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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

钢结构用材(cai)料的检测(ce)


   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、钢结构材料检测的(de)基本(ben)规(gui)定

 既有钢结(jie)构(gou)材(cai)料性能抽样(yang)检(jian)测时(shi)(shi)的(de)(de)(de)抽样(yang)批(pi)(pi),应(ying)按(an)照制作安装批(pi)(pi)次(ci)、结(jie)构(gou)构(gou)件(jian)种类、板件(jian)和(he)零部(bu)件(jian)规格以(yi)(yi)及结(jie)构(gou)现状(zhuang)情(qing)况进行组批(pi)(pi),以(yi)(yi)保证所取(qu)样(yang)本具有良(liang)好的(de)(de)(de)代表性。其中(zhong)的(de)(de)(de)结(jie)构(gou)现状(zhuang)是指有明(ming)显(xian)变形、损伤或锈(xiu)蚀等现象(xiang),具有这类现象(xiang)的(de)(de)(de)构(gou)件(jian)或节点应(ying)单独组批(pi)(pi)。如果由于时(shi)(shi)间(jian)久远已无法(fa)了(le)解(jie)或确定制作安装批(pi)(pi)次(ci)时(shi)(shi),可不考(kao)虑这一因素(su)。

 对(dui)于钢结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian),如(ru)果(guo)(guo)外防(fang)护措施(shi)得当、维(wei)护制度合(he)理且实(shi)施(shi)正常,通常钢材(cai)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)能(neng)不(bu)会因使用时(shi)(shi)间(jian)长久而发(fa)生(sheng)影(ying)响结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)受力性(xing)能(neng)甚至承(cheng)载能(neng)力的(de)显著(zhu)变(bian)化(hua)。如(ru)果(guo)(guo)有变(bian)化(hua),多(duo)数情况下时(shi)(shi)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)时(shi)(shi)效效应,这类效应变(bian)化(hua)也(ye)会在较短的(de)时(shi)(shi)间(jian)内完成(cheng)。因此,在钢结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)性(xing)能(neng)检测时(shi)(shi),若经(jing)现(xian)场(chang)实(shi)际调(diao)查证(zheng)明(ming)原(yuan)(yuan)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)质量记(ji)录资料(liao)(liao)(liao)(liao)可(ke)靠,就可(ke)按(an)原(yuan)(yuan)记(ji)录资料(liao)(liao)(liao)(liao)确(que)定(ding)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)能(neng)指(zhi)标(biao);或者(zhe)(zhe)若能(neng)够找到被鉴(jian)定(ding)结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)施(shi)工时(shi)(shi)原(yuan)(yuan)结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)余(yu)料(liao)(liao)(liao)(liao),就可(ke)将该余(yu)料(liao)(liao)(liao)(liao)加工成(cheng)试(shi)样进行(xing)检验,确(que)定(ding)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)能(neng)指(zhi)标(biao);或者(zhe)(zhe)经(jing)调(diao)查确(que)认(ren)被鉴(jian)定(ding)结(jie)(jie)(jie)构(gou)(gou)主要(yao)(yao)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)与其(qi)次(ci)(ci)要(yao)(yao)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)的(de)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)为(wei)同一批次(ci)(ci)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao),就可(ke)在其(qi)次(ci)(ci)要(yao)(yao)构(gou)(gou)件(jian)(jian)(jian)上(shang)取样检验确(que)定(ding)材(cai)料(liao)(liao)(liao)(liao)的(de)性(xing)能(neng)指(zhi)标(biao)。

    二、钢结构材料力学性能检测

 1、构件钢材(母材)的力学性(xing)能指(zhi)标

 材(cai)料强(qiang)度(du):屈服强(qiang)度(du)σs、抗拉强度σb、屈强比(σs/σb)

 材料塑性:伸长率δ、断面收缩率ψ

 冲击韧性:Ak

 冷弯性能:a、a/d

 抗(kang)层状撕裂性能(neng):Z

 2、焊接材(cai)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(liao)塑性:断(duan)后伸长率δ

 冲击韧性:Ak

 3、高强度大六角头螺(luo)栓连接副

 扭矩系数:螺栓楔(xie)负载(zai)强度;螺母保证荷载(zai);螺母和垫(dian)圈(quan)硬度。

 4、扭剪型高(gao)强度螺栓连接副。

 紧(jin)固轴(zhou)力;螺(luo)(luo)栓楔负(fu)载强度;螺(luo)(luo)母保证(zheng)荷载;螺(luo)(luo)母和垫圈(quan)硬度。

 5、普通螺栓

 螺栓最小拉力。

 6、钢网架螺栓球(qiu)节(jie)点用高(gao)强度螺栓

 拉(la)力;硬度(du)。

 现场(chang)检(jian)测(ce)的取(qu)样(yang)(yang)位置、取(qu)样(yang)(yang)数量(liang)及取(qu)样(yang)(yang)方法,对于既有钢结构(gou)除参照(zhao)现行规范(fan)和规程外,尚应考虑(lv)现场(chang)实际情况,应由(you)检(jian)测(ce)工(gong)程师协商确定(ding)(ding)。力学性(xing)能的评(ping)定(ding)(ding)标准(zhun)按照(zhao)相应的国家标准(zhun)确定(ding)(ding)。

 既有钢(gang)结(jie)构检测(ce)中,对于检测(ce)前不能确定牌(pai)(pai)号(hao)的钢(gang)材(cai),应根据取样(yang)(yang)实验(yan)(yan)(yan)结(jie)果确定钢(gang)材(cai)牌(pai)(pai)号(hao)。若(ruo)取样(yang)(yang)试(shi)验(yan)(yan)(yan)后(hou)无法根据试(shi)验(yan)(yan)(yan)结(jie)果确定钢(gang)材(cai)牌(pai)(pai)号(hao),则该钢(gang)材(cai)的强度设计值按屈(qu)服强度试(shi)验(yan)(yan)(yan)结(jie)果最(zui)低值的0.85倍确定。

 另外,当不能确定被检钢(gang)结构材(cai)料是否按照国家现(xian)行(xing)产品(pin)标(biao)准生产时(shi),检测(ce)结果除提供(gong)钢(gang)材(cai)力学性(xing)能指标(biao)外,还(hai)应补充提供(gong)拉伸曲线。

    三、钢结构材料化(hua)学(xue)成分检验分析

 除(chu)铁(tie)(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。

    钢结构材料化学成分检(jian)测取样(yang),可直接利(li)用(yong)力学性能检(jian)验(yan)的样(yang)品(pin)制作试样(yang),取样(yang)数量、实验(yan)方(fang)法和评定标准按(an)照相应(ying)的国(guo)家标准确(que)定。

    四、钢结构材料缺(que)陷和损伤的无损检测

 钢结(jie)构(gou)材(cai)(cai)料中,缺(que)陷和损(sun)伤的类别和形式很多,当(dang)缺(que)陷和损(sun)伤的尺寸达到一定的数值时,会影响(xiang)构(gou)件(jian)或(huo)(huo)零件(jian)的受(shou)力(li)性(xing)能或(huo)(huo)安全(quan)性(xing),有时甚至危及结(jie)构(gou)的安全(quan)使用。另(ling)外,有些(xie)缺(que)陷或(huo)(huo)损(sun)伤如裂纹(wen)即使尺度很小,也会严重(zhong)影响(xiang)构(gou)件(jian)的受(shou)力(li)性(xing)能或(huo)(huo)安全(quan)性(xing),因(yin)此,对钢构(gou)件(jian)材(cai)(cai)料进(jin)行探伤检测非(fei)常必要。

 1、钢(gang)结构材料(liao)缺陷(xian)和损(sun)伤(shang)的(de)检测方法

 钢构(gou)(gou)件表面缺陷和(he)损(sun)伤检(jian)测,常采用裸眼或(huo)(huo)辅以低倍放(fang)大镜观察、或(huo)(huo)磁(ci)粉探伤、或(huo)(huo)渗透探伤的方法。钢构(gou)(gou)件内部缺陷和(he)损(sun)伤检(jian)测,常采用超声波或(huo)(huo)X射线无损探伤的方法

 2、检测(ce)抽样(yang)比例

既有钢结构现场检测(ce),主要承重构件及节(jie)点的抽(chou)样数量为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)过程中,若发现影(ying)响结构承载能(neng)力的(de)(de)严重缺(que)陷时(shi),对(dui)有缺(que)陷的(de)(de)构件及节点应全(quan)(quan)数检测(ce)。另外(wai),对(dui)于事故或灾(zai)害后的(de)(de)钢结构,主要承重构件及节点的(de)(de)受损部(bu)位也应全(quan)(quan)数检测(ce)。
   钢结(jie)构(gou)材(cai)料缺陷和损伤的评定标(biao)准按照相(xiang)应的国(guo)家标(biao)准确定。

    本节提到的(de)主(zhu)要(yao)构(gou)(gou)件和主(zhu)要(yao)节点(dian),是指钢结构(gou)(gou)系统中处于主(zhu)要(yao)传(chuan)力(li)路线(xian)上(shang)的(de)构(gou)(gou)件和节点(dian),这类构(gou)(gou)件和节点(dian)一旦发(fa)生破(po)坏,将导致(zhi)结构(gou)(gou)发(fa)生整体失稳(wen)或倒塌(ta)破(po)坏。承(cheng)重钢结构(gou)(gou)系统中主(zhu)要(yao)构(gou)(gou)件和主(zhu)要(yao)节点(dian)的(de)确定原则如(ru)下:
    a:位于结(jie)构体(ti)(ti)系中主(zhu)要传力路径上(shang)的构件和(he)节点,均为(wei)主(zhu)要构件和(he)主(zhu)要节点。
    b:连(lian)接于主要传力支(zhi)座和柱脚的(de)受力构(gou)件均为主要构(gou)件。
    c:主(zhu)要传力支座和柱脚均为主(zhu)要节(jie)点

    五、钢结构材料金相检测

 钢(gang)结构在(zai)长(zhang)期使用(yong)过(guo)(guo)程(cheng)中(zhong),如(ru)果防(fang)护不(bu)(bu)好或遭受灾害(hai)(hai)灾害(hai)(hai)影响,材料(liao)(liao)性能(neng)会(hui)逐渐(jian)劣化,材料(liao)(liao)的显微组织(zhi)(zhi)可能(neng)发生(sheng)不(bu)(bu)同(tong)程(cheng)度(du)的变化,例如(ru)经(jing)过(guo)(guo)高温后(hou),金相(xiang)组织(zhi)(zhi)会(hui)出现(xian)魏氏形貌,显微组织(zhi)(zhi)不(bu)(bu)均匀分布(bu),这些变化将导(dao)致材料(liao)(liao)塑性降低,材料(liao)(liao)屈服点不(bu)(bu)明(ming)显等,都将影响钢(gang)结构的使用(yong)性能(neng),因此(ci),必要时,应(ying)进行钢(gang)材显微金相(xiang)检测。
   通过金(jin)相检测(一般需要配合其他检测手段(duan)),可(ke)以(yi)找(zhao)出(chu)(chu)钢(gang)结(jie)构材(cai)料(liao)失(shi)效(xiao)的原因和影响(xiang)因素,为结(jie)构修(xiu)复(fu)或加(jia)固提出(chu)(chu)改进(jin)措施,以(yi)防(fang)止同类失(shi)效(xiao)现象的重复(fu)出(chu)(chu)现。
   1、钢结构材料金相检测的取样
   钢材金相检(jian)测的取样(yang)部位,主要为开裂、应(ying)力集(ji)中、过热、变形或其它怀(huai)疑有材料组织变化的部位。
   2、钢(gang)结(jie)构(gou)材料金相检(jian)测的检(jian)测方法
   钢结构材料(liao)金相(xiang)检测方法(fa)可(ke)采(cai)用现场(chang)复膜金相(xiang)检验(yan)法(fa)、或使用便携(xie)式显微镜现场(chang)检测法(fa)、或现场(chang)取样在实验(yan)室进(jin)行宏观、微观、断口等金相(xiang)检验(yan)。
钢结构材料金相检(jian)测(ce)的评定标准按照(zhao)相应的国家标准确定。


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