钢结构工程质量控制与检测.ppt

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1、本章节学习要点:原材料及制成品质量控制点和质量检验；焊接准备和施工质量控制连要点和质量检验；螺栓紧固连接施工质量控制要点和质量检验；钢零、部件加工制造质量控制要点和质量检验；钢结构组装、预拼装工程施工质量控制要点和质量检验；钢结构、网架安装工程质量控制要点和质量检验；钢结构涂装工程质量控制要点和质量检验。,钢结构工程质量控制与检测,建筑结构用钢：分类:热轧钢板：厚钢板、薄钢板和钢带。1）厚钢板：厚钢板是指厚度大于3毫米的钢板。厚钢板分为特厚钢板和中厚钢板。特厚钢板是指厚度不小于50毫米的钢板。特厚钢主要用于造船、锅炉、梁和高压容器壳体等。2）薄钢板：钢板是指厚度不大于3毫米的钢板。常用的薄钢板

2、厚度为0.5-2MM,分为板材和卷板供货。3）钢带：又称带钢，是宽度1300mm以内，长度根据每卷的大小略有不同，按所用材质分为普通带钢和优质带钢两类；按加工方法分热轧钢带、冷轧带钢带两种。,钢结构工程质量控制与检测,建筑结构用钢：分类:热轧型钢：工字钢、槽钢、角钢、方钢、T型钢和钢管。1）工字钢：也称为钢梁，是截面为工字形状的长条钢材。工字钢分普通工字钢和轻型工字钢，H型钢三种。2）槽钢：槽钢是截面为凹槽形的长条钢材。截面形状为槽形的型钢。3）角钢：是两边互相垂直成角形的长条钢材。4）方钢：方钢是实心棒材。区别于方管，空心的，属于管材。5)T型钢：因其断面与英文字母“T”相同而得名。,钢结构

3、工程质量控制与检测,建筑结构用钢：分类:冷轧型钢：等边弯曲角钢、Z型钢、等边弯曲槽钢、方钢管和圆钢管。1）等边角钢：等边角钢就是两边相等的角钢。2）Z型钢：Z型钢是一种常见的冷弯薄壁型钢，厚度一般为1.6-3.0mm之间，截面高多为120-350mm之间。加工材料为热轧(喷漆)，镀锌。,钢结构工程质量控制与检测,钢结构的检测分类和内容:分类:钢结构质量或性能的检测钢构件质量或性能的检测 内容:钢结构材料性能连接构件的尺寸与偏差变形与损伤构造以及涂装,钢结构工程质量控制与检测,钢材较为代表性的质量性能检测项目:1）屈服值2）抗拉强度3）伸长率4）冷弯取样:工程有与结构同批的钢材时，将其加工成试件

4、，进行钢材力学性能检验；工程没有与结构同批的钢材时，可在构件上截取试样，但应确保结构构件的安全。,材 料,检验试件的取样数量、取样方法、试验方法和评定标准,注：1、钢材和屈服点或抗拉强度不满足要求时，应补充取样进行拉伸试验；同类构件同一规格的钢材划为一批，每批抽样3个；2、锈蚀或火灾等对钢材力学性能的影响，可采用取样的方法检测。,钢结构原材料质量检测的取样:一、样坯的切取：1）样坯应在外观及尺寸合格的钢材上切取。2）切取样坯时，应防止因受热、加工硬化及变形而影响其力学及工艺性能。3)用烧割法切取样坯时，从样坯切割线至试样边缘必须留有足够的加工余量，一般应不小于钢材的厚度或直径。,钢结构工程质量

5、控制与检测,钢结构原材料质量检测的取样:二、样坯切取位置及方向：1）对截面尺寸60mm的圆钢，方钢和六角钢，应在中心切取试验样坯，60mm时，则在直径或对角线距外端四分之一处切取。,钢结构工程质量控制与检测,钢结构原材料质量检测的取样:二、样坯切取位置及方向：2）工字钢和槽钢腰高四分之一处沿轧制方向切取矩形拉力，弯曲和冲击样坯。拉力、弯曲试样的厚度应是钢材厚度。,钢结构工程质量控制与检测,钢结构原材料质量检测的取样:二、样坯切取位置及方向：3）角钢和Z型钢以及T形钢腰高三分之一处切取矩形拉力、弯曲和冲击样坯。,钢结构工程质量控制与检测,钢结构原材料质量检测的取样:二、样坯切取位置及方向：4）应

6、从扁钢端部沿轧制方向在距边缘为宽度三分之一处切取拉力、弯曲和冲击样坯。,钢结构工程质量控制与检测,钢结构的连接分为：焊接连接焊钉（栓钉）连接螺栓连接高强螺栓连接,连 接,钢结构焊接方法:一、手工电弧焊；二、自动焊；三、埋弧焊；四、气体保护焊；五、栓焊。,钢结构工程质量控制与检测,焊缝质量：对设计上要求全焊透的一、二级焊缝和设计上没有要求的钢材等强对焊拼接焊缝的质量，可采用超声波探伤的方法检测，并应符合下列规定：对钢结构工程质量，应按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的规定进行检测；对既有钢结构性能，可采取抽样超声波探伤检测；抽样数量不应少于标准规定的样本最小容量；焊缝缺陷分级，应按钢焊

7、缝手工超声波探伤方法及质量分级法GB 11345确定。外观检查：对钢结构工程的所有焊缝都应进行外观检查；对既有钢结构检测时，可采取抽样检测焊缝外观质量的方法，也可采取按委托方指定范围抽查的方法。焊缝的外形尺寸和外观缺陷检测方法和评定标准，应按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205确定。,焊接连接,一、二级焊缝：1）一级焊缝要求对“每条焊缝长度的100%”进行超声波探伤；2）二级焊缝要求对“每条焊缝长度的20%”进行抽检，且不小于200mm进行超声波探伤；3）一级、二级焊缝均为全焊透的焊缝，并不允许存在表面气孔、夹渣、焊坑裂纹、焊擦伤等缺陷；,焊接连接,建筑结构抽样检测的最小样本容量,检验项

8、目：分为拉伸、面弯和背弯等项目取样方法和数量：可采取截取试样的方法，按焊接接头机械性能试验取样方法GB 2649取样，但应采取措施确保安全。每个检验项目各取两个试样。检验方法：焊接接头拉伸试验方法GB 2651和焊接接头弯曲及压扁试验方法GB 2653等确定。焊接接头焊缝的强度不应低于母材强度的最低保证值。,焊接弯曲试验：遵循标准GB/T232-1999金属材料弯曲试验方法一、焊接试件的制备举例以试板为例，其试件长L=300mm,宽=250mm。,二、弯曲试件的样品制备:弯曲试件分为面弯、背弯和侧弯。取样方式及形式：,三、弯曲试样的加工尺寸.1)背弯和面弯的加工尺寸：,三、弯曲试样的加工尺寸.

9、2)侧弯的加工尺寸：,橙色部位取样为侧弯,兰色部位取样为面弯,底部为背弯。,弯曲参数：,试验过程：,试验过程：试件弯曲到规定的角度后,拿下观察,受弯面上任何方向不得有单条长度大于3mm的裂纹和缺陷。,焊钉焊接,对钢结构工程质量检测时，可抽样进行焊钉焊接后的弯曲检测;抽样数量:不应少于标准中A类检测的要求检测方法与评定标准:锤击焊钉头使其弯曲至300，焊缝和热影响区没有肉眼可见的裂纹可判为合格；检测批的合格判定按一般项目正常一次性抽样判定，见下表。,焊钉焊接,适用于各类钢结构工程中，公称直径为1025mm的焊钉（圆柱头焊钉、熔焊栓钉、剪力钉等）的焊接施工。参考标准与规范：电弧螺柱焊用圆柱头焊钉

10、GB/T104332002建筑工程施工质量验收统一标准 GB503002001钢结构工程施工质量验收规范 GB502052001建筑钢结构焊接技术规程 JGJ812002,高强度大六角头螺栓连接的材料性能和扭矩系数:检验方法和检验规则应按钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件GB/T 1231钢结构工程施工质量验收规范GB 50205钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范JGJ 82。扭剪型高强度螺栓连接副的材料性能和预拉力:检验方法和检验规则应按钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副技术条件GB/T 3633钢结构工程施工质量验收规范GB50205。对扭剪型高强度螺栓连接质量，可检

11、查螺栓端部的梅花头是否已拧掉，除因构造原因无法使用专用扳手拧掉梅花头者外，未在终拧中拧掉梅花头的螺栓数不应大于该节点螺栓数的5%。抽样检验时，应按主控项目正常一次性抽样或主控项目正常二次性抽样进行检测批的合格判定。对高强度螺栓连接质量的检测，可检查外露丝扣，丝扣外露应为2至3扣，允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。抽样检验时，应按一般项目正常一次性抽样或一般项目正常二次性抽样进行检测批的合格判定。,高强度螺栓连接,一、高强度大六角头螺栓检测：标准GB/T1231-2006钢结构用高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈技术条件。二、高强度扭剪型螺栓检测：标准GB/T13632-2008钢结构用扭

12、剪型高强度螺栓连接副。三、普通螺栓、螺钉、螺柱和螺母检测：标准GB/T3098.1-2010紧固件机械性能螺栓、螺钉、螺柱。注：螺纹有外螺纹和内螺纹之分，它们共同组成螺旋副（螺旋副就是指“连接副”）,高强度螺栓连接,高强度扭剪型螺栓 高强度大六角头螺栓大六角高强螺栓属于普通螺丝的高强度级，而扭剪型高强螺栓则是大六角高强螺栓的改进型，为了更好施工。,高强度螺栓连接,一、检测内容：副扭矩系数、螺栓实物楔负载、螺母保证荷载、螺母垫圈硬度。二、连接副扭矩系数：要保证适宜的环境温度，检测所用夹具放置该环境至少2h。扭矩系数试验时一定要保证螺母、垫圈的装入位置，还需保证螺栓的相对长度。,高强度螺栓连接,螺

13、栓连接副装入顺序(垫圈-轴力传感器-垫圈-螺母)螺母下的垫圈有倒角的一侧应朝向螺母支撑面，垫圈在实验时不得发生转动，一般情况下螺栓露出螺母2-3丝为宜。螺栓扭矩系数值计算公式：K=T/(P.d)式中：T扭矩值 P轴力值 d螺栓螺纹工程直径。扭矩系数试验每一连接副只能试验一次，不得重复使用。,高强度螺栓连接,高强度螺栓连接,1、施拧扭矩T其误差测试值的2%，螺栓预拉力P其误差测试值的2%。标准要求轴力值必须在下表要求的范围内，超出则扭矩系数无效。2、出场检验按批进行，同一性能等级、材料、炉号、螺纹规格、长度可视为同一批（当螺栓长度小于等于100mm长度相差小于等于15mm，螺栓长度大于100mm

14、长度相差20mm可视为同一批）螺栓在较短情况下可用同批长的代替。,高强度螺栓连接,钢构件尺寸的检测应符合下列规定：抽样检测构件的数量，可根据具体情况确定，但不应少于建筑结构抽样检测的最小样本容量规定的相应检测类别的最小样本容量；尺寸检测的范围，应检测所抽样构件的全部尺寸，每个尺寸在构件的3个部位量测，取3处测试值的平均值作为该尺寸的代表值。尺寸量测的方法，可按相关产品标准的规定量测，其中钢材的厚度可用超声测厚仪测定；构件尺寸偏差的评定指标，应按相应的产品标准确定；对检测批构件的重要尺寸，应按主控项目正常一次性抽样或主控项目正常二次性抽样进行检测批的合格判定；对检测批构件一般尺寸的判定，应按本标

15、准按一般项目正常一次性抽样或一般项目正常二次性抽样进行检测批的合格判定；特殊部位或特殊情况下，应选择对构件安全性影响较大的部位或损伤有代表性的部位进行检测。,尺寸与偏差,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，应按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205确定。钢构件安装偏差的检测项目和检测方法，应按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205确定。,钢材外观质量的检测可分为均匀性，是否有夹层、裂纹、非金属夹杂和明显的偏析等项目。当对钢材的质量有怀疑时，应对钢材原材料进行力学性能检验或化学成分分析。对钢结构损伤的检测可分为裂纹、局部变形、锈蚀等。钢材裂纹，可采用

16、观察的方法和渗透法检测。采用渗透法检测时，应用砂轮和砂纸将检测部位的表面及其周围20mm范围内打磨光滑，不得有氧化皮、焊渣、飞溅、污垢等；用清洗剂将打磨表面清洗干净，干燥后喷涂渗透剂，渗透时间不应少于10min;然后再用清洗剂将表面多余的渗透剂清除；最后喷涂显示剂，停留10 30min后，观察是否有裂纹显示。,缺陷、损伤与变形,杆件的弯曲变形和板件凹凸等变形情况，可用观察和尺量的方法检测，量测出变形的程度；变形评定，应按现行钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的规定执行。螺栓和铆钉的松动或断裂，可采用观察或锤击的方法检测。结构构件的锈蚀，可按涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级GB 8923

17、确定锈蚀等级，对D级锈蚀，还应量测钢板厚度的削弱程度。钢结构构件的挠度、倾斜等变形与位移和基础沉降等，可分别参照标准的有关方法和相应标准规定的方法进行检测。,钢结构杆件长细比的检测与核算，可按标准中尺寸检测的规定测定杆件尺寸，以实际尺寸等核算杆件的长细比。钢结构支撑体系的连接，可按标准中连接检测的规定检测；支撑体系构件的尺寸，可按标准中尺寸检测的规定进行测定；应按设计图纸或相应设计规范进行核实或评定。钢结构构件截面的宽厚比，可按标准中尺寸检测的规定测定构件截面相关尺寸，并进行核算，应按设计图纸和相关规范进行评定。,构 造,钢结构防护涂料的质量，应按国家现行相关产品标准对涂料质量的规定进行检测。

18、钢材表面的除锈等级，可用现行国家标准涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级G8 8923规定的图片对照观察来确定。不同类型涂料的涂层厚度，应分别采用下列方法检测：漆膜厚度，可用漆膜测厚仪检测，抽检构件的数量不应少于建筑结构抽样检测的最小样本容量A类检测样本的最小容量，也不应少于3件；每件测5处，每处的数值为3个相距50mm的测点干漆膜厚的平均值。对薄型防火涂料涂层厚度，可采用涂层厚度测定仪检测，量测方法应符合钢结构防火涂料应用技术规程CECS 24的规定。对厚型防火涂料层厚度，应采用测针和钢尺检测，量测方法应符合钢结构防火涂料应用技术规程CECS 24的规定。涂层的厚度和偏差值应按钢结构工程施工质量

19、验收规范GB 50205的规定进行评定。涂装的外观质量，可根据不同材料按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的规定进行检测和评定。,涂 装,钢网架的检测项目可分为：节点的承载力、焊缝、尺寸与偏差、杆件的不平直度和钢网架的挠度等。钢网架焊接节点和螺栓球节点的承载力的检验，应按网架结构工程质量检验评定标准JGJ 78的要求进行。对既有的螺栓球节点网架，可从结构中取出节点来进行节点的极限承载力检验。在截取螺栓球节点时，应采取措施确保结构安全。钢网架中焊缝，可采用超声波探伤的方法检测，检测操作与评定应按焊接球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法JG/T 3034.1或螺栓球节点钢网架焊缝超声波探

20、伤及质量分级法JG/T 3034.2的要求进行。,钢网架,钢网架中焊缝的外观质量，应按钢结构工程施工质量验收规范GB 50205的要求进行检测。焊接球、螺栓球、高强度螺栓和杆件偏差的检测，检测方法和偏差允许值应按网架结构工程质量检验评定标准JGJ 78的规定执行。钢网架钢管杆件的壁厚，可采用超声测厚仪检测，检测前应清除饰面层。钢网架中杆件轴线的不平直度，可用拉线的方法检测，其不平直度不得超过杆件长度的千分之一。钢网架的挠度，可采用激光测距仪或水准仪检测，每半跨范围内测点数不宜小于3个，且跨中应有1个测点，端部测点距端支座不应大于1m。,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

21、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。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。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。,结构性能实荷检验与动测,钢结构性能的静力荷载检验分为：使用性能检验承载力检验破坏性检验使用性能检验和承载力检验的对象可以是实际的结构或构件，也可以是足尺模型；破坏性检验的对象可以是不再使用的结构或构件，也可以

22、是足尺模型。,钢结构性能的静力荷载检验,检验装置和设置，应能模拟结构实际荷载的大小和分布，能反映结构或构件实际工作状态，加荷点和支座处不得出现不正常的偏心，同时应保证构件的变形和破坏不影响测试数据的准确性和不造成检验设备的损坏和人身伤亡事故。检验的荷载，应分级加载，每级荷载不宜超过最大荷载的20%，在每级加载后应保持足够的静止时间，并检查构件是否存在断裂、屈服、屈曲的迹象。变形的测试，应考虑支座的沉降变形的影响，正式检验前应施加一定的初试荷载，然后卸荷，使构件贴紧检验装置加载过程中应记录荷载变形曲线，当这条曲线表现出明显非线性时，应减小荷载增量。达到使用性能或承载力检验的最大荷载后应持荷至少1

23、h每隔15min测取一次荷载和变形值，直到变形值在15min内不再明显增加为止。然后应分级卸载，在每一级荷载和卸载全都完成后测取变形值。当检验用模型的材料与所模拟结构或构件的材料性能有差别时，应进行材料性能的检验。,使用性能检验使用性能检验以证实结构或构件在规定荷载的作用下不出现过大的变形和损伤，经过检验且满足要求的结构或构件应能正常使用。在规定荷载作用下，某些结构或构件可能会出现局部永久性变形，但这些变形的出现应是事先确定的且不表明结构或构件受到损伤。检验的荷载，应取下列荷载之和：实际自重 l.0;其他恒载1.15;可变荷载1.25。经检验的结构或构件应满足下列要求：荷载变形曲线宜基本为线性

24、关系；卸载后残余变形不应超过所记录到最大变形值的20%。当上述的要求不满足时，可重新进行检验。第二次检验中的荷载变形曲线应基本上呈现线性关系，新的残余变形不得超过第二次检验中所记录到最大变形的10%。,承载力检验承载力检验用于证实结构或构件的设计承载力。在进行承载力检验前，宜先进行使用性能检验且检验结果满足相应的要求。承载力检验的荷载，应采用永久和可变荷载适当组合的承载力极限状态的设计荷载。承载力检验结果的评定，检验荷载作用下，结构或构件的任何部分不应出现屈曲破坏或断裂破坏；卸载后结构或构件的变形应至少减少20%。,破坏性检验破坏性检验用于确定结构或模型的实际承载力。进行破坏性检验前，宜先进行

25、设计承载力的检验，并根据检验情况估算被检验结构的实际承载力。破坏性检验的加载，应先分级加到设计承载力的检验荷载，根据荷载变形曲线确定随后的加载增量，然后加载到不能继续加载为止，此时的承载力即为结构的实际承载力。,钢结构裂纹的检测:外观检测内部缺陷检测。外观检测法:将结构构件裂纹附近10mm20mm清除干净，检测部位应用砂纸打磨、清浩，并用浓度为10%的酒精溶液浸润、擦净，可通过肉眼观察并借助标准样板、量规和放大镜等工具进行检测。,钢结构的裂纹检测,当采用橡皮木锤敲击法时，应敲击构件的多个部位。当敲击声音不清脆、传音不匀时，可判断构件裂纹存在。当采用10倍以上放大镜检查时，应在有裂纹的构件表面划

26、出方格网，进行观察。当采用滴油扩散法时，构件表面滴油剂呈圆弧状扩散可判定无裂纹；油渍呈线状扩散且有渗入，可判定有裂纹。,当进行局部破坏性检验时，可采用折断面法进行检测，或采用对裂纹进行局部钻孔检查的方法检查焊缝内部的裂纹。折断面法:采用折断面法进行检测时，应预先在裂纹表面沿裂纹方向刻一条长约为构件厚度1/3的沟槽，然后用拉力机或锤子将试样折断，并保证裂纹在沟槽处断开。,超声检测法：对管材壁厚为4mm8mm、曲率半径为60mm160mm的钢管对接焊缝与相贯节点焊缝进行检测时，应按照钢结构超声波探伤及质量分级法（JG/T203）执行；对管材厚度不小于8mm、曲率半径不小于160mm的普通碳素钢和低

27、合金钢对接全熔透焊缝进行A型脉冲反射式手工超声波的检测。,超声检测应按照以下要求进行：检测前应对探测面进行打磨，清除焊渣、油垢及其它杂质，表面粗糙度不应超过6.3m；根据构件的不同厚度，选择仪器时间基线水平、深度或声程的调节；当受检构件的表面耦合损失及材质衰减与试块不同时，宜考虑表面补偿或材质补偿；耦合剂应具有良好透声性和适宜流动性，不应对材料和人体有损伤作用，同时应便于检测后清理；探伤灵敏度不应低于评定线灵敏度。扫查速度不应大于150mm/s，相邻两次探头移动间隔应有探头宽度10的重叠；对所有反射波幅超过定量线的缺陷，均应确定其位置、最大反射波幅所在区域和缺陷指示长度；在确定缺陷类型时，可将

28、探头对准缺陷做平动和转动扫查，观察波形的相应变化，并结合操作者的工程经验，作出判断。,射线照相检测法；可用于钢结构金属熔化焊对接接头的表面和内部缺陷的检测，应按照金属熔化焊焊接接头射线照相（GB/T3323）的要求执行。射线照相检测应按照布设警戒线、表面质量检查、设标记带、布片、透照、暗室处理、缺陷的评定的步骤进行。在确定缺陷类型时，宜从多个方面分析射线照相的影像，并结合操作者的工程经验，作出判断。,磁粉检测法，可用于铁磁材料的表面和近表面缺陷的检测，不用于奥氏体不锈钢铝镁合金制品中的缺陷探伤检测。磁粉检测应按以下程序进行：进行磁粉检测前，应对受检部位表面进行干燥和清洁处理，用干净的棉纱擦净油

29、污、锈斑；进行检测时，必须边磁化边向被检部位表面喷洒磁悬液，每次磁化时间为0.5s1s，磁悬液浇到工件表面后再通电23次；喷洒磁悬液时，应不断搅拌或摇动磁悬液，必须缓慢，用力轻且均匀，停止浇液后再通电12次；观察磁粉痕迹时现场光线应明亮，可用亮度较高的灯进行观察。当发生疑问时，应重新探测。,渗透检测法：可用于各种金属、非金属、磁性和非磁性材料的检测，但不应用于非表面缺陷、多孔材料的检测。按照无损检测渗透检测（GB/T18851）的要求，渗透检测法应按以下程序进行：将检测部位的表面及其周围20mm范围内打磨光滑，不得有焊渣、飞溅、污垢等；将打磨表面清洗干净，干燥后喷涂渗透剂，渗透时间不得少于10min；将表面多余的渗透剂清除；喷涂显示剂，应停留10min30min，观察是否有裂纹显示。,