在對鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的技術(shù)特點以及其檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范進行闡述的基礎(chǔ)上，分別從鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的材料檢測、焊接球節(jié)點檢測和桿件應(yīng)力測試三個方面詳細的探討了大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)要點，形成了相對完善的大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)體系，對提高鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的整體水平起到一定的參考作用。
【關(guān)鍵詞】大跨度；鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)檢測
大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)是一種空間桿結(jié)構(gòu)體系，具有剛度大、受力分布合理、自重輕、制作安裝簡便等特點，在近些年來的大空間建筑結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。尤其是在大跨度、大面積的公共建筑中得到了廣泛應(yīng)用。為了保證結(jié)構(gòu)的安全、確保大跨度鋼結(jié)構(gòu)的長期穩(wěn)定服役，需要采取有效的質(zhì)量檢測技術(shù)，以提高鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
1、鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于會展中心、體育館、車站、航站樓以及博物中心等大型工民建筑中。隨著現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)以及建造技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體跨度更大、型式也日趨復(fù)雜，結(jié)構(gòu)件與構(gòu)件之間的節(jié)點連接方式也日趨多樣化。檢測技術(shù)是保證大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)現(xiàn)場整體質(zhì)量的一個有效途徑，因此其在當(dāng)前大型、復(fù)雜鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)中得到了廣泛的應(yīng)用。
在進入二十一世紀(jì)之后，國家為保證鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測質(zhì)量和整體水平，頒布了新的國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》(GB50205．2001)、《建筑工程施工質(zhì)量驗收統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50300-2001)[1]等相關(guān)檢測技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，基于驗收與評價相分離、加強驗收以及重視過程控制為基本原則，提高了質(zhì)量檢測工作在鋼結(jié)構(gòu)質(zhì)量控制中的應(yīng)用程度，為鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的檢測提供了良好的機會，有效的促進了大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量監(jiān)控水平的提高。
2、大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)材料檢測技術(shù)
大跨度鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的鋼材主要使用碳素結(jié)構(gòu)鋼以及低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼作為建設(shè)材料，在實際的使用過程中一般使用Q235或者Q345鋼材作為建設(shè)用材。并在根據(jù)實際的結(jié)構(gòu)建設(shè)需要和受力特點，在標(biāo)準(zhǔn)中選擇其他牌號的鋼結(jié)構(gòu)材料。
2.1 結(jié)構(gòu)用材化學(xué)成分檢驗
在材料的化學(xué)成分檢驗過程中，為了保證檢測的針對性，必須熟悉并了解鋼網(wǎng)結(jié)構(gòu)鋼用材的具體類型，以根據(jù)對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)選擇確定材料需要達到的性能標(biāo)準(zhǔn)。例如，磨體育館的大跨度網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用的桿件材料是基于GB700.88中規(guī)定的Q235B鋼材和和GB8163.1999中規(guī)定的20號鋼；網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的高強度螺栓使用GB2077中規(guī)定的40cr鋼，其性能等級達到GB/T16939中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)；焊接球結(jié)構(gòu)中，節(jié)點螺栓球使用GB699中規(guī)定的45號鋼、焊接球使用Q235鋼；其他結(jié)構(gòu)，例如錐頭、封板、套筒等則選擇使用Q235鋼；鋼板使用Q345用鋼；管桁架、托梁則選擇GB700.88中規(guī)定的Q235鋼材。在實際的現(xiàn)場檢測過程中，必須在對質(zhì)量合格文件進行檢查的同時，針對受力較大、構(gòu)件數(shù)量較多的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，例如Ф60x3.5和Ф75x3.75的鋼管結(jié)構(gòu)進行化學(xué)成分復(fù)驗，并將復(fù)驗結(jié)果與具體桿件材料Q235B鋼的化學(xué)成分進行對比，保證檢測成分達到國家技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)。
2.2 結(jié)構(gòu)用材力學(xué)性能檢驗
（1）結(jié)構(gòu)用材拉伸性能檢測
在進行具體的拉伸檢測之前，需要根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《鋼材力學(xué)及工藝性能試驗取樣規(guī)定》(GB2975.82)[2]的相關(guān)規(guī)定進行材料取樣。根據(jù)現(xiàn)場實際的鋼材使用情況，隨機抽取對應(yīng)的試驗桿件進行拉伸檢測。檢測現(xiàn)場鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)使用的桿件拉伸強度、伸長率等技術(shù)指標(biāo)是否能夠滿足相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。例如，表1為Q235B的拉伸試驗技術(shù)指標(biāo)，在Q235B材料的拉伸試驗之后，應(yīng)該將試驗結(jié)果與之進行對比，確認材料是否達到國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
表1 Q235B材料拉伸性能指標(biāo)
圖1 鋼結(jié)構(gòu)用材硬度檢測步驟
測量過程中，首先要對材料加載初始載荷F0，將金剛石壓頭或者鋼球壓頭壓入到試件的表層，計算壓入表層的位移量ho；之后，加載二次載荷Fl，并保持對應(yīng)的時間，計算壓頭所在的位的位移量為h1，隨后將將主應(yīng)力F1卸除；保持初始應(yīng)力值F0，測量得到此時壓頭的實際位移量為h2；根據(jù)公式(1)計算得到洛氏硬度值。
（1）
3、焊接球節(jié)點質(zhì)量檢測
鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在構(gòu)建的過程中使用了部分焊接空心球，使用材質(zhì)為Q235B，產(chǎn)品質(zhì)量符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JGJ75.2•91《鋼網(wǎng)架焊接球節(jié)點》[3]中的相關(guān)規(guī)定。焊接球殼在加工的過程中，通?？梢允褂脽彳?、冷軋兩種工藝方法。其中，使用熱軋法生產(chǎn)得到的球殼存在著壁厚不均衡，生產(chǎn)得到的焊接球會出現(xiàn)“瘤”、“荷葉邊”等加工缺陷。因此，技術(shù)規(guī)定對球殼的壁厚不均勻程度進行了對應(yīng)的限制。當(dāng)使用冷軋加工時，通常會因為軋制模具磨損、冷卻收縮等問題而導(dǎo)致成品產(chǎn)品的直徑偏小，使得最終成網(wǎng)的尺寸偏小。所以，技術(shù)規(guī)定對球直徑的尺寸偏差也進行了明確的限制。球的圓度不但會影響到拼裝后的網(wǎng)架尺寸，同時也會產(chǎn)生節(jié)點偏差，因此技術(shù)規(guī)范對球的圓度也有對應(yīng)的要求。因此，焊接球節(jié)點質(zhì)量檢測的過程中需要對對球殼壁厚均勻度、軋制成品直徑以及球體圓度進行檢測，保證其整體質(zhì)量達到技術(shù)規(guī)范的相關(guān)要求。
4、鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力檢測
鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的施工包括制作與安裝兩個環(huán)節(jié)，其中制作程序主要在工廠中完成，安裝程序在現(xiàn)場進行。桿件下料、加工的過程中難免會出現(xiàn)偏差，而在安裝的過程中因為受到環(huán)境、溫度、安裝工藝以及前期的軸線標(biāo)畫、標(biāo)高等偏差因素的影響，導(dǎo)致鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)在安裝的過程中會產(chǎn)生附加應(yīng)力，使得局部桿件的實際承載載荷與設(shè)計載荷之間存在較大偏差，會威脅鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和安全性。因此，需要對桿件應(yīng)力進行檢測，確保鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的整體可靠性和穩(wěn)定性。
通常，在測試之前需要在試驗室對測試元器件、設(shè)備以及測試方案進行優(yōu)化，在現(xiàn)場測試時則需要安裝對應(yīng)的測試傳感器，對不同工況下的應(yīng)力值進行檢測。通常，測試的工況包括：① 零載荷工況(地面拼裝之前)，該載荷情況主要是對拼裝錢的元器件進行測試，主要進行安裝測試、吊裝測試等操作，測試誤差應(yīng)該控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；②第一工況，當(dāng)鋼網(wǎng)架桿件安裝之后，需要對桿件使用胎架支撐時，對元件的頻率讀數(shù)進行讀取，計算各個桿件的初始應(yīng)力值；③ 將胎架拆除之后，當(dāng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)重量完全由落地支座支撐時，對元件讀數(shù)進行讀取，得到對應(yīng)的桿件應(yīng)力值；④ 第三工況，當(dāng)鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及其他輔助配置構(gòu)件全部安裝完成之后，測試得到的元器件數(shù)據(jù)，計算得到各個桿件的應(yīng)力值；⑤ 第四工況，在完成所有桿件的結(jié)構(gòu)載荷加載之后，三個月之后再進行檢測，計算得到各個桿件的應(yīng)力值。在實際的檢測過程中，可以在不同的溫度下進行檢測，從而考慮環(huán)境溫度對鋼網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的影響。所有檢測得到的應(yīng)力值都應(yīng)該處于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的控制范圍內(nèi)。
