普通方法的基础上,用 X射线、超声波等方法进行的补充检查。
裂缝锈蚀检测:在房屋安全鉴定中对钢结构构件的裂纹或缺陷,可采用涡流、磁粉和渗透等无损检测技术检测。涡流检测根据被测构件内涡流流动的路径变化判断结构裂缝等情况;渗透检测将渗透液涂在被测构件表面,再涂上一层显像剂,将渗入并滞留在缺陷中的渗透液吸出来,就能得到被放大了的缺陷的清晰显示;磁粉检测利用的是磁粉被铁吸附形成裂缝带,从而显示裂缝痕迹。
(三)危房鉴定等级划分
钢结构厂房的危房鉴定分为 A、B、C、D 四个等级:
A 级:结构承载力能满足正常使用要求,未腐朽危险点,房屋结构安全。
B级:结构承载力基本满足正常使用要求,个别结构构件处于危险状态,但不影响主体结构,基本满足正常使用要求。
C 级:部分承重结构承载力不能满足正常使用要求,局部出现险情,构成局部危房。
D 级:房屋承重结构的承载力不满足正常使用的要求,房屋整体出现险情,构成整幢危房。
(四)具体步骤
准备工作:明确检测鉴定的目的和范围,确定检测鉴定的项目和内容。收集相关的设计图纸、施工记录、材料质量证明等资料,以便对钢结构进行全面的了解和分析。
现场调查:对钢结构进行全面的观察和了解,包括钢结构的外观、尺寸、连接方式等。对钢结构的施工质量和环境进行评估,为后续的检测鉴定提供依据。
材料检测:通过对钢材、焊材、涂料等材料进行检测,确定材料的质量和性能是否符合设计要求和相关标准。常用的材料检测方法包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等。
无损检测:发现钢结构内部存在的缺陷和损伤,如裂纹、夹渣、气孔等。常用的无损检测方法包括超声波检测、射线检测、磁粉检测等。
结构性能检测:对钢结构的承载能力、稳定性、刚度等性能进行检测,确定钢结构的安全性和稳定性是否符合设计要求和相关标准。常用的结构性能检测方法包括静载试验、动载试验、抗震试验等。
数据处理与分析:对获取的数据进行整理和分析,发现钢结构存在的安全隐患和问题,为后续的修复和加固提供依据。对数据进行归纳和形成完整的检测鉴定报告。
结论与建议:根据检测结果和分析结果得出结论。如果钢结构存在安全隐患或问题,及时采取措施进行修复和加固。提出针对性的建议和措施,以避免类似问题的发生。