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发布时间:2024-09-29

一、钢结构安全鉴定的必要性

钢结构在建筑领域的应用极为广泛,涵盖建筑、桥梁、地下空间、航空航天、能源等多个重要领域。然而,尽管钢结构具有高强度、轻质化、耐久力强等诸多优点,但在实际使用过程中,由于各种原因,仍可能存在安全隐患,进行安全鉴定也就显得至关重要。

首先,钢结构在长期使用过程中,可能会因材料、环境等因素出现老化迹象。例如,钢结构的主要老化迹象是钢材锈蚀,砌体结构的主要老化迹象是砖墙风化,木结构的主要老化迹象是虫蚀、腐朽。当钢结构出现这些老化现象时,其结构的安全性和稳定性就会受到影响,若不及时进行安全鉴定并采取有效的处理措施,可能会引发严重的安全事故。

其次,钢结构厂房在使用过程中,可能会受到各种外部因素的影响,如相邻工程施工、自然灾害等。当厂房因相邻工程影响出现裂缝损伤或倾斜变形时,不仅会影响厂房的正常使用,还可能对人员生命和财产安全造成严重威胁。此外,钢结构厂房在遭遇灾害、事故等作用影响后,也会产生明显损伤,这时进行安全鉴定就显得尤为必要,可以为责任认定提供依据,并提出合理的处理措施建议。

再者,钢结构厂房同普通的居民住房和商业住房一样,在设计建造时都有一个估计使用年限。在快要达到这个使用年限时,即使肉眼可见没有什么问题,也不能忽视安全鉴定。因为随着时间的推移,钢结构可能会出现各种潜在的安全隐患,如结构承载力下降、构件变形等。只有通过安全鉴定,才能确定厂房是否还能继续使用,保障生产活动的安全进行。

钢结构在建筑领域的广泛应用虽然带来了诸多优势,但也不能忽视其可能存在的安全隐患。进行钢结构安全鉴定,不仅可以及时发现问题并采取有效的处理措施,还能保障人员生命和财产安全,对于建筑工程的可持续发展具有重要意义。

二、安全鉴定的流程

(一)准备工作

在进行钢结构安全鉴定之前,明确检测鉴定的目的和范围至关重要。例如,是为了确定钢结构厂房是否能继续安全使用,还是评估因相邻工程影响而受损的钢结构建筑的安全性等。确定目的和范围后,需全力收集相关的设计图纸、施工记录、材料质量证明等资料。设计图纸能让鉴定人员全面了解钢结构的设计参数和结构布局;施工记录可反映施工过程中的工艺和质量控制情况;材料质量证明则是判断钢材、焊材等材料是否符合标准的重要依据。这些资料的收集有助于对钢结构进行全面的了解和分析,为后续的安全鉴定工作奠定坚实的基础。

(二)现场调查

现场调查是钢结构安全鉴定的重要环节。鉴定人员需对钢结构的外观、尺寸、连接方式等进行全面观察。外观检查包括查看钢结构表面是否有锈蚀、涂层是否脱落等情况;尺寸测量可确定钢结构的实际尺寸是否与设计相符;连接方式的检查则重点关注焊缝质量、螺栓连接的紧固程度等。同时,还需评估施工质量和环境对钢结构的影响。例如,检查施工过程中是否存在焊接缺陷、螺栓松动等问题,以及周边环境是否存在腐蚀性物质、振动源等可能影响钢结构安全的因素。通过全面的现场调查,为后续的检测鉴定提供可靠的依据。

(三)材料检测

材料检测是确保钢结构安全的关键环节之一。对钢材、焊材、涂料等材料进行拉伸、弯曲、冲击等试验,以确定材料的质量和性能是否符合设计要求和相关标准。据统计,在材料检测中,拉伸试验可测定钢材的抗拉强度、屈服强度等重要参数,弯曲试验可检验材料的韧性和塑性,冲击试验则能反映材料在冲击载荷下的抗脆断能力。通过这些试验,可以及时发现材料质量问题,为钢结构的安全鉴定提供准确的数据支持。

(四)无损检测

无损检测是钢结构安全鉴定中常用的方法之一。采用超声波、磁粉、射线等方法检测钢结构内部缺陷,如裂纹、夹渣、气孔等。超声波检测具有灵敏度高、检测范围广等优点,能够检测出钢结构内部较深部位的缺陷;磁粉检测主要用于检测铁磁性材料表面和近表面的缺陷,操作简便、检测速度快;射线检测可以直观地显示缺陷的形状和大小,但辐射较大,对人体健康有一定影响。在实际检测中,可根据钢结构的特点和检测要求选择合适的无损检测方法,确保检测结果的准确性和可靠性。

(五)结构性能检测

结构性能检测是钢结构安全鉴定的核心环节。通过静载、动载、抗震等试验检测钢结构的承载能力、稳定性、刚度等性能。静载试验可模拟实际使用状态下的荷载情况,测定钢结构的变形和应力分布;动载试验则用于评估钢结构在动态荷载作用下的响应;抗震试验可检验钢结构在地震作用下的抗震性能。例如,在某大型钢结构建筑的安全鉴定中,通过静载试验发现部分构件的承载能力不足,及时采取了加固措施,确保了建筑的安全。

(六)数据处理与分析

在进行钢结构安全鉴定过程中,对获取的数据进行整理和分析至关重要。通过对数据的分析,可以发现钢结构存在的安全隐患和问题。例如,对材料检测数据进行分析,可判断材料是否符合标准要求;对无损检测数据进行分析,可确定钢结构内部缺陷的位置和大小;对结构性能检测数据进行分析,可评估钢结构的安全性和稳定性。同时,还需对数据进行归纳和总结,形成完整的检测鉴定报告。报告应包括检测目的、范围、方法、结果以及结论和建议等内容,为后续的修复和加固提供依据。

(七)结论与建议

在完成钢结构安全鉴定后,根据检测结果和分析结果得出结论。如果钢结构存在安全隐患或问题,需要及时采取措施进行修复和加固。例如,对于存在裂纹的钢结构构件,可采用焊接或加固板等方法进行修复;对于承载能力不足的钢结构,可采取增加支撑、加固构件等措施。同时,还需要提出针对性的建议和措施,以避免类似问题的再次发生。例如,建议加强钢结构的日常维护和保养,定期进行检查和检测;在设计和施工过程中,严格控制材料质量和施工工艺,确保钢结构的安全性和稳定性。钢结构质量安全检测鉴定是确保钢结构安全性和稳定性的重要手段,必须严格按照规定的步骤和方法进行操作,确保检测鉴定的准确性和可靠性。

三、安全鉴定的标准

(一)危房鉴定等级划分

A 级:结构承载力能满足正常使用要求,未腐朽危险点,房屋结构安全。

B 级:结构承载力基本满足正常使用要求,个别结构构件处于危险状态,但不影响主体结构,基本满足正常使用要求。

C 级:部分承重结构承载力不能满足正常使用要求,局部出现险情,构成局部危房。

D 级:房屋承重结构的承载力不满足正常使用的要求,房屋整体出现险情,构成整幢危房。

(二)连接检测标准

连接检测标准如下:

钢结构用高强度大六角头螺栓 GB/T 1228-1991。

钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈型式尺寸与技术条件 GB1231-1991。

钢结构用扭剪型高强度连接副型式尺寸与技术条件 GB3633-1983。

钢结构用高强度垫圈 GB/T 1230-1991。

钢网架螺栓球节点用高强度螺栓 GB/T 16939-1997。

(三)结构性能实荷检验与动

对于大型复杂钢结构体系可进行原位非破坏性实荷检验,直接检验结构性能。结构性能的实荷检验可按本标准附录 H 的规定进行。加荷系数和判定原则可按附录 H.2 的规定确定,也可根据具体情况进行适当调整。

对结构或构件的承载力有疑义时,可进行原型或足尺模型荷载试验。试验应委托具有足够设备能力的专门机构进行。试验前应制定详细的试验方案,包括试验目的、试件的选取或制作、加载装置、测点布置和测试仪器、加载步骤以及试验结果的评定方法等。

对于大型重要和新型钢结构体系,宜进行实际结构动力测试,确定结构自振周期等动力参数。结构动力测试宜符合本标准附录 E 的规定。

钢结构杆件的应力,可根据实际条件选用电阻应变仪或其他有效的方法进行检测。

(四)评估过程标准

收集相关施工资料,主要包括岩土勘察报告、设计图纸、施工日志及各种材料的检验合格证。

根据《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344—2004)的要求,对钢材的力学性能进行检测。

根据《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344—2004)的要求,对混凝土强度进行检测,并在有代表性区域内,进行混凝土碳化深度检测。

根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)的要求,并考虑到检测现场的实际情况,采用超声测厚仪对钢材的厚度进行检测。

根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205-2001)的要求,并考虑到检测现场的实际情况,在钢结构构件中对所有要求全焊透的一、二级焊缝采用手工法检测钢框架焊缝焊接质量,并检查焊缝表面有无气孔、夹渣、弧坑裂纹等缺陷。

构件外观质量检测、防腐涂层厚度检测、防火涂层厚度检测、检查围护结构是否完整,是否满足设计要求。

对于超出国家标准以外的检测要求,由委托方与被委托方签订书面合同并予以实行。

(五)主要检测内容标准

构件尺寸及平整度的检测:每个尺寸在构件的 3 个部位量测,取 3 处的平均值作为该尺寸的代表值。钢构件的尺寸偏差应以设计图纸规定的尺寸为基准计算尺寸偏差;偏差的允许值应符合其产品标准的要求。

构件表面缺陷的检测:可采用磁粉探伤、渗透检测、超声波检测等方法检测钢材表面和近表面裂纹等缺陷。例如,磁粉检测根据磁粉在试件表面所形成的磁痕检测钢材表面和近表面裂纹等缺陷;渗透检测用渗透剂检测材料表面裂纹。

连接(焊接、螺栓连接)的检测

螺栓检测:主要依靠外观检查,看其是否存在螺杆剪断、弯曲,孔壁承压破坏,板件端部剪坏、拉坏等现象。

焊缝检测:有普通方法和jingque方法。普通方法一般指外观检查、钻孔检查、测量尺寸等;jingque方法一般指在普通方法的基础上,用 X 射线、超声波等方法进行补充检查。

钢材锈蚀检测:在潮湿、积水和酸碱腐蚀环境下,钢结构易生锈,锈蚀导致钢的截面变薄,承载力降低。钢筋锈蚀程度可以通过截面厚度的变化来反映。检查钢厚 (必须先除锈) 的仪器有超声测厚仪 (声速设定,耦合剂) 和游标卡尺。

防火涂层厚度检测:在高温下,钢结构的强度明显下降。对防火涂料的质量要求薄型防火涂料表面裂纹宽度不得超过 0.5 mm,涂层厚度应满足相关设计要求的设计要求;厚型防火涂料表面裂纹宽度不得超过 1 mm,涂层厚度应有 80% 以上的面积符合设计要求,Zui薄处厚度不应低于设计要求的 85%。耐火材料涂层厚度的测定用测针 (测厚仪) 来测定。

四、安全鉴定的方法

(一)常见钢结构问题及解决办法

焊接质量差

原因:焊接工艺不合理或焊工水平低下会导致结构强度不足;母材抗裂性能差、焊接材料质量不好、焊接工艺参数选择不当、焊接内应力过大等也可能产生裂纹。

解决措施:对于冷裂纹,应选择抗裂性好的钢材,采用低氢或超低氢、低强的焊条,并控制预热温度、线能量;对于热裂纹,应选择含镍量高的钢材,采用精炼的方法提高钢材纯度,降低杂质含量,并控制焊缝凹度小于 1mm,降低线能量。应在裂纹两端钻止裂孔或铲除裂纹的焊缝金属,进行补焊。

构件尺寸不符合设计要求

原因:可能是设计问题、施工过程中的误差导致,也可能是在运输、装卸过程中造成构件变形。

解决措施:如果尺寸误差不大,可以通过调整施工工艺或增加辅助构件来弥补误差。例如,在钢梁高度偏差的情况下,可以通过增加垫板厚度来调整高度。如果尺寸误差较大,需要重新进行钢结构设计并重新caigou材料。同时,要重视材料的保管和复验工作,尤其对于板厚≥40mm 且设计有 z 向要求的厚钢板。在制作、安装过程中应加强机工具的正确使用,对产生的划痕和吊痕可采用补焊后打磨进行修整。

(二)正确检测方法

局部不均匀沉降的检测:局部不均匀沉降是较为普遍的钢结构质量问题,主要原因是钢构件焊接不良或安装错误造成焊缝开裂或贯通性裂缝。解决方法一般通过调整钢结构结构、更换新钢材或者改变施工工艺来加以避免。检测时可选用静力水准仪对钢结构以及底部混凝土结构不均匀沉降进行监测,对结构整体健康状况进行评估,根据评估情况提出并预防处理与防护等措施。

螺栓连接松动的检测:这种情况往往发生在预埋件位置周围,由于天气寒冷等因素导致紧固螺栓连接部位出现收缩变形而导致脱落现象。可以使用加热软化或人工拉伸松弛的方式来缓解应力集中的影响。检测时可通过外观检查螺栓是否存在螺杆剪断、弯曲等现象,也可采用无损检测仪器进行检测。

镀锌层脱落的检测:镀锌层脱落是指经过一段时间后,锌板表面覆盖物产生破损,露出金属光泽,并且锌层厚度明显变薄。检测时可通过观察外观判断镀锌层的状况,也可采用专业的涂层厚度检测仪器进行测量。

根据不同情况选择合适检测方案:钢结构安全检测鉴定的方法有很多种,应根据不同情况和要求选择合适的检测方案。例如,对于大型复杂钢结构体系可进行原位非破坏性实荷检验,直接检验结构性能;对结构或构件的承载力有疑义时,可进行原型或足尺模型荷载试验;对于大型重要和新型钢结构体系,宜进行实际结构动力测试,确定结构自振周期等动力参数。同时,可采用超声波、磁粉、射线等无损检测方法检测钢结构内部缺陷,如裂纹、夹渣、气孔等。在实际检测中,要结合检测仪器和个人经验判断钢结构的重要构件和连接方式,再结合相应的规范和设计要求进行分析,从而准确判断钢结构现状情况。

五、安全鉴定的案例

(一)合肥钢结构连廊鉴定案例

2019 年 3 月 25 日,对安徽省合肥市经济技术开发区蓬莱路 2592 号某公司钢结构连廊进行鉴定。该连廊建于 2017 年,平面呈矩形,钢框架结构,独立基础,长 21.93m,宽 8.25m,高 8.1m,轻钢屋面,主框架钢材牌号为 Q345B。

检测内容

地基检测:连廊周边地面与上部主体结构未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征,连廊柱现状垂直度满足规范要求,综合评定地基基础安全性等级为 B 级。

上部承重结构鉴定

结构布置复核:采用测距仪、卷尺等工具对连廊结构空间布置进行复核,结果符合设计图纸。

钢材强度检测:用里氏硬度计检测主体结构钢材硬度,推定检验批钢材牌号为 Q345。

钢构件截面尺寸复核:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等复核主要构件尺寸,符合设计图纸。

漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪检测,结果符合规范要求。

构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。连接节点现状基本完好,表面有轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。综合评定连廊上部承重结构承载功能安全性等级为 A 级。

围护结构系统鉴定:围护墙与屋面无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠,评定围护结构系统安全性等级为 A 级。

检测结果:该连廊现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。建议不得擅自拆改连廊原有的承重结构,加强日常维护检查。

(二)合肥钢结构雨棚鉴定案例

对安徽省合肥市庐阳区长江中路 146 号一雨棚结构进行安全性评估。该雨棚建于 2023 年,钢结构,主立面朝东,主要材料设计强度 Q235B,无改扩建历史。

检测内容

评估依据:《工业建筑可靠性鉴定标准》《工程结构可靠性设计统一标准》等多项标准规范。

评估方法:结构安全性评估依据《钢结构工程施工质量验收标准》进行,对钢构件按承载能力、构造和连接等两个检查项目分别评估每一受检构件。

结构安全性评估

结构承载功能检查:包括工程资料调查、钢构件截面尺寸检测。

构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,工作无异常。连接节点现状基本完好,未发现螺栓、钢构件表面锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。

检测结果:该建筑现状质量良好,可正常安全使用。建议不得擅自拆改建筑原有的承重结构,加强日常维护检查。

(三)安徽钢结构厂房鉴定案例

2020 年 12 月 23 日,受安徽某建材公司委托,对六安市裕安区国华路 12 号一厂房进行安全鉴定。

检测内容

地基检查:未发现因基础不均匀沉降及变形等原因造成的结构损坏特征,房屋钢架柱现状垂直度满足规范要求,地基基础处于正常状态。

上部承重结构检测

结构空间布置复核:采用测距仪、卷尺等工具复核房屋结构空间布置,推定检验批钢材牌号为 Q345。

主要构件尺寸检测:使用游标卡尺、卷尺、金属测厚仪等检测主要构件尺寸。

漆膜厚度检测:采用涂层测厚仪检测,结果符合规范要求。

构造和连接检查:钢构件构造合理,连接方式正确,无构造缺陷,工作无异常。连接节点现状基本完好,表面有轻微锈蚀,螺栓无滑移迹象,焊缝无开裂迹象。

围护结构系统安全性鉴定:围护墙与屋面无变形、破损等损伤情况,与结构之间连接可靠。

检测结果:该厂房现状安全性等级为 B 级,可正常安全使用。

六、钢结构安全鉴定的未来展望

随着科技的不断进步和建筑行业的持续发展,钢结构安全鉴定在未来将面临更多的机遇和挑战。

一方面,技术的不断创新将为钢结构安全鉴定带来更高效、更准确的方法。例如,人工智能和大数据技术的应用,有望实现对钢结构安全状态的实时监测和预警。通过在钢结构关键部位安装传感器,收集大量的数据,利用人工智能算法进行分析,可以及时发现潜在的安全隐患,并预测其发展趋势。同时,新型的无损检测技术也将不断涌现,如基于激光扫描、红外热成像等技术的检测方法,将能够更快速、更全面地检测钢结构的内部缺陷和表面损伤,提高检测的精度和效率。

另一方面,标准的不断完善将进一步规范钢结构安全鉴定的流程和方法。随着对钢结构安全性能要求的不断提高,相关的技术标准和规范也将不断更新和完善。这将促使钢结构安全鉴定机构不断提升自身的技术水平和服务质量,以满足市场的需求。同时,国际间的合作与交流也将更加频繁,各国将共同分享钢结构安全鉴定的先进经验和技术成果,推动全球钢结构安全鉴定水平的提升。

此外,公众对建筑安全的关注度不断提高,也将促使zhengfu和企业更加重视钢结构安全鉴定工作。zhengfu将加大对钢结构安全鉴定的监管力度,制定更加严格的法律法规和政策措施,确保钢结构建筑的安全可靠。企业也将认识到钢结构安全鉴定的重要性,积极主动地开展安全鉴定工作,提高自身的竞争力和社会形象。

未来钢结构安全鉴定将在技术创新、标准完善和公众关注的推动下,不断发展进步,为建筑安全提供更加坚实的保障。


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