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鋼結(jié)構(gòu)已是如今建筑工程中的最主要的結(jié)構(gòu)類型。由于鋼結(jié)構(gòu)具有重量輕、強(qiáng)度高、變形能力強(qiáng)等的特點(diǎn)，成為很多大型工程項(xiàng)目理想結(jié)構(gòu)。
隨著鋼結(jié)構(gòu)在各項(xiàng)工程中的使用，不僅大大的提高了工程的施工效率，還降低了施工成本。
因鋼材的特性所決定，存在著很多不能避免的問題，伴隨而來的就是對(duì)鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)及固的技術(shù)和方法的廣發(fā)應(yīng)用。
雖然鋼結(jié)構(gòu)材料廣泛應(yīng)用于建筑工程中，但是它也有一定的缺陷，需要對(duì)其進(jìn)行安全性鑒定才能保證人們生命及財(cái)產(chǎn)的安全。
鋼結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
1、鋼材強(qiáng)度高，結(jié)構(gòu)重量輕
鋼材的強(qiáng)度遠(yuǎn)高于混凝土和砌體結(jié)構(gòu)，故大跨度結(jié)構(gòu)、超高層建筑、高聳結(jié)枃和重型工業(yè)廠房或荷載很重的結(jié)構(gòu)，鋼結(jié)構(gòu)是理想的結(jié)構(gòu)材料選擇。同時(shí)由于結(jié)構(gòu)重量輕，可減輕基礎(chǔ)的負(fù)荷，降低地基、基礎(chǔ)部分的造價(jià)，可增大使用面積、縮短施工周期、減少運(yùn)輸費(fèi)用等優(yōu)點(diǎn)。
2、鋼材具有良好的塑性和韌性
鋼材的良好塑性可使結(jié)構(gòu)在穩(wěn)定的條件下不會(huì)因超載而突然發(fā)生斷裂現(xiàn)象，這是保證結(jié)構(gòu)不致倒塌的優(yōu)良性能。
此外，尚能將局部高峰應(yīng)力重分配，使應(yīng)力變化趨于平緩。而良好的延性可使結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)荷載的適應(yīng)性強(qiáng)，建筑鋼結(jié)構(gòu)在沖擊荷載和重復(fù)荷載或多軸拉應(yīng)力作用下具有可靠性能的保障。
同時(shí)由于鋼材有良好的塑性和延性，使抗震設(shè)防的建筑鋼結(jié)構(gòu)能充分吸收能量，減弱地震反應(yīng)，大大提高結(jié)構(gòu)的抗震性能。唐山和汶川震害調(diào)查表明，即使在震中附近的高烈度區(qū)，全鋼結(jié)構(gòu)建筑物震害也是很輕的。
3、鋼材材質(zhì)均勻，接近于各向同性體，是理想的彈塑性材料
鋼結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力狀態(tài)與按力學(xué)計(jì)算的結(jié)果比較符合，計(jì)算上的不確定性較小，計(jì)算結(jié)果可靠。
4、鋼材雖然不會(huì)像木頭那樣燃燒，但是受熱以后強(qiáng)度會(huì)下降
隨含碳量的不同，其強(qiáng)度的下降程度也略有不同。大體上，溫度在500度時(shí)，強(qiáng)度下降約一半，溫度在1500度時(shí)便會(huì)熔解(該溫度叫做熔點(diǎn)）。
鋼材受熱以后，如同軟糖般會(huì)柔軟彎曲。由于鋼材的耐熱性能差，作為結(jié)構(gòu)材料使用時(shí)，通常需要外包防火材料。這樣做就是為了不讓鋼材直接受熱。
5、鋼材的耐水性能弱
鋼材會(huì)生銹，鋼材生銹以后其強(qiáng)度會(huì)下降，最終會(huì)受到破壞。由于鋼材的耐水性差，所以通常用混凝土包里。
例如在房屋的基礎(chǔ)和地下室等與土壤接觸的結(jié)構(gòu)部分，一般采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，而不采用鋼結(jié)構(gòu)。
即便是地上部分，鋼結(jié)構(gòu)也需要涂刷防銹材料或者在鋼構(gòu)件周圍外貼防銹材料，這樣做避免鋼構(gòu)件直接接觸雨雪等潮濕環(huán)境。
鋼材的弱點(diǎn)就是易腐蝕和耐火性差。采用鋼材，首先要考慮的問題就是遠(yuǎn)離火與水。但是，混凝土里面的鋼材不會(huì)生銹。鐵在水中會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，產(chǎn)生氧化鐵。這種反應(yīng)在酸性環(huán)境中會(huì)加速進(jìn)行，在堿性環(huán)境中會(huì)停止。
混凝土是堿性材料，由于在堿性環(huán)境中鋼材不會(huì)生銹，因此，在混凝土中的鋼材也就不會(huì)生銹?？諝庵械亩趸蓟蛘咚嵊?，會(huì)使混凝土從表面到里面發(fā)生中性化?；炷涟l(fā)生中性化，則里面的鋼材就會(huì)生銹。鋼材生銹，其體積會(huì)膨脹，造成周圍混凝土發(fā)生破壞。這種現(xiàn)象稱為混凝土脹裂。
當(dāng)然，只要是沒有水，即便混凝土發(fā)生中性化，鋼材也不會(huì)生銹。把鋼柱柱腳用混凝土包裹時(shí)，即使在土中也不容易生銹。因此，在有可能接觸到水的部位，使用混凝士予以包裹，可以消除鋼材生銹的顧慮。
什么情況下要進(jìn)行檢測(cè)與鑒定
1、對(duì)于既有鋼結(jié)構(gòu)建筑物
1）建筑物擬改變用途、改變使用條件和使用要求；
2）擬對(duì)建筑物進(jìn)行擴(kuò)建、加層、插層、較大規(guī)模維修或其他形式結(jié)構(gòu)改造；
3）擬對(duì)建筑物進(jìn)行整體位移；
4）鋼結(jié)構(gòu)本身出現(xiàn)明顯結(jié)構(gòu)功能退化現(xiàn)象或有明顯的變形；
5）鋼結(jié)構(gòu)受到災(zāi)害、事故等作用影響，并產(chǎn)生明顯損傷；
6）對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的抗力產(chǎn)生有根據(jù)的懷疑；
7）出于保護(hù)要求，需要了解優(yōu)秀歷史建筑的工作現(xiàn)狀以及在目標(biāo)使用期內(nèi)的可靠性；
8）建筑物超過設(shè)計(jì)使用年限，擬延長(zhǎng)建筑物使用年限；
9）擬對(duì)建筑物進(jìn)行抗震加固；
10）在既有鋼結(jié)構(gòu)附件進(jìn)行有關(guān)活動(dòng)而可能對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生損傷時(shí)，活動(dòng)方與被影響方雙方協(xié)議需要檢測(cè)與鑒定；
11）對(duì)重要建筑及大型公共建筑的鋼結(jié)構(gòu)按規(guī)定進(jìn)行定期檢測(cè)與鑒定；
12）其它需要了解結(jié)構(gòu)可靠性的情形。
2、對(duì)于在建鋼結(jié)構(gòu)工程
1）供工程質(zhì)量驗(yàn)收的質(zhì)量控制資料不足以證明工程質(zhì)量符合要求；
2）存在施工質(zhì)量缺陷或質(zhì)量爭(zhēng)議；
3）結(jié)構(gòu)遭受意外損失或損壞；
4）改變?cè)O(shè)計(jì)使用條件；
5）建設(shè)過程中停工后恢復(fù)建設(shè)。
鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)內(nèi)容
1、鋼結(jié)構(gòu)截面厚度的檢測(cè)
鋼結(jié)構(gòu)斷面厚度往往受到加工精確程度和斷面銹蝕的影響。特別是銹蝕會(huì)使截面減薄，荷載力下降，這樣對(duì)整個(gè)鋼結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生巨大的影響。因此，測(cè)定鋼結(jié)構(gòu)截面厚度是一項(xiàng)非常重要的任務(wù)。
目前，通常采用測(cè)厚儀測(cè)定截面厚度。采用超聲波脈沖反射法。超聲波從一種均勻介質(zhì)傳播到另一種均勻介質(zhì)時(shí)，會(huì)發(fā)生反射，從探頭發(fā)出的超聲波到達(dá)分界面時(shí)，被反射回來被接收探頭接收。利用測(cè)出發(fā)射脈沖到接收脈沖之間的時(shí)間，算出被測(cè)件的厚度。
2、鋼結(jié)構(gòu)涂層厚度的測(cè)定
在鋼結(jié)構(gòu)鑒定中，涂層好壞將直接影響到鋼結(jié)構(gòu)的牢固性。一般，涂層的厚度測(cè)定使用磁性測(cè)厚儀測(cè)定。用磁性測(cè)厚儀時(shí)，要事先調(diào)好儀器讓它能正常工作。首先要確定測(cè)量范圍。接著開始測(cè)量，測(cè)定時(shí)首先要清除涂層表面灰塵和油污，以防影響精度，然后用探頭接觸被測(cè)涂層。
根據(jù)實(shí)際情況，先確定有無涂層，由于長(zhǎng)期受到自然環(huán)境影響，涂層會(huì)破損甚至消失。因?yàn)橛袩o殘留涂層是結(jié)構(gòu)銹蝕程度一個(gè)重要界限。
3、鋼結(jié)構(gòu)撓度測(cè)定
鋼結(jié)構(gòu)一般跨度都較大，測(cè)量撓度比較困難，必須用很大的力把鋼絲拉緊，而且還要求鋼絲有一定強(qiáng)度，要做好有竣工記錄和反拱或撓度值。
因?yàn)橹挥写_定這兩個(gè)值才能確定屋架在荷載作用下的應(yīng)力撓度值，目前我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)撓度測(cè)定開始大量改用水準(zhǔn)儀、全站儀:水準(zhǔn)儀特性有高質(zhì)量的望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，堅(jiān)固穩(wěn)定的儀器結(jié)構(gòu)，高精度的測(cè)微器裝置，高靈敏的管水準(zhǔn)器，高性能的補(bǔ)償裝置。
全站儀特點(diǎn)是一種兼有自動(dòng)測(cè)距、測(cè)角、計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，自動(dòng)記錄和傳輸功能的自動(dòng)化、數(shù)字化及三維坐標(biāo)測(cè)量系統(tǒng)。
4、鋼結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測(cè)與評(píng)定
鋼結(jié)構(gòu)在制造時(shí)的有以下缺陷:尺寸的偏差、構(gòu)件的非線性、結(jié)構(gòu)焊接和鉚接的質(zhì)量低.底漆和涂料質(zhì)量不好等。
由于存在著這些缺陷以及受到這些缺陷的互相影響，使結(jié)構(gòu)的整體和局部都會(huì)受到受到不同程度的破損。
5、鋼結(jié)構(gòu)的缺陷檢測(cè)
在鋼結(jié)構(gòu)缺陷檢測(cè)時(shí)常用超聲波法和電磁法。對(duì)鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)時(shí)，檢查鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)是一項(xiàng)重要的內(nèi)容。最好的方法是在結(jié)構(gòu)非主要受力部位截取樣本進(jìn)行試驗(yàn)，從而確定相應(yīng)的強(qiáng)度指標(biāo)。
鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)與鑒定的評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)
鋼結(jié)構(gòu)可靠性鑒定應(yīng)劃分為結(jié)構(gòu)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)系統(tǒng)兩個(gè)層次。
1、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的可靠性應(yīng)按安全性、適用性和耐久性分別鑒定，并按下列規(guī)定評(píng)定等級(jí)。
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件節(jié)點(diǎn)的安全性等級(jí)
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的適用性等級(jí)
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件及節(jié)點(diǎn)的耐久性等級(jí)
2、鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的可靠性應(yīng)按安全性、適用性和耐久性分別鑒定，并按下列規(guī)定評(píng)定等級(jí)。
鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的安全等級(jí)
鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的適用性等級(jí)
鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的耐久性等級(jí)