结构试验-无损检测与鉴定

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1、 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定结构非破损检测与鉴定任课老师：尹华伟电 话：13973159216湖南省结构损伤诊断重点实验室结 构 测 试结构非破损检测与鉴定混凝土结构非破损检测钢结构检测砌体结构非破损检测结构现场荷载试验结构可靠性鉴定本章内容结 构 测 试结构非破损检测与鉴定一、概述非破损检测技术-在不破坏结构构件的前提下，在结构构件原位对结构材料性能以及结构内部缺陷进行直接定量检测的技术。有些检测方法以结构局部破损为前提，但这些局部破损对结构构件的受力性能影响很小，也将其归入非破损检测方法。结 构 测 试结构非破损检测与鉴定一、概述不同结构类型的非破损检测方法不同，混凝土结构非破损检

2、测包括混凝土强度与内部缺陷的检测，钢筋直径和混凝土保护层厚度检测，钢筋锈蚀检测等内容；砌体结构主要是砌体抗压强度检测；对于钢结构，主要是焊缝缺陷检测。结 构 测 试结构非破损检测与鉴定二、混凝土结构非破损检测 1 混凝土强度检测回弹法超声脉冲法超声-回弹综合法钻芯法拔出法结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法利用回弹仪检测混凝土结构构件中混 凝土抗压强度的方法；混凝土的强度与其表面硬度有十分密切的关系。利用回弹仪测量弹击锤的回弹值，再利用回弹值与混凝土表面硬度（强度）的关系，就可以推断混凝土的强度。回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 JGJ/T 23-2011结 构 测 试结构非破损检测与鉴定

3、回弹法优点：简单、方便、快速数显回弹仪，加快了回弹仪的数据处理过程，使用更加方便。记录表格结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法 使用时应注意以下要点：影响混凝土表面硬度的因素对回弹 值会产生直接影响弹击方向和构件尺寸的影响弹击部位的影响应用限制条件测强曲线回弹仪率定结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法应用限制条件不宜采用回弹法测定龄期超过3年的老混凝土； 当混凝土强度超过C60级时，不能采用回弹 法检测混凝土的强度； 对混凝土的成型工艺、潮湿状态等也有限制 。结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法测区选择测区面积：200mm200mm1)每一结构或构件测区数不应少于10个， 对某一方

4、向尺寸小于4.5m 且另一方向尺寸 小于0.3m 的构件，其测区数量可适当减少 ，但不应少于5个；结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法测区选择2)相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于 0.5m ，且不宜小于0.2m；3)测区应选在使回弹仪处于水平方向检测 混凝土浇筑侧面。当不能满足这一要求时， 可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法测区选择4)测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在 构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区， 并应避开预埋件；5)测区的面积不宜大于0

5、.04m2；结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法测区选择6)检测面应为混凝土表面,并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢、涂层以及 蜂窝、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和 杂物，且不应有残留的粉末或碎屑；7)对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应 进行固定。 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法数据处理每个测区内回弹16次，弹击点之间的距离 不小于30mm，每一个弹击点只容许回弹一次 ；在16个回弹值中去掉3个最大值和3个最小 值，取余下10个回弹值的平均值作为该测区 的回弹值(注意：没有单位)。 测碳化深度：大于测区数的30%，取其平 均值为该构件每测区的碳化深度值 数据处理实例 结

6、构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法数据处理 查表前1 弹击角度修正2 浇注面修正 查表后“3 泵送混凝土修正” 注意：前、后不能混次序不能变 1 2 “3”结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法数据处理 查表1）依据：经1、2步修正的回弹值和碳化 深度，查得各测区的混凝土强度换算；2) 对换算值进行泵送混凝土修正得 ；3）计算结构或构件的测区混凝土强度平 均值 ；测强曲线结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法数据处理4）计算结构或构件的测区混凝土强度标 准差 ；结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法 数据处

7、理5）计算结构或构件混凝土强度推定值 ；测区数大于10测区数小于10测区强度值出现小于10.0MPa值结 构 测 试结构非破损检测与鉴定回弹法 数据处理5）计算结构或构件混凝土强度推定值 ；测区数大于10测区数小于10测区强度值出现小于10.0MPa值结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法几个基本概念超声波-振动频率高于20000Hz声波声时-超声波在混凝土中传播的时间声速-超声波在混凝土中传播的速度首波-从发射探头发射的脉冲信号第一次达到接收探头的信号结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法基本原理超声波在固体内传播速度v与固体材料性质之间的关系： E为材料的弹性模量，为材料的密度

8、，为材料的泊松比 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法基本原理结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法特点（1）检测过程无损于材料和结构构 件的性能；（2）直接在结构物上进行检测并推 定其实际的强度；（3）重复或复核检测方便，检测方 法具有良好的重复性；结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法特点（4）具有检测混凝土均匀性和内部缺陷的 功能，可以将混凝土的强度评定和内部缺陷 评定有机的结合；（5）在有些情况下，其他非破损检测方法 无法获取混凝土的质量和强度信息，超声法 有其特殊的适应性。如测量基桩混凝土或钢 管混凝土。结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声脉冲法混凝土强度大致判

9、断的参考数据声速（m/s）混凝土质量4500优35004500好3000 3500不佳或有问题2000 3000差2000很差结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声回弹综合法采用超声检测仪和回弹仪，在结构或构件混凝土的同一测区分别测量超声声时和回弹值，再利用已建立的测强公式，推算该测区混凝土 强度的方法。 优点： 减少混凝土龄期和含水率的影响 内外结合，相互弥补各自不足，较全面的反 映了混凝土的实际质量 粗骨料为碎石时 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定超声回弹综合法超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程 （CECS 02:2005） 粗骨料为卵石时 粗骨料为碎石时 结 构 测 试结构非破损检测

10、与鉴定钻芯法 利用钻芯机及配套机具，在混凝土结构构件 上钻取芯样，通过芯样抗压强度直接推定结构的混凝土强度 优点： 无需混凝土立方体试块或测强曲线，具有直 观、准确，代表性强 可同时检测混凝土内部缺陷结 构 测 试结构非破损检测与鉴定钻芯法 缺点： 对结构造成局部破损 芯样数目有限 钻芯及芯样加工需要专用的设备和较长的时 间结 构 测 试结构非破损检测与鉴定拔出法 将安装在混凝土中的锚固件拔出，测定最大 拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的关系推定混凝土强度的方法 分类： 预埋拔出法 后装拔出法结 构 测 试结构非破损检测与鉴定拔出法 后装拔出法的操作过程：钻孔 磨槽 安装锚固件 拔

11、出试验 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定各种方法的比较 检测 方法简便与 操作性准确性检测 范围检测 速度检测 成本 回弹法很好一般较宽快很低超声法好较差一般快低超声回 弹综合 法较好较好较宽较快低钻芯法较差好很宽慢高拔出法一般较好宽中等较高结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测超声法检测混凝土内部缺陷当混凝土内部存在缺陷或损伤时，在超声波传播路径上的缺陷将使超声波产生折射、反 射和绕射，接收探头收到的信号出现声时延长 ，首波信号畸变，甚至首波信号难以辨认。主要用途：用来检测裂缝深度和混凝土内 部的孔洞和密实度 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测超声法

12、检测混凝土内部缺陷裂缝深度检测 平测结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测超声法检测混凝土内部缺陷裂缝深度检测 斜测结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测超声法检测混凝土内部缺陷裂缝深度检测 对测结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测 超声法检测混凝土内部缺陷内部缺陷检测超声法检测混凝土缺陷技术规程（CECS 21:2000） 斜测对测结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测雷达法检测混凝土内部缺陷和钢筋位置 钢筋混凝土雷达检测仪由以下几个部分组成：（1）微波信号源（微波信号发生器）； （2）传输线 （3）微波探头 （4）信

13、号采集处理装置结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测雷达法检测混凝土内部缺陷和钢筋位置结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测雷达法检测混凝土内部缺陷和钢筋位置NJJ85A手持式钢筋混凝土雷达仪及所测得的图像 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定2 混凝土内部质量检测电磁法检测钢筋直径和混凝土保护层厚度 钢筋是一种电导体和磁导体，钢筋直径和保护层厚度检测仪大多利用电磁感应原理来获 取混凝土内钢筋的信息CM9型钢筋直径与保护层厚度检测仪 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定3 半电池法检测钢筋腐蚀半电池法检测钢筋腐蚀 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测

14、 1 钢结构缺陷的主要来源钢材中的有害元素（S、P）加工误差焊接工艺不正确铆接工艺不正确 螺栓孔加工误差、螺栓材质等导致防腐蚀处理不满足要求设计不合理或设计错误 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 2 钢材强度检测 方法： 表面硬度法 仪器： 布氏硬度计 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 2 钢材强度检测HB 钢材的布氏硬度 HS 标准试件的布氏硬度 dB 钢材的压痕直径 dS 标准试件上的压痕直径 f 钢材的抗拉强度 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 3 超声法检测钢材和焊缝缺陷 直探头结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 3 超声法

15、检测钢材和焊缝缺陷 斜探头结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 3 磁粉探伤法检测钢材与焊缝缺陷 基本原理：利用外加磁场将钢构件磁化，再 将磁粉喷涂于构件表面，被磁化的构件可以显 示出磁场的磁力线。如果磁化区域不存在缺陷 ，各部位的磁特性基本一致，磁粉显示的磁力 线均匀分布。如果构件存在裂纹、气孔或非金 属夹杂等缺陷，由于它们会在构件上造成气隙 或不导磁的间隙，其磁导率远小于无缺陷部位 的磁导率，使得缺陷部位的磁阻增加，磁力线 路径受到隔阻，在构件表面形成漏磁场。结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 3 磁粉探伤法检测钢材与焊缝缺陷 基本原理：撒在构件表面的磁粉集中吸附在 有漏磁场的部位，形成显示缺陷形状的磁痕， 利用这一现象可以直接观察到材料的内部缺陷 。 有干法和湿法两种 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定三、钢结构检测 3 焊缝的X射线探伤 X射线穿透金属时发生衰减，一般有缺陷部位的衰减较小，在冲洗后的胶片上颜色较深， 无缺陷部位的衰减较大，胶片上的颜色较浅。 焊接质量问题如裂纹、气孔、夹渣、未焊透等 ，都可以在冲洗后的胶片上识别。 结 构 测 试结构非破损检测与鉴定四、砌体结构检测 1 裂缝形成原因 1）温度应力作用 2）基础不均匀沉降 3）因墙体承载