钢结构的检测与事故处理论文

钢结构无损检测 摘要：通过对应用于建筑钢结构行业中的几种常规无损检测方法的简述，归纳了被检对象所适用的不同无 损检测方法。为广大工程技术人员和管理人员了解、学习、应用无损检测技术提供参考。 关键词：建筑钢结构；无损检测 1 前言 建筑钢结构由于其强度高、工业化程度高以及综合经济效益好等优点，自上世纪 90 年代，特别是近年来得 到了迅猛发展，广泛应用于工业和民用等领域。由于一些重点工程，建筑钢结构发生了严重的质量事故， 如郑州中原博览中心网架曾发生了崩塌事故，所以建筑钢结构的安全性和可靠性越来越受到重视。 建筑钢结构的安全性和可靠性源于设计，其自身质量则源于原材料、加工制作和现场安装等因素。评价建 筑钢结构的安全性和可靠性一般有三种方式：⑴模拟实验；⑵破坏性实验；⑶无损检测。模拟实验是按一 定比例模拟建筑钢结构的规格、材质、结构形式等，模拟在其运行环境中的工作状态，测试、评价建筑钢 结构的安全性和可靠性。模拟实验能对建筑钢结构的整体性能作出定量评价，但其成本高，周期长，工艺 复杂。破坏性实验是采用破坏的方式对抽样试件的性能指标进行测试和观察。破坏性实验具有检测结果精 确、直观、误差和争议性比较小等优点，但破坏性实验只适用于抽样，而不能对全部工件进行实验，所以 不能得出全面、综合的结论。无损检测则能对原材料和工件进行 100%检测，且经济成本相对较低。 上世纪 50 年代初，无损检测技术通过前苏联进入我国。作为工艺过程控制和产品质量控制的手段，如今在 核电、航空、航天、船舶、电力、建筑钢结构等行业中得到广泛的应用，创造了巨大的经济效益和社会效 益。无损检测技术是建立在众多学科之上的一门新兴的、综合性技术。无损检测技术是以不损伤被检对象 的结构完整性和使用性能为前提，应用物理原理和化学现象，借助先进的设备器材，对各种原材料，零部 件和结构件进行有效的检验和测试，借以评价它们的完整性、连续性、致密性、安全性、可靠性及某些物 理性能。无损检测经历了三个阶段，即无损探伤（Non-destructive Inspection，简称 NDI）、无损检测 （Non-destructive testing，简称 NDT）、无损评价（Non-destructive Evaluation，简称 NDE）、无损 探伤的含义是探测和发现缺陷。无损检测不仅仅要探测和发现缺陷，而且要发现缺陷的大小、位置、当量、 性质和状态。无损评价的含义则更广泛、更深刻， 它不仅要求发现缺陷，探测被检对象的结构、性质、状 态，还要求获得更全面、更准确的，综合的信息，从而评价被检对象的运行状态和使用寿命。应用于钢结 构行业中的常规无损检测方法有磁粉检测（Magnetic Testing 简称 MT）、渗透检测（Penetrate Testing， 简称 PT）、涡流检测（Eddy current Testing 简称 ET）、声发射检测（Acoustic Emission Testing 简称 AET）、超声波检测（Ultrasonic Testing，简称 UT）、射线检测（Radiography Testing，简称 RT）。在 建筑钢结构行业中，按检测缺陷产生的时机，无损检测方法可以按下图分类。 2 检测方法的简述 磁粉检测（MT） 原理 铁磁性材料被磁化后，产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在，使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场，漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉，形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 可以对铁磁性原材料，如钢板、钢管、铸钢件等进行检测，也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测，对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 渗透检测（PT） 原理 在被检对象表面施加含有荧光染料或着色染料的渗透液，渗透液在毛细血管的作用下，经过一定时间 后，渗透液可以渗透到表面开口的缺陷中去。经过去除被检对象表面多余的渗透液，干燥后，再在被检对 象表面施加吸附介质（显象剂）。同样在毛细血管的作用下，显象剂吸附缺陷中的渗透液，使渗透液回渗 到显象剂中，在一定的光照下，缺陷中的渗透液被显示。从而达到检测缺陷的目的。 适用范围 适用于非多孔状固体表面开口缺陷。 局限性 仅适用于表面开口缺陷的检测，而且对被检对象的表面光洁度要求较高，涂料、铁锈、氧化皮会覆盖表面 缺陷而造成漏检。对检测人员的视力有一定要求，成本相对较高。 优点 设备轻便、操作简单，检测灵敏度高，结果直观、准确。 涡流检测（ET） 原理 金属材料在交变磁场的作用下产生了涡流，根据涡流的分布和大小可以检测出铁磁性材料和非铁磁性材料 的缺陷。 适用范围 适用于各种导电材料的表面和近表面的缺陷检测。 局限性 不适用不导电材料检测，对形状复杂的试件很难应用，比较适合钢管、钢板等形状规则的轧制型材的检测， 而且设备较贵；无法判定缺陷的性质。 优点 检测速度快，生产效率高，自动化程度高。 声发射检测（AET） 原理 材料或结构件受到内力或外力的作用产生形变或断裂时， 以弹性波的形式释放出应变能的现象称为声发射， 也称为应力波发射。声发射检测是通过受力时材料内部释放的应力波判断被检对象内部结构损伤程度的一 种新兴动态无损检测技术。 适用对象 适用于被检对象的动态监测，如对大型桥梁、核电设备的实时动态监测。 局限性 无法监测静态缺陷、干扰检测的因素较多；设备复杂、价格较贵、检测技术不太成熟。 优点 可以远距离监控设备的运行情况和缺陷的扩展情况，对结构的安全性和可靠性评价提供依据。 超声波检测（UT） 原理 超声波是指频率大于 20 千兆赫兹的机械波。根据波动传播时介质的振动方向相对于波的传播方向不同，可 将波动分为纵波、横波、表面波和板波等。用于钢结构检测的主要是纵波和横波。 超声波探伤仪激励探头产生的超声波在被检对象的介质中按一定速度传播，当遇到异面介质（如气孔、夹 渣）时，一部分超声波反射回来，经仪器处理后，放大进入示波屏，显示缺陷的回波。 适用对象 适用于各类焊逢、板材、管材、棒材、锻件、铸件以及复合材料的检测，特别适合厚度较大的工件。 局限性 检测结果可追溯性较差；定性困难，定量不精确，人为因素较多；对被检工件的材质规格，几何形状有一 定要求。 优点 检测成本低、速度快、周期短、效率高；仪器小、操作方便；能对缺陷进行精确定位；对面积型缺陷的检 出率较高（如裂纹、未熔合等） 射线检测（RT） 原理 射线是一种波长短、频率高的电磁波。 射线检测，常规使用×射线机或放射性同位素作为放射源产生射线，射线穿过被检对象，经过吸收和衰减， 由于被检试件中存在厚度差的原因，不同强度的射线到达记录介质（如射线胶片），射线胶片的不同部位 吸收了数量不等的光子，经过暗室处理后，底片上便出现了不同黑度的缺陷影象，从而判定缺陷的大小和 性质。 适用范围 适用较薄而不是较厚（如果工件的厚度超过 80mm 就要使用特殊设备进行检测，如加速器）的工件的内部体 积型缺陷的检测。 局限性 检测成本高、周期长，工作效率低；不适用角焊逢、板材、管材、棒材、锻件的检测；对面状的缺陷检出 率较低；对缺陷的高度和缺陷在被检对象中的深度较难确定；影响人体健康。 优点 检测结果直观、定性定量准确；检测结果有记录，可以长期保存，可追溯性较强。 3 小结 综上所述，每种无损检测方法的原理和特点各不相同，且适用的检测对象也不一样。在建筑钢结构的行业 中应根据结构的整体性能，检测成本及被检对象的规格、材质、缺陷的性质、缺陷产生的位置等诸多因素 合理选择无损检测方法。一般地，选择无损检测方法及合格等级，是设计人员依据相关规范而确定的。有 的工程，业主也有无损检测方法及合格等级的要求，这就需要供需双方相互协商了。 钢结构在加工制作及安装过程中无损检测方法的选择见表 1 被检对象 原材料检验 板材 锻件及棒材 管材 螺栓 焊接检验 坡口部位 清根部位 对接焊逢 角焊逢和 T 型焊逢 UT 检测方法 UT、MT（PT） UT（RT）、MT（PT） UT、MT（PT） UT、PT（MT） PT（MT） RT（UT）、MT（PT） UT（RT）、PT（MT） 被检对象所适用的无损检测方法见表 2 内部缺陷 表面缺陷和近表面 检测方法 UT ● ○ ● ● MT ● ● ● ● PT ● ○ ○ ● ET △ △ ● × AET △ △ △ △ 发生中缺陷检 测 检测方法 RT 被检对象 试 件 分 类 锻件 铸件 压延件（管、板、型材） 焊逢 × ● × ● 分层 疏松 气孔 内部 缩孔 缺陷 未焊透 未熔合 缺陷 分类 夹渣 裂纹 白点 表面裂纹 表面 缺陷 表面气孔 折叠 断口白点 × × ● ● ● △ ● ○ × △ ○ — × ● ○ ○ ○ ● ● ○ ○ ○ △ × — × — — — — — — — — — ● △ ○ ● — — — — — — — — — ● ● ○ ● — — — — — — — — — ● △ ○ — — — — — △ △ △ △ △ △ — — — 注：●很适用；○适用；△有附加条件适用；×不适用；—不相关 参 1. 考 文 献 强天鹏 射线检测 [M] 云南科技出版社 2001 2. 3. 4. 5. 周在杞等 张俊哲等 无损检测技术及其应用 [M] 科学出版社 王小雷 锅炉压力容器无损检测相关知识 [M] 李家伟等 无损检测 冉启芳 2001 1993 [M] 机械工业出版社 2002 无损检测方法的分类及其特征的介绍 [J] 无损检测 1999 2 钢网架结构超声波检测及其质量的分 [J] 无损检测 2001 6 磁粉检测（MT） 磁粉检测（MT） 原理 铁磁性材料被磁化后，产生在被检对象上的磁力线均匀分布。由于不连续性的存在，使工件表面和近表面 的磁力线发生了局部畸变而产生了漏磁场，漏磁场吸附施加在被检对象表面的磁粉，形成在合适光照下可 见的磁痕,从而达到检测缺陷的目的。 磁粉探伤的原理及概述 磁粉探伤的原理 磁粉探伤又称 MT 或者 MPT（Magnetic Particle Testing），适用于钢铁等磁性材料的表面附近进行探伤 的检测方法。利用铁受磁石吸引的原理进行检查。在进行磁粉探伤检测时，使被测物收到磁力的作用，将 磁粉（磁性微型粉末）散布在其表面。然后，缺陷的部分表面所泄漏出来泄露磁力会将磁粉吸住，形成指 示图案。指示图案比实际缺陷要大数十倍，因此很容易便能找出缺陷。 磁粉探伤方法 磁粉探伤检测的顺序分为前期处理、磁化、磁粉使用、观察，以及后期处理。 前期处理→磁化→磁粉使用→观察→后期处理 以下分别说明各个步骤的概要。 （1）前期处理 探探伤面如果有油脂、涂料、锈、或其他异物附着的情况下，不仅会妨碍磁粉吸附在伤痕上，而且还会出 现磁粉吸附在伤痕之外的部分形成疑私图像的情况。因此在磁化之前，要采用物理或者化学处理，进行去 除污垢异物的步骤。 （2）磁化 将检测物适当磁化是非常重要的。通常，采用与伤痕方向与磁力线方向垂直的磁化方式。另外为了适当磁 化，根据检测物的形状可以采用多种方法。日本工业规格（JIS G 0565-1992）中规定了以下 7 种磁化方法。 ①轴通电法……在检测物轴方向直接通过电流。 ②直角通电法……在检测物垂直于轴的方向直接通过电流。 ③Prod 法……在检测物局部安置 2 个电极（称为 Prod）通过电流。 ④电流贯通法……在检测物的孔穴中穿过的导电体中通过电流。 ⑤线圈法……在检测物中放入线圈，在线圈中通过电流。 ⑥极间法……把检测物或者要检测的部位放入电磁石或永磁石的磁极间。 ⑦磁力线贯通法……对通过检测物的孔穴的强磁性物体施加交流磁力线，使感应电流通过检测物。 （3）磁粉使用磁粉探伤的原理 ① 磁粉的种类 为了让磁粉吸附在伤痕部的磁极间形成检出图像，使用的磁粉必须容易被伤痕部的微弱磁场磁化，吸附在 磁极上，也就是说需要优秀的吸附性能。另外，要求形成的磁粉图像必须有很高的识别性。 一般，磁粉探伤中使用的磁粉有在可见光下使用的白色、黑色、红色等不同磁粉，以及利用荧光发光的荧 光磁粉。另外，根据磁粉使用的场合，有粉状的干性磁粉以及在水或油中分散使用的湿性磁粉。 ② 磁粉的使用时间 磁粉使用时间分为一边通过磁化电流一边使用磁粉的连续法，以及在切断磁化电流的状态即利用检测物的 残留磁力的残留法两种。 （4）观察 为了便于观察附着在伤痕部位的磁粉图像，必须创造容易观察的环境。普通磁粉需要在尽可能明亮的环境 下观察，荧光磁粉则要使用紫外线照射灯将周围尽量变暗才容易观察。 （5）后期处理 磁粉探伤结束，检测物有可能仍作为产品或是需要送往下一个加工步骤接受机械加工等。这时就需要进行 退磁、去除磁粉、防锈处理等后期处理。 适用范围 可以对铁磁性原材料，如钢板、钢管、铸钢件等进行检测，也可以对铁磁性结构件进行检测。 局限性 仅适用铁磁性材料及其合金的表面和近表面的缺陷检测，对检测人员的视力、工作场所、被检对象的规格、 形状等有一定的要求。 优点 经济、方便、效率高、灵敏度高、检测结果直观。 生产厂家： 生产厂家：济宁联永超声电子有限公司 仪器设备名称： 仪器设备名称：CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪 Ⅲ 仪器概况：CDX-Ⅲ该机型磁粉探伤仪是具有多种磁化方式的磁粉探 伤仪设备。仪器采用可控硅作无触点开关，噪音小、寿命长、操作简 单、方便、适应性强、工作稳定。是最近推出新产品，它除具有便携 式机种的一切优点，还具有移动机种的某些长处，扩展了用途，简化 了操作，还具有退磁功能。 该设备有四种探头： 1、旋转探头： 型）能对各种焊缝、各种几何形状的曲面、平面、 （E 管道、锅炉、球罐等压力容器进行一次性全方位显示缺陷和伤痕。 2、电磁轭探头： 型）它配有活关节，可以对平面、曲面工件进行 （D 探伤。 3、马蹄探头： 型）它可以对各种角焊缝，大型工件的内外角进行 （A 局部探伤。 4、磁环： 型）它能满足所有能放入工件的周向裂纹的探伤，用它 （O 来检测工件的疲劳痕（疲劳裂痕均垂于轴向）及为方便，用它还可以 对工件进行远离法退磁。 总之，该仪器是多种探伤仪的给合体，功能与适用范围广，尤其应用 于不允许通电起弧破表面零件的探伤。 无损检测概论及新技术应用 无损检测概论及新技术应用 概论 摘要： 摘要：综述了无损检测的定义、方法、特点、要求等基本知识，以及无损检测在 现今社会中的应用实例，其中包括混凝土超声波无损检测技术、涡流无损检测技 术、渗透探伤技术。 关键词： 关键词：无损检测；混凝土缺陷；涡流检测;渗透探伤。 引言： 引言：随着现代工业的发展，对产品的质量和结构的安全性、使用的可靠性提出 了越来越高的要求，无损检测技术由于具有不破坏试件、检测灵敏度高等优点， 所以其应用日益广泛。无损检测是工业发展必不可少的有效工具，在一定程度上 反映了一个国家的工业发展水平，其重要性已得到公认。 1、 无损检测概论 、 无损检测 检测概论 无损检测就是利用声、光、磁和电等特性，在不损害或不影响被检对象使用 性能的前提下，检测被检对象中是否存在缺陷或不均匀性，给出缺陷的大小、位 置、性质和数量等信息，进而判定被检对象所处技术状态（如合格与否、剩余寿 命等）的所有技术手段的总称。 常用的无损检测方法有射线照相检验(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)和 液体渗透检测(PT) 四种。 其他无损检测方法： 涡流检测(ET)、 声发射检测 （AT） 、 （TIR） 泄漏试验 、 （LT） 交流场测量技术 、 （ACFMT） 漏磁检验 、 （MFL)、 热像/红外 远场测试检测方法（RFT)等。 基于以上方法，无损检测具有一下应用特点： 1>不损坏试件材质、结构 无损检测的最大特点就是能在不损坏试件材质、 结构的前提下进行检测， 所以实施无损检测后，产品的检查率可以达到 100%。但是，并不是所有需要测 试的项目和指标都能进行无损检测，无损检测技术也有自身的局限性。某些试验 只能采用破坏性试验， 因此， 在目前无损检测还不能代替破坏性检测。 也就是说， 对一个工件、材料、机器设备的评价，必须把无损检测的结果与破坏性试验的结 果互相对比和配合，才能作出准确的评定。 2>正确选用实施无损检测的时机 在无损检测时， 必须根据无损检测的目的,正确选择无损检测的时机,从而顺利 地完成检测预定目的,正确评价产品质量。 3>正确选用最适当的无损检测方法 由于各种检测方法都具有一定的特点，为提高检测结果可靠性，应根据设备 材质、制造方法、工作介质、使用条件和失效模式，预计可能产生的缺陷种类、 形状、部位和取向，选择合适的无损检测方法。 4>综合应用各种无损检测方法 任何一种无损检测方法都不是万能的，每种方法都有自己的优点和缺点。应 尽可能多用几种检测方法，互相取长补短，以保障承压设备安全运行。此外在无 损检测的应用中，还应充分认识到，检测的目的不是片面追求过高要求的“高质 量”，而是应在充分保证安全性和合适风险率的前提下，着重考虑其经济性。只 有这样，无损检测在承压设备的应用才能达到预期目的。[1] 通过各种检测方法，最终对于无损检测的要求是：不仅要发现缺陷，探测试 件的结构、状态、性质，还要获取更全面、准确和综合的信息，辅以成象技术、 自动化技术、计算机数据分析和处理技术等，与材料力学、断裂力学等学科综合 应用，以期对试件和产品的质量和性能作出全面、准确的评价。 2、 无损检测在各领域的应用 、 无损检测基于以上优点,在现今社会受到广泛关注和应用,为实际生产工作减 少了废料成本,提供了极大的方便。其中超声波检测技术、涡流检测、渗透探伤 技术、霍尔效应无损探伤技术应用极为出色。 混凝土超声无损检测 混凝土是我国建筑结构工程最为重要的材料之一，它的质量直接关系到结构 的安全。多年来，结构混凝土质量的传统检测方法是以按规定的取样方法，制作 立方体试件，在规定的温度环境下，养护 28d 时按标准实验方法测得的试件抗压 强度来评定结构构件的混凝土强度。用试件实验测得的混凝土性能指标，往往是 与结构物中的混凝土性能有一定差别。因此，直接在结构物上检测混凝土质量的 现场检测技术，已成为混凝土质量管理的重要手段。 所谓混凝土“无损检测”技术，就是要在不破坏结构构件的情况下，利用测 试仪器获取有关混凝土质量等受力功能的物理量。 因该物理量与混凝土质量之间 有较好的相互关系，可采用获取的物理量去推定混凝土质量。[2] 混凝土超声检测是用超声波探头中的压电陶瓷或其他类型的压电晶体加载某 频率的交流电压后激发出固定频率的弹性波， 在材料或结构内部传播后再由超声 波换能器接收，通过对采集的超声波信号的声速、振幅、频率以及波形等声学参 数进行分析，以此推断混凝土结构的力学特性、内部结构及其组成情况。超声波 检测可用于混凝土结构的测厚、探伤、混凝土的弹性模量测定以及混凝土力学强 度评定等方面. [3] 涡流无损检测 涡流检测的基本原理：将通有交流电的线圈置于待测的金属板上或套在待测 的金属管外。这时线圈内及其附近将产生交变磁场，使试件中产生呈旋涡状的感 应交变电流，称为涡流。涡流的分布和大小，除与线圈的形状和尺寸、交流电流 的大小和频率等有关外，还取决于试件的电导率、磁导率、形状和尺寸、与线圈 的距离以及表面有无裂纹缺陷等。因而，在保持其他因素相对不变的条件下，用 一探测线圈测量涡流所引起的磁场变化，可推知试件中涡流的大小和相位变化， 进而获得有关电导率、缺陷、材质状况和其他物理量(如形状、尺寸等)的变化或 缺陷存在等信息。但由于涡流是交变电流，具有集肤效应，所检测到的信息仅能 反映试件表面或近表面处的情况。[4] 应用：按试件的形状和检测目的的不同，可采用不同形式的线圈,通常有穿过 式、探头式和插入式线圈 3 种。穿过式线圈用来检测管材、棒材和线材，它的内 径略大于被检物件， 使用时使被检物体以一定的速度在线圈内通过， 可发现裂纹、 夹杂、凹坑等缺陷。探头式线圈适用于对试件进行局部探测。应用时线圈置于金 属板、管或其他零件上，可检查飞机起落撑杆内筒上和涡轮发动机叶片上的疲劳 裂纹等。插入式线圈也称内部探头，放在管子或零件的孔内用来作内壁检测，可 用于检查各种管道内壁的腐蚀程度等。为了提高检测灵敏度，探头式和插入式线 圈大多装有磁芯。涡流法主要用于生产线上的金属管、棒、线的快速检测以及大 批量零件如轴承钢球、汽门等的探伤（这时除涡流仪器外尚须配备自动装卸和传 送的机械装置） 、材质分选和硬度测量，也可用来测量镀层和涂膜的厚度。[5] 优缺点：涡流检测时线圈不需与被测物直接接触，可进行高速检测,易于实现 自动化,但不适用于形状复杂的零件,而且只能检测导电材料的表面和近表面缺陷, 检测结果也易于受到材料本身及其他因素的干扰。 渗透探伤技术 液体渗透检测的基本原理：零件表面被施涂含有荧光染料或着色染料的渗透 剂后，在毛细管作用下，经过一段时间，渗透液可以渗透进表面开口缺陷中；经 去除零件表面多余的渗透液后，再在零件表面施涂显像剂，同样，在毛细管的作 用下，显像剂将吸引缺陷中保留的渗透液，渗透液回渗到显像剂中，在一定的光 源下 （紫外线光或白光） 缺陷处的渗透液痕迹被现实， 黄绿色荧光或鲜艳红色） ， （ ， 从而探测出缺陷的形貌及分布状态。[6] 渗透检测适用于具有非吸收的光洁表面的金属、非金属，特别是无法采用磁 性检测的材料，例如铝合金、镁合金、钛合金、铜合金、奥氏体钢等的制品，可 检验锻件、铸件、焊缝、陶瓷、玻璃、塑料以及机械零件等的表面开口型缺陷。 渗透检测的优点是灵敏度较高（已能达到检测开口宽度达 的裂缝） ，检测 成本低，使用设备与材料简单，操作轻便简易，显示结果直观并可进一步作直观 验证（例如使用放大镜或显微镜观察） ，其结果也容易判断和解释，检测效率较 高。缺点是受试件表面状态影响很大并只能适用于检查表面开口型缺陷，如果缺 陷中填塞有较多杂质时将影响其检出的灵敏度。[7] 3、 结语 、 随着现代科学技术的发展，激光、红外、微波、液晶等技术都被应用于无损 检测领域，而传统的常规无损检测技术也因为现代科技的发展，大大丰富了应用 方法，如射线照相就可细分为 X 射线、γ射线、中子射线、高能 X 射线、射线 实时照相、层析照相……等多种方法。 无损检测作为一种综合性应用技术，无损检测技术经历了从无损探伤，到无 损检测，再到无损评价，并且向自动无损评价、定量无损评价发展。相信在不远 的将来， 新生的纳米材料、 微机电器件等行业的无损检测技术将会得到迅速发展。 参考文献【1】李喜孟.无损检测.机械工业出版社.2011 】 【2】父新漩. 混凝土无损检测手册.人民交通出版社.2003 】 【 3】 冯子蒙.超声波无损检测于评价的关键技术问题及其解决方案.煤矿机 】 械.2009(9) 【4】唐继强.无损检测实验.机械工业出版社.2011 】 【5】李丽茹.表面检测.机械工业出版社.2009 】 【6】国防科技工业无损检测人员资格鉴定与认证培训教材编审委员会.机械工业 出版社.2004 【7】胡学知主编. 中国劳动社会保障出版社.2007 】

关于钢结构在建筑结构设计中存在的问题分析论文

1钢结构设计概述

随着建筑施工工艺的提升，刚性结构建筑施工逐渐取代混凝土施工建设，为了保证钢结构施工建设的质量，拓宽了钢结构的施工建设领域。

结构布置的依据

钢结构的设计应该从经济和物理两个角度进行判断：一方面，钢结构在施工建设过程中运用时一定要确保其经济成本比较低，能够容易让业主接受;另一方面;为了确保钢结构的设计质量和施工质量，要提升钢结构的物理承受能力，具体表现在结构布局上，这方面应该严格综合考虑其体系特征、荷载的性质以及分布情况。一般情况下要是力学模型清晰、刚度均匀，要尽量限制的影响范围是大荷载及其移动荷载等，使它把线路能够直接的传递到基础。尤其要注意的是，柱间抗侧支撑的一定要均匀分布，共形心要尽可能地向风震的作用线靠近，否则就必须考虑整体结构的扭转以及结构抗侧的多道防线。

结构分析和工程判定

当代建筑通过计算机软件系统的结构分析技术改变了传统的结构分析方法，提高了分析工作的工作效率，同时也提高了分析数据的高度准确性，然而我们应该意识到，鉴于工程在实际施工中会出现很多突发性状况，再加上其地质复杂，所以必须要结合相应的人工实地考察结果来分析软件，只有这样才能使结构分析更具有可操作性。

建筑钢结构的特点

钢结构之所以被广大施工单位所重视，之所以占据了建材市场巨大比例，主要是因为：首先，钢结构较为匀称。在一定应力的条件下，钢结构受力所产生的实际弹性与理想中的计算数据较为接近，材质和内部结构较为稳定。其次，钢材强度比一般的建材强度要高，而且其体积要小于一般的建材，建筑施工时可用面积较大。而且钢材内部结构排列精密，自身重量较轻，在遇到突发自然灾害时能够降低建筑物自重，同时降低整个工程的造价。最后，钢材不同于钢筋等材料，其具有较强的可塑性，不会出现因载重过量而发生折断的现象，这主要是因为钢材内部对应力平衡把握以及对外来作用力的合理分配。

2钢结构在建筑结构设计中的问题

设计质量下降

进行钢结构设计所需的人力和物力资源比一般的建筑方案设计要大得多，而且其设计时间期限一般较短，所给予的设计经费较少，设计任务量又较大，因此，钢结构设计任务经常出现无人接收问题，就算设计任务被接受，其设计质量也往往是差强人意。施工单位在承包一项工程后，往往会将这个工程的钢结构设计任务进行转包，因为施工单位很少有具备专业钢结构设计资格的，但是由于工程转包的设计单位可能也缺乏相应的经验和人才，此情况下往往会因为建筑市场的混乱而造成钢结构设计工作的失败。而且，由于缺乏相应的监督制度和法律规范文件，一般很难采取有效措施进行整治，这就造成钢结构设计质量普遍下滑的局面。

参与建设人员的素质相对不高

钢结构设计工作本身就是一项任务繁重的工作，而当前建筑钢结构设计行业又普遍存在设计人员专业素质缺乏的现象，这更加突出了钢结构设计的问题。除了设计人员的专业素质缺乏之外，施工单位往往也存在施工人员和高层管理人员缺乏专业素质和职业素养的现象。不论是什么工作，工作人员都是保证工作质量的关键所在，而钢结构设计工作更是如此。所以，建筑企业必须认识到这一问题的重要性，积极提高当前钢结构设计人员和施工人员以及高层管理人员的专业素质和职业素养。

对国外设计方案不加变通

我国钢结构设计工作相较于外国先进国家来说存在一定差距，因此，我国钢结构设计师经常在进行钢结构设计工作时借鉴外国的设计方案。当然，适当的借鉴是允许的，但是，我国大部分的设计人员对待外国设计方案都是推崇、照搬照抄，根本没有考虑设计方案的适用性，没有结合本国的实际情况进行修改，将其方案不加变通地挪用到我国钢结构设计工作中，造成建筑企业的.经济损失。还存在一些设计人员，不切实际，进行设计任务时，思维过于天马行空，根本不结合实际情况。

3钢结构在建筑结构设计中的改进措施

建筑钢结构设计的思路和步骤

为了能够使钢结构的设计更具有科学性，设计人员就应该严格按照既定的设计方案进行操作，而且要注意将不同环节的细节工作具体落实到位。

钢结构的形式与布置。钢结构主要有框架、平面架、网架、索膜、轻钢以及塔桅等结构形式。每个形式都有其各自的特点，工程在选型的时候应该结合具体的情况考虑它们的特点。钢结构的形式虽然比较多，但是其施工并没有固定的标准和规律供参照，因此，设计人员一定要对客观分析建筑施工的实际情况和周边环境，进而综合考量，最终确定最优方案。

图纸的编制。图纸是建筑施工的蓝本，所以为了确保钢结构施工建设的质量，设计工作人员必须运用科学的设计方法对图纸进行设计，同时要对图纸进行反复的操作性判断，组织专业素质好、工作经验丰富的设计团队进行全体的讨论，最终确定。

针对钢结构设计的合理化建议

钢结构设计对建筑工程质量而言有着决定性的作用，因此必须对钢结构设计工作进行严格的监督检测，健全相应的监督制度，加强制度执行力度。而若想做好对设计工作的监督和检测工作，就必须完善相应的管理制度，例如监督制度、检测制度以及对设计人员的奖惩制度等，只有用奖惩制度激励设计人员，用监督制度督促设计人员，用检测制度去保证设计方案的质量，才能保证钢结构设计的最终完工质量。而在这些管理制度制定和执行的过程中，可以借鉴相关的法律文件进行完善。

在进行设计工作时，无论是自己进行创新还是借鉴外国先进的设计方案作品，都要根据自己的实际情况来进行钢结构设计任务。只有保证建筑物结构的稳定性以及建筑的使用性能，这里的使用性能即建筑物的舒适性、健康性以及自由性，才能说明这个钢结构设计的成功。而且，在设计时要充分考虑到钢结构在建筑物内部的作用和载重性能，要遵循一般的规律和原则进行设计工作。

进行钢结构设计工作时不能只追求表面功能，要将其功能性深入化，提高其设计深度。要考虑建筑物所能遇到的多种环境状况，并根据这些环境状况来设计钢结构的使用性能，以此提高建筑物的使用年限。这样优质的钢结构设计成果还能够为设计单位树立品牌和提高信誉度。钢结构设计方案完成后，不能立刻投入施工中，要对其进行重重的审查，只有满足多重审核之后，充分保证了设计方案的合理、科学性之后，才能将设计方案正式投入施工，这样能够避免设计施工的风险。

4结语

综上所述，钢结构在建筑结构领域中担任着重要的角色，必须重视对钢结构的设计。在进行设计方案时要注意上述几个需要关注的重点，提高钢结构设计方案的质量，保证钢结构的稳定性和安全性，从而保证建筑物的结构质量。

钢结构工程项目安全教育的问题与实施措施论文

无论是在学校还是在社会中，大家对论文都再熟悉不过了吧，通过论文写作可以培养我们独立思考和创新的能力。你知道论文怎样才能写的好吗？下面是我帮大家整理的钢结构工程项目安全教育的问题与实施措施论文，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。

摘要： 在现代建筑工程项目中，钢结构由于具备良好的结构性能、强度、可塑性和韧性的优势，并且施工效率高，能够有效提高工程建设的速度，因此在实际工程中得到较广泛的应用。但是在钢结构安装过程中也存在较多的风险因素，比如高空作业风险、重物起吊风险、高空坠物风险、临时支撑风险，等等。这些都会增加钢结构安装工程的事故发生率。通过科学、有效的安全教育，能够提升施工人员的安全施工意识，规范施工操作过程，降低施工中的安全风险。本文以钢结构安装工程的安全教育为研究基础，对目前的钢结构安全教育现状进行分析，并对存在的问题提出可行性的应对策略，以供同行业从业者研究、参考。

关键词： 钢结构安装工程；安全教育；现状；提升对策；

1、钢结构安装工程的主要安全风险分析

在现阶段的钢结构安装施工中，主要有以下几方面的安全风险：

（1）高空作业的安全风险。钢结构的安装施工经常需要进行高空作业，较容易引发作业风险。据IPAF统计可知，每年因高空作业而坠落引发的安全事故中，有将近60%的死亡概率，并且在建筑工程施工过程中，有3/4以上的工程事故都是由高空坠落引起的。事故的主要原因是施工中的安全措施检查不到位，未有效落实各类安全设备的维护和巡查工作，造成工程中的较大安全隐患。除此以外，没有全面检查施工前的作业环境，也是引发高空作业事故的原因之一。

（2）重物起吊风险。进行钢结构施工的吊运和安装作业时，物体构件多具有大尺寸、大重量的特点，并且起吊频率非常高，作业时需要大量人员参与，一旦出现吊车侧翻、钢丝断裂、吊车配重摆动、吊运物体滑落等问题，必然会导致安全事故的发生，主要原因是吊车超载、支架设置不规范、钢丝绳检查不到位、施工现场安全协调不规范等，究其根本在于施工管理和作业人员缺乏责任和安全意识，没有提前对设备、设施进行全面细致的检查、规划和管理。

（3）高空坠物风险。在钢结构安装施工过程中，一般情况下高层和低层结构都会同时作业，如果缺少防坠物措施，比如未设置防坠网等设施，一旦出现高空坠物，很容易引发安全事故。

（4）临时支撑风险。进行跨度较大的钢结构施工时，为了便于施工和保证施工安全，需要设置临时性的支架或支撑，起到辅助承载的作用。如果支架或支撑的设计不够合理科学，承载力或者稳定性不足，都会引发安全事故。对于上述各类安全风险，除了提高安全管理的工作力度外，还需提升施工技术人员和管理人员的安全责任意识和安全管理能力水平，需要充分发挥安全教育的重要作用，通过科学有效的安全教育培训，使所有施工技术人员和管理人员都能够规范自身行为，在施工过程中发挥技术和管理的重要作用，实现钢结构工程的安全生产责任目标。

2、钢结构工程项目安全教育存在的问题

虽然目前多数施工企业都会开展针对钢结构工程的安全教育，但实际工作中仍然存在不少的问题和不足之处，严重影响安全教育的有效性。

教育手段单一，教育缺乏针对性

所有建筑工程从业人员在上岗前都必须接受安全教育，这项工作也将贯穿从业者的职业生涯始终，这是由工程建设行业的特点决定的。目前的钢结构工程安全教育，仍依照传统的方法灌输理论知识和实践技能，比如讲解分析工作流程操作、安全规范、事故案例，等等。教育者仅机械地传授教案、讲义中的内容，教育过程中并未考虑过安装施工人员自身的文化素养、能力水平、岗位特点等情况，虽然在一定程度上也能提升施工技术人员的安全意识，但效果较差，同时还会消耗较多人力和物力成本。

安全教育师资力量较弱，安全教育常态化不足

企业进行钢结构工程安全教育，一般会选择外派学习或者组织专题会议的方式开展施工人员的安全培训，负责具体培训工作的多为工程建设中的安全员和工程项目负责人，虽然这些人员具备较高的安全管理和操作水平，但缺乏专业的培训和辅导经验，在培训过程中多采用理论知识宣讲的方式，缺乏科学的培训教育理念和培训教育技巧，难以实现安全培训的有效性。虽然部分情况下也会选择具有培训资质的管理人员负责安全培训，但由于管理人员缺乏一线作业实践经验，仅仅传授理论知识，缺乏足够的案例教学实践，不能提升施工技术人员现场的安全操作水平，同时接受培训的施工技术人员及管理人员，缺乏对各种安全技能和安全规范的熟练掌握，难以实现安全培训的重要作用。除此以外，还有较多钢结构安装项目，虽然也进行了安全教育，但是并未将其纳入常态化管理工作中，使安全教育的重要作用无法得到发挥，施工技术人员普遍缺乏安全责任意识。

安全教育重制度轻技术，一线作业

通过对大量事故的调查分析可知，钢结构工程中的大部分事故或隐患，是由于技术人员在工程建设中的违规操作所引起的，这与技术人员的安全意识、能力水平、文化素质等因素有关，但是最重要的原因在于缺乏系统、科学的安全教育，具体体现在下述几方面：

（1）钢结构工程的施工，多存在分包情况，所以现场技术人员的'安全教育，须包含多个不同分包商的标准与要求，但此前各分包商之间并未沟通，所以安全教育培训内容缺乏系统性，存在多项内容反复重复，或个别内容未曾涉及的情况，培训缺乏针对性，不能提高施工技术人员的整体安全责任意识，对其安全技能水平的提高也十分有限。

（2）根据不同项目要求，钢结构工程的施工要求也会各有不同，相应的施工方案也会存在不同程度的差异。但在实际施工中，较多钢结构施工人员都会忽略钢结构工程的特点，也没有根据项目要求调整方案的意识，再加上缺乏实际操作经验，知识储备和经验水平不仅无法为施工人员在实际工作中提供技术支持和帮助，同时还会形成错误的认知，进而引发安全事故。

（3）工程中较多施工作业人员学历有限，年龄较大，学习能力和认知水平较差，对其进行安全教育培训时，他们很难接受新知识，同时容易出现记忆不清、理解不透、认知较慢等方面的问题，教育培训效果难以保证，也无法实现安全教育的目标。不能建立安全责任意识，无法熟练掌握安全操作技能，对钢结构工程的施工建设，造成了较大的安全风险。

安全教育考核缺乏有效性

安全教育考核是安全教育工作中的重要内容，施工技术人员的安全教育考核成绩，能够反映安全教育的培训效果，同时培训管理者也能明确工作中存在的主要问题，根据实际情况实施科学的管理措施提高培训工作的效果，不断提高安全教育的有效性。如果钢结构工程施工单位缺乏对考核工作的足够重视，结束培训后，未对培训者实施考核评价，或考核评价工作仅注重形式，管理者无法真正掌握施工人员的安全技能水平，如果有未达到施工安全要求的技术人员参与项目施工，会对钢结构安装工程形成较大的安全隐患。

安全教育的监管力度薄弱

政府职能部门能对工程安全教育培训工作起到监督管理的作用，但是在实际工作中，较多政府部门并没有发挥安全教育监管的作用。国家建设部对施工培训制定了明确的法规，其中指出政府部门在安全培育工作中要充分发挥监管作用。各级政府职能部门，应在当地经济发展的实际情况基础上，使用科学的管理方式，保证各施工单位及企业严格实施安全培训计划，提升工程施工技术人员的综合素质。目前仍有较多地区和企业，未全面贯彻落实政府的计划要求，其具体体现为：政府监管多强调现场安防措施、安全资金配置投入等方面，而缺乏对安全教育培训工作的监管，即便进行安全检查，检查的内容多为书面文字记录或者培训设施设置，并未涉及施工单位开展的安全培训教育活动。除此以外，政府的执法工作存在薄弱环节，对所发现的问题未设计有针对性的管理方案，简单地督促或者警示根本起不到应有的震慑作用。

3、建筑工程项目安全教育的实施对策

创新安全教育的培训形式

安全教育不仅需要注重理论知识的培训，还应组织各种类型的培训教育活动，实现教育模式的创新，采用科学的教育方式，提高安全教育工作的效率和效果，实现安全教育有效性不断提升的目标。首先，扩大培训覆盖面。除了组织企业范围内的大型安全教育培训外，还要对安全教育培训工作做进一步的细化，在各项目部、各施工班组内部开展安全教育培训活动。其次，在做好传统安全教育宣讲培训的基础上，还应采用多种不同的教育形式和教育方法，比如班前安全讲话、安全生产周活动、安全激励、安全实践演练等，全面提升安全教育培训工作的多样性和有效性，其中最重要的就是安全实践演练，模拟钢结构工程建设中的各种安全事故场景以及常见安全风险隐患，增强施工技术人员及管理人员的安全技能和安全责任意识，使参与者充分认识到安全管理和安全作业的重要性。在实践演练过程中，必须结合钢结构工程的具体施工要求以及相关安全标准，强调制度和安全的重要性，明确其中的利害关系，通过参与实践演练和案例教学，使施工人员能够在短时间内提升自身的安全意识，掌握安全作业的相关知识。

做好培训需求分析，提升安全教育的有效性

为了提升安全教育工作的有效性，提高各项安全教育资源的利用率，培训开始前需要详细、细致地研究钢结构工程安全培训内容，对接受培训人员的基本情况进行综合评估和分析，然后再制定合适的培训计划，确保接受培训后，不同能力层次的施工管理人员都能得到能力素养上的提升。钢结构安装工程中，主要涉及管理和施工两类人群，管理人员需要从HSSE目标、管理要求、管理程序等方面制定培训内容和培训计划，施工人员，则需要根据各自不同岗位的特点进行有针对性的专项安全培训，对于危险或者难度较大的施工技术项目，更需要对各种安全技术流程、规程、要求等方面内容，进行细致的讲解和演练，确保每个人都能够掌握技术流程和规程的具体要求。同时，对于接受能力较差或者文化程度较低的人员，加强培训力度的同时还要对其进行严格考核，只有确定培训人员达到上岗要求后，才能准许其上岗。除此以外，为了保证安全培训教育工作的有序开展，管理者应注重培训师资的储备和培养工作，除了从单位内部选聘优秀的培训人才，还可以从社会上聘请实践经验丰富、理论知识扎实、教育水平优秀的专业培训师负责安全培训工作，进一步提升安全教育师资的整体实力和工作水平。

优化考核奖惩机制

科学合理的考核机制，能够最大化实现安全教育培训的效果。在安全教育结束后，应从理论知识和实践技能两方面进行全面细致的考核评估，考核培训参与人员的学习水平。理论知识的考核可按书面考核形式，考查专业知识的掌握情况，实践技能的考核，一方面可按技能实践演练的考核形式，考查参与培训人员的实际操作能力，另一方面可将其日常工作中的表现作为评估依据，这样能够确保考核的全面性和有效性。除此以外，还应建立科学的奖惩机制，进一步管理和规范培训人员在工作中的行为，将培训参与人员在安全教育过程中取得的成绩作为绩效薪酬的评定依据之一，增强培训人员对安全培训教育的重视度和积极性。

加大对安全教育的监管力度

政府职能部门应充分发挥安全教育监督的监管作用，结合地区经济发展规划和地方工程特点，制定适合本地区发展的安全教育评价方案，做好对工程项目安全教育的跟踪监督和评价管理工作，定期对施工企业的安全教育工作进行考核评估，定期进行各类安全设施设备的检查，落实政府的安全监督监管责任，确保施工企业的生产安全无事故。

规范施工流程，确保安全操作

提升钢结构安全教育培训的有效性，可从规范施工作业的操作流程入手，帮助施工人员正确掌握各个环节的操作要求和操作技巧，这样才能提高作业人员的施工技术水平，实现施工操作的规范性，保障施工过程安全可靠。在具体的安全教育培训工作中，必须结合钢结构工程的实际工作要求，进行技术操作的业务知识及作业技能的培训，并在培训后不定期、不定场地抽查施工人员的专业知识学习和技能操作水平的情况，如果考核不达标，相关人员或者班组需要重新学习培训并扣除绩效，以此增强所有人对安全培训教育的重视力度，促使人人都积极主动地参与钢结构安装技术和专业知识的学习过程，避免在工程建设中发生各类不规范操作行为，降低安全事故的风险发生率，确保钢结构工程的施工质量和安全生产。

做好安全教育的常态化

因为钢结构工程施工具有周期较长的特点，施工过程中的环境变化，极易影响钢结构工程的安全建设。不同环境条件下的安全管理工作内容存在一定的差异，因此安全教育需贯穿于钢结构施工的全过程，根据不同施工阶段的环境条件和施工技术特点，制定详细的常态化安全教育实施方案，提高安全教育工作的针对性和时效性，并落实到具体施工过程中，通过科学、有效的安全教育提升钢结构安装施工的安全性，降低安全风险发生的概率，保障施工过程的安全性和可靠性。

4、结语

综上所述，安全教育与钢结构安装工程的施工质量、项目进度和安全生产都有重要直接的关系，管理者应针对钢结构安全教育工作中存在的问题和不足之处进行分析研究，提出科学、有效的解决措施，结合钢结构安装施工项目的特点和要求，将安全教育工作融入钢结构施工过程中，充分发挥安全教育的重要作用，提升安全教育的有效性，为钢结构安装施工营造良好的作业环境。

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