（太原铁路房建段）
【摘 要】在对钢网架结构的技术特点以及其检测技术标准和技术规范进行阐述的基础上，分别从钢网架结构的材料检测、焊接球节点检测和杆件应力测试三个方面详细的探讨了大跨度钢网架结构的检测技术要点，形成了相对完善的大跨度钢网架结构检测技术体系，对提高钢网架结构检测技术的整体水平起到一定的参考作用。
【关键词】大跨度；钢网架结构；结构检测
大跨度钢网架结构是一种空间杆结构体系，具有刚度大、受力分布合理、自重轻、制作安装简便等特点，在近些年来的大空间建筑结构中得到了广泛的应用。尤其是在大跨度、大面积的公共建筑中得到了广泛应用。为了保证结构的安全、确保大跨度钢结构的长期稳定服役，需要采取有效的质量检测技术，以提高钢网架结构的整体结构稳定性。
1、钢网架结构及其检测技术标准
大跨度钢网架结构主要应用于会展中心、体育馆、车站、航站楼以及博物中心等大型工民建筑中。随着现代建筑结构设计技术以及建造技术的持续发展，大跨度钢网架结构的整体跨度更大、型式也日趋复杂，结构件与构件之间的节点连接方式也日趋多样化。检测技术是保证大跨度钢网架结构现场整体质量的一个有效途径，因此其在当前大型、复杂钢网架结构中得到了广泛的应用。
在进入二十一世纪之后，国家为保证钢网架结构的检测质量和整体水平，颁布了新的国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》(GB50205．2001)、《建筑工程施工质量验收统一标准》(GB50300-2001)[1]等相关检测技术规范和标准，基于验收与评价相分离、加强验收以及重视过程控制为基本原则，提高了质量检测工作在钢结构质量控制中的应用程度，为钢网架结构的检测提供了良好的机会，有效的促进了大跨度钢网架结构施工质量监控水平的提高。
2、大跨度钢网架结构材料检测技术
大跨度钢网架结构的钢材主要使用碳素结构钢以及低合金高强度结构钢作为建设材料，在实际的使用过程中一般使用Q235或者Q345钢材作为建设用材。并在根据实际的结构建设需要和受力特点，在标准中选择其他牌号的钢结构材料。
2.1 结构用材化学成分检验
在材料的化学成分检验过程中，为了保证检测的针对性，必须熟悉并了解钢网结构钢用材的具体类型，以根据对应的标准选择确定材料需要达到的性能标准。例如，磨体育馆的大跨度网架结构使用的杆件材料是基于GB700.88中规定的Q235B钢材和和GB8163.1999中规定的20号钢；网架结构的高强度螺栓使用GB2077中规定的40cr钢，其性能等级达到GB/T16939中的相关标准；焊接球结构中，节点螺栓球使用GB699中规定的45号钢、焊接球使用Q235钢；其他结构，例如锥头、封板、套筒等则选择使用Q235钢；钢板使用Q345用钢；管桁架、托梁则选择GB700.88中规定的Q235钢材。在实际的现场检测过程中，必须在对质量合格文件进行检查的同时，针对受力较大、构件数量较多的结构构件，例如Ф60x3.5和Ф75x3.75的钢管结构进行化学成分复验，并将复验结果与具体杆件材料Q235B钢的化学成分进行对比，保证检测成分达到国家技术规范、标准。
2.2 结构用材力学性能检验
（1）结构用材拉伸性能检测
在进行具体的拉伸检测之前，需要根据国家标准《钢材力学及工艺性能试验取样规定》(GB2975.82)[2]的相关规定进行材料取样。根据现场实际的钢材使用情况，随机抽取对应的试验杆件进行拉伸检测。检测现场钢网架结构使用的杆件拉伸强度、伸长率等技术指标是否能够满足相关的国家标准。例如，表1为Q235B的拉伸试验技术指标，在Q235B材料的拉伸试验之后，应该将试验结果与之进行对比，确认材料是否达到国家技术标准。
表1 Q235B材料拉伸性能指标
图1 钢结构用材硬度检测步骤
测量过程中，首先要对材料加载初始载荷F0，将金刚石压头或者钢球压头压入到试件的表层，计算压入表层的位移量ho；之后，加载二次载荷Fl，并保持对应的时间，计算压头所在的位的位移量为h1，随后将将主应力F1卸除；保持初始应力值F0，测量得到此时压头的实际位移量为h2；根据公式(1)计算得到洛氏硬度值。
（1）
3、焊接球节点质量检测
钢网架结构在构建的过程中使用了部分焊接空心球，使用材质为Q235B，产品质量符合行业标准JGJ75.2•91《钢网架焊接球节点》[3]中的相关规定。焊接球壳在加工的过程中，通常可以使用热轧、冷轧两种工艺方法。其中，使用热轧法生产得到的球壳存在着壁厚不均衡，生产得到的焊接球会出现“瘤”、“荷叶边”等加工缺陷。因此，技术规定对球壳的壁厚不均匀程度进行了对应的限制。当使用冷轧加工时，通常会因为轧制模具磨损、冷却收缩等问题而导致成品产品的直径偏小，使得最终成网的尺寸偏小。所以，技术规定对球直径的尺寸偏差也进行了明确的限制。球的圆度不但会影响到拼装后的网架尺寸，同时也会产生节点偏差，因此技术规范对球的圆度也有对应的要求。因此，焊接球节点质量检测的过程中需要对对球壳壁厚均匀度、轧制成品直径以及球体圆度进行检测，保证其整体质量达到技术规范的相关要求。
4、钢网架结构杆件应力检测
钢网架结构的施工包括制作与安装两个环节，其中制作程序主要在工厂中完成，安装程序在现场进行。杆件下料、加工的过程中难免会出现偏差，而在安装的过程中因为受到环境、温度、安装工艺以及前期的轴线标画、标高等偏差因素的影响，导致钢网架结构在安装的过程中会产生附加应力，使得局部杆件的实际承载载荷与设计载荷之间存在较大偏差，会威胁钢网架结构的整体稳定性和安全性。因此，需要对杆件应力进行检测，确保钢网架结构的整体可靠性和稳定性。
通常，在测试之前需要在试验室对测试元器件、设备以及测试方案进行优化，在现场测试时则需要安装对应的测试传感器，对不同工况下的应力值进行检测。通常，测试的工况包括：① 零载荷工况(地面拼装之前)，该载荷情况主要是对拼装钱的元器件进行测试，主要进行安装测试、吊装测试等操作，测试误差应该控制在标准范围内；②第一工况，当钢网架杆件安装之后，需要对杆件使用胎架支撑时，对元件的频率读数进行读取，计算各个杆件的初始应力值；③ 将胎架拆除之后，当钢网架结构重量完全由落地支座支撑时，对元件读数进行读取，得到对应的杆件应力值；④ 第三工况，当钢网架结构及其他辅助配置构件全部安装完成之后，测试得到的元器件数据，计算得到各个杆件的应力值；⑤ 第四工况，在完成所有杆件的结构载荷加载之后，三个月之后再进行检测，计算得到各个杆件的应力值。在实际的检测过程中，可以在不同的温度下进行检测，从而考虑环境温度对钢网架结构的影响。所有检测得到的应力值都应该处于技术标准的控制范围内。
参考文献：
[1]谭一言. 大跨度钢网架结构检测技术研究[D]. 重庆大学, 2007.
[2]沈祖炎,赵忠宪,陈扬骥,陈以一. 大型空间结构整体模型静力试验的若干关键技术[J]．土木工程学报，Vol. 34，No.4，2010，8.
[3]钢结构设计规范(GB50017-2003) [S]．中国计划出版社,2003.
论文作者:耿天军
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年1月供稿
论文发表时间:2016/4/22
标签：结构论文; 钢网论文; 应力论文; 大跨度论文; 载荷论文; 材料论文; 过程中论文; 《工程建设标准化》2016年1月供稿论文;