摘要：鋼結構已廣泛應用于工業(yè)和民用建筑，本文論述了鋼結構的檢測方法及其為保證其穩(wěn)固性的加固措施。為鋼結構的應用發(fā)展奠定基礎。
關鍵詞：
鋼結構檢測 加固
鋼結構已廣泛應用于工業(yè)和民用建筑，由于設計、施工、使用管理不當，材料質量不符合要求，使用功能改變，遭受災害損壞以及耐久性不足等原因，需要對鋼結構進行檢測以及
加固設計。實踐證明，對已有工業(yè)廠房結構進行檢測，并采取加固措施是一條有效的途徑，國內大批鋼結構廠房的使用期限已接近結構的設計周期，因此，近年來工業(yè)廠房鋼結構在安全評定和加固技術方面，有了更多的工程實踐機會，這也將促進相應的專業(yè)性標準規(guī)范的制定和改進。
1
鋼結構檢測方法 無損檢測技術是一項綜合技術，能夠在不損壞鋼結構的前提下對之進行全面檢測。下面對鋼結構的無損檢測技術進行總結。
1.1
磁粉檢測技術
當鋼鐵材料被磁化后，被檢測對象上面將出現(xiàn)磁力線均勻分布。當鋼結構出現(xiàn)裂痕等缺陷時，工件表面的磁力線會發(fā)生局部的變形或漏磁，使用合適的光照就可以看到這些缺陷，這樣就可以達到檢測的目的。這種檢測方法適用于鐵磁性材料的鋼結構工件，比如鋼管、鑄鋼工件和鋼板等，對于這些材料加工而成的工件也可以進行檢測。磁粉檢測技術成本低、使用方便、檢測效率高、檢測結果非常直觀。但是它只能用于檢測鐵磁性材料的表面缺陷，對于檢測員的視力要求較高。
1.2
射線檢測技術
射線是一種高頻短波的電磁波。鋼結構無損檢測一般使用X射線，這種射線具有穿透能力強，衰減率低等優(yōu)點。當X射線穿透被測工件后，會被部分吸收并衰減，由于缺陷的存在，會影響X射線的吸收和衰減。當射線到達膠片后，由于膠片吸收了數(shù)量不同的光子，就會出現(xiàn)缺陷的映像，檢測人員根據(jù)這些映像即可判斷缺陷的大小和性質。X射線檢測方法適用于工件厚度在80mm以內的缺陷檢測，具有檢測結果直觀、定性準確、檢測結果可長期保留易于存檔等優(yōu)點，但是這種方法成本較高，檢測周期長，效率低，在檢測中會對檢測員身體產生一定的傷害。
1.3
超聲波檢測技術
超聲波是指頻率大于20000MHz的聲波，根據(jù)傳播時介質的振動方和傳播方向不同，可分為縱波、橫波、板波和表面波等。在鋼結構檢測中主要使用縱波和橫波。超聲波探傷設備產生的超聲波在被檢查對象中傳播，當遇到缺陷時，一部分聲波會反射回來，經過放大處理，即可在示波屏上顯示這些缺陷。超聲波檢測方法適用于各類板材、管材、鍛件、鑄件等鋼結構的檢測。這種檢測方法成本較低、檢測周期短并且效率高，超聲波檢測所用儀器小，操作方便，能夠對缺陷進行精確的定位，然而這種方法的檢測結果不利于長期保存，難以形成歷史檔案，較多的依賴于檢測員的經驗，客觀性稍差。
1.4
滲透檢測技術
滲透檢測技術是將被檢查對象的表面用含有熒光或著色的液體進行滲透，在毛細現(xiàn)象的作用下，液體可以滲透到表面開口的缺陷中。當把表面多余的液體去除并對工件進行干燥處理，再對被檢查工件表面施加顯像劑。同樣在毛細現(xiàn)象作用下，顯像劑將吸附缺陷中的滲透液。使用光照后，缺陷中的滲透液會被顯示，從而達到檢驗缺陷的目的。這種方法適用于非多口的鋼結構表面缺陷，其使用方法簡單、操作靈活、檢測靈敏度高并且結果直觀，但是這種方法只能用于表面開口的缺陷檢測，對于被檢測對象的光潔度要求高，當被檢測對象表面有涂料、鐵銹和氧化皮等材料覆蓋缺陷時，容易形成漏檢，這這種檢測方法成本較高，對檢測員視力要求也比較高。
2
鋼結構加固措施
目前鋼結構的加固方法主要包括減輕荷載、改變計算圖形、加大原有結構構件截面和連接節(jié)點的加固、阻止裂紋開展等，施工方法主要有負荷加固、卸荷加固和從原結構上拆下加固或更新部件進行加固。
荷載和結構體系的改變與工業(yè)生產技術改進有關，當前國內外在鋼結構改擴建工程中涉及的加固改造技術研究主要集中在加大原有結構構件截面和加強連接強度兩個方面。加大原有結構構件截面的方式主要有將工字形截面改為箱形截面、翼緣外側貼焊鋼板，外粘鋼板、
碳纖維布加固等；連接節(jié)點的加固方法主要包括貼板加強、粘鋼加固、外包鋼加固、碳纖維布加固等。近年來，國內外在鋼結構加固設計領域開展了廣泛的研究，大量的試驗研究和數(shù)值模擬不斷開拓了鋼結構加固設計方法，特別是CFRP加固鋼結構技術日趨成熟。
2.1 改變結構計算圖形
改變結構計算圖形的實質是改變結構的傳力體系。冶金、電力、石油化工、機械制造等行業(yè)的工業(yè)廠房具有復雜的工藝要求和設備布局，其鋼結構的改擴建大部分是在不停產的條件下進行的，結構體系調整受到許多因素制約，因此，采取改變結構計算圖形的加固改造項目具有各自不同的工程特點。改變結構計算圖形被廣泛應用于鋼結構改擴建工程中，是一種常見的加固方法，其具體的技術手段要結合施工難度、經濟效益、工藝要求、使用功能等方面綜合考慮。值得一提的是，在加固設計過程中，除應對被加固結構承載力和正常使用極限狀態(tài)進行計算外，還應注意其對相關結構構件承載能力和使用功能的影響，考慮在結構、構件、節(jié)點以及支座中的內力重分布，對結構及基礎進行必要的補充驗算，并采取切實可行的合理構造措施。
2.2
構件截面加固 構件截面加固的實質是通過增加構件截面面積加大構件剛度，實現(xiàn)鋼框架整體承載能力的提高。構件截面加固方法主要有:將工字形截面改為箱形截面，翼緣外側貼焊鋼板，外粘鋼板、碳纖維布加固等。采用加大截面的方法加固鋼構件時，所選截面形式應有利于加固技術要求并考慮已有缺陷和損傷情況，以上方法并不是在任何鋼結構加固中都可以運用，因此了解不同加固方法的特點對加固設計方案的選取十分必要。當加固鋼板的寬度大于鋼柱翼緣時，翼緣的焊接殘余應力從壓應力變?yōu)槔瓚?，從而提高熱軋工型鋼柱的承載力；間斷性焊接加固效果并不理想，加固焊縫位于翼緣邊緣時能得到最佳加固效果。對有幾何缺陷和預應力的鋼柱進行加固時，考慮截面塑性區(qū)的發(fā)展，引入鋼柱截面彎曲剛度下降的修正系數(shù)，貼焊鋼板的殘余應力會降低鋼柱的屈曲承載力。
2.3 連接節(jié)點加固
連接節(jié)點加固是鋼結構改擴建中最復雜的一個環(huán)節(jié)，技術措施主要有焊縫加固、粘鋼加固、碳纖維加固、套管加固、肋板加固等。鋼結構加固連接方法的選擇，應根據(jù)結構需要加固的原因、目的、受力狀態(tài)及施工條件，并考慮結構原有的連接方法確定，在同一受力部位連接的加固中，不宜采用剛度相差較大的加固措施。
鋼管結構相貫節(jié)點的加固方法主要有主管上加套管、加內隔板、主管加勁環(huán)加固及肋板加固等鋼結構相貫節(jié)點的研究表明，構件加厚或者設置加勁板可以有效防止節(jié)點的脆性破壞，能夠改善節(jié)點的延性；自從美國北嶺地震以來，蓋板加固逐漸被廣泛研究，蓋板加固能防止節(jié)點的脆性破壞，蓋板的不同布置方式及形狀是節(jié)點加固的主要設計因素；相比于前兩種焊接加固，碳纖維布加固不僅能提高構件的承載力，也避免了焊接殘余應力對既有結構的損傷。
3 小結
鋼結構在工業(yè)農業(yè)中的重要地位逐漸顯現(xiàn)出來，成為國民經濟中的重要組成部分。鋼結構安全關系到人民生命財產的安全，無損檢測技術能夠對鋼結構的缺陷進行判斷與評估，是保證鋼結構安全的重要手段之一。在選擇具體的加固方案時，要根據(jù)結構特點、工作環(huán)境、施工條件、經濟效益等綜合考慮。，在今后的研究工作中，筆者認為還需要注意以下幾點：貼焊鋼板加固構件截面能有效改善結構承載力，但是焊接殘余應力對結構產生的不利影響值得重視，盡管規(guī)范對荷載作用下焊接加固的名義應力做出了要求，焊接加固后構件的應力分布有待進一步研究；板件加厚和設置加勁板被證實能夠有效防止鋼管相貫節(jié)點的脆性破壞，但是對加固后節(jié)點的屈曲性能、屈曲破壞等研究尚不夠深入；蓋板加固鋼框架節(jié)點取得了預期的效果，但是對于蓋板加固后鋼框架節(jié)點的彎矩-轉角曲線的研究目前比較空缺，加固后節(jié)點的半剛性性能研究有待進一步深入；碳纖維布加固構件截面和節(jié)點能夠有效避免焊接殘余應力對結構的損傷，能夠有效提高結構的疲勞壽命，但是當前的研究僅局限于對板材和鋼管的研究，在負荷結構的碳纖維加固領域，希望能夠取得更加有價值的試驗數(shù)據(jù)和理論研究成果。
參考文獻
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