摘要：本文针对钢结构的特点与材料性能、钢结构建筑的检测技术和加固方法现状进行分析，并通过分析得到的结果，提出对钢结构建筑设计与建设的展望。

关键词：钢结构 材料性能 检测 加固

随着国民经济的快速发展以及人民生活水平的日益提高，钢结构在我国已经得到更进一步的发展。钢结构是用钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的工程结构。它由型钢和钢板连接成基本构件，然后运至现场组装成整体结构形式。钢结构是土木工程的主要结构形式之一[1]，钢结构与钢筋混凝土结构、砌体结构等都属于按材料划分的工程结构的不同分支。

1.钢结构的特点与材料性能

钢结构是以钢材为材料做成受力构件的结构，与其它材料的结构相比，钢结构的优势是钢结构强度高，塑性和韧性好，结构重量较轻，适用于建造大跨度、高度高、承载重的结构，适合于动力荷载，钢结构建筑采用先进的设计和加工工艺以及大规模的生产方式，所以可大大地降低造价。同时由于安装简单迅速而节省大量的施工费用，并使企业或开发商得以更快投产见效。但是钢结构也有不足之处，钢结构建筑如果长期暴露于空气或潮湿的环境中而未加有效的防护时，表面就会锈蚀。锈蚀就能引起应力集中，促使结构早期破坏。再者，钢结构建筑耐热不耐火，由于钢材的特性，钢结构在450摄氏度至650摄氏度就会失去承载能力。一般未加保护的钢结构耐火性很低，就需要采取保护措施，从而大大增加费用[2]。

钢结构构件的主要材料采用的是金属材料，其材料的强度越大，材料所能承受的外力就越大。常见的强度指标有屈服强度和抗拉强度，它们是重要的力学性能指标，是设计、选材和评定材料的重要性能指标之一。同时金属的性能与晶格有关，常温下是体心立方，高温下是面心立方。实际上晶体存在各种缺陷，例如点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷。凡晶体缺陷处及其附近，均有明显的晶格畸变，因而会引起晶格能量的提高，并使金属物理、化学和机械性能发生显著的变化。

2.钢结构建筑的检测技术

钢结构由于强度高、重量轻、外观新颖在工程结构中承担着主要的承载力[3]，随着发展钢结构越来越多的应用在超高层、大空间、大跨度的建筑体系中，但是钢结构建筑质量是至关重要的，需要可靠的检测技术予以保证。

无损检测是在不损坏工件或原材料工作状态的前提下，对被检验部件的表面和内部质量进行检查的一种测试手段。钢结构无损检测主要包括射线照射、超声波检测、磁粉检测、渗透检测等。射线探伤是利用射线的穿透性和直线性来探伤的方法，这种方法可以获得投影图像，但不适用于较厚的板件，而且射线会对人体造成伤害。磁粉检测，其原理是当工件磁化时，若工件表面有缺陷存在，由于缺陷处的磁阻增大而产生漏磁，形成局部磁场磁粉便在此处显示缺陷的形状和位置，从而判断缺陷的存在。磁粉探伤设备简单，操作容易，检验迅速，具有较高的探伤灵敏度，可用来发现铁磁材、料镍钴及其合金碳素钢及某些合金钢的表面或近表面的缺陷，但是它只对铁磁性材料适用。渗透探伤，是利用物理学中毛细管渗透吸附现象的显像原理，将黄绿色荧光渗透液或有色非荧光渗透液，渗入工件开口缺陷的缝隙，经清洗显像从而检测工件表面开口缺陷的一种探伤方法。渗透探伤的优点是设备简单，操作较为容易，缺陷显现直观，容易判断，不受材料种类的限制，可检查各类钢材，但渗透探伤的缺点是不能用于检验多孔性材料，而且所用的试剂有一定的毒性，使该方法的应用范围受到一定的限制[4]。超声检测法，是指利用超声波对金属构件内部缺陷进行检查的一种无损探伤方法。该检方法比其他方法（如磁粉探伤、射线探伤等）更利于在现场检测，且灵敏度较高，能够快速提供缺陷检验结果，操作安全，但是该方法对粗糙、形状不规则或非均质材料难以检查其缺陷。

3.钢结构建筑的加固方法和措施

钢结构建筑物在使用过程中，会因为自然环境和磨损的双重影响之下变的更加薄弱，而这一过程又是无法避免的，如果能够采取有效的加固技术或方法，必然能够将这种损耗建筑物的速度减慢，继而延长钢结构建筑的使用寿命。

经鉴定需要加固的钢结构，根据损害范围一般分为局部加固和全面加固[5]，其具体的加固方法有以下几种：一是调整结构计算图形的加固方法。所谓对建筑钢结构的结构计算图形调整，是指通过调整结构的边界条件、节点性质、传力途径和荷载分布状况等方式，来对建筑结构实施加固，例如把柱与屋架之间的连接方式变为刚接、依据空间结构增设屋盖支撑构件等。二是增加构件截面的加固方法，此方式主要以增补钢材的方法来对构件截面进行增大，除此之外，还可以选择在原构件外层加设混凝土层的方法实施加固。三是对钢结构建筑裂纹的加固方法。此种修复方法的首选方式是堵焊，也可使用附加盖板进行加固，但是在加固施工前，要对裂纹造成的影响和产生的原因进行分析，并针对不同的裂缝采取相应的修复和加固处理，对于无法修复和加固的构件，应将其拆除，并重新建设。四是钢结构节点与连接的加固方法。替换局部杆件或是增补构件都需要进行恰当的连接，加固的杆件只有经过节点加固的方法，才能够与原结构协同工作，所以要适当加固原连接构造，扩大节点连接。五是预应力加固钢结构方法，此方法常采用复合材料加固钢结构构件，可以在不增加原结构的自重和原构件的尺寸的基础上，增强原结构的抗疲劳、耐腐蚀等安全性能，另外采用这种方法还可以降低成本、提高效率，特别适合现场修复。

4.总结与展望

通过在钢结构建筑中实施有效的鉴定检测技术与加固措施，可以明确保证钢结构建筑的稳定性和安全性。不过，在具体的实际操作中，还需要通过制定针对性的技术检测标准，选择出最佳、最适合的加固方法，以提升钢结构建筑的设计与建设水平，从而最终为我们提高经济和社会生活水平做出新的贡献。

参考文献

[1] 赵凯.钢结构加固方法与连接的可靠性分析 [J].山西建筑，2010

[2] 刘延峰.混凝土结构、砌体结构、钢结构加固设计 [J]. 四川建材 ，2011

[3] 常好诵.工业建筑钢结构疲劳测试、评估及加固研究 [D].天津大学 ，2014

[4] 尹磊，杨君君.钢结构加固技术的探讨与研究 [J]. 建材世界 ，2011

[5] 尹保江，杨沈，肖 .钢结构震损建筑抗震加固修复技术研究 [J]. 土木工程与管理学报 ，2011