钢结构产业现状

钢结构工程是以钢材制作为主的结构，是主要的建筑结构类型之一。随着国民经济的快速发展，国内钢结构产业应用领域不断扩大，用量不断增加，在高层建筑、大型工厂、大跨度空间结构、交通能源工程、住宅建筑中表现出的巨大大优势。众多国内知名的地标性建筑均采用了大量的钢结构工程，如：上海环球金融中心(101层、用钢6.5万吨)、北京电视中心(41层、用钢量3.8万吨)、上海世博会场(钢结构用量30多万吨)、南京三桥（仅桥塔用钢量即达1.44万吨），2008年奥运会主场馆“鸟巢”更是采用全钢结构，仅外部结构即用钢4.2万吨，总用钢量达11万吨。近几年，我国钢产量每年多达6亿多吨，但建筑钢结构用钢量近两年在2500万吨左右，仅占4～5%，与发达国家相比差距很大。作为国家战略资源发展与国民经济的重要组成部分，钢结构产业在未来相当长的一段时间内将处于一个快速发展的时期。

钢结构工程的特点

钢结构自重轻、可靠性较高、抗震性/抗冲击性好 ，而且钢结构制造的工业化程度高、装配准确快速、室内空间大、易于密封，这些都为都为钢结构在现代社会生产生活中的应用带来了极大的便利。同时，钢结构的性能受钢材本身力学性能、机械连接/焊接质量的影响较大，且钢结构易受腐蚀，这些都对钢结构的材料选取、施工质量及防腐处理提出了严格的要求。

钢结构施工质量验收规范

GB50205—2001《钢结构施工质量验收规范》对钢结构工程的施工质量要求有着明确的规定。钢结构工程中主要的检测内容有：构件尺寸及平整度的检测、构件表面缺陷的检测、连接(焊接、螺栓连接)的检测、钢材锈蚀检测、防火涂层厚度检测。如果对钢材质量有怀疑，则应增加钢材的力学性能试验或化学成分检测。

一、钢网架结构的变形检测

钢结构一般跨度较大，实际施工中，钢构件的尺寸偏差应以设计图纸规定的尺寸为基准计算偏差；偏差的允许值应符合其产品标准的要求。梁和桁架构件的变形有平面内的垂直变形和平面外的侧向变形，因此要检测两个方向的平直度。柱的变形主要有柱身倾斜与挠曲。目测发现有异常情况或疑点时,可以使用拉铁丝、细线、使用铅垂测量。高精度的检测必须采用精密水准仪、经纬仪（全站仪）。

 二、构件表面缺陷检测

目力检测钢结构表面缺陷仅限于工件表面裸露的较大裂纹，效率低下、容易漏检且容易造成人员疲劳，同时，对于工件近表面缺陷无法察觉。目前最快捷、直观、经济的是磁粉探伤方法。

磁粉检测又分干法和湿法两种：

1.干法—将磁粉直接撒在被测工件表面。为便于磁粉颗粒向漏磁场滚动，通常干法检测所用的磁粉颗粒较大，所以检测灵敏度较低。但是在被测工件不允许采用湿法与水或油接触时，如温度较高的试件，则只能采用干湿法。
2.湿法—将磁粉悬浮于载液(水或煤油等)之中形成磁悬液喷撒于被测工件表面，这时磁粉借助液体流动性较好的特点，能够比较容易地向微弱的漏磁场移动，同时由于湿法流动性好就可以采用比干法更加细的磁粉，使磁粉更易于被微小的漏磁场所吸附，因此湿法比干法的检测灵敏度高。
3、磁粉探伤的一般程序(预处理－磁化－施加磁粉－观察记录)·预处理将构件表面的油脂、涂料以及铁锈等去掉，以免影响磁粉附着在缺陷上。·磁化选用适当的磁化方法和磁化电流，接通电源，对构件进行磁化。·施加磁粉按所选的干法或湿法施加干粉或磁悬液。·观察记录用非荧光磁粉擦伤时，在光线明亮的地方，用自然光或灯光进行观察；用荧光磁粉擦伤时，则在暗室等暗处用紫外灯进行观察。

三、连接(焊接、螺栓连接)的检测钢结构的许多质量事故出在连接上，故应将连接作为重点对象进行检查。
连接板的检查包括：1)检测连接板尺寸(尤其是厚度)是否符合要求；2)用直尺作为靠尺检查其平整度；3)测量因螺栓孔等造成的实际尺寸的减小；4)检测有无裂缝、局部缺损等损伤。对于螺栓连接，可用目测、锤敲相结合的方法检查。并用扭力扳手(当扳手达到一定的力矩时，带有声、光指示的扳手)对螺栓的紧固性进行复查，尤其对高强螺栓的连结更应仔细检查，选用超声波螺栓检测仪可以直观、快速的读出螺栓紧固力是否达标。此外，对螺栓的直径、个数、排列方式也要一一检查。

焊接连接目前应用最广，出事故也较多，应检查其缺陷。焊缝的缺陷种类不少，有裂纹、气孔、夹渣、未熔透、虚焊、咬边、弧坑等。检查焊缝缺陷时，可用超声探伤仪或射线探测仪检测。在对焊缝的内部缺陷进行探伤前应先进行外观质量检查。焊缝表面质量的检验可目测或用10倍放大镜，当存在疑义时，采用磁粉或渗透擦伤。如果焊缝外观质量不满足规定要求，需进行修补。焊缝的外形尺寸一般用焊缝检验尺测量。焊缝检验尺由主尺、多用尺和高度标尺构成，可用于测量焊接母材的坡口角度、间隙、错位、焊缝高度、焊缝宽度和角焊缝高度。

四、钢材锈蚀的检测钢结构在潮湿、存水和酸碱盐腐蚀性环境中容易生锈，锈蚀导致钢材截面削弱，承载力下降。钢材的锈蚀程度可由其截面厚度的变化来反应。检测钢材厚度(必须先除锈))的仪器有超声波测厚仪(声速设定、耦合剂)和游标卡尺。超声波测厚仪采用脉冲反射波法。超声波从一种均匀介质向另一种介质传播时，在界面会发生反射，测厚仪可测出探头自发出超声波至收到界面反射回波的时间。超声波在各种钢材中的传播速度已知，或通过实测确定，由波速和传播时间测算出钢材的厚度，对于数字超声波测厚仪，厚度值会直接显示在显示屏上。

五、防火涂层厚度的检测   钢结构在高温条件下，材料强度显著降低。

譬如2001年9月11日受恐怖袭击的美国纽约世贸中心就是典型的例子，世贸大厦采用筒中筒结构，为姊妹塔楼，地下6层，地上110层，高411m，标准层平面尺寸63.5m×63.5m，总面积125万平方米，整个大楼可容纳5万人办公，相当于5个深圳地王大厦。外筒为钢柱，建于1973年，每幢楼用钢量7800t。两座大楼受飞机撞击之后，一个在一小时倒塌，另一个在一小时四十倒塌。防火涂层的质量要求薄型防火涂层表面裂纹宽度不应大小0.5mm，涂层厚度应符合有关耐火极限的设计要求；厚型防火涂层表面裂纹宽度不应大小1mm，其涂层厚度应有80%以上的面积符合耐火极限的设计要求，且最薄处厚度不应低于设计要求的85%。防火涂料涂层厚度测定用测针(厚度测量仪)测定。全钢框架结构的梁和柱的防火层厚度测定，在构件长度内每隔3m取一截面，对于梁和柱在所选择的位置中，分别测出6个和8个点。分别计算出它们的平均值，精确到0.5mm。

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