鋼結構主要是指由各種鋼板、鋼材料以及鋼管等多種類型材料組合在一起的結構,主要是使用一種焊接的方式來將其對接在一起,從而形成鋼建筑的結構。所以,對鋼結構的加工過程中,焊接工作顯得尤為重要。但是受到環境氣候以及相關焊接技術和相關操作人員的技術水平的影響,鋼結構的焊接通常存在較多的缺陷,這些缺陷都阻礙了鋼結構的正常使用,因此對鋼結構的使用壽命也存在一定的影響。鋼結構在建筑施工、機械零件加工以及管道架設、鐵路運輸等多個方面都有著極為重要的使用作用,所以鋼結構的質量對于工程安全來說尤為重要。
1 鋼結構缺陷的預防和處理從以下方面入手
( 1) 設計人員應重視鋼結構的節點構造設計。合理的節點構造將會大大降低應力集中、殘余應力、殘余變形等缺陷的影響程度。( 2) 制造廠應重視加工制作過程中各個環節工藝的合理性和設備的先進性,盡量減少手工作業,力求全自動化,并加強質量的監控和檢驗工作。( 3) 施工單位應重視安裝工序的合理性、人員的高素質以及現場質量檢驗工作,尤其不可忽視臨時支撐和安全措施。( 4) 使用單位應重視定期維護工作,保證必要的耐久性。
2 鋼結構事故種類和表現
2. 1 鋼結構的疲勞破壞事故疲勞破壞是指鋼材或構件在反復交變荷載作用下在拉力遠低于抗拉極限強度甚至屈服點的情況下發生的一種破壞。提高和改善疲勞性能的措施: ( 1) 精心選材; ( 2) 精心設計; ( 3) 精心制作; ( 4) 精心施工; ( 5) 正確使用。避免對結構的局部損害,如劃痕、開孔、撞擊等; ( 6) 修補焊縫。
2. 2 鋼結構的失穩事故鋼結構失穩的類型及產生的原因鋼結構的失穩事故可分為整體失穩事故和局部失穩事故兩大類。
局部失穩事故原因: ( 1) 設計錯誤。忽視甚至不進行構件的局部穩定驗算。( 2) 構造不當。局部受集中力較大的部位,原則上應設置構造加勁肋; 為了保證構件在運輸過程中不變形也須設置橫隔、加勁肋等。( 3) 原始缺陷。包括鋼材的負公差嚴重超規,制作過程中焊接等工藝產生的局部鼓曲和波浪形變形等。( 4) 吊點位置不合理。
2. 3 鋼結構的銹蝕事故生銹腐蝕將會引起構件截面減小,承載力下降,因腐蝕產生的“銹坑”將使鋼結構的脆性破壞的可能性增大。再也將影響鋼結構的耐久性。
銹蝕的類型: ( 1) 化學腐蝕。鋼材直接與大氣或工業廢氣中含有的氧氣、碳酸氣、硫酸氣或非電介質液體發生表面化學反應而產生的腐蝕。( 2) 電化學腐蝕。鋼材內部有其他金屬雜質,具有不同的電極電位,在與電介質或水、潮濕氣體接觸時,產生原電池作用,使鋼材腐蝕。
3 鋼結構的檢測技術
3. 1 新型直接檢測法對鋼結構的檢測技術發展至今已經趨向成熟,推陳出新了許多有效的鋼結構檢測方法,以往傳統的直接檢測法在對鋼結構的檢測工作當中起到了極大的檢測作用。從經濟學的角度來講,如今每一種檢測技術的運行都需要借助大量資金的支持,才能真正保障檢測工作的質量和效率。所以傳統的直接檢測法之所以發展至今也是因為其具有更加經濟實用的特點[1].鋼結構直接檢測法,能夠對鋼結構的表面所具有的裂縫、氣泡、熔合以及咬邊等一系列的常規缺陷加以檢測。這種傳統的直接檢測方式要求檢測人員必須具有常年且豐富的工作經驗,同時還要求工作人員必須保持嚴謹的工作態度和技術來進行檢測工作,這樣才能真正做好對鋼結構的檢測工作,實現對鋼結構進行全面檢測的功能。所以,可以將傳統的直接檢測方法和現代先進的檢測方式相結合,從而促使檢測技術更迅速的跨越到一個全新的領域。
3. 2 磁粉檢測技術磁粉檢測技術屬于現代鋼結構當中的無損檢測,是最主要的檢測技術之一,這項檢測技術的原理主要先對鋼鐵材料進行磁化,磁化完成之后通常會在其鋼結構的表面,出現一些明顯的磁力線分布情況。如果有缺陷的話,磁力線就會隨著鋼結構的破損而自動扭曲和發生變形。
操作人員只需要借助一些簡單的光照就能準確的判斷出這些鋼結構所存在明顯缺陷,這就有效的實現了對鋼結構損傷的檢測工作。如果鋼結構沒有出現損壞的問題,那么磁力線就會排列的非常整齊。
如果鋼結構存在缺陷和損壞時,其表面的磁力線就會發生扭曲,而且扭曲的程度越大,就表明其所具有的缺陷及損壞程度越大。
這種檢測方式效率較高,但也存在一定的局限性,因為這種檢測方式只是適用于鐵磁類的材料,所以對于檢測操作人員的視力要求比較高。
3. 3 超聲波檢測方式超聲波檢測方式的檢測原理是在鋼結構的一個方向安裝一個發射探頭,在檢測進行時,可以通過這個發射探頭來講電能成功的轉換為有效的機械能,而且所發出的超聲波具有直接穿透鋼結構的能力,所以可以通過接收發射探頭所發射出的超聲波來將其還原成一種有電信號,同時可以將這種信息放大,在示波器上顯示出來[2].通常聲波傳送的時間是通過數碼顯示器來進行統計的,數碼顯示器能夠有效的打印出一些具體的數值,通過超聲波檢測,能夠有效的對鋼結構的完整性進行檢測,同時也保障了鋼結構的質量安全,是一種較為完整、穩妥的檢測方式。
4 鋼結構缺陷的加固措施
4. 1 改善鋼結構的計算圖形通過對鋼結構的計算圖形進行改變可以有效的實現對鋼結構的加固作用,改變計算圖形的實質性改變其實就是對鋼結構的受力傳導體系進行完善。在電力、冶金以及機械制造的領域當中,鋼結構在使用的過程當中都有著較為復雜的工藝要求以及結構方面的布局。同時對于鋼結構的使用通常都是在保證其不停產的基礎上來進行,鋼結構的體系方面仍然受到較多因素的影響和制約,所以必須采取對計算圖形進行完善的方式來對鋼結構進行加固。在對鋼結構的處理過程當中,改善鋼結構的計算圖形獲得了較為廣泛的應用,因此發展至今已經成為了一種廣泛使用的鋼結構加固措施。在對加固的設計當中除了需要對鋼結構的受力與極限受力狀態進行分析和計算,還應當充分的對鋼結構的構建進行思考,最后采取最為科學合理的方式來進行加固。
4. 2 碳纖維增強復合材料鋼結構加固技術傳統的鋼結構加固技術雖然取得了一定的成效,但是發展至今一些缺陷也越來越明顯,具體表現為其所耗費的時間過程,且進行檢測的同時需要大量的人力和物力,同時還需要一定的資金支持,在檢測的同時其所具有的耐久性比較差,所需的維護費用普遍較高。和以往的檢測技術相比,碳纖維增強復合材料就具有了更加實用的價值,而且其物理方面的性能也變得更加的優越,剛度和強度都普遍較高,而且其可操作性也比較強,真正操作起來不會對鋼結構的原結構產生影響[3].如今這項技術已經開始真正的運用到鋼結構的加固施工當中,不過仍然處于研究嘗試階段。
4. 3 加大鋼結構截面的加固需要加大鋼結構的截面,這樣對于結構也能夠起到一定的加固作用,這種作用主要是對其進行增補鋼材,同時也對原構件外包的混凝土進行加固。像針對鋼柱的加固就可以真正采用改變截面的方式來進行,并以此來提高其彎矩的作用以及其內外的承載能力,而對鋼梁結構的加固則可以選擇在翼緣板上進行加焊水平板的方式進行處理,這樣就能夠起到對型鋼或者是斜板的加固效果。
5 結語
綜上所述,對于鋼結構的檢測技術主要有新型直接檢測法、磁粉檢測技術、超聲波檢測方式等,這些檢測方式各有特點,在鋼結構的檢測工作當中都起到了一定的效果。而對鋼結構加固的措施主要有改善鋼結構的計算圖形、碳纖維增強復合材料鋼結構加固技術、加大鋼結構截面的加固等,能夠真正有效的保證鋼結構的質量及安全。
參考文獻
[1]魏端超,李詠梅。 淺談建筑鋼結構構件性能的檢測[J]. 科技致富向導,2011( 27) . 32 -35.
[2]路慧軍。 鋼結構廠房加固技術探討及實例[J]. 山西建筑,2014( 33) . 56 -58.
[3]羅永峰。 國家標準《高聳與復雜鋼結構檢測與鑒定技術標準》編制簡介[J]. 鋼結構,2014( 04) . 13 -14.