鋼結(jié)構(gòu)廠房以其強度高、自重輕、施工速度快等優(yōu)點在工業(yè)建筑中廣泛應(yīng)用。然而,由于鋼結(jié)構(gòu)長期承受各種荷載,以及環(huán)境因素的影響,可能會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷和安全隱患。對鋼結(jié)構(gòu)廠房進行質(zhì)量安全檢測是確保其正常使用、保障人員和財產(chǎn)安全的關(guān)鍵措施。
設(shè)計規(guī)范:如《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計標準》(GB 50017 - 2017),該標準規(guī)定了鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則、計算方法和構(gòu)造要求等內(nèi)容,為檢測中評估結(jié)構(gòu)的合理性提供依據(jù)。
施工質(zhì)量驗收規(guī)范:像《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收標準》(GB 50205 - 2020),用于對比實際施工情況與標準要求,檢查施工質(zhì)量是否合格。
荷載規(guī)范:《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB 50009 - 2012),是確定廠房所承受的各種荷載(恒荷載、活荷載、風荷載、雪荷載等)大小和組合方式的重要參考。
構(gòu)件幾何尺寸檢測
鋼柱、鋼梁等主要構(gòu)件的截面尺寸(高度、寬度、厚度)應(yīng)使用鋼尺、卡尺等工具進行測量,測量位置包括構(gòu)件兩端和中部等關(guān)鍵部位。例如,對于 H 型鋼柱,要測量翼緣寬度和厚度、腹板厚度等尺寸,并與設(shè)計圖紙進行對比,允許偏差應(yīng)符合驗收標準要求。
構(gòu)件長度的測量也很重要,特別是對于吊車梁等對長度精度要求較高的構(gòu)件。若長度偏差過大,可能會影響吊車的正常運行和廠房的整體結(jié)構(gòu)性能。
構(gòu)件材料性能檢測
觀察構(gòu)件表面的銹蝕情況,對于銹蝕嚴重的部位,采用超聲波測厚儀等設(shè)備檢測鋼材的剩余厚度。銹蝕會導(dǎo)致鋼材截面減小,進而降低構(gòu)件的承載能力。
通過光譜分析等方法檢測鋼材中的化學成分,如碳、硅、錳、硫、磷等元素的含量。例如,硫、磷含量過高會使鋼材的脆性增加,降低其質(zhì)量。
從結(jié)構(gòu)構(gòu)件上截取適量的鋼材試樣,進行拉伸試驗,以獲取鋼材的屈服強度、抗拉強度和伸長率等關(guān)鍵力學性能指標。這些指標直接反映鋼材的承載能力和變形性能。
沖擊韌性試驗也是必要的,它能評估鋼材在沖擊荷載作用下的抵抗能力。對于處于低溫環(huán)境或承受動力荷載的鋼結(jié)構(gòu)廠房,沖擊韌性指標尤為重要。
鋼材力學性能檢測:
鋼材化學成分分析:
鋼材銹蝕檢測:
焊接節(jié)點檢測
采用無損檢測方法,如超聲波探傷、射線探傷或磁粉探傷等。超聲波探傷可以檢測焊縫內(nèi)部的氣孔、夾渣、未焊透等缺陷。例如,氣孔的存在會降低焊縫的致密性和強度。
檢查焊縫的外觀形狀是否規(guī)則,是否有咬邊、焊瘤、弧坑裂紋等缺陷。咬邊會減小焊縫的有效截面,降低焊縫強度;焊瘤可能會影響構(gòu)件的表面平整度和裝配精度。
測量焊縫的余高,余高過高或過低都不符合規(guī)范要求。余高過高會增加應(yīng)力集中,過低則可能導(dǎo)致焊縫強度不足。
焊縫外觀檢查:
焊縫內(nèi)部缺陷檢測:
螺栓連接檢測
查看螺栓表面是否有銹蝕、裂紋等損傷情況。銹蝕的螺栓可能會導(dǎo)致其強度降低,裂紋則可能在使用過程中斷裂。
使用扭矩扳手檢查高強螺栓的擰緊力矩是否達到設(shè)計規(guī)定值。高強螺栓通過摩擦力傳遞內(nèi)力,擰緊力矩不足會導(dǎo)致連接節(jié)點松動,降低結(jié)構(gòu)的抗剪能力。
核對螺栓的規(guī)格(包括直徑、長度、強度等級等)是否符合設(shè)計要求,檢查螺栓的數(shù)量是否齊全。如果螺栓規(guī)格錯誤或數(shù)量不足,會影響連接節(jié)點的承載能力和結(jié)構(gòu)的整體性。
螺栓規(guī)格與數(shù)量檢查:
螺栓擰緊力矩檢測:
螺栓銹蝕與損傷檢查:
整體變形檢測
使用全站儀或水準儀等測量儀器,對廠房的整體沉降、傾斜和水平位移進行測量。例如,在廠房的四個角點和關(guān)鍵柱位置設(shè)置測量點,定期觀測其高程變化,以判斷廠房是否存在不均勻沉降。
對于大跨度的鋼結(jié)構(gòu)廠房,還要關(guān)注其跨中的撓度情況。通過在梁的跨中設(shè)置位移傳感器或采用水準儀測量,可以獲取梁的變形數(shù)據(jù)。梁的撓度超過允許值會影響其正常使用和結(jié)構(gòu)安全。
構(gòu)件局部變形檢測
檢查鋼柱、鋼梁等構(gòu)件是否有局部彎曲、扭曲等變形情況。局部變形可能是由于構(gòu)件受力不均、受到撞擊或火災(zāi)等因素引起的。例如,鋼柱在吊車水平制動力的作用下可能會產(chǎn)生局部彎曲變形。
荷載調(diào)查
考慮屋面活荷載,如人員檢修荷載(一般取值為 0.5kN/m2 左右)、雪荷載(根據(jù)當?shù)貧庀筚Y料和屋面坡度計算)。例如,在雪荷載較大的地區(qū),屋面坡度較緩的廠房雪荷載可能會對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大影響。
風荷載是鋼結(jié)構(gòu)廠房需要重點考慮的活荷載之一。根據(jù)廠房的地理位置、高度、體型系數(shù)(與廠房的形狀和開敞情況有關(guān))等因素,按照荷載規(guī)范計算風荷載。例如,沿海地區(qū)的廠房由于風速較大,風荷載往往是設(shè)計和檢測的關(guān)鍵因素。
計算鋼結(jié)構(gòu)廠房自身的重量,包括鋼構(gòu)件、屋面和墻面圍護結(jié)構(gòu)(如彩鋼板、保溫材料等)的重量。根據(jù)構(gòu)件的尺寸、材料密度等參數(shù)準確計算自重。例如,鋼柱的自重可以通過其體積乘以鋼材密度得到。
統(tǒng)計廠房內(nèi)固定設(shè)備(如吊車、大型機床等)的重量,這些設(shè)備的重量也是恒荷載的重要組成部分。
恒荷載:
活荷載:
內(nèi)力計算與分析
利用結(jié)構(gòu)力學原理和的結(jié)構(gòu)分析軟件(如 SAP2000、3D3S 等),建立鋼結(jié)構(gòu)廠房的有限元模型。將調(diào)查得到的荷載施加到模型上,計算構(gòu)件在各種荷載組合下的內(nèi)力(彎矩、剪力、軸力等)。例如,通過分析可以得到在風荷載和吊車荷載組合作用下,鋼柱底部的軸力和彎矩大小。
將計算得到的內(nèi)力與構(gòu)件的承載能力(根據(jù)材料性能和構(gòu)件截面尺寸計算)進行對比,評估構(gòu)件是否滿足強度和穩(wěn)定性要求。
屋面系統(tǒng)檢測
檢查屋面排水坡度是否符合設(shè)計要求,天溝、落水管等排水設(shè)施是否暢通。排水不暢會導(dǎo)致屋面積水,增加屋面荷載,對結(jié)構(gòu)安全產(chǎn)生不利影響。
進行屋面防水試驗,如淋水試驗或蓄水試驗。淋水試驗是通過在屋面上模擬降雨情況,觀察屋面是否有漏水現(xiàn)象;蓄水試驗則是在屋面低洼處蓄水一段時間,檢查是否有滲漏。
檢查屋面材料(如彩鋼板、夾芯板等)的材質(zhì)、厚度是否符合設(shè)計要求。例如,彩鋼板的厚度不足可能會導(dǎo)致屋面的強度和耐久性下降。
查看屋面材料的表面是否有破損、變形、銹蝕等情況。破損的屋面材料可能會導(dǎo)致屋面漏水,影響廠房內(nèi)部的正常使用。
屋面材料檢查:
屋面防水性能檢測:
屋面排水系統(tǒng)檢查:
墻面系統(tǒng)檢測
采用熱流計法或紅外熱像法等檢測墻面的保溫隔熱性能。對于有保溫要求的廠房,良好的保溫隔熱性能可以降低能耗,提高室內(nèi)舒適度。
檢查墻面材料的質(zhì)量和安裝情況,包括材料的材質(zhì)、厚度、平整度等。例如,墻面彩鋼板的連接是否牢固,密封膠是否完好等。
查看墻面是否有裂縫、變形、脫落等損壞現(xiàn)象。墻面損壞可能會影響廠房的保溫、隔熱和防風性能。
墻面材料檢查:
墻面保溫隔熱性能檢測:
委托與資料收集
廠房業(yè)主或管理單位向有資質(zhì)的檢測機構(gòu)提出檢測委托,并提供廠房的設(shè)計圖紙、施工記錄、竣工驗收報告、使用年限、使用功能變更情況等資料。
檢測方案制定
檢測機構(gòu)根據(jù)委托要求和提供的資料,制定詳細的檢測方案。方案內(nèi)容包括檢測目的、檢測內(nèi)容、檢測方法、檢測儀器設(shè)備、檢測人員安排和檢測進度計劃等。
檢測儀器設(shè)備準備
根據(jù)檢測方案,準備所需的儀器設(shè)備,如全站儀、水準儀、卡尺、超聲波探傷儀、扭矩扳手、材料試驗機等,并確保儀器設(shè)備經(jīng)過校準且在有效期內(nèi)。
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件檢測現(xiàn)場操作
檢測人員按照檢測方案,對鋼柱、鋼梁等構(gòu)件進行幾何尺寸測量和材料性能檢測。在構(gòu)件表面選取合適的位置進行鋼材取樣,用于力學性能試驗和化學成分分析。
連接節(jié)點檢測現(xiàn)場操作
對焊接節(jié)點進行外觀檢查和無損檢測,對螺栓連接節(jié)點檢查螺栓規(guī)格、數(shù)量、擰緊力矩和銹蝕損傷情況。在檢測過程中,詳細記錄發(fā)現(xiàn)的問題和檢測數(shù)據(jù)。
結(jié)構(gòu)變形檢測現(xiàn)場操作
設(shè)置測量點,使用全站儀和水準儀等儀器對廠房的整體變形和構(gòu)件局部變形進行測量。對于大跨度梁等關(guān)鍵構(gòu)件,安裝位移傳感器進行實時變形監(jiān)測。
荷載及內(nèi)力檢測現(xiàn)場操作
現(xiàn)場收集廠房恒荷載和活荷載相關(guān)信息,如構(gòu)件尺寸、材料密度、設(shè)備重量、屋面和墻面材料重量等。同時,觀察廠房周圍環(huán)境,記錄可能影響風荷載和雪荷載的因素,如周邊建筑物的高度和間距、廠房的朝向等。
圍護結(jié)構(gòu)檢測現(xiàn)場操作
檢查屋面和墻面系統(tǒng)的材料質(zhì)量、安裝情況、防水性能、排水系統(tǒng)和保溫隔熱性能。對屋面進行淋水或蓄水試驗,采用熱流計法等檢測墻面保溫隔熱性能。
數(shù)據(jù)整理與分析
將現(xiàn)場檢測得到的數(shù)據(jù)帶回實驗室進行整理和分析。對構(gòu)件幾何尺寸、材料性能、連接節(jié)點、變形、荷載和內(nèi)力等數(shù)據(jù)進行分類匯總,采用統(tǒng)計分析方法和結(jié)構(gòu)力學原理進行處理。
結(jié)構(gòu)安全性評估
根據(jù)分析結(jié)果,結(jié)合設(shè)計規(guī)范和驗收標準,對鋼結(jié)構(gòu)廠房的質(zhì)量安全狀況進行評估。評估內(nèi)容包括構(gòu)件的承載能力、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、連接節(jié)點的可靠性、變形是否在允許范圍內(nèi)等。評估結(jié)果分為安全、基本安全(需要注意一些小問題)、不安全(需要采取整改措施)三個等級。
檢測報告編制
根據(jù)評估結(jié)果,編制詳細的鋼結(jié)構(gòu)廠房質(zhì)量安全檢測報告。報告內(nèi)容包括廠房基本信息、檢測目的、檢測內(nèi)容和方法、現(xiàn)場檢測結(jié)果、數(shù)據(jù)分析與評估結(jié)論、存在的問題及建議整改措施等。
報告審核與交付
檢測報告編制完成后,進行內(nèi)部審核和外部審核。內(nèi)部審核由檢測機構(gòu)的技術(shù)負責人進行,檢查報告內(nèi)容的完整性、數(shù)據(jù)的準確性和結(jié)論的合理性。外部審核可以邀請或委托方代表參與。審核通過后的報告交付給委托方。
資質(zhì)要求
應(yīng)選擇具有建設(shè)工程質(zhì)量檢測資質(zhì)的機構(gòu),其資質(zhì)范圍應(yīng)涵蓋鋼結(jié)構(gòu)檢測項目。查看檢測機構(gòu)的資質(zhì)證書,確保其具備合法的檢測資格。
技術(shù)能力與經(jīng)驗
考慮檢測機構(gòu)的技術(shù)能力,包括是否擁有先進的檢測儀器設(shè)備和的檢測人員。同時,了解其在鋼結(jié)構(gòu)廠房檢測方面的經(jīng)驗,查看以往的檢測案例和客戶評價。
人員安全保障
由于鋼結(jié)構(gòu)廠房檢測可能涉及高處作業(yè)、電氣設(shè)備檢查等危險操作,檢測人員應(yīng)嚴格遵守安全操作規(guī)程。例如,在高處作業(yè)時,必須佩戴安全帶、安全帽等安全防護用品。
檢測設(shè)備安全使用
正確操作檢測設(shè)備,避免因設(shè)備故障或不當使用導(dǎo)致安全事故。在使用大型設(shè)備(如材料試驗機、超聲波探傷儀等)時,要確保設(shè)備的穩(wěn)定性和接地良好。
及時整改
委托方應(yīng)高度重視檢測報告中指出的問題,對于不安全的情況,應(yīng)立即采取整改措施。整改措施應(yīng)根據(jù)問題的嚴重程度和具體情況制定,如對銹蝕嚴重的構(gòu)件進行更換、對連接節(jié)點進行加固等。
定期復(fù)查
鋼結(jié)構(gòu)廠房在整改完成后,應(yīng)定期進行復(fù)查,以確保整改效果和廠房的長期質(zhì)量安全。復(fù)查周期可以根據(jù)廠房的使用情況、環(huán)境條件和檢測結(jié)果等因素確定。