建筑工程中钢结构检测技术的应用

发表时间:2021/5/13   来源:《建筑实践》2021年2月第4期   作者:张暖暖
[导读] 钢结构检测属于建筑工程检测中的基本要点,
        张暖暖
        山东润鲁建筑材料检测技术服务有限公司 山东 淄博 255120
        摘要:钢结构检测属于建筑工程检测中的基本要点,工程检测人员在测试钢结构的安全性与坚固度过程中,必须依靠专门检测技术手段。文本分析了钢结构工程检测的必要性,并结合实际案例阐述了检测中的问题和注意事项。
        关键词:建筑工程;钢结构检测;技术应用
        引言
        现阶段,钢结构材料被广泛应用于桥梁、厂房与高层建筑等工程领域中,由于其强度值较高、抗震性较强及韧性较为优良,并且在实际应用时与其他材料组装起来较为简便,具有较高的经济效益,因此钢结构材料广受施工人员的青睐。然而,钢结构材料在实际应用时对于制作、设计等技术的要求相对较高,进而在实际过程中常会发生一定的工程施工质量问题,严重者甚至会造成钢结构工程坍塌事故,威胁人们的生命财产安全,因此如何控制好钢结构工程的质量,已经成为当下建筑施工行业重点关注的热门话题。
        1建筑工程全面实施钢结构检测的必要性
        钢结构检测的基本含义为工程检测人员运用专门检测手段来判断钢结构的材料性能是否达到工程安全标准,对于钢结构质量进行准确的鉴定与判断。工程检测人员在测试钢结构的材料性能过程中,必须做到充分确保钢结构达到安全强度标准,运用专门检测仪器以及人工判断的方式得到钢结构的最终检测结论。钢结构检测环节关系到钢结构的材料质量安全,检测部门对于上述检测环节必须给予重视。建筑墙体内部的钢筋结构如果没有达到最基本的钢筋强度标准,那么将会造成钢筋性能存在某些缺陷,进而影响钢筋施工处理的最终效果。为此,检测人员针对容易产生钢筋处理缺陷的各个重点工程部位都要严格实施钢筋强度的测试,依靠专门的钢筋检测设施以及检测技术手段予以完成。检测人员针对钢筋建筑结构须展开全面的安全性能测试,对于钢筋韧性、钢筋抗弯性能与抗拉强度指标应当实施重点的检测。此外,针对绑扎钢筋及连接钢筋的设计环节必须保证其人身安全,在确保钢筋材料符合规范要求的前提下,严格控制钢筋结构的基础支撑,使之满足设计要求。近些年以来,检测单位已经能运用专门检测仪器来判断钢结构损伤,尤其是对于支撑建筑整体框架的重要钢结构部位而言。但是在某些情况下,检测人员须结合自身检测经验用肉眼观察的方式来判断钢结构损伤,同时结合专门检测仪器。为此,工程检测人员需要依靠智能分析软件给出的判断及保证运用建筑材料检测手段,结合检测规范、标准来为该工程作出检测技术结果。
        2钢结构及其特点
        钢结构是将钢材作为建筑材料的结构形式,主要构件涵盖了由型钢、钢板所制成的钢柱、钢梁等。不同构件之间通常利用焊缝、螺栓等施工进行连接。钢结构是当前常见的建筑结构类型之一。钢材作为一种燃点较高的建筑材料,其抗震、抗弯性能良好,在建筑工程应用中不仅能够有效强化建筑物的荷载能力,还能够满足建筑工程设计中的造型需要。弥补了混凝土等建筑材料无法弯曲、拉伸的缺陷。钢结构是由不同型材构成,施工工艺难度不大,构件运输至施工现场拼装,施工周期短,且后期拆卸、加固也较为便捷。钢材料的强度与韧性都较为理想,尤其适用于跨度较大的构件中,通常情况不会由于超载导致突然断裂,且韧性较好,能够容纳不同程度的动力荷载。且钢材优越的吸能性与延展性使得其抗震性能十分良好。相对来说,钢材的耐腐蚀性能较差,应用在建筑工程中需要注意防腐防护,特别是暴露在大气环境中的结构需要高度重视。钢结构建筑材料的特点与性能使得其后期维护费用高于钢筋混凝土结构,但近几年出现了新型钢材具有较高的抗腐蚀性能,已经逐渐普及。
        3钢结构材料的应用优势
        3.1整体施工周期相对较短
        根据已有经验,建筑施工单位在利用钢结构材料进行施工时,其实际施工效率较为理想,并且钢结构工程在整个施工过程中不需较为复杂的工序,只需施工人员按照规划图进行相应的搭建,因此,施工人员在较短时间内就可完成建筑施工任务,既能给公司带来经济效益,也能给公司赢得较为广泛的业内美誉。
        3.2提高空间的利用率与整体建筑结构的稳定性
        钢结构材料的柔韧性能较为良好,且具有较高的塑造性,因此能够切实可行地帮助施工人员在实际建造过程中增加空间的利用率,施工人员能按照相应的力学原理,设计与构造建筑物,进而最大可能地提高整体结构的稳定性,保证建筑物内空间的充足性。
        3.3节能环保,帮助建筑工程实现可持续发展
        与钢筋混凝土材料相比,钢结构材料具有节能环保的优点,由于其对周边地区的影响相对较小,因此不会造成相关资源的浪费。当前,建筑施工行业内除了要求提高建筑施工的质量与效率外,还要求建立可持续发展的长期性目标,钢结构材料的应用恰好可为建筑工程施工绿色化提供可靠的支持与保障。
        4建筑钢结构检测的具体技术运用要点
        4.1合理选择钢结构检测的技术手段
        工程技术人员在全面检测钢结构的环节中,首先必须选择最适合的结构检测技术。相比于人工观察钢结构表层部位缺陷的检测方式而言,运用无损检测仪器来识别钢结构缺陷的做法可以达到更加准确的效果,还能节约检测操作时间。所以,检测技术人员一般会优先选择不会破坏钢材表层完整性的检测技术,避免在测试钢筋材料缺陷的过程中破坏钢筋完整程度。例如在进行优化磁粉检测手段的基础上,工程检测人员必须将磁粉均匀铺设在钢筋材料的表层部位,避免存在磁粉过度集中的情况。此外,涡流检测的技术也可确保检测钢结构的数据结论完整程度得到提高,防止某些潜在性的钢结构安全性能缺陷被忽视。检测人员对于钢结构的检测数据结论应当运用专门建模软件予以形成,全面结合建筑的基本安全功能以及钢结构的使用功能来完成建筑检测过程。


        4.2工程检测人员需要具备高素养
        工程检测人员对于钢结构必须实施详细与完整的检测处理过程,依靠自身的专业检测知识来进行判断。在此前提下,工程检测部门应当对检测业务人员进行严格的专业培训,充分保证全体工程检测人员熟悉各种检测技术手段,从而做到正确运用以及合理选择钢结构的检测处理方式。工程检测人员在测试钢结构的具体操作过程中要保证认真的检测工作态度,不能敷衍检测操作过程。建筑钢结构的完整程度与安全性能将会给建筑整体性能造成直接的影响,因此建筑检测人员必须保持优良的职业道德素养,以严谨的工作态度来完成结构检测过程。
        4.3结合信息化技术来判断钢结构缺陷
        信息化软件可以帮助工程检测人员准确分析钢结构缺陷,其中包含钢材夹渣缺陷、气孔缺陷与裂缝缺陷等。在当前的情况下,工程检测人员对于智能化的检测分析软件能够做到全面并加以利用,尤其是对于BIM工程建模软件等。智能化软件对于钢材缺陷部位能够进行直观的展示,避免工程检测人员消耗较长时间来查找钢结构缺陷。对于高层住宅的钢筋检测过程而言,BIM模型本身包含住宅工程量的软件分析数据,经过软件分析得到的工程量基础数据都可作为住宅建筑的重要设计参考。住宅建筑物的钢结构节点区域必须达到建筑安全性的住宅性能标准,确保长期使用情况下的建筑连接部位不会出现节点连接松动,保证住宅建筑的关键节点部位坚固性达标。住宅连接设计方案的合理选择必须依靠BIM技术,工程检测人员有必要按照建筑外观、建筑使用性能与建筑抗震性能的标准来使用BIM专业检测软件,检测钢筋缺陷的数据结果必须保证精确性,提供工程建设施工的准确检测结论。
        5钢结构工程施工中常见的质量问题
        5.1施工图的审查问题
        施工人员在进行现场作业时,需根据具体的预先制定的施工图进行相应的作业,因此,施工图需经过多方审查并且最终经过盖章确认。然而,由于在实际操作过程中,有些设计单位习惯于采取单独出图变更的方式,这给施工现场的图纸传递与利用问题带来了一定的困难。此外,部分建设施工单位急于追赶施工进度,往往对于审查环节不够重视,不能及时下发相应的审查意见,进而导致施工人员在进行现场作业时,参照的是不正确的图纸,最终给施工质量造成难以估计的影响。
        5.2原材料的选取不能满足实际需求
        钢结构材料的实际质量对于建筑物的安全性具有极其重要的意义,因此设计人员应根据施工现场的实际情况选取合适的钢材,以保证其技术标准与实际性能符合我国的规范要求。具体来说,选取的钢材不应有气泡、裂纹等实际质量缺陷,钢材采购完成后应按照严格的检验标准整理入库,并保证其储存、堆放与检验等能够符合相关的技术标准要求。此外,设计人员在出具最终的图纸时,应明确标明钢材的实际等级,以确保钢材的韧性、强度值能够符合实际的需求,在经济成本允许的范围内尽可能地选取性能优异的钢材。然而,在实际的原材料选取过程中,建筑公司设计人员往往出于节省经济成本的考虑,或是在选购过程中没有按照相应的标准与规范,致使购买的原材料无法满足工程的实际需求,进而严重影响了工程项目的最终质量。
        6钢结构技术在建筑工程中的应用
        6.1建筑工程中钢结构的钢材选择与构件制作
        钢结构在建筑工程的应用中大多选择低合金、高强度钢材,合金元素少于5%,屈服强度超出275?MPa,且可焊性理想。相对于普通钢材来说,低合金高强度钢没有经过热处理,应用范围较为广泛。钢材的类型、规格等需要符合国家产品设计要求,且在进入施工场地前需要进行严格的质量检验,检验合格后方能进场。钢材存储要便于运输,尽可能减少钢材的变形与腐蚀。钢构件的制作过程中需要注意胎架划线、搭设尺寸等方面,以控制钢构件的质量。另外,还要注意钢构件的整体稳定性,注重长细比参数,利用计算公式为:λ=1/r来保证构建制作的稳定性。在计算机中要特别关注钢构件截面不同方向轴的计算长度差异等,要视具体情况进行具体分析。
        6.2建筑工程中钢结构的构件连接
        建筑工程中钢结构的构件连接方式包括焊接与螺栓连接。第一,焊接。焊接是一种局部高温加热施工技术,焊接构件必然会形成焊接应力与变形,所以在焊接过程中需要选择适当的焊接方式、焊接顺序等,尽量降低焊接应力与变形。根据施工设计图纸、钢材类型等选择焊接材料、焊接气体等。在焊接过程中由于施工操作不规范可以产生裂纹、固体夹杂、未焊透、出现焊瘤等缺陷,需要根据不同的缺陷选择相应处理方式。如导致焊瘤出现的原因主要是焊接工艺参数使用错误,操作技术不娴熟,可以采用铲、磨等方式来去除堆积金属。第二,螺栓连接。钢结构中的螺栓连接包括普通螺栓与高强度螺栓。普通螺栓施工中常用的普通螺栓均为永久性连接螺栓,在使用前需要对其进行全面检查,检查内容包括螺栓头、螺母要与结构件表面与垫圈紧密贴合;螺栓一段严禁垫两个或以上垫圈,且严禁使用大螺母替代垫圈;动荷载区域与重要部位的螺栓需要使用弹簧垫圈;螺栓的规格、材质需要符合施工设计规范。在螺栓施工中需要根据实际情况选择平接连接、搭接连接以及T形连接等方式。紧固螺栓的过程中需要从中间开始,对称两侧按顺序进行。螺栓紧固标准以连接接头外形控制为准。
        结语
        经过分析可见,严格实施钢结构检测的做法具有保障建筑结构安全的重要作用,而且能够有效督促建筑施工单位认真履行钢结构的安全施工义务。在目前的情况下,检测钢结构性能的工程检测技术手段已经得到全面的优化与创新,这体现了钢结构检测工作全面融入建筑施工环节的必要性。作为检测技术人员必须善于运用无损检测以及信息化检测手段,结合建筑结构的特性与功能来选择钢结构检测手段,严格保证检测结论的精确性。
        参考文献
        [1]吕大财,陈向东,朱飞.钢结构涂装红外热成像技术检测的影响因素分析[J].无损探伤,2020,44(05):16-20.
        [2]马先耀.水泥混凝土结构检测中超声波技术的应用研究[J].中华建设,2020(09):138-139.
        [3]王姗.无损检测技术在钢结构桥梁中的实践研究[J].住宅与房地产,2020(23):180+185.
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