摘要：钢结构已广泛应用于工业和民用建筑，本文论述了钢结构的检测方法及其为保证其稳固性的加固措施。为钢结构的应用发展奠定基础。 
　　关键词：钢结构检测 加固  
　　钢结构已广泛应用于工业和民用建筑，由于设计、施工、使用管理不当，材料质量不符合要求，使用功能改变，遭受灾害损坏以及耐久性不足等原因，需要对钢结构进行检测以及加固设计。实践证明，对已有工业厂房结构进行检测，并采取加固措施是一条有效的途径，国内大批钢结构厂房的使用期限已接近结构的设计周期，因此，近年来工业厂房钢结构在安全评定和加固技术方面，有了更多的工程实践机会，这也将促进相应的专业性标准规范的制定和改进。 
　　1钢结构检测方法 
　　无损检测技术是一项综合技术，能够在不损坏钢结构的前提下对之进行全面检测。下面对钢结构的无损检测技术进行总结。 
　　1.1 磁粉检测技术 
　　当钢铁材料被磁化后，被检测对象上面将出现磁力线均匀分布。当钢结构出现裂痕等缺陷时，工件表面的磁力线会发生局部的变形或漏磁，使用合适的光照就可以看到这些缺陷，这样就可以达到检测的目的。这种检测方法适用于铁磁性材料的钢结构工件，比如钢管、铸钢工件和钢板等，对于这些材料加工而成的工件也可以进行检测。磁粉检测技术成本低、使用方便、检测效率高、检测结果非常直观。但是它只能用于检测铁磁性材料的表面缺陷，对于检测员的视力要求较高。 
　　1.2 射线检测技术 
　　射线是一种高频短波的电磁波。钢结构无损检测一般使用X射线，这种射线具有穿透能力强，衰减率低等优点。当X射线穿透被测工件后，会被部分吸收并衰减，由于缺陷的存在，会影响X射线的吸收和衰减。当射线到达胶片后，由于胶片吸收了数量不同的光子，就会出现缺陷的映像，检测人员根据这些映像即可判断缺陷的大小和性质。X射线检测方法适用于工件厚度在80mm以内的缺陷检测，具有检测结果直观、定性准确、检测结果可长期保留易于存档等优点，但是这种方法成本较高，检测周期长，效率低，在检测中会对检测员身体产生一定的伤害。 
　　1.3 超声波检测技术 
　　超声波是指频率大于20000MHz的声波，根据传播时介质的振动方和传播方向不同，可分为纵波、横波、板波和表面波等。在钢结构检测中主要使用纵波和横波。超声波探伤设备产生的超声波在被检查对象中传播，当遇到缺陷时，一部分声波会反射回来，经过放大处理，即可在示波屏上显示这些缺陷。超声波检测方法适用于各类板材、管材、锻件、铸件等钢结构的检测。这种检测方法成本较低、检测周期短并且效率高，超声波检测所用仪器小，操作方便，能够对缺陷进行精确的定位，然而这种方法的检测结果不利于长期保存，难以形成历史档案，较多的依赖于检测员的经验，客观性稍差。 
　　1.4 渗透检测技术 
　　渗透检测技术是将被检查对象的表面用含有荧光或着色的液体进行渗透，在毛细现象的作用下，液体可以渗透到表面开口的缺陷中。当把表面多余的液体去除并对工件进行干燥处理，再对被检查工件表面施加显像剂。同样在毛细现象作用下，显像剂将吸附缺陷中的渗透液。使用光照后，缺陷中的渗透液会被显示，从而达到检验缺陷的目的。这种方法适用于非多口的钢结构表面缺陷，其使用方法简单、操作灵活、检测灵敏度高并且结果直观，但是这种方法只能用于表面开口的缺陷检测，对于被检测对象的光洁度要求高，当被检测对象表面有涂料、铁锈和氧化皮等材料覆盖缺陷时，容易形成漏检，这这种检测方法成本较高，对检测员视力要求也比较高。 
　　2 钢结构加固措施 
　　目前钢结构的加固方法主要包括减轻荷载、改变计算图形、加大原有结构构件截面和连接节点的加固、阻止裂纹开展等，施工方法主要有负荷加固、卸荷加固和从原结构上拆下加固或更新部件进行加固。 
　　荷载和结构体系的改变与工业生产技术改进有关，当前国内外在钢结构改扩建工程中涉及的加固改造技术研究主要集中在加大原有结构构件截面和加强连接强度两个方面。加大原有结构构件截面的方式主要有将工字形截面改为箱形截面、翼缘外侧贴焊钢板，外粘钢板、碳纤维布加固等；连接节点的加固方法主要包括贴板加强、粘钢加固、外包钢加固、碳纤维布加固等。近年来，国内外在钢结构加固设计领域开展了广泛的研究，大量的试验研究和数值模拟不断开拓了钢结构加固设计方法，特别是CFRP加固钢结构技术日趋成熟。 
　　2.1 改变结构计算图形 
　　改变结构计算图形的实质是改变结构的传力体系。冶金、电力、石油化工、机械制造等行业的工业厂房具有复杂的工艺要求和设备布局，其钢结构的改扩建大部分是在不停产的条件下进行的，结构体系调整受到许多因素制约，因此，采取改变结构计算图形的加固改造项目具有各自不同的工程特点。改变结构计算图形被广泛应用于钢结构改扩建工程中，是一种常见的加固方法，其具体的技术手段要结合施工难度、经济效益、工艺要求、使用功能等方面综合考虑。值得一提的是，在加固设计过程中，除应对被加固结构承载力和正常使用极限状态进行计算外，还应注意其对相关结构构件承载能力和使用功能的影响，考虑在结构、构件、节点以及支座中的内力重分布，对结构及基础进行必要的补充验算，并采取切实可行的合理构造措施。 
　　2.2 构件截面加固 
　　构件截面加固的实质是通过增加构件截面面积加大构件刚度，实现钢框架整体承载能力的提高。构件截面加固方法主要有:将工字形截面改为箱形截面，翼缘外侧贴焊钢板，外粘钢板、碳纤维布加固等。采用加大截面的方法加固钢构件时，所选截面形式应有利于加固技术要求并考虑已有缺陷和损伤情况，以上方法并不是在任何钢结构加固中都可以运用，因此了解不同加固方法的特点对加固设计方案的选取十分必要。当加固钢板的宽度大于钢柱翼缘时，翼缘的焊接残余应力从压应力变为拉应力，从而提高热轧工型钢柱的承载力；间断性焊接加固效果并不理想，加固焊缝位于翼缘边缘时能得到最佳加固效果。对有几何缺陷和预应力的钢柱进行加固时，考虑截面塑性区的发展，引入钢柱截面弯曲刚度下降的修正系数，贴焊钢板的残余应力会降低钢柱的屈曲承载力。 
　　2.3 连接节点加固 
　　连接节点加固是钢结构改扩建中最复杂的一个环节，技术措施主要有焊缝加固、粘钢加固、碳纤维加固、套管加固、肋板加固等。钢结构加固连接方法的选择，应根据结构需要加固的原因、目的、受力状态及施工条件，并考虑结构原有的连接方法确定，在同一受力部位连接的加固中，不宜采用刚度相差较大的加固措施。 
　　钢管结构相贯节点的加固方法主要有主管上加套管、加内隔板、主管加劲环加固及肋板加固等钢结构相贯节点的研究表明，构件加厚或者设置加劲板可以有效防止节点的脆性破坏，能够改善节点的延性；自从美国北岭地震以来，盖板加固逐渐被广泛研究，盖板加固能防止节点的脆性破坏，盖板的不同布置方式及形状是节点加固的主要设计因素；相比于前两种焊接加固，碳纤维布加固不仅能提高构件的承载力，也避免了焊接残余应力对既有结构的损伤。 
　　3 小结 
　　钢结构在工业农业中的重要地位逐渐显现出来，成为国民经济中的重要组成部分。钢结构安全关系到人民生命财产的安全，无损检测技术能够对钢结构的缺陷进行判断与评估，是保证钢结构安全的重要手段之一。在选择具体的加固方案时，要根据结构特点、工作环境、施工条件、经济效益等综合考虑。，在今后的研究工作中，笔者认为还需要注意以下几点：贴焊钢板加固构件截面能有效改善结构承载力，但是焊接残余应力对结构产生的不利影响值得重视，尽管规范对荷载作用下焊接加固的名义应力做出了要求，焊接加固后构件的应力分布有待进一步研究；板件加厚和设置加劲板被证实能够有效防止钢管相贯节点的脆性破坏，但是对加固后节点的屈曲性能、屈曲破坏等研究尚不够深入；盖板加固钢框架节点取得了预期的效果，但是对于盖板加固后钢框架节点的弯矩-转角曲线的研究目前比较空缺，加固后节点的半刚性性能研究有待进一步深入；碳纤维布加固构件截面和节点能够有效避免焊接残余应力对结构的损伤，能够有效提高结构的疲劳寿命，但是当前的研究仅局限于对板材和钢管的研究，在负荷结构的碳纤维加固领域，希望能够取得更加有价值的试验数据和理论研究成果。 
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