混凝土结构检测讲义

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,结构检测及加固,复习,主要内容,、绪论,、混凝土结构的检测,、砌体结构的检测,、钢结构检测,、结构的可靠性鉴定与评估,、钢筋混凝土结构的加固,、砌体结构的加固,、钢结构加固,、建筑结构加固新技术,建筑结构检测、鉴定与加固的原因,1、由于,错误的设计、低劣的施工、不适当的使用,等原因使建筑物不能满足正常的使用，甚至濒临破坏;,某12000m2大型工业厂房，主体结构为三连跨双坡轻型门式刚架，平面尺寸为63m192m，柱距8m，檐高9m，屋脊高度11.52m，两端山墙抗风柱间距7m，设有3吨吊车，厂房围护体系采用聚苯乙烯夹芯保温彩色钢板。车间内设有一条喷涂生产线，电焊火花引燃了生产线上的玻璃钢瓦片，造成大火，火灾持续时间约20分钟。,2、在恶劣环境下长期使用，使材料的性能恶化;,3、结构使用要求的变化;,随着科学技术的不断发展，我国的工业在大规模地进行结构调整和技术改造，生产工艺的变化，涉及到要提高建筑结构的功能。例如已有30t的吊车可能要改成100t的吊车，厂房的局部可能要增层，原有设备可能要更换，相应对设备的基础提出了新的更高的要求等。这些都必须经过结构的检测、鉴定与加固才能保证安全使用。,4、节约社会资源。,混凝土检测的内容及分类,建筑结构检测的内容分为：,几何量,（如结构的几何尺寸、地基沉降、结构变形、混凝土保护层厚度、钢筋位置和数量、裂缝宽度等）；,物理力学性能,（如材料强度、地基的承载能力、桩的承载能力、预制板的承载能力、结构自振周期等）；,化学性能,（混凝土碳化、钢筋锈蚀等）。,结构检测按方法不同可以分为以下三类：,（1）非破损检测法(无损检测),常用的非破损法有测定混凝土强度的回弹法、超声波法以及回弹法、超声波法综合运用的所谓综合法。,（2）半破损检测法,半破损法有取芯法、拉拔法等。,（3）破损检验法,该方法主要用于数量较多的预制构件，随机选取有代表性的构件，进行破坏性试验，以测定其极限承载能力。,检测的原则,（1）“必须、够用”原则：,检测的范围、内容和数量应根据鉴定评级的需要来确定，既不能随意省略检测内容，也不要盲目扩大检测内容。按照建筑结构检测技术标准（GB/T50344-2004）和表建筑结构抽样检测的最小样本容量。,（2）针对性原则：,建筑结构的种类很多，结构现状千差万别，必须在初步调查的基础上，针对每一个具体的工程制定检测计划。,（3）规范性原则：,测试方法必须符合国家有关的规范标准要求，测试仪器必须标准，测试单位必须具备资质，测试人员必须取得上岗证书。,（4）科学性原则：,被测构件的抽取、测试手段的确定、测试数据的处理要有科学性，切忌头脑里先有结论而把检测作为证明来对待。,裂缝检测,裂缝的检测包括,裂缝出现的部位（分布）、裂缝的走向、裂缝的长度和宽度。,观察裂缝分布和走向，并绘制裂缝分布图,。为便于研究分析，裂缝图应根据构件逐一绘制展开图，即将梁的侧面、底面展开在一个平面上来绘制，柱子则将四个面展开，并在图上标明方位。当裂缝数量较多时，可在构件有裂缝的表面画上方格，方格尺寸依据构件的大小以200500mm为宜，在裂缝的一侧用毛笔或粉笔沿裂缝画线，然后依据同样的位置翻样到记录纸上，必要时可以拍照和摄像。,裂缝宽度,用1020倍裂缝读数放大镜读取。裂缝长度可用钢尺测量。,裂缝深度,可以用极薄的,钢片,插入裂缝，粗略地量测;也可以用,超声波,检测。,判断裂缝是否发展,可以用粘贴石膏法，将厚10mm左右、宽约5080mm的石膏饼牢固地粘贴在裂缝处，观察石膏是否裂开；也可以在裂缝的两侧粘贴纸条，并在纸条上注明粘贴时间，过一段时间后观察纸条是否撕裂。,对建筑结构有危害的裂缝主要有：,受力裂缝、温度裂缝、地基不均匀沉降引起的裂缝，这些裂缝属于观测的对象，对于粉刷层的龟裂引起的裂缝则不属观测对象，以免鱼目混珠。,混凝土强度的检测,混凝土的,立方体抗压强度,是其各种物理力学性能指标的综合反映，它与混凝土轴心抗拉强度、轴心抗压强度、弯曲抗压强度、疲劳强度等有良好的相关性，且其测试方便可靠，因此混凝土的立方体抗压强度是混凝土强度的最基本的指标。,混凝土抗压强度的,测试方法,：,局部破损法,：取芯法、小圆柱劈裂法、压入法和拔出法,非破损法,：表面硬度法（回弹法、印痕法）、声学法（共振法、超声脉冲法）；,综合法,：这些方法可以按不同组合形成多种多样的综合法。,回弹法测定混凝土强度,回弹法测定混凝土强度属于非破损检测方法，自1948年瑞士工程师施密特（Schmidt）发明回弹仪以来，经过不断改进，已比较成熟，在国内外应用比较广泛。我国已制定了回弹法检测混凝土抗压强度技术规程JGJ/T232001。,回弹法的原理,回弹法是根据混凝土的表面硬度与抗压强度之间存在着一定的相关性而发展起来的一种混凝土强度测试方法。,回弹法的适用范围,由于受回弹法所必需的测强曲线的代表性的限制，现行回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T 232001）规定：回弹法只适用于龄期为141000d范围内自然养护、评定强度在1050MPa的普通混凝土；不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品种混凝土。,回弹法检测混凝土强度的步骤,（1）测区的布置,（2）回弹值的测定,（3）混凝土碳化深度的测定,（4）数据处理及回弹值的修正,2.5混凝土耐久性的检测,混凝土结构耐久性下降的主要原因有：混凝土结构裂缝的出现、混凝土的碳化、有害介质的侵蚀、碱骨料反应、冻融循环、钢筋的锈蚀等。,耐久性检测的内容,（1）混凝土碳化深度的测定。,（2）钢筋位置（保护层厚度）及钢筋锈蚀程度的测定。,（3）特殊腐蚀物质侵入深度及含量的测定。,（4）混凝土蚀层深度的测定。,（5）构件所处环境情况的调查及环境中特殊腐蚀性物质的种类等情况的调查及测定。,3砌体结构的检测,本章阐述了砌体的损坏机理及砌体结构检测的一般原则，重点介绍了砌体结构的现场检测技术，主要有原位轴压法、扁顶法、原位单剪法和原位单砖双剪法、推出法、筒压法等。,砌体结构包括砖砌体、砌块砌体、石砌体。砌体结构因造价较低在民用多层建筑中得到广泛应用。本章主要介绍砖砌体结构的检测方法，但亦可供其他砌体的检测参照。,检测方法分类及其选用原则,砌体工程的现场检测方法，按对墙体损伤程度可分为以下两类：,（1）,非破损检测方法,，在检测过程中，对砌体结构的既有性能没有影响。,（2）,局部破损检测方法,，在检测过程中，对砌体结构的既有性能有局部的、暂时的影响，但可修复。,砌体工程的现场检测方法，按测试内容可分为下列几类：,（1）,检测砌体抗压强度,：原位轴压法、扁顶法；,（2）,检测砌体工作应力、弹性模量,：扁顶法；,（3）,检测砌体抗剪强度：,原位单剪法、原位单砖双剪法；,（4）,检测砌筑砂浆强度：,推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。,3.3原位轴压法,一般规定,原位轴压法适用于推定240mm厚普通砖砌体的抗压强度。检测时，在墙体上开凿两条水平槽孔，安放原位压力机。,(1)测试部位应具有代表性，并宜选在墙体中部距楼、地面1m左右的高度处；槽间砌体每侧的墙体宽度不应小于1.5m。,(2)同一墙体上，测点不宜多于1个，且宜选在沿墙体长度的中间部位；多于1个时，其水平净距不得小于2.0m。,(3)测试部位不得选在挑梁下、应力集中部位以及墙梁的墙体计算高度范围内。,原位轴压法的试验步骤,(1)在测点上开凿水平槽孔。,上下水平槽孔应对齐，两槽之间应相距7皮砖。开槽时，应避免扰动四周的砌体；槽间砌体的承压面应修平整。,(2)在槽孔间安放原位压力机。,安放前，在上槽内的下表面和扁式千斤顶的顶面应分别均匀铺设湿细砂或石膏等材料的垫层，垫层厚度可取10mm。,(3)进行试加荷载试验，试加荷载值可取预估破坏荷载的10%。,检查测试系统的灵活性和可靠性，以及上下压板与砌体受压面接触是否均匀密实。,(4)分级加荷，每级荷载可取预估破坏荷载的10%，并应在11.5min内均匀加完，然后恒载2min。,加荷至预估破坏荷载的80%后，应按原定加荷速度连续加荷，直至槽间砌体破坏。当槽间砌体裂缝急剧扩展和增多，油压表的指针明显回退时,槽间砌体达到极限状态。,3.4扁顶法,扁顶法除能检测砖砌体的强度外，还能检测砖砌体的受压工作应力及砌体的弹性模量。,试验方法及步骤,实测墙体的受压工作应力,1、在选定的墙体上，标出水平槽的位置并应牢固粘贴两对变形测量的脚标。,2、使用手持式应变仪或千分表在脚标上测量砌体变形的初读数，应测量3次，并取其平均值。,3、在标出水平槽位置处，剔除水平灰缝内的砂浆。,4、,使用手持式应变仪或千分表在脚标上测量开槽后的砌体变形值待读数稳定后方可进行下一步试验工作。,5、待读数稳定后，在槽内安装扁顶，扁顶上下两面宜垫尺寸相同的钢垫板，并连接试验油路。进行试加荷载试验，其方法要求同原位轴压法第3款相同。,6、分级加荷进行正式试验。每级荷载应为预估破坏荷载值的5%，并应在1.52min内均匀加完，恒载2min后测读变形值。当变形值接近开槽前的读数时，应适当减小加荷级差，直至实测变形值达到开槽前的读数，然后卸荷。,此时的应力值即为墙体的受压工作应力。,5建筑结构的可靠性鉴定与评估,本章提要,介绍建筑结构可靠性鉴定的方法和程序,工业建筑结构可靠性鉴定的方法,民用建筑结构可靠性鉴定的方法,鉴定分类及等级划分,结构可靠性鉴定的类别及适用范围,按照结构功能的两种极限状态，结构可靠性鉴定可以分为两种鉴定内容，,即,安全性鉴定,（或称承载力鉴定）和,使用性鉴定,（或称正常使用鉴定）。,根据不同的鉴定目的和要求，安全性鉴定与使用性鉴定可分别进行，或选择其一进行，或合并成为,可靠性鉴定,。各类别的鉴定有不同的适用范围，按不同要求，选用不同的鉴定类别：,5.2工业建筑结构的可靠性鉴定,一、鉴定评级的层次和等级划分,工业厂房的可靠性鉴定，按所谓三层次、四等级进行鉴定评级；三个层次分别称为“单元”、“组合项目与项目”和“子项”。,（一）单元,单元是指厂房的整体或局部，以及某些特定的结构系统（如框、排架、承重墙体等），单元是厂房鉴定评级的最高层次，单元的评级是厂房可靠性的综合评定结果，四个等级用,一、二、三、四,表示。,（二）项目,项目是厂房可靠性鉴定评级的中间层次，有基本项目和组合项目之分。单元中的承重结构系统、围护结构系统及结构布置与支撑系统是组合项目；如承重结构系统中的地基基础、混凝土结构等，则为项目。组合项目和项目的四个等级用,ABCD,表示。,（三）子项,子项是鉴定评级的最低层次。地基基础项目包括地基、基础、桩和桩基、斜坡四个子项；钢筋混凝土结构、钢结构和砌体结构项目包括承载力、构造连接、裂缝和变形等子项。由于每个子项是根据某项功能的极限状态评定的，因此，子项的评定等级是结构构件能否满足单项功能可靠性要求的评定基础。子项的四个等级用,abcd,表示。子项的评级是构件功能评定的基础，项目的评定是多因素的综合评定，单元的评定是最后评定。,（二）混凝土项目评级,混凝土结构或构件的项目评定分为A、B、C、D 四个等级，应根据上述承载能力、构造和连接、裂缝、变形四个子项的评定结果，按下列原则确定：,1、当四个子项的等级相差不大于一级时，以主要子项，即承载能力子项与构造和连接子项中的较低等级作为该项目的等级。,2、当变形、裂缝子项比承载能力或构造和连接子项低二级时，以承载能力或构造和连接子项中的较低等级降一级作为该项目的等级。,3、当变形、裂缝子项比承载能力或构造和连接子项低三级时，可根据变形、裂缝对承载能力的影响程度及其发展速度，以承载能力或构造和连接中的较低等级降一级或二级作为该项目的等级。,第三节民用建筑可靠性鉴定评级,民用建筑可靠性鉴定标准 将已有建筑物的可靠性鉴定划分为安全性鉴定与正常使用性鉴定两个部分；采用等级评定对建筑物的安全性和正常使用性现状作出评价，根据分级模式设计的评定程序，将复杂的建筑结构体系分为相对简单的若干层次，然后分层分项进