1、建筑鋼結構的檢測建筑鋼結構的檢測湖南大學湖南大學 黃政宇教授黃政宇教授建筑結構檢測的基本規定建筑結構檢測的基本規定 建筑結構檢測范圍和分類 ： 建筑結構工程質量的檢測： 遇到下列情況之一時，應進行建筑結構工程質量的檢測： 涉及結構安全的試塊、試件以及有關材料檢驗數量不足： 對施工質量的抽樣檢測結果達不到設計要求； 對施工質量有懷疑或爭議，需要通過檢測進一步分析結構的可靠性； 發生工程事故，需要通過檢測分析事故的原因及對結構可靠性的影響。 既有建筑結構性能的檢測： 遇到下列情況之一時，應對既有建筑結構現狀缺陷和損傷、結構構件承載力、結構變形等涉及結構性能的項目進行檢測： 建筑結構安全鑒定； 建筑

2、結構抗震鑒定； 建筑大修前的可靠性鑒定； 建筑改變用途、改造、加層或擴建前的鑒定； 建筑結構達到設計使用年限要繼續使用的鑒定； 受到災害、環境侵蝕等影響建筑的鑒定； 對既有建筑結構的工程質量有懷疑或爭議。建筑結構檢測的一般要求建筑結構檢測的一般要求 應為建筑結構工程質量的評定或建筑結構性能的鑒定提供真實、可靠、有效的檢測數據和檢測結論。 應根據GB/T50344-2004的要求和建筑結構工程質量評定或既有建筑結構性能鑒定的需要合理確定檢測項目和檢測方案。 對于重要和大型公共建筑宜進行結構動力測試和結構安全性監測。建筑鋼結構的檢測建筑鋼結構的檢測 鋼結構的檢測分類和內容： 分類鋼結構質量或性能的

3、檢測鋼構件質量或性能的檢測 內容鋼結構材料性能連接構件的尺寸與偏差變形與損傷構造以及涂裝結構或構件性能的實荷檢驗結構的動力測試等材材 料料 鋼材的力學性能檢驗項目：屈服點抗拉強度伸長率冷彎沖擊功等。 取樣 工程有與結構同批的鋼材時，將其加工成試件，進行鋼材力學性能檢驗； 工程沒有與結構同批的鋼材時，可在構件上截取試樣，但應確保結構構件的安全。 力學性能檢驗試件的取樣數量、取樣方法、試驗方法和評定標準檢驗項目檢驗項目取樣數量取樣數量（個批）（個批）取樣方法取樣方法試驗方法試驗方法評定標準評定標準屈服點、抗拉強屈服點、抗拉強度、伸長率度、伸長率l l 鋼及鋼及鋼產品鋼產品 力學性力學性能試驗能試驗

4、取樣位取樣位置及試置及試樣制備樣制備GB GB 29752975金屬材料金屬材料 拉伸試驗拉伸試驗 第第1 1部部分：室溫試驗方法分：室溫試驗方法GB/T 228.1-2010GB/T 228.1-2010碳素結構鋼碳素結構鋼GB700GB700；低合金高強度結構低合金高強度結構鋼鋼GB/T1591GB/T1591；其他鋼材產品標準其他鋼材產品標準冷彎冷彎l l金屬材料金屬材料 彎曲試驗方法彎曲試驗方法GB/T 232-2010GB/T 232-2010沖擊功沖擊功3 3金屬材料金屬材料 夏比擺錘沖擊試夏比擺錘沖擊試驗方法驗方法GB/T 229-2007GB/T 229-2007注：1、鋼材和

5、屈服點或抗拉強度不滿足要求時，應補充取樣進行拉伸試驗；同類構件同一規格的鋼材劃為一批，每批抽樣3個； 2、銹蝕或火災等對鋼材力學性能的影響，可采用取樣的方法檢測。 鋼材化學成分分析： 分類： 全成分分析 主要成分分析 取樣、試驗和評定： 鋼材化學成分的分析每批鋼材可取一個試樣 取樣按鋼和鐵 化學成分測定用試樣的取樣和制樣方法GBT 20066-2006進行 試驗按鋼鐵及合金化學分析方法GB 223進行 按相應產品標準進行評定。 既有鋼結構鋼材的抗拉強度范圍的估算既有鋼結構鋼材的抗拉強度范圍的估算 可采用表面硬度法檢測： 將構件測試部位用鋼銼打磨構件表面，除去表面銹斑、油漆，然后應分別用粗、細砂

6、紙打磨構件表面，直至露出金屬光澤。 按所用儀器的操作要求測定鋼材表面的硬度。 在測試時，構件及測試面不得有明顯的顫動。 按所建立的專用測強曲線換算鋼材的強度。 也可參考黑色金屬硬度及相關強度換算值GB/T 1172等標準的規定確定鋼材的換算抗拉強度，但測試儀器和檢測操作應符合相應標準的規定，并應對標準提供的換算關系進行驗證。 應用表面硬度法檢測鋼結構鋼材抗拉強度時，應有取樣檢驗鋼材抗拉強度的驗證。 鋼結構的連接分為：焊接連接焊釘（栓釘）連接螺栓連接高強螺栓連接等連連 接接 焊接連接焊接連接 焊縫質量： 對設計上要求全焊透的一、二級焊縫和設計上沒有要求的鋼材等強對焊拼接焊縫的質量，可采用超聲波探

7、傷的方法檢測，并應符合下列規定： 對鋼結構工程質量，應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205的規定進行檢測； 對既有鋼結構性能，可采取抽樣超聲波探傷檢測；抽樣數量不應少于標準規定的樣本最小容量； 焊縫缺陷分級，應按鋼焊縫手工超聲波探傷方法及質量分級法GB 11345確定。 外觀檢查： 對鋼結構工程的所有焊縫都應進行外觀檢查；對既有鋼結構檢測時，可采取抽樣檢測焊縫外觀質量的方法，也可采取按委托方指定范圍抽查的方法。焊縫的外形尺寸和外觀缺陷檢測方法和評定標準，應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205確定。建筑結構抽樣檢測的最小樣本容量檢測批的容量檢測批的容量檢測類別和樣本最小容量檢測類

8、別和樣本最小容量檢測批的容量檢測批的容量檢測類別和樣本最小容量檢測類別和樣本最小容量ABCABC28223501120032801259152351201320050125200162535832011000080200315265058131000135000125315500519051320350011500002005008009115082032150001500000315800125015128013325050000050012502000281500205080注：檢測類別注：檢測類別A A適用于一般施工質量的檢測，檢測類別適用于一般施工質量的檢測，檢測類別B B適用于結構質

9、量或性能的檢測，檢測類別適用于結構質量或性能的檢測，檢測類別C C適用于結構質量或性能適用于結構質量或性能的嚴格檢測或復檢。的嚴格檢測或復檢。 力學性能： 檢驗項目： 分為拉伸、面彎和背彎等項目 取樣方法和數量： 可采取截取試樣的方法，按焊接接頭機械性能試驗取樣方法GB 2649取樣，但應采取措施確保安全。每個檢驗項目各取兩個試樣。 檢驗方法： 焊接接頭拉伸試驗方法GB 2651和焊接接頭彎曲及壓扁試驗方法GB 2653等確定。 焊接接頭焊縫的強度不應低于母材強度的最低保證值焊接接頭焊縫的強度不應低于母材強度的最低保證值。焊釘焊接焊釘焊接 對鋼結構工程質量檢測時，可抽樣進行焊釘焊接后的彎曲檢測

10、; 抽樣數量: 不應少于標準中A類檢測的要求 檢測方法與評定標準: 錘擊焊釘頭使其彎曲至300，焊縫和熱影響區沒有肉眼可見的裂紋可判為合格； 檢測批的合格判定按一般項目正常一次性抽樣判定，見下表。 樣本容量樣本容量合格判定數合格判定數不合格判定數不合格判定數樣本容量樣本容量合格判定數合格判定數不合格判定數不合格判定數 25 8 13 20 l 2 3 5 2 3 4 6 32 50 80 125 7 10 14 21 9 11 15 22高強度螺栓連接 高強度大六角頭螺栓連接副的材料性能和扭矩系數: 檢驗方法和檢驗規則應按 鋼結構用高強度大六角頭螺栓、大六角螺母、墊圈技術條件GB/T 1231

11、 鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205 鋼結構高強度螺栓連接的設計、施工及驗收規范JGJ 82。扭剪型高強度螺栓連接副的材料性能和緊固軸力: 檢驗方法和檢驗規則應按 鋼結構用扭剪型高強度螺栓連接副技術條件GB/T 3633 鋼結構工程施工質量驗收規范GB50205。對扭剪型高強度螺栓連接質量，可檢查螺栓端部的梅花頭是否已擰掉，除因構造原因無法使用專用扳手擰掉梅花頭者外，未在終擰中擰掉梅花頭的螺栓數不應大于該節點螺栓數的5%。抽樣檢驗時，應按主控項目正常一次性抽樣或主控項目正常二次性抽樣進行檢測批的合格判定。對高強度螺栓連接質量的檢測，可檢查外露絲扣，絲扣外露應為2至3扣，允許有10%的螺

12、栓絲扣外露1扣或4扣。抽樣檢驗時，應按一般項目正常一次性抽樣或一般項目正常二次性抽樣進行檢測批的合格判定。尺寸與偏差 鋼構件尺寸的檢測應符合下列規定： 抽樣檢測構件的數量，可根據具體情況確定，但不應少于建筑結構抽樣檢測的最小樣本容量規定的相應檢測類別的最小樣本容量； 尺寸檢測的范圍，應檢測所抽樣構件的全部尺寸，每個尺寸在構件的3個部位量測，取3處測試值的平均值作為該尺寸的代表值。 尺寸量測的方法，可按相關產品標準的規定量測，其中鋼材的厚度可用超聲測厚儀測定； 構件尺寸偏差的評定指標，應按相應的產品標準確定； 對檢測批構件的重要尺寸，應按主控項目正常一次性抽樣或主控項目正常二次性抽樣進行檢測批的

13、合格判定；對檢測批構件一般尺寸的判定，應按本標準按一般項目正常一次性抽樣或一般項目正常二次性抽樣進行檢測批的合格判定； 特殊部位或特殊情況下，應選擇對構件安全性影響較大的部位或損傷有代表性的部位進行檢測。 鋼構件的尺寸偏差，應以設計圖紙規定的尺寸為基準計算尺寸偏差；偏差的允許值，應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205確定。 鋼構件安裝偏差的檢測項目和檢測方法，應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205確定。缺陷、損傷與變形 鋼材外觀質量的檢測可分為均勻性，是否有夾層、裂紋、非金屬夾雜和明顯的偏析等項目。 當對鋼材的質量有懷疑時，應對鋼材原材料進行力學性能檢驗或化學成分分析。 對鋼結

14、構損傷的檢測可分為裂紋、局部變形、銹蝕等。 鋼材裂紋，可采用觀察的方法和滲透法檢測。采用滲透法檢測時，應用砂輪和砂紙將檢測部位的表面及其周圍20mm范圍內打磨光滑，不得有氧化皮、焊渣、飛濺、污垢等；用清洗劑將打磨表面清洗干凈，干燥后噴涂滲透劑，滲透時間不應少于10min;然后再用清洗劑將表面多余的滲透劑清除；最后噴涂顯示劑，停留10 30min后，觀察是否有裂紋顯示。 桿件的彎曲變形和板件凹凸等變形情況，可用觀察和尺量的方法檢測，量測出變形的程度；變形評定，應按現行鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205的規定執行。 螺栓和鉚釘的松動或斷裂，可采用觀察或錘擊的方法檢測。 結構構件的銹蝕，可按

15、涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級GB 8923確定銹蝕等級，對D級銹蝕，還應量測鋼板厚度的削弱程度。 鋼結構構件的撓度、傾斜等變形與位移和基礎沉降等，可分別參照標準的有關方法和相應標準規定的方法進行檢測。構 造 鋼結構桿件長細比的檢測與核算，可按標準中尺寸檢測的規定測定桿件尺寸，以實際尺寸等核算桿件的長細比。 鋼結構支撐體系的連接，可按標準中連接檢測的規定檢測；支撐體系構件的尺寸，可按標準中尺寸檢測的規定進行測定；應按設計圖紙或相應設計規范進行核實或評定。 鋼結構構件截面的寬厚比，可按標準中尺寸檢測的規定測定構件截面相關尺寸，并進行核算，應按設計圖紙和相關規范進行評定。 涂 裝 鋼結構防護涂料

16、的質量，應按國家現行相關產品標準對涂料質量的規定進行檢測。 鋼材表面的除銹等級，可用現行國家標準涂裝前鋼材表面銹蝕等級和除銹等級G8 8923規定的圖片對照觀察來確定。 不同類型涂料的涂層厚度，應分別采用下列方法檢測： 漆膜厚度，可用漆膜測厚儀檢測，抽檢構件的數量不應少于建筑結構抽樣檢測的最小樣本容量A類檢測樣本的最小容量，也不應少于3件；每件測5處，每處的數值為3個相距50mm的測點干漆膜厚的平均值。 對薄型防火涂料涂層厚度，可采用涂層厚度測定儀檢測，量測方法應符合鋼結構防火涂料應用技術規程CECS 24的規定。 對厚型防火涂料層厚度，應采用測針和鋼尺檢測，量測方法應符合鋼結構防火涂料應用技

17、術規程CECS 24的規定。 涂層的厚度和偏差值應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205的規定進行評定。 涂裝的外觀質量，可根據不同材料按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205的規定進行檢測和評定。鋼網架 鋼網架的檢測項目可分為：節點的承載力、焊縫、尺寸與偏差、桿件的不平直度和鋼網架的撓度等。 鋼網架焊接節點和螺栓球節點的承載力的檢驗，應按網架結構工程質量檢驗評定標準JGJ 78的要求進行。對既有的螺栓球節點網架，可從結構中取出節點來進行節點的極限承載力檢驗。在截取螺栓球節點時，應采取措施確保結構安全。 鋼網架中焊縫，可采用超聲波探傷的方法檢測，檢測操作與評定應按焊接球節點鋼網架焊縫

18、超聲波探傷及質量分級法JG/T 3034.1或螺栓球節點鋼網架焊縫超聲波探傷及質量分級法JG/T 3034.2的要求進行。 鋼網架中焊縫的外觀質量，應按鋼結構工程施工質量驗收規范GB 50205的要求進行檢測。 焊接球、螺栓球、高強度螺栓和桿件偏差的檢測，檢測方法和偏差允許值應按網架結構工程質量檢驗評定標準JGJ 78的規定執行。 鋼網架鋼管桿件的壁厚，可采用超聲測厚儀檢測，檢測前應清除飾面層。 鋼網架中桿件軸線的不平直度，可用拉線的方法檢測，其不平直度不得超過桿件長度的千分之一。 鋼網架的撓度，可采用激光測距儀或水準儀檢測，每半跨范圍內測點數不宜小于3個，且跨中應有1個測點，端部測點距端支座

19、不應大于1m。結構性能實荷檢驗與動測 對于大型復雜鋼結構體系可進行原位非破壞性實荷檢驗，直接檢驗結構性能。 對結構或構件的承載力有疑義時，可進行原型或足尺模型荷載試驗。試驗應委托具有足夠設備能力的專門機構進行。試驗前應制定詳細的試驗方案，包括試驗目的、試件的選取或制作、加載裝置、測點布置和測試儀器、加載步驟以及試驗結果的評定方法等。 對于大型重要和新型鋼結構體系，宜進行實際結構動力測試，確定結構自振周期等動力參數。 鋼結構桿件的應力，可根據實際條件選用電阻應變儀或其他有效的方法進行檢測。鋼結構性能的靜力荷載檢驗 鋼結構性能的靜力荷載檢驗分為： 使用性能檢驗 承載力檢驗 破壞性檢驗 使用性能檢驗

20、和承載力檢驗的對象可以是實際的結構或構件，也可以是足尺模型； 破壞性檢驗的對象可以是不再使用的結構或構件，也可以是足尺模型。 檢驗裝置和設置，應能模擬結構實際荷載的大小和分布，能反映結構或構件實際工作狀態，加荷點和支座處不得出現不正常的偏心，同時應保證構件的變形和破壞不影響測試數據的準確性和不造成檢驗設備的損壞和人身傷亡事故。 檢驗的荷載，應分級加載，每級荷載不宜超過最大荷載的20%，在每級加載后應保持足夠的靜止時間，并檢查構件是否存在斷裂、屈服、屈曲的跡象。 變形的測試，應考慮支座的沉降變形的影響，正式檢驗前應施加一定的初試荷載，然后卸荷，使構件貼緊檢驗裝置加載過程中應記錄荷載變形曲線，當這

21、條曲線表現出明顯非線性時，應減小荷載增量。 達到使用性能或承載力檢驗的最大荷載后應持荷至少1h每隔15min測取一次荷載和變形值，直到變形值在15min內不再明顯增加為止。然后應分級卸載，在每一級荷載和卸載全都完成后測取變形值。 當檢驗用模型的材料與所模擬結構或構件的材料性能有差別時，應進行材料性能的檢驗。 使用性能檢驗使用性能檢驗 使用性能檢驗以證實結構或構件在規定荷載的作用下不出使用性能檢驗以證實結構或構件在規定荷載的作用下不出現過大的變形和損傷，經過檢驗且滿足要求的結構或構件現過大的變形和損傷，經過檢驗且滿足要求的結構或構件應能正常使用。應能正常使用。 在規定荷載作用下，某些結構或構件可

22、能會出現局部永久在規定荷載作用下，某些結構或構件可能會出現局部永久性變形，但這些變形的出現應是事先確定的且不表明結構性變形，但這些變形的出現應是事先確定的且不表明結構或構件受到損傷?；驑嫾艿綋p傷。 檢驗的荷載，應取下列荷載之和：檢驗的荷載，應取下列荷載之和： 實際自重實際自重 l.0; 其他恒載其他恒載1.15; 可變荷載可變荷載1.25。 經檢驗的結構或構件應滿足下列要求：經檢驗的結構或構件應滿足下列要求： 荷載荷載變形曲線宜基本為線性關系；變形曲線宜基本為線性關系； 卸載后殘余變形不應超過所記錄到最大變形值的卸載后殘余變形不應超過所記錄到最大變形值的20%。 當上述的要求不滿足時，可重新

23、進行檢驗。第二次檢驗中當上述的要求不滿足時，可重新進行檢驗。第二次檢驗中的荷載的荷載變形曲線應基本上呈現線性關系，新的殘余變形變形曲線應基本上呈現線性關系，新的殘余變形不得超過第二次檢驗中所記錄到最大變形的不得超過第二次檢驗中所記錄到最大變形的10%。 承載力檢驗承載力檢驗 承載力檢驗用于證實結構或構件的設計承載力。 在進行承載力檢驗前，宜先進行使用性能檢驗且檢驗結果滿足相應的要求。 承載力檢驗的荷載，應采用永久和可變荷載適當組合的承載力極限狀態的設計荷載。 承載力檢驗結果的評定，檢驗荷載作用下，結構或構件的任何部分不應出現屈曲破壞或斷裂破壞；卸載后結構或構件的變形應至少減少20%。 破壞性檢

24、驗破壞性檢驗 破壞性檢驗用于確定結構或模型的實際承載力。 進行破壞性檢驗前，宜先進行設計承載力的檢驗，并根據檢驗情況估算被檢驗結構的實際承載力。 破壞性檢驗的加載，應先分級加到設計承載力的檢驗荷載，根據荷載變形曲線確定隨后的加載增量，然后加載到不能繼續加載為止，此時的承載力即為結構的實際承載力。鋼結構的裂紋檢測鋼結構的裂紋檢測 鋼結構裂紋的檢測: 外觀檢測 內部缺陷檢測。 外觀檢測法: 將結構構件裂紋附近10mm20mm清除干凈，檢測部位應用砂紙打磨、清浩，并用濃度為10%的酒精溶液浸潤、擦凈，可通過肉眼觀察并借助標準樣板、量規和放大鏡等工具進行檢測。 當采用橡皮木錘敲擊法時，應敲擊構件的多個

25、部位。當敲擊聲音不清脆、傳音不勻時，可判斷構件裂紋存在。 當采用10倍以上放大鏡檢查時，應在有裂紋的構件表面劃出方格網，進行觀察。 當采用滴油擴散法時，構件表面滴油劑呈圓弧狀擴散可判定無裂紋；油漬呈線狀擴散且有滲入，可判定有裂紋。 當進行局部破壞性檢驗時，可采用折斷面法進行檢測，或采用對裂紋進行局部鉆孔檢查的方法檢查焊縫內部的裂紋。 折斷面法折斷面法: : 采用折斷面法進行檢測時，應預先在裂紋表面沿裂紋方向刻一條長約為構件厚度1/3的溝槽，然后用拉力機或錘子將試樣折斷，并保證裂紋在溝槽處斷開。 超聲檢測法：超聲檢測法： 對管材壁厚為4mm8mm、曲率半徑為60mm160mm的鋼管對接焊縫與相貫節點焊縫進行檢測時，應按照鋼結構超聲波探傷及質量分級法（JG/T203）執行； 對管材厚度不小于8mm、曲率半徑不小于160mm的普通碳素鋼和低合金鋼對接全熔透焊縫進行A型脈沖反射式手工超聲波的檢測。 超聲檢測應按照以下要求進行： 檢測前應對探測面進行打磨，清除焊渣、油垢及其它雜質，表面粗糙度不應超過6.3m； 根據構件的不同厚度，選擇儀器時間基線水平、深度或聲程的調節； 當受檢構件的表面耦合損失及材質衰減與試塊不同時，宜考慮表面補償或材質補償； 耦合劑應具有良好透聲性和適宜流動性，不應對材料和人體有損傷作用，同時應便于檢測后清理；