鋼結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)鑒定報(bào)告辦理中心/收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

時(shí)間：2018-12-13作者：深圳市住建工程檢測(cè)有限公司瀏覽：679

鋼結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)鑒定報(bào)告辦理中心/收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)

廠房鋼結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)鑒定

—鋼結(jié)構(gòu)框架的消能、隔震措施——

傳統(tǒng)的防震觀點(diǎn)是要求結(jié)構(gòu)具有一定的抗震性能，在這方面有兩種思維方式：一是提高結(jié)構(gòu)的剛度來(lái)抵抗地震作用；另一種是采用允許結(jié)構(gòu)有一定的柔性變形，從而使其在變形過(guò)程中吸收、釋放一定的能量。在不增加重量、不改變剛度的前提下，提高總體強(qiáng)度和剛度是兩個(gè)有效的抗震途徑。

而現(xiàn)在以及今后建造的鋼結(jié)構(gòu)框架將是越來(lái)越多的坐落在高烈度地區(qū)，這樣就迫使設(shè)計(jì)人員要從另一個(gè)方面來(lái)考慮——減震消能。

對(duì)結(jié)構(gòu)地震反應(yīng)有重要影響的主要有兩個(gè)因素：①結(jié)構(gòu)物的基本周期；②阻尼比。

當(dāng)采用消能機(jī)構(gòu)后基本都在很大程度上延長(zhǎng)了建筑物的基本周期，從而避開(kāi)了地震輸入的高能量頻段，采用高阻尼減震裝置使建筑物具有大變形的能力和強(qiáng)自復(fù)位能力。

【對(duì)阻尼器的要求】

一，在小振幅的振動(dòng)下，呈線性反應(yīng)，不產(chǎn)生很大的阻尼，但剛度很大，從而限制結(jié)構(gòu)的位移。

二，在強(qiáng)烈振動(dòng)時(shí)，阻尼器的一部分可以失效，從而允許大變位和大阻尼，以達(dá)到隔震目的。

三，隔振阻尼裝置的豎向剛度遠(yuǎn)大于其水平剛度。由日本的震后調(diào)查來(lái)看凡是安裝了消能、隔震裝置的建筑均未遭到較大破壞或未有破壞。當(dāng)采用疊層橡膠墊等靠摩擦變形來(lái)消能的裝置，其接觸面之間的摩擦系數(shù)應(yīng)大于0.20，用以限制上部結(jié)構(gòu)的水平加速度不過(guò)0.2g。

磁流變減震器是利用可化的固體顆粒分散在絕緣溶劑中形成的懸浮液，在外加磁場(chǎng)的作用下，固體顆粒在磁場(chǎng)方向排成鏈狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生很大的抗剪切力，此變化過(guò)程，可逆，易于控制且連續(xù)可控，通過(guò)改變外加的電流大小來(lái)改變磁場(chǎng)強(qiáng)度。因此在地震作用下，通過(guò)敏感電阻變化來(lái)導(dǎo)致電流變化造成磁流變減震器產(chǎn)生效能所需要的剪切力，來(lái)達(dá)到減震消能的目的。

對(duì)于在結(jié)構(gòu)中采用的摩擦消能支撐，由實(shí)驗(yàn)表明，不論振動(dòng)時(shí)間持續(xù)多久，在不同頻率、不同烈度地震作用下，支撐中的大動(dòng)應(yīng)力不變；又由于消能支撐的滑動(dòng)，有效地耗散掉已經(jīng)輸入到結(jié)構(gòu)中的地震能量，這種效應(yīng)可推遲框架產(chǎn)生屈服的地震烈度約2—2.5度。

——鋼結(jié)構(gòu)框架抗震體系選擇——

鋼結(jié)構(gòu)框架的結(jié)構(gòu)布置體系有兩種形式：①鉸結(jié)體系；②剛接體系。

鉸接體系其傳力途徑明確，設(shè)計(jì)、施工、安裝簡(jiǎn)單但其要依靠很多的支撐來(lái)提高其剛度和整體穩(wěn)定性，這就給工藝布置帶來(lái)諸多不便，而就支撐體系來(lái)講其用鋼量也是相當(dāng)驚人的，通常為主材用量的20%~30%甚**。



在另一方面，鉸接結(jié)構(gòu)體系將在梁中產(chǎn)生較大彎矩8造成梁的耗鋼量比剛接體系增大，而柱主要只承擔(dān)軸向力，要比剛接體系中為壓彎構(gòu)件的柱要省材。鉸接節(jié)點(diǎn)要比剛接節(jié)點(diǎn)好處理，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)能采用這種思路：在由梁柱組成剛架來(lái)抵抗側(cè)力時(shí)，只需一部分梁和柱剛性連接，其余則做成鉸接，既節(jié)約材料又簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。

框架結(jié)構(gòu)的主要缺點(diǎn)就是抗側(cè)剛度較小，側(cè)向變形較大，這就需要在結(jié)構(gòu)中設(shè)剛性跨，但對(duì)于剛性跨在地震作用下到底如何分擔(dān)地震力尚無(wú)明確規(guī)定。國(guó)外有采用桁架作為剛性跨的，由框一桁架結(jié)構(gòu)的抗震性能試驗(yàn)研究可知：

框一桁架結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)“強(qiáng)柱一中梁一弱腹桿”的抗震設(shè)計(jì)原則，具有典型的多道抗震防線特征，彈性階段以桁架斜桿為主要承受側(cè)向力作用桿料，斜桿隨著裂縫的發(fā)展逐漸退出工作，地震作用力逐漸向框架部分轉(zhuǎn)移。體系的滯回曲線呈反s形，受力明確，便于在設(shè)計(jì)中控制剛度的分布和塑性鉸出現(xiàn)的部位及順序。

這樣對(duì)于到底采用鉸接體系，還是剛接體系是很難明確地下定義的。要根據(jù)場(chǎng)地地震地質(zhì)、工藝布置、材料選用等情況綜合考慮比較后選用。

——鋼結(jié)構(gòu)框架抗震設(shè)計(jì)——

鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震的力學(xué)性能與計(jì)算模型吻合情況如何主要取決于三個(gè)方面：構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、支撐。

對(duì)于構(gòu)件問(wèn)題，其在彈性工作狀態(tài)下的性能已是十分清楚，也有很好的計(jì)算方法。在鋼結(jié)構(gòu)框架體系中，關(guān)于構(gòu)件是否能允許進(jìn)入塑性階段，這還有待于探討，一般情況下對(duì)重要結(jié)構(gòu)，是不允許進(jìn)入塑性階段，即不考慮利用構(gòu)件進(jìn)入塑性后的那一部分能力，把這一部分能力作為安全儲(chǔ)備。

另外，由于設(shè)計(jì)用地震動(dòng)輸入的欠準(zhǔn)確性和結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的非彈性破壞機(jī)理的復(fù)雜性，使得“塑性結(jié)構(gòu)”的設(shè)計(jì)方法無(wú)法準(zhǔn)確預(yù)知結(jié)構(gòu)遇到地震時(shí)的破壞程度。這樣一來(lái)，對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件在彈性狀態(tài)下的受力性能現(xiàn)在已有很好的解決了。

而對(duì)于鋼構(gòu)件的空間扭轉(zhuǎn)情況，節(jié)點(diǎn)連接情況等迄今沒(méi)有得到解決。結(jié)構(gòu)的質(zhì)心和剛心偏離愈大時(shí)，水平力的空間結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用就愈大，各樓層的質(zhì)心和剛心之間也不可能不存在偏心，在地震平動(dòng)分量作用下將發(fā)生扭轉(zhuǎn)振動(dòng)，此時(shí)空間結(jié)構(gòu)的表現(xiàn)為空間振動(dòng)。

這時(shí)必須考慮其扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，偏心結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)與頻率比、偏心率、結(jié)構(gòu)自振有關(guān)。許多國(guó)家的規(guī)范規(guī)定，對(duì)偏心不大的結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算，仍采用動(dòng)力偏心矩法的簡(jiǎn)化計(jì)算。

Eurocode8規(guī)范中的e1稱(chēng)為附加偏心距，由下式求得的值中取較小的一個(gè)。

e1=0.1(A+B)(10es/B)1/2≤0.1(A+B)

e1=(1/2es){p2-es2-r2+[(p2+es2-r2)2+4es2r2]1/2}

式中如果r2>5(p2+es2)時(shí)，不加e1，es為建筑質(zhì)心與剛心之間的距離，稱(chēng)為靜力偏心距。B為建筑物的寬度。

所以按平面框排架來(lái)代替空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析將會(huì)帶來(lái)很大誤差，使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)偏于不安全。因此，用采用平面模型計(jì)算出的結(jié)果要乘一放大系數(shù)—結(jié)構(gòu)的空間作用調(diào)整系數(shù)。

另外，當(dāng)考慮空間結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)作用時(shí)，對(duì)屋蓋的剛度要求就會(huì)有很大變化，因?yàn)樵谡麄€(gè)結(jié)構(gòu)體系中，屋蓋的抗扭剛度對(duì)扭矩的抵抗作用是非常明顯的。

在計(jì)算模型中可按下式考慮屋蓋提供的水平剛度：K=(L/S)k

式中：L—廠房長(zhǎng)度或防震縫區(qū)段長(zhǎng)度；

S—屋蓋質(zhì)點(diǎn)間水平距離；

k—單位面積屋蓋沿廠房縱向的水平等效剪切剛度基本值。

根據(jù)*大學(xué)等單位的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋取2×104KN，有檁屋蓋為0.6×104KN，有完整支撐系統(tǒng)的輕型屋蓋取1×103KN。

在結(jié)構(gòu)進(jìn)行動(dòng)力計(jì)算時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的延性比取為6，阻尼比取為10%~20%。

基于《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)，設(shè)計(jì)了3個(gè)V型中心支撐鋼框架，采用Pushover方法，得出了其結(jié)構(gòu)影響系數(shù)。不同結(jié)構(gòu)體系的設(shè)計(jì)地震作用與結(jié)構(gòu)影響系數(shù)有關(guān)。結(jié)構(gòu)影響系數(shù)取決于結(jié)構(gòu)延性、強(qiáng)度儲(chǔ)備等。

——結(jié)語(yǔ)——

鋼結(jié)構(gòu)框架的抗震和消能問(wèn)題從整體上較由其它材料組成的結(jié)構(gòu)體系優(yōu)越，這不僅體現(xiàn)在其有較好的強(qiáng)度，還在于其有好的變形能力和韌性。

但是鋼結(jié)構(gòu)本身所形成的體系——鉸接或剛接——都在很大程度上存在著剛度和耗鋼量問(wèn)題，同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)的變形消能機(jī)構(gòu)工作狀況和判斷準(zhǔn)則如何確定迄今均無(wú)準(zhǔn)確結(jié)論。

在塑性設(shè)計(jì)理論中由于每次設(shè)計(jì)計(jì)算中所取的結(jié)構(gòu)所在地的地震動(dòng)情況的非準(zhǔn)確性以及破壞機(jī)理的復(fù)雜性，其實(shí)現(xiàn)有的塑性設(shè)計(jì)理論并不能反映地震時(shí)結(jié)構(gòu)的破壞程度，其次，很多重要結(jié)構(gòu)，是不允許進(jìn)入塑性的。這些使塑性理論有著很大的欠準(zhǔn)確性和局限性。

減震消能措施是今后結(jié)構(gòu)在強(qiáng)烈地震作用下避免破壞或嚴(yán)重破壞的為有效的手段，但是其存在著造**和工作機(jī)理仍欠清晰的問(wèn)題。 



當(dāng)前建筑鋼結(jié)構(gòu)工程無(wú)損檢測(cè)的對(duì)象是鋼結(jié)構(gòu)材料本身以及焊縫，主要問(wèn)題就是缺陷，分為表面和內(nèi)部缺陷兩種。

常見(jiàn)的表面缺陷有：燒穿、表面有氣孔、焊縫不完全、咬邊等等；

內(nèi)部缺陷有：裂紋、未熔合、未焊透、雜質(zhì)嵌入等等，針對(duì)這兩種類(lèi)型的缺陷，常用的無(wú)損檢測(cè)技術(shù)主要有如下幾種。

1、射線探傷檢測(cè)技術(shù)

射線探傷檢測(cè)技術(shù)是射線在通過(guò)被檢測(cè)物體時(shí)的強(qiáng)度衰減，來(lái)檢測(cè)出結(jié)構(gòu)的缺陷。常用的射線是x射線和γ射線。該方法的具體點(diǎn)來(lái)講就是射線在穿過(guò)被檢物體后，受到不同程度的衰減，被投射到x或γ射線的膠片上，通過(guò)顯影技術(shù)，得到物體厚度的變化和內(nèi)部缺陷情況的圖像，然后就可以根據(jù)圖像上的缺陷尺寸大小、形狀以及數(shù)量，對(duì)結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

射線探傷檢測(cè)技術(shù)隨著電子成像技術(shù)的發(fā)展，在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量檢測(cè)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)非常明顯。通過(guò)成像技術(shù)，能夠直截了當(dāng)?shù)姆从吵鲣摻Y(jié)構(gòu)材料、焊縫缺陷的物理性質(zhì)，形狀、大小、數(shù)量，還可以直接獲得*性記錄，供日后檢查。但是該方法的大缺點(diǎn)就是危害人體健康，射線具有放射性，設(shè)備投入較大，攜帶不方便。

2、聲無(wú)損探測(cè)技術(shù)

聲無(wú)損探測(cè)技術(shù)是利用聲波在鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷中的傳播受到不同程度的影響而使得聲時(shí)、振幅、波形等參數(shù)改變，來(lái)檢測(cè)材料和焊縫缺陷的性質(zhì)，聲檢測(cè)的常用頻率是0.5-5MHz，常用的聲檢測(cè)是A型脈沖反射法。

聲檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)平面型缺陷的檢測(cè)敏感，能夠非常的檢測(cè)出未焊透、未熔合等缺陷。檢測(cè)速度快，聲檢測(cè)儀器方便攜帶、價(jià)格優(yōu)勢(shì)使得成本低廉。該檢測(cè)對(duì)材料焊縫表面的粗糙程度有一定的要求，且只適合厚度在8mm以上的板材、管材對(duì)接焊縫，缺陷的表達(dá)沒(méi)有射線探傷直觀，同時(shí)受到檢測(cè)人員的操作水平和熟練程度影響，對(duì)焊縫根部的缺陷檢測(cè)比較困難，主要受表面焊縫的形狀影響。

3、磁粉探傷檢測(cè)技術(shù)

磁粉探傷檢測(cè)技術(shù)是根據(jù)被檢鐵磁性材料在磁化后內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的磁感應(yīng)強(qiáng)度，當(dāng)鋼結(jié)構(gòu)材料中有缺陷或者材質(zhì)、形狀造成非連續(xù)性時(shí)，磁力線會(huì)發(fā)生變化，而透出材料本身的范圍，形成漏磁場(chǎng)，此時(shí)磁粉受到磁力線的作用在材料表面或近表面進(jìn)行重新堆積，可以宏觀現(xiàn)實(shí)出缺陷的情況。

該方法的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)速度、稍微有點(diǎn)缺陷或者裂縫就能檢測(cè)出來(lái)，靈敏度高，檢測(cè)的投資成本較低。該技術(shù)只能對(duì)表面或者近表面缺陷進(jìn)行檢測(cè)，要求被檢測(cè)材料為鐵磁性，對(duì)一些材料的內(nèi)部或者較深的缺陷無(wú)法檢測(cè)出來(lái)。只適合8mm以下的板材和管材對(duì)接焊縫的外觀檢測(cè)。另外，對(duì)某些要求嚴(yán)格的鋼結(jié)構(gòu)材料還需要進(jìn)行檢測(cè)后消磁。

4、滲透探傷檢測(cè)技術(shù)

滲透探傷檢測(cè)技術(shù)是在一些零部件表面進(jìn)行涂抹含有熒光材料或者染色材料的滲透液體，待一段時(shí)間就能滲透到表面具有開(kāi)口的缺陷中，一直滲滿(mǎn)整個(gè)缺陷。待去除材料表面的滲透液后，再利用涂抹的顯像劑的吸引作用，將缺陷內(nèi)的滲透液反吸回顯像劑中。通過(guò)光源的照射，可以是紫外線也可用白光，顯示出缺陷的形狀和大小尺寸。

該滲透探傷檢測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是檢測(cè)設(shè)備簡(jiǎn)單、方便攜帶，在沒(méi)有電源的情況下就可以進(jìn)行探傷檢測(cè)，適合于各種金屬和非金屬材料，材料作用范圍比較廣泛，對(duì)缺陷的顯示比較直觀。但是，對(duì)于比較微小的缺陷，滲透液難以滲入和吸出，缺陷的深度就難以檢測(cè)出來(lái)，所以只適合表面缺陷的檢測(cè)以及近表面的缺陷檢測(cè)。檢測(cè)后的清潔工作也是必須進(jìn)行的，然而有相當(dāng)?shù)牟糠值臋z測(cè)人員忽略此操作步驟。 


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