钢结构检测技术(紧固件、涂装部分)

1建设工程钢结构检测技术————紧固件性能、涂装检测主讲人：郭勇2网架节点一、钢网架螺栓球节点（JG10－1999）1.螺栓球连接各杆件的零件，分为螺栓球、半螺栓球及水雷球。2.螺栓杆件与螺栓球的连接件，一般采用高强度螺栓。3.封板或锥头钢管端部连接件。4.套筒承受压力和拧紧螺栓的零件。5.螺钉拧套筒时带动螺栓拧紧的零件。6.钢管钢网架结构主要受力部件。3钢网架螺栓球节点试验方法及取样数量技术要求检测项目试验方法取样数量材料试验化学成分GB/T222钢的化学分析用试验取样法及成品化学成分允许偏差GB/T223钢铁及合金化学分析方法GB/T4336碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法每炉罐号取1个试样拉伸试验GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T228金属材料室温拉伸试验方法每批1个螺栓冲击GB229金属夏比缺口冲击试验方法每批1组焊缝检验焊缝探伤GB50205钢结构工程施工质量验收规范根据焊缝等级要求性能试验拉力荷载GB/T228金属材料室温拉伸试验方法每批3只600只1批4网架节点二、钢网架焊接球节点（JG11－1999）1.焊接空心球连接各杆件的零件，分为不加肋焊接空心球和加肋焊接空心球。2.加肋焊接空心球的肋板加于两个半球的拼接环形缝平面处，用于提高焊接空心球的承载能力和刚度。3.杆件网架结构主要受力部件可在工厂加工，也可在施工现场加工。5钢网架焊接球节点试验方法及取样数量技术要求检测项目试验方法取样数量材料试验化学成分GB/T222钢的化学分析用试验取样法及成品化学成分允许偏差GB/T223钢铁及合金化学分析方法GB/T4336碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法每炉罐号取1个试样拉伸试验GB/T2975钢及钢产品力学性能试验取样位置及试样制备GB/T228金属材料室温拉伸试验方法每批1个焊缝检验焊缝探伤GB50205钢结构工程施工质量验收规范根据焊缝等级要求焊接空心球空心球减薄量GB11344接触式超声波脉冲回波法测厚每个球至少测3点性能试验拉力荷载GB/T228金属材料室温拉伸试验方法每批3只600只1批6焊接空心球减薄量测试1.试验设备超声波测厚仪。2.试验方法GB11344接触式超声波脉冲回波法测厚。3.试验项目参数球壁厚减薄量。4.试验结果判定项目极限偏差（mm）优质品合格品球壁厚减薄量≤10％且1.2≤13％且1.57超声波测厚仪8钢结构紧固件连接的性能1.钢结构的连接通常有：焊接、螺栓连接、铆接。（紧固件连接）2.钢结构紧固件包括：高强度大六角头螺栓连接副、扭剪型高强度螺栓连接副、普通螺栓、螺钉、螺母、自攻钉、铆钉、拉铆钉、射钉、机械型或化学试剂型锚栓、地脚锚栓等。3.钢结构连接特点：焊接：是当前钢结构最主要的连接方式，焊接连接一般不需要拼接材料，不需开孔，可直接连接，构造简单，加工方便。铆接：需先在构件上开孔，用加热的铆钉进行铆合。传递可靠，韧性和塑性较好，适用于受动力荷载作用、荷载较和跨度较大的结构。但是铆钉连接费时费料，现在很少采用。螺栓连接：需先在构件上开孔，然后通过螺栓产生的紧固力将被连接的构件连成一体。9钢结构螺栓紧固件连接一、普通螺栓连接1、定义：选用普通螺栓作为连接的紧固件，或选用高强度螺栓但不施加紧固轴力时，这种连接方式即为普通螺栓连接。2、连接机理：荷载通过螺栓杆受剪和连接板孔壁承压来传递的，连接螺栓和连接板孔壁之间有间隙，接头受力后会产生较大的滑移变形，一般当受力较大的结构或承受动荷载的结构采用此连接时，螺栓应采用精制螺栓以减少接头的变形量。3、普通螺栓连接主控测试项目普通螺栓作为永久性连接螺栓时，当设计有要求或对其质量有疑义时，应进行螺栓实物最小拉力荷载试验，测定螺栓实物的抗拉强度是否满足现行国家标准GB/T3098.1-2000。10螺栓实物最小拉力荷载试验1.试验设备材料万能试验机（≥1000kN）、不同螺栓规格的专用夹具各一套。2.试验方法试验方法为：GB/T3098.1-2000紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱3.适用范围螺纹规格d：M3～M39（粗牙螺纹）。4.试验要求承受拉力荷载又未旋合的螺纹长度应大于等于1倍螺纹直径。5.试验结果判定a)试验拉力达到国标中规定的拉力荷载时，不得断裂；b)荷载大于规定荷载值时，继续拉断，断裂应发生在杆部或未旋合的螺纹长度内，而不应发生在头与杆的交接处。11螺栓最小实物拉力试验12螺栓最小实物拉力试验13钢结构螺栓紧固件连接二、高强度大六角头螺栓连接1、高强度螺栓连接分类a)按受力状况：摩擦型、承压型、摩擦－承压型和张拉型。b)按外形：高强度大六角头和扭剪型。2、摩擦型高强度螺栓连接的基本原理靠高强度螺栓紧固产生的强大夹紧力来夹紧板束，依靠板束间接触面产生的摩擦力传递与螺杆轴垂直方向的应力。摩擦连接的极限承载能力与板束之间的摩擦系数成正比，因此板束之间摩擦系数对连接承载能力有直接影响。3、摩擦面常用的几种处理方法（1）喷砂（丸）法（2）酸洗法（3）砂轮打磨法14高强度大六角头螺栓15扭剪型高强度螺栓16钢结构螺栓紧固件连接4、检测项目（1）摩擦面抗滑移系数测试（主控项目）（2）连接副扭矩系数复验5、影响滑移系数的因素（1）摩擦面的处理方法；（2）摩擦面的生锈时间；（3）摩擦面状态；（4）连接板母材钢种；（5）连接板的厚度；（6）环境温度；（7）摩擦面是否重复使用。17摩擦面抗滑移系数测试1.试验设备材料万能试验机（≥1000kN）、压力传感器或贴有电阻应变片的高强度螺栓、电阻应变仪。2.试验方法试验方法为：GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范3.适用范围螺纹规格d：大六角头M12～M30；扭剪型M16～M24。4.试验要求（1）工程量每2000t为一批，不足2000t可视为一批，每批三组试件（12套螺栓）(2）试验用的试件与所代表的钢结构构件应为同一材质、同批制作、采用同一摩擦面处理工艺；（3）拼接试件连接螺栓孔d0应大于螺栓直径d；（4）对装好压力传感器或贴好应变片的高强度螺栓，将螺母逐步拧紧，实测控制螺栓的预拉力应在0.95P～1.05P之间（P为高强度螺栓设计预拉力值）；（5）对于扭剪型高强度螺栓不进行预拉力实测时，可按同批复验预拉力的平均值取用。18摩擦面抗滑移系数测试连接试件19摩擦面抗滑移系数测试5.试验过程试验步骤：（1）将组装好的试件装夹在试验机上，试件的轴线必须与试验机夹具中心对中；（2）先加载抗滑移设计荷载值的10％，停1分钟后，再平稳加载，直到拉滑动破坏为止，此时记录下滑移荷载值NV；滑动破坏情况可视为下列情况之一：（1）试件侧面画线发生错动；（2）荷载－位移曲线上发生突变或波动折线；（3）试件突然发生“嘣”的响声。20摩擦面抗滑移系数测试6.抗滑移系数计算抗滑移系数，应根据试验所测得的滑移荷载NV和螺栓预拉力P的实测值，按下式计算：式中NV——由试验测得的滑移荷载（kN)；nf——摩擦面面数，取2；——试件滑移一侧高强度螺栓预拉力实测值之和（kN)；m——试件一侧螺栓数量，取2。1VmfiiNnP＝1miiP21高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数测试1.试验设备螺栓试验台（包括轴力传感器和扭矩传感器或扭矩扳手）。2.试验方法试验方法为：GB50205-2001钢结构工程施工质量验收规范附录B3.适用范围螺纹规格d：M12～M30。4.试验要求（1）每批随机抽取8套，每套螺栓含一个螺栓、一个螺母、两个垫圈；(2）每套连接副只应做一次试验，不得重复使用；（3）在螺母紧固过程中垫圈不允许发生转动，若发生，则应更换连接副重新进行试验；22螺栓连接副扭矩系数试验台23螺栓连接副扭矩系数测试24螺栓连接副扭矩系数测试25高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数测试5.扭矩系数计算测出螺栓预拉力P的同时，测定施加于螺母上的旋拧扭矩值T，计算公式：式中T——旋拧扭矩，N.m；d——高强度螺栓的公称直径，mm；P——螺栓预拉力，kN。标准偏差计算公式：TKPd21()1niiKKn26高强度大六角头螺栓连接副扭矩系数测试6.结果判定根据GB50205附录B规定：每组8套连接副扭矩系数的平均值应为0.110～0.150，标准偏差小于或等于0.010，达到以上要求判定为复验合格。27扭剪型高强度螺栓1.主控项目扭剪型高强度螺栓连接工程的主控项目为：摩擦面滑移系数测试和终拧施工扭矩的复验。摩擦面滑移系数测试同高强度大六角头螺栓。2.施工扭矩复验由于扭剪型高强度螺栓的特点，它的施工比高强度大六角头螺栓的紧固施工要简单，看梅花头是否被拧掉来判断是否拧紧。因此，扭剪型高强度螺栓施工扭矩复验也是通过观察尾部梅花头拧掉情况来确定施工扭矩是否达到要求。尾部梅花头被拧掉则认为终拧扭矩达到合格质量标准；对于梅花头未被拧掉者，则按扭矩法或转角法来进行终拧扭矩的检验。具体两种检验方法参见GB50205附录B。28钢结构铆接连接一、铆接质量检验铆接质量检验包括：铆接前检查、铆接过程检查和铆接后检查。1.铆接前检查（1）材料化学成份及力学性能检查；（2）铆接工艺。2.铆接过程检查（1）钢结构铆接钉孔位置划线是否符合图纸要求或样板；（2）安装位置，板之间贴合情况；（3）铆钉孔质量；（4）沉头窝的质量；（5）钻孔窝周边毛刺是否清理。3.铆接后检查：包括外形尺寸、表面有无裂纹、缺陷等。29钢结构涂装（防火、防腐）工程一、钢结构防火涂料涂装1、涂料分类（1）按使用场所分为：a)室内钢结构防火涂料——用于建筑物室内或隐蔽工程的钢结构表面。b)室外钢结构防火涂料——用于建筑物室外或露天工程的钢结构表面。（2）按使用厚度分为：a)超薄型钢结构防火涂料——涂层厚度小于或等于3mm。b)薄型钢结构防火涂料——涂层厚度大于3mm且小于或等于7mm。c)厚型钢结构防火涂料——涂层厚度大于7mm且小于或等于45mm。30钢结构防火涂料2、涂料命名以汉语拼音字母的缩写作为代号：N——代表室内；W——代表室外；CB——代表超薄型；B——代表薄型；H——代表厚型。例如：防火涂料WCB表示室外超薄型钢结构防火涂料。31钢结构防火涂料3、技术要求（1）基本要求a)防火涂料的原料不应含石棉和甲醛，不采用苯类溶剂；施工干燥后不应有刺激性气味；不腐蚀钢材，在规定的使用期内需保持其性能。b)室内裸露钢结构、轻型屋盖钢结构及有装饰要求的钢结构，当规定其耐火极限在1.5h及以下时，宜选用超薄型或薄型防火涂料。室内隐蔽钢结构、高层全钢结构及多层厂房钢结构，当规定其耐火极限在1.5h以上时，应选用厚型防火涂料。32钢结构防火涂料（2）性能指标要求a)室内钢结构防火涂料的技术性能应符合讲义中表1的规定。b)室外钢结构防火涂料的技术性能应符合表2的规定。（3）判定规则a)钢结构防火涂料的检验结果，各项性能指标均符合本标准要求时，判该产品质量合格；b)钢结构防火涂料除耐火性能（不合格属A，不允许出现）外，理化性能尚有严重缺陷（B）和轻缺陷（C），当室内防火涂料的B≤1且B＋C≤3，室外防火涂料的B≤2且B＋C≤4时，亦可综合判定该产品质量合格，但结论中需注明缺陷性质和数量。33钢结构防火涂料粘接强度试验4、主控项目试验方法根据GB50205－2001《钢结构工程施工质量验收规范》中规定，钢结构防火涂料涂装主控项目包括：粘接强度、抗压强度、涂层厚度及表面裂纹宽度。其中涂层厚度为强制性条文，必须严格执行。（1）粘接强度a)取样按GB3186－82的规定取样，按随机取样方法，对同一生产厂生产的相同包装的产品进行取样，取样数应不低于（n为交货产品的桶数）。34钢结构防火涂料粘接强度试验b)试验制备(i)试件底材采用Q235钢材，彻底清除锈迹后，按规定的防锈措施进行防锈处理，底材尺寸为70×70×（6～10）mm；(ii)按涂料产品规定的施工工艺进行涂覆施工，理化性能试件涂层厚度分别为：CB类（1.50±0.20）mm，B类（3.5±0.5）mm，H类（8±2）mm，达到规定厚度后应抹平和修边，保证均匀平整，其中，对于复层涂料作如下规