建筑工程中钢结构检测技术的应用

林红霞

滨州经济开发区建工材料试验有限公司 山东滨州 256600

1 建筑钢结构工程施工的概述

1.1 钢结构的概念

钢结构的概念除了在工程建设过程中使用较多的钢筋之外，一些钢制骨架结构、钢钉和膨胀螺栓等都属于钢结构的范畴[1]。在目前的大型建筑工程项目中，无论是配筋率还是其他钢结构的应用都越来越多，也为建工的发展趋势指明了方向。首先，在一些大型厂房等建筑施工的过程中，为了加快工程建设的周期，提升建筑体防火、防震的建设需求，使用钢结构进行主体的骨架建设十分重要。钢材的搭建相较于混凝土的浇筑施工，能够明显缩短工程建设周期，只需要简单地拼接组装就能够完成基础建设工作。

1.2 钢结构的特征

在钢结构工程建设的过程中具有与传统建筑工程施工不同的特征，也使得在更多的场合中增强了钢结构的应用。相较于传统的砖墙或混凝土结构工程，钢结构的建设能够更大程度上减轻建筑体自重，使其适用于一些高层或大型建筑。在进行建筑设计时，如果房屋本身的自重过大，对地基的负载要求更高，需要施工单位在前期投入更多的成本。钢结构的搭建技术较为简单，通过吊装焊接进行组装，不仅能够更好地保障施工单位的经济效益，还能够满足建筑体防火抗震的需求。

2 建筑钢结构检测的具体技术运用要点

2.1 合理选择钢结构检测的技术手段

工程技术人员在全面检测钢结构的环节中，首先必须选择最适合的结构检测技术。相比于人工观察钢结构表层部位缺陷的检测方式而言，运用无损检测仪器来识别钢结构缺陷的做法可以达到更加准确的效果，还能节约检测操作时间。所以，检测技术人员一般会优先选择不会破坏钢材表层完整性的检测技术，避免在测试钢筋材料缺陷的过程中破坏钢筋完整程度。

例如在进行优化磁粉检测手段的基础上，工程检测人员必须将磁粉均匀铺设在钢筋材料的表层部位，避免存在磁粉过度集中的情况。此外，涡流检测的技术也可确保检测钢结构的数据结论完整程度得到提高，防止某些潜在性的钢结构安全性能缺陷被忽视。检测人员对于钢结构的检测数据结论应当运用专门建模软件予以形成，全面结合建筑的基本安全功能以及钢结构的使用功能来完成建筑检测过程。

2.2 工程检测人员需要具备高素养

工程检测人员对于钢结构必须实施详细与完整的检测处理过程，依靠自身的专业检测知识来进行判断。在此前提下，工程检测部门应当对检测业务人员进行严格的专业培训，充分保证全体工程检测人员熟悉各种检测技术手段，从而做到正确运用以及合理选择钢结构的检测处理方式。工程检测人员在测试钢结构的具体操作过程中要保证认真的检测工作态度，不能敷衍检测操作过程。建筑钢结构的完整程度与安全性能将会给建筑整体性能造成直接的影响，因此建筑检测人员必须保持优良的职业道德素养，以严谨的工作态度来完成结构检测过程。

2.3 结合信息化技术来判断钢结构缺陷

信息化软件可以帮助工程检测人员准确分析钢结构缺陷，其中包含钢材夹渣缺陷、气孔缺陷与裂缝缺陷等。在当前的情况下，工程检测人员对于智能化的检测分析软件能够做到全面并加以利用，尤其是对于BIM工程建模软件等。智能化软件对于钢材缺陷部位能够进行直观的展示，避免工程检测人员消耗较长时间来查找钢结构缺陷。

2.4 重视结构检验

在建筑钢结构的设计加工过程中，涉及到了一些预制构件，在施工之前要进行结构检验保证各类零件符合施工方案的需求。首先，预制构件的结构较为特殊，在生产之前，设计人员应当将尺寸和材质信息等标注清楚，将由工厂进行开模，通过检测之后进行批量生产，并将经过质量验收的预制构件送到施工现场参与建设工作。其次，对于一些在工程现场进行焊接连接的钢制结构，管理人员也需要对其质量和强度进行检测。主要的参考依据是施工方案中的钢材骨架设计，通过受力分析和检测，验证不同的钢制零件是否能够承担建筑体的负重要求，可以应用一些仪器设备对钢制零件的力学结构进行检测分析，充分保证工程施工的稳定性与安全性。

3 无损检测新技术在钢结构检测中的应用

3.1 超声衍射时差（TOFD）

TOFD是一种新型超声波检测方法，它是利用超声波在待检试件内部缺陷尖端的衍射现象来检测缺陷。焊缝检测过程中，发射探头与接收探头对称布置在焊缝两侧，发射探头发射出斜入射纵波，如果内部无缺陷，接收探头将依次接收到上表面的直通信号和底面反射信号。如果内部有缺陷，接收探头在直通信号与底面反射信号之间还将接收到缺陷上端与下端的衍射信号。因此，通过信号分析与处理，TOFD不仅可以定位缺陷的深度位置，同时可以计算缺陷的高度信息。

3.2 超声相控阵（PAUT）

超声相控阵检测探头将多个压电晶片集成在一个探头中，各个晶片按一定的时间和规律激发，形成一个扇形的声场覆盖区域进行检测，通过调整超声入射角度，可以实现检测区域内的扫查。超声相控阵检测结果经过数据的处理与分析，可以以图像形式表达缺陷信息。超声相控阵检测技术优点在于采用电子扫查，检测速度快、精度高，检测灵活性好，单次检测能够得到常规超声检测技术多次往复扫查才能得到的效果，对空间局限部位可操作性较好；检测图像可存储，便于检测记录存档[2]。

3.3 电磁超声（EMA）

电磁超声检测技术原理是电磁超声换能器采用电磁信号激励被检构件，在被检构件内部产生超声信号，超声信号在被检构件内传播后被电磁超声换能器接收并重新转换为电磁信号，通过信号分析与处理就可以得到被检构件内部缺陷信息。电磁超声波的激励和接收机制有三种，即电磁力机制、洛伦兹力机制和磁致伸缩力机制。

总之，在目前的情况下，检测钢结构性能的工程检测技术手段已经得到全面的优化与创新，这体现了钢结构检测工作全面融入建筑施工环节的必要性。作为检测技术人员必须善于运用无损检测以及信息化检测手段，结合建筑结构的特性与功能来选择钢结构检测手段，严格保证检测结论的精确性。