结构鉴定与加固

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1、检测鉴定 u建筑物在规定的时间、 规定的条件下（ 正 常设计、 正常施工及正常维护使用） ， 应 满足结构的安全性、 适用性和耐久性的要 求。当建筑物不能满足某项功能的要求， 或者使用者对建筑物满足某项功能的要求 产生怀疑时， 需要对建筑物的某个构件、 结构的某一部分或整体结构进行检测鉴定 工作， 从而采取某些措施使得建筑物达到 各项功能要求。 背景 u我国成立60多年，目前既有建筑约450 亿平方米，其中120亿进入了寿命中晚 期！ 2 u概述 工程结构是以工程材料为主体构成的不同类型的 承重构件连接而成的骨架，使建（构）筑物在规 定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功 能。 规定时间：设

2、计基准期，房屋建筑一般为50年； 规定条件：三正常设计、施工、使用条件； 预定功能：结构的安全性、适用性和耐久性； 工程结构损伤原因 3 结构的风险： 建造阶段：设计疏忽、施工失误； 正常使用阶段：自然灾害、人为灾害； 老化阶段：耐久性降低、损伤积累； 导致：结构正常抗力降低，影响结构耐久性 ，甚至危及结构安全。 1.1 1.1 工程结构损伤原因工程结构损伤原因 4 工程质量事故相对较多时期 1958年“大跃进”时期； 大干快上，主观冒进，不按客观规律办事； “”时期； 否定建设程序，“三边工程”盛行 20世纪80年代初期 发展迅速，技术素质差； 20世纪90年代后期 不正之风，贪污腐败，开发

3、区遍地； 1.1 1.1 工程结构损伤原因工程结构损伤原因 5 u工程质量事故 工程勘查失误 不勘查或不认真勘查，漏查，盲目套用 设计方案不当或计算失误 方案欠妥，简图不当，荷载漏算，构造欠缺等 施工质量低劣或施工方案不当 技术素质差，擅改图纸，材料失控，施工质量差，技 术方案失误等 结构使用或改建不当 擅自加层和改造，任意加大荷载，盲目拆除承重构件 ，使用中对结构的保护不力等。 1.1 1.1 工程结构损伤原因工程结构损伤原因 6 工程耐久性问题 工程结构经长期使用，受环境因素影响，随 着时间的推移，结构的性能将发生退化，结 构的使用寿命也会受到影响。 发达国家的维修加固费用已经达到或超过新

4、 建工程的投资； 我国从建国以来，一直进行大规模的工程建 设，隐含的结构耐久性和加固改造问题将日 显突出； 1.1 1.1 工程结构损伤原因工程结构损伤原因 7 u建筑物的检测与鉴定 其目的主要包括以下 几方面： u（ ） 对新建建筑物， 验证和鉴定结构设 计和施工的质量。（新的设计理论、 新材 料、新的施工工艺） u（ ） 为处理工程质量事故和受灾结构提 供依据。工程结构在建造及使用的各阶段 均可能发生各式各样的质量事故， 检测和 鉴定工作在工程事故经济损失的估算， 事 故的设计、 施工、 监理等各方面责任的认 定， 发生事故建筑物的后期处理等方面均 起到决定性的作用。 u风灾、 水灾、 地

5、震、 火灾、 化学侵蚀等 灾害以及人为的爆炸、 撞击等破坏活动对 建筑物均有不同程度的损伤， 建筑物受灾 损伤的程度， 经济损失的估算， 灾后处理 等方面也需要建筑物的检测鉴定工作。 u（ ） 评估旧建筑物的剩余寿命， 提出合 理的加固改造措施。 检测鉴定的分类 u（ ） 按结构材料划分 u（ ） 按分部工程划分 u（ ） 按分项工程划分 u（ ） 按检测内容划分， 检测鉴定有外观 质量检测、 结构几何尺寸检测、 物理力学 性能检测、化学性能检测等。 u（ ） 按检测技术划分， 检测鉴定有无损 检测、 破损检测、 综合法检测等。 u无损检测技术首先在国外兴起， 世纪 年代进入我国后发展迅猛，

6、它以对结 构的无破损或微破损为特点， 是目前建筑 物现场检测的首选技术也是应用最为广泛 的技术。 u 材料强度的回弹检测， 结构表面和内部缺 陷的超声波检测， 混凝土结构内部钢筋的 电磁感应检测，声发射检测， 雷达检测 等。 结构检测鉴定的一般程序 u 现场初步调查， 制定详细调查大纲 u建筑物的建造年代、 设计单位、 施工单 位、 地质勘查报告、 设计图纸、 竣工图 纸、 施工过程相应的资料， 使用时是否受 到过灾害， 是否进行过加固改造， 使用用 途是否改变等。 u包括： 检测鉴定的目的； 检测范围、 数量 及内容； 检测方法； 检测所用到的设备； 检测工作所遵循的规范等。 u 详细调查

7、u包括结构外观检查， 使用情况调查， 结构 及构件尺寸量测， 缺陷检测， 材料性能的 无损或微破损检测工作。 u 可靠性鉴定评级 u（ ） 根据使用情况调查， 确定实际使用 的荷载， 确定计算模型， 计算结构作用效 应。 u（ ） 按实际几何及材料参数计算结构抗 力。 u（ ） 根据结构作用和结构抗力之间的关 系进行可靠性鉴定。 补充调查 u补充调查必要时可再次进入现场进行补充 检测工作。 u 鉴定报告 u形成检测鉴定报告 u结构的耐久性 工程材料自身特性和施工质量是决定结构耐久性 的内因； 工程结构所处的环境条件和防护措施是影响耐久 性的外因； 混凝土结构 混凝土开裂、剥落，混凝土碳化，钢筋

8、锈蚀，化学介 质侵蚀； 砌体结构 风力或雨水冲刷，冻融，砌体开裂、风化、酥裂； 钢结构 钢材锈蚀，有效面积减少，裂缝，疲劳； 1.1 1.1 工程结构损伤原因工程结构损伤原因 15 混凝土结构的裂缝 原因： 水化热引起 塑性收缩裂缝 塑性塌落裂缝 混凝土干缩裂缝 碱集料裂缝 温度变化引起 基础不均匀沉降引起 钢筋腐蚀引起 荷载作用引起 2.1 2.1 混凝土结构损伤机理及其危害混凝土结构损伤机理及其危害 16 u结构检测方法 混凝土结构检测 回弹法 超声脉冲法 超声回弹综合法 钻芯法 拔出法 钢筋位置检测 钢筋锈蚀检测 17 u结构检测方法 砌体结构的检测 原位切割检测法 原位检测法：扁顶法、

9、原位轴压法、原位剪切法 间接检测方法:回弹法、筒压法、推出法、点荷法、 射钉法 动测综合法 钢结构的检测 原位取样试验法 表面硬度法 超声法、磁粉法、射线法检测焊缝缺陷 1.2 1.2 工程结构检测与鉴定工程结构检测与鉴定 18 u工程结构鉴定 危房鉴定的侧重点是判断房屋是否已经成为危房，对 未达危险状态的结构状态并 不加以区分和判断，鉴定 结果为房产管理提供依据。 抗震鉴定的侧重点是结构是否满足抗震构造和地震作 用下的承载力要求。 可靠性鉴定是对在用建筑正常使用条件下结构可靠状 态进行评价。 1.2 1.2 工程结构检测与鉴定工程结构检测与鉴定 19 u工程结构鉴定 传统经验法 目测检查 和

10、经验 判断； 一般不采用现代检测 技术； 简单 、快速，但结论 可能因人而异。 实用鉴定法 利用现代检测 技术，测强度、找缺陷、判断损伤 情况； 现场调查 、分项检验 、逐项评 价和综合评定； 结论较为 准确，目前常用。 概率法 对随机变量进行数理统计 ，计算失效概率； 尚未进入实用阶段，仅限于少数重点工程。 1.2 1.2 工程结构检测与鉴定工程结构检测与鉴定 20 u维修与加固的分类 预防性的维修加固 维持或提高结构的抗灾能力和结构的使用年限。它 是通过定期的常规检验来实现建筑物的鉴定。 结构破损后的维修加固 由于施工不当、材料质量、变形和裂缝大或化学腐 蚀等原因, 进行的加固处理。国内研

11、究开展较多。 灾后的维修加固 针对灾后的结构现状、破坏程度及后续使用期内荷 载的情况决定维修加固方法。 建筑物改变功能后的加固 在原建筑物上加层、改变使用功能、荷载的变化 等。 1.3 1.3 工程结构补强与加固工程结构补强与加固 21 混凝土结构的检测 （ ） 结构平面的轴线尺寸 （ ） 主要结构构件的截面尺寸。主要结构构件的截面尺 寸包括梁、 板、 柱及墙体的截面尺寸。 （ ） 通过建筑物的沉降观测记录判断建筑物是否倾斜， 必要时可实际观测。 （ ） 结构构件外观质量检查， 记录是否存在表面的蜂 窝、 麻面等缺陷。 （ ） 表面裂缝检查。 回弹法检测混凝土强度 （ ） 构件抽样的数量满足不

12、少于总量的 并不少于 个构件的要求。 （ ） 在每个构件的侧面均匀地布置 个测区。对于构 件长度小于 且其高度或宽度小于 的构 件， 测区的数量可以适当地减少， 但最少不得少于个。 测区的间距应小于 ， 测区需避开位于混凝土保护层附 近的钢筋、 预埋铁件， 测区表面需清洁、 干燥和平整， 不能有浮浆、 油垢等影响回弹检测的杂物， 必要时可以用 砂轮清理打磨。 （ ） 每个测区均匀弹击 个测点， 同一 测点仅允许弹击一次。回弹时应保证回弹仪与被 测构件表面垂直， 一个测区共取 个回弹值。 （ ） 碳化深度的测定 成一个孔径约，深度超过的孔洞 钻芯法检测混凝土强度 钻芯法是一种局部破损的检测方法，

13、 可用于回弹法无法检 测的高强度， 长龄期以及遭受火灾、 冻融侵害、 化学侵蚀 的混凝土。钻芯法适用于抗压强度在 的混凝土检测， 低于 的混凝土很难取得完整 的芯样。 从构件的受力较小的非重要部位， 避开内部的受力钢筋和预埋 件的部位钻取芯样。 为避开钢筋需要用有关钢筋位置探测的仪器设备探查混凝土内 部的钢筋布置， 选取取芯位置， 在钻芯的过程中应密切监控， 一旦钻芯机的金刚砂砖头钻到钢筋应停止取芯， 变换位置。 钻芯的直径应大于混凝土中石子最大粒径的倍， 一般采用 ， 如果结构内部的钢筋布置较密， 也可以采用 直径的芯样， 但应满足大于混凝土中石子最大粒径 倍的要求， 芯样的长度要大于其直径。 钻芯法为局部破损的检测， 取芯完成后应尽快用干硬性的微膨 胀水泥细石混凝土填补取芯留下的孔洞， 修补用混凝土的强度 应高于原结构的混凝土强度。 用钻芯法对单个构件进行检测评定时， 芯样数量不少于 个。而用于批量评定时应选取 个芯样。 芯样应与原构件在湿度基本一致的条件下进行抗压试验， 如果构件的工作条件比较干燥，芯样应在室内自然干燥 后再进行抗压试验。如果构件的工作条件比较潮湿， 芯 样应在（ ） 的清水中浸泡 ， 取 出芯样用毛巾擦干后应立即进行抗压试验。