残余应力超声无损检测与调控技术在钢结构建设中的应用

　　随着科学技术的进步，建筑领域上大跨度、大空间以及多用途的要求开始增多，钢结构材料强度高、结构自重轻、良好的延性与抗震性能、工业化程度高且施工速度快等优点就显现了出来。其中焊缝连接是现代钢结构建筑中主要的连接方式，它的优点是构造简单，任何形式的构件都可直接相连，用料经济，不削弱截面，制作加工方便，即可手工施焊也可实现自动化操作；连接的封闭性好，结构刚度大，整体性较好。目前在工业与民用建筑结构中，焊接结构已占优势。然而，焊接过程中的不均匀加热会在钢结构焊接构件的内部产生应力，在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织会发生改变，而导致局部材质变脆；焊接过程中不均匀的温度场产生不均匀的内部膨胀，冷却后在焊缝长度方向、垂直于焊缝长度方向及母材厚度方向上都会产生残余应力；焊接残余应力和残余变形使钢结构在受力时变形增大，钢结构的刚度和稳定性以及结构的抗疲劳强度、抗脆断能力、抗应力腐蚀开裂及形状尺寸的稳定性都将大大下降。同时，在材料表面积聚的残余应力会使材料表面形成表面裂纹或者近表面裂纹，这种隐藏在材料和构件近表面的缺陷往往是导致断裂的元凶，更具隐蔽性和危险性。所谓残余应力，简单地说是指消除外力或不均匀的温度场等作用后仍留在物体内的自相平衡的内应力。

　　因此，陶瓷在钢结构设计中须考虑残余应力的影响，并且找出相应的对策，这对于保障生产、稳定钢结构质量等都有重要的意义。对大型的结构复杂、弯扭构件多的钢结构工程，控制其施工过程中的结构变形和消除运营阶段的结构变形一直是工程建设的重要内容。残余应力检测可以及时地检测出钢结构件中残余应力的大小、方向，然后根据检测数据的大小以及危害程度采取有效的措施（比如残余应力的调控技术），可以很好地处理由于焊接产生的应力变形，以增加钢结构件的使用寿命。残余应力检测不仅在钢结构建设过程中发挥着不可替代的质量管控的优势，在钢结构建筑服役期间也同样起着重要作用。钢结构建筑在使用过程中，随着各种荷载的变化，结构件内部的应力也在发生变化，当内部的应力达到屈服点时，会对结构的刚度、稳定性、强度等造成影响，甚至出现应力腐蚀裂纹。