在现代,轻便、成本低的钢结构厂房是越来越多,需求检测钢结构房屋的人也越来越多。钢结构房屋的检测可分为在建钢结构建筑和既有钢结构的建筑检测。那么这两种分类的建筑在什么情况需要检测呢?
钢结构稳定性没计难点及体会
1、目前梁、柱单元理论已成为网壳结构稳定性的研究中的主要研究工具,但是梁.柱单元并不能确实反映网壳结构的受力状态,因此如何反映轴力和弯矩的耦合效应是目前网壳结构稳定性设计中的主要问题。
2、结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样―个格局范围,而在实际工程中,由于如材料(弹性模量,屈服应力,泊松比等)、杆件尺寸、截面积、残余应力、初始变形等不确定性会引起结构响应的显着差异。所以应着眼予考虑随机参数的结构较值失稳、跳跃型失稳、干扰型屈曲等问题的研究。
3、在统计与稳定性有关的几何量和物理量时,一般只是根据有限样本来选择概率密度分布函数,带有很大程度上的统计信息局限性,造成对稳定性设计的数据依据不够准确。因此在统计时,要结合实践经验和相关规范确定统计信息的准确性。
4、受弯钢构件的板件局部稳定有两种方式:一是以屈曲为承载能力的极限状态,并通过对板件宽厚比的限制,使之不在构件整体失效前屈曲;二是允许板件在构件整体失效前屈曲,并利用其屈曲后强度,构件的承载能力由局部屈曲后的有效截面确定。对于不考虑屈曲后强度的梁局部稳定,可对梁设置横向或纵向加劲肋,以解决梁的局部稳定问题,加劲肋按《钢结构设计规范》(G017―2003)*4.3规定设置;对于组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算按《钢结构设计规范》(G017―2003)*4.4规定执行。
在设置检测仪器参数的基础上,分别检测平板焊接、角接焊缝、异型焊缝,无损伤检测技术应用情况分别如下:
(1)平板焊接检测。平板焊接的检测,需要取焊接缺陷的模拟试块,并合理设置仪器参数,然后通过检测,对结果进行分析,以优化无损伤检测技术的应用方法。钢结构桥梁的平板焊接,焊缝容易预埋人工缺陷,笔者分别制作了8块特种试块,并在这些试块焊接接头位置设置了包括裂纹、气孔、夹渣、未焊透在内的14种缺陷,作为钢结构桥梁平板焊接的模拟试块,然后分析这些试块焊接的缺陷分布类型和规律。通过检验,基本检验出平板焊接焊缝的质量,但常规的超声检测没有办法实现全纪录,因此缺陷长度存在误差,而相控阵技术能够全数据纪录焊缝内的缺陷,准确找出焊缝缺陷的位置、长度、深度和高度,平板焊接可**考虑相控阵无损检测技术的应用。
角接焊缝检测技术。角接焊缝检测较为复杂,其中包括T型焊接、Y型角接焊缝两种,在这里需要分别准备这两种焊接缺陷的模拟试块。T型焊接缺陷模拟试块的准备,是根据焊接缺陷分布的类型和规律,制作包括裂纹、夹渣、未焊透3种类型缺陷的试块,并分别采用常规超声、相控阵技术两种方法,经检测,常规超声和相控阵技术能够找出试块的全部缺陷,但前者利用波幅测量缺陷长度和高度的时候,存在一定的误差,而后者能够准确定出缺陷的位置、长度、高度和深度,因此T型焊接缺陷的无损检测技术适用相控阵技术。而Y型角接焊缝检测,所采用的缺陷模拟试块是根据焊接缺陷的分布类型和规律,制作包括裂纹、夹渣、未焊头、未融合4种类型缺陷的试块,并分别采用常规超声、相控阵技术两种方法,经检测,常规超声和相控阵技术能够找出试块的全部缺陷,但前者利用波幅测量缺陷长度和高度的时候,存在一定的误差,而后者能够准确定出缺陷的位置、长度、高度和深度,因此Y型焊接缺陷的无损伤检测,同样适用相控阵技术。
钢结构高强钢焊接性能的评价方法
现阶段,主要采取的评价方法有:碳当量计算评定法;热影响区高硬度试验评定法;插销试验临界断裂应力评定法
3.确定低预热温度的常用方法
(1)通过裂纹实验来进行控制,即通过进行斜 Y 坡口试样抗裂方面的试验对低的预热温度进行确认;
(2)通过硬度控制预热温度,通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材,其不同板厚 T形接头角焊缝热影响区硬度达到 350HV 对应的冷却速度(540℃时),查表确定焊接线能量;
(3)根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定低预热温度;
(4)根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定低预热温度;
钢结构荷载检测的对焊接质量的控制方法;
(1)对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃~500℃区间内的冷却时间的控制,进而完成焊接质量的控制;
(2)对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制,主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的,除了要选择质量优越的低氢焊接材料外,还要求操作人员拥有较好的操作手法,从而对熔池金属进行很好的保护;
(3)应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法,如气体保护焊;用小线能量,多层多道焊接;减小焊接坡口的角度和间隙,减少熔敷金属填充量;采用对称坡口,对称、轮流施焊;长焊缝应分段退焊或多人同时施焊;用跳焊法避免变形和应力集中;
在进行高强钢的焊接作业时,应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发,全面考察各项性能的指标要求,从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。后得到适合于生产的焊接工艺,起到相应的生产的要求。在进行这一钢材的焊接时,为了避免其产生冷裂现象,应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象,焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下,尽可能完成高质量的焊接任务。
钢结构失稳的分类
1)类稳定问题或者具有平衡分岔的稳定问题(也叫分支点失稳)。
2)第二类稳定问题或无平衡分岔的稳定问题(也叫较值点失稳)。由建筑钢材做成的偏心受压构件,在塑性发展到一定程度时丧失稳定的能力属于这一类。
3)跃越失稳不同予以上两种类型,它既无平衡分岔点,又无极值点,它是在丧失稳定平衡之后跳跃到另一个稳定平衡状态。
2.钢结构稳定性的分析方法
2.1静力法
静力法即静力平衡法,是根据已发生了微小变形后结构的受力条件建立平衡微分方程,然后解出临界荷载。在建立平衡微分方程时遵循如下基本假定:
1)构件是等截面直杆。2)压力始终沿构件原来轴线作用。3)材料符合胡克定律,即应力与应变成线性关系。4)构件符合平截面假定,即构件变形前的平截面在形后仍为平截面。5)构件的弯曲变形是微小的,曲率可以近似地用挠度函数的二阶导数表示。根据以上假定条件,建立平衡微分方程,代人相应的边界条件,即可解得轴压构件的临界荷载。
2.2能量法
能量法是求解稳定承载力的一种近似方法,通过能量守恒原理和势能驻值原理求解临界荷载。
1)能量守恒原理求解临界荷载。保守体系处在平衡状态时,贮存在结构体系中的应变能等于外力所做的功,即能量守恒原理。其临界状态的能量关系为:式中指应变能的增量;指外力功的增量。由能量守恒原理可建立平衡微分方程。
2)势能驻值原理求解临界荷载。势能驻值原理指:受外力作用的结构,当位移有微小变化而总势能不变,即总势能有驻值时,结构处于平衡状态。表达式为:
式中指虚位移引起的结构内应变能的变化,它总是正值;指外力在虚位移上作的功。
2.3动力法
处于平衡状态的结构体系,如果施加微小干扰使其发生振动,这时结构的变形和振动加速度都和已经作用在结构上的荷载有关。当荷载小于稳定的极限荷载值时,加速度和变形的方向相反,因此干扰撤去后,运动趋于静止,结构的平衡状态是稳定的;当荷载大于稳定的极限荷载值时,加速度和变形的方向相同,即使撤去干扰,运动仍是发散的,因此结构的平衡状态是不稳定的。临界状态的荷载即为结构的屈曲荷载,可由结构的振动频率为零的条件解得。
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