鋼結(jié)構(gòu)具有韌性好、強(qiáng)度高、施工相對(duì)簡(jiǎn)便、可拆卸重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn),在工業(yè)和民用建筑上廣泛應(yīng)用。隨著鋼結(jié)構(gòu)工程的施工增長(zhǎng),許多不規(guī)范的操作便突顯出來(lái)。如不按設(shè)計(jì)圖紙加工、連接各構(gòu)件;焊接工藝的制定和執(zhí)行不符合要求;原料規(guī)格尺寸偷工減料,強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等諸多問(wèn)題。這些質(zhì)量缺陷如出現(xiàn)在鋼結(jié)構(gòu)主體框架及重要連接節(jié)點(diǎn)上時(shí),更會(huì)嚴(yán)重影響工程的施工質(zhì)量和使用壽命。
一、H型鋼梁柱連接節(jié)點(diǎn)
H型鋼是鋼結(jié)構(gòu)用途最為廣泛的型鋼,相對(duì)于槽鋼、方鋼、工字鋼等,H型鋼翼緣寬,側(cè)向剛度大,制造安裝方便,據(jù)統(tǒng)計(jì),在世界上發(fā)生7級(jí)以上毀滅性大地震災(zāi)害中,以H型鋼為主的鋼結(jié)構(gòu)建筑受害程度最小。因此,大部分柱、梁均采用H型鋼。其梁柱節(jié)點(diǎn)傳力可靠,受力簡(jiǎn)單且施工較為方便。從連接方式上講,分為柔性連接,剛性連接和半剛性連接三種形式。
柔性連接:梁腹板和柱通過(guò)專(zhuān)用的T形件采用高強(qiáng)度螺栓連接。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)彈性最好,在承受動(dòng)載的工作狀況下,抗疲勞性能好,安裝拆卸方便,但制造費(fèi)用高。
剛性連接:梁翼緣與柱采用坡口焊接,梁腹板與柱采用雙面角焊縫。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)點(diǎn)強(qiáng)度最高,無(wú)滑移,避免了螺栓鉆孔對(duì)梁截面的削弱,施工最經(jīng)濟(jì)。但焊接后會(huì)存在焊接殘余應(yīng)力和變形,抗疲勞性較差。
半剛性連接:介于剛性與柔性連接之間,抗剪和抗拉性能均較強(qiáng),但施工繁瑣,費(fèi)用大。
二、梁柱節(jié)點(diǎn)的超聲檢測(cè)
鋼結(jié)構(gòu)的承載能力和抗震性能需要由鋼結(jié)構(gòu)梁柱連接結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)和良好的施工質(zhì)量來(lái)保證,而鋼結(jié)構(gòu)的焊接工作量占鋼結(jié)構(gòu)安裝工作量的很大一部分。同時(shí),鋼結(jié)構(gòu)施工大部分采用現(xiàn)場(chǎng)預(yù)制安裝的施工工藝,受現(xiàn)場(chǎng)條件和施工人員的技術(shù)水平因素的影響,焊接質(zhì)量離散性很大。焊接缺陷處正是形成和發(fā)展疲勞裂紋的重要區(qū)域,對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的安全產(chǎn)生不利影響。因此,必須加強(qiáng)焊接質(zhì)量的管理,尤其是梁柱節(jié)點(diǎn)等重要部位的質(zhì)量檢測(cè)。采用無(wú)損探傷的方法對(duì)焊縫的質(zhì)量檢驗(yàn)是保證鋼結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。
鋼結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)包括4種常用方法,即超聲檢測(cè)(UT)、射線檢測(cè)(RT)、磁粉檢測(cè)(MT)、滲透檢測(cè)(PT),其中超聲檢測(cè)是應(yīng)用最廣泛的方法之一。其利用高達(dá)數(shù)百萬(wàn)赫茲的超聲波束在物體中傳播時(shí),遇到不連續(xù)界面會(huì)發(fā)生反射、折射、波形轉(zhuǎn)換等特性,從而得到物體內(nèi)部情況的原理。具有指向性好、穿透力強(qiáng)、分辨率高等優(yōu)點(diǎn),缺點(diǎn)是不夠直觀、有探測(cè)盲區(qū)等。下面對(duì)超聲波對(duì)鋼梁柱節(jié)點(diǎn)的檢測(cè)要點(diǎn)進(jìn)行一些探討。
a.超聲檢測(cè)技術(shù)等級(jí)的選擇
由于焊縫檢測(cè)條件以及焊縫要求的不同,需要根據(jù)實(shí)際情況采用相適應(yīng)的超聲檢測(cè)等級(jí)。一般分為A、B、C級(jí)。A級(jí)檢測(cè)采用直射法和一次反射法在焊縫的單面進(jìn)行。B級(jí)檢測(cè)采用直射法和一次反射法在焊縫的單面或雙面雙側(cè)進(jìn)行。C級(jí)檢測(cè)主要要求磨除焊縫余高,對(duì)焊縫的橫向和縱向缺陷均進(jìn)行掃查。在梁柱的焊接節(jié)點(diǎn)上,一般采用B級(jí)檢測(cè)。但有時(shí)梁腹板與連接板重疊而遮擋住連接板某一面,只能采用A級(jí)檢測(cè),并應(yīng)在記錄和報(bào)告中注明,此時(shí)焊縫的漏檢率較高。
b.探頭的選擇
超聲波探頭一般分為直探頭和斜探頭。在焊縫的檢測(cè)中,受焊縫形狀及板厚的影響,一般采用斜探頭。斜探頭的選取要考慮三個(gè)方面:1.斜探頭的聲束應(yīng)能掃查到整個(gè)檢測(cè)區(qū)域截面;2.斜探頭的聲束軸線盡量與該焊縫可能出現(xiàn)的危害性缺陷垂直;3.盡量使用一次波判別缺陷,減少誤判并保證足夠的檢測(cè)靈敏度。選擇合適的探頭可提高探傷效率和準(zhǔn)確性??紤]到梁柱
c.耦合劑的選擇
耦合劑的好壞決定超聲波能量傳遞效率。在焊縫檢測(cè)中,常見(jiàn)的耦合劑有機(jī)油、甘油、水、化學(xué)漿糊等。鋼結(jié)構(gòu)梁柱的檢驗(yàn)往往在較高處,水容易流失,甘油價(jià)格較貴,機(jī)油容易污染環(huán)境,所以化學(xué)漿糊是一個(gè)比較好的選擇。價(jià)格較便宜,攜帶方便,污染小,且耦合性能基本能滿足鋼結(jié)構(gòu)的探傷要求。
d.探傷檢測(cè)的準(zhǔn)備
探傷檢測(cè)前,可以通過(guò)結(jié)構(gòu)圖紙和實(shí)測(cè)情況了解構(gòu)件的材質(zhì)、厚度、類(lèi)型、焊接方法等,選取對(duì)應(yīng)的探頭,制作出相應(yīng)的DAC曲線。提前對(duì)需檢焊縫周邊打磨,清除飛濺,油污,附著物,打磨寬度為2.5倍K值與厚度乘積。
e.缺陷波的識(shí)別
探傷過(guò)程中,掃查速度應(yīng)不大于150mm/s,避免缺陷的漏檢。對(duì)部分疑似缺陷處,可前后、左右、轉(zhuǎn)角、環(huán)繞等仔細(xì)探查。在檢測(cè)過(guò)程中,除缺陷波的顯示外,還因?yàn)楹缚p以及工件的表面一些不規(guī)則形狀,會(huì)產(chǎn)生一些反射訊號(hào),梁柱的節(jié)點(diǎn)基本由角焊縫組成,其端角便會(huì)產(chǎn)生偽缺陷波,需要通過(guò)計(jì)算其水平和垂直距離,與焊腳的距離來(lái)加以識(shí)別判斷。
三、結(jié)束語(yǔ)
鋼結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)施工中,往往由于施工人員對(duì)各構(gòu)件連接受力和承載的重要性的不理解,以及貪圖省事,存在大量的焊接質(zhì)量隱患,因此必須加強(qiáng)質(zhì)量管理,嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)計(jì)圖紙施工和檢測(cè),同時(shí),多了解學(xué)習(xí)超聲檢測(cè)的知識(shí),熟悉常見(jiàn)缺陷的特性,避免漏判誤判,提高我們的檢測(cè)準(zhǔn)確性。