钢结构建筑逐渐走进视野,其安全性及变形检测问答
- admin
- 2025-04-04
- 钢结构资料库
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提起钢结构,大家都不会陌生。首先能想到的是 08 年北京奥运会的主会场“鸟巢”。它的外形结构主要由巨大的门式钢架构成,一经面世就给人们带来了强烈的震撼。除了“鸟巢”,如今越来越多的钢结构开始进入人们的视野,钢结构厂房等随处都能见到。记得在 2014 年橙子大学刚毕业时,他的第一份工作所在的公司提供住宿,他就住在了钢厂房里。当时他感觉很心酸,但现在回想起来,那空旷的空间是现在的小房子所无法比拟的。
钢结构和传统的钢筋混凝土建筑不同。于是就有了这样的问题:这些钢结构安全吗?钢结构建筑的变形又是如何被检测的呢?今天橙子将为您解答这些问题!
一、检测对象
钢结构的检测对象主要包含托架、桁架、梁、受压杆件、焊缝、螺栓等,还有整体钢结构的主体结构。中交路桥科技有限公司专注于钢结构检测,其联系方式为 17736920826,并且拥有多项钢结构检测专利技术,具备丰富的经验。
二、检测内容及方法
(1)挠度检测
钢结构构件中的梁和柱的挠度,能够运用激光测距仪来进行检测,也能够运用水准仪进行检测,还能够运用拉线等方法进行检测。当观测条件具备可以进行观测的时候,还可以使用挠度计这种设备直接去测定挠度值,也可以使用位移传感器等设备直接测定挠度值。
(2)结构主体倾斜检测
结构顶部观测点相对于底部固定点的倾斜度需要测定,上层相对于下层观测点的倾斜度也需要测定,同时结构顶部观测点相对于底部固定点的倾斜速率要测定,上层相对于下层观测点的倾斜速率也要测定,这些都属于结构主体的倾斜检测。
结构的倾斜,可以用吊锤来检测。
(3)结构水平位移检测
结构的水平位移能够通过激光准直法来进行测定,同时也可以利用测边角法来进行测定。
当对测量检测点进行任意方向的位移测量时,可根据检测点的分布情况,选用前方交会这种方法,或者采用方向差交会的方法,以及极坐标等方法。对于检测内容较为繁多的大测区,或者检测点远离稳定地区的测区,比较适宜采用测角的方法、测边的方法、边角结合的方法以及 GPS 与基准线法相结合的综合测量方法。
(4)结构动态变形检测
结构在动荷载作用下会产生动态变形,对于这种动态变形,应当测定其在一定时间段内的瞬时变形量。动态变形测量方法的选择,要依据变形体的类型、变形速率、变形周期特征以及测定精度要求等来确定,并且要符合下列规定:
对于精度要求高的动态变形测量,其变形周期长且变形速率小,可采用全站仪自动跟踪测量的方法;对于精度要求高的动态变形测量,其变形周期长且变形速率小,还可采用激光测量等方法。
对于精度要求低的建筑,可采用位移传感器等方法;对于变形周期短的建筑,可采用位移传感器等方法;对于变形速率大的建筑,可采用位移传感器、加速度传感器、GPS 动态实时差分测量等方法。
当变形频率较小时,能够采用数字近景摄影测量这种方法。同时,也可以采用经纬仪测角前方交会这种方法。
(5)结构连接检测
如果尚未形成裂缝,那么可以增设保温隔热层,以此来预防裂缝的产生。倘若已经形成了裂缝,就可以采取压力灌浆的方法对其进行处理。
1)焊缝检测
焊缝检测有两种方法:普通方法和精确方法。
普通方法:一般指外观检查、测量尺寸、钻孔检查等。
精确方法通常是在普通方法的基础之上,通过使用 X 射线以及超声波等这些方法来进行的补充检查。
2)螺栓检测
螺栓对结构适用性影响的检测主要通过外观检查来进行。要查看螺栓是否有螺杆剪断的情况,是否存在弯曲现象。还要查看孔壁是否有承压破坏的情况,以及板件端部是否有剪坏或拉坏等现象。
(6)裂缝、锈蚀检测
结构构件存在裂纹或缺陷时,能够运用涡流检测技术进行检测。结构构件存在裂纹或缺陷时,能够运用磁粉检测技术进行检测。结构构件存在裂纹或缺陷时,能够运用渗透检测技术进行检测。
涡流检测是通过被测构件内涡流流动的路径变化来判断结构裂缝等情况。
磁粉检测利用磁粉能够被铁吸附这一特性,形成裂缝带,以此来显示裂缝痕迹。
渗透检测时钢结构构件的检测项目和检测方法,先把渗透液涂抹在被测构件的表面,接着再涂上一层显像剂,这样就能把渗入且滞留在缺陷中的渗透液吸出来,从而可以得到被放大了的缺陷的清晰显示。
三、检测评定
依据可靠性理论钢结构构件的检测项目和检测方法,和承载力极限状态方程一样,运用相同的简化方程,并且仅仅考虑两个基本变量,就有了适用性极限状态方程:
Z=R-S
式中,空间结构适用性的功能函数是 Z,广义抗力为 R,效应是 S。对于空间结构的适用性可靠度指标β有如下定义:
常见的指标 :
1)基于挠度
其中,[f]代表挠度容许值;f 表示实际挠度测量值;αf 为挠度不定系数。
2)裂缝宽(深)度
其中,[ωmax]表示裂纹最大宽(深)度的容许值,其实际测量值为ωmax,αω为裂纹不定系数。
钢结构的适用性等级可依据以上评定理念划分为四个等级,分别是 I 级、II 级、Ⅲ级和Ⅳ级。
等级
基本情况
可靠性指标
保证率
Ⅰ级
完全满足规范要求
>1.8
>96%
Ⅱ级
基本符合规范要求,个别位置的结构超出了规范限值,不过未超过正常使用的极限限值。
>1.0
大于85%
Ⅲ级
结构指标超出了一些规范的限值,部门或许会出现超过正常使用极限状态的情况。
<1.0
<85%
Ⅳ级
构件和设施已经出现适用性问题,应进行处理
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适用性为Ⅳ级且建筑使用功能已受影响的结构需立即处理;适应性为Ⅱ级和Ⅲ级的应加强检测。若变形量或变形速率出现异常,变形不稳定且变化趋势不明确,就应立即处理。
钢结构因其质轻且高强的特性,在市场上的份额越来越大。未来,它的发展前景不可限量。做好钢结构的检测工作,对于保证钢结构的安全而言,是一项重要的手段。
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