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止于至善

有混凝土的地方,就会有我

 
 
 

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关于我

闻宝联,工学博士,教授级高工,天津市市政工程研究院副总工程师,同济大学、天津大学校外硕士导师,新加坡《urban transportation &construction》杂志副主编,中国土木工程学会混凝土质量专业委员会委员,中国土木工程学会混凝土耐久性专业委员会委员,中国建筑业协会混凝土分会专家组成员,中国腐蚀与防护学会建筑工程专业委员会委员,中国商品混凝土企业联合会专家委员会主任委员,中国硅酸盐学会混凝土与水泥制品协会理事,数十项国家重点工程混凝土专项技术指导。

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建筑结构鉴定加固技术总结  

2017-01-13 08:36:41|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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1.我国工程建设面临的现状和存在的问题

    当前国内发展生产,提高生产力的重心,已从新建工业企业转移到对已有企业的技术改造,以取得更大的投资效益,按一些资料统计,改建比新建可节约投资约40%,缩短工期约50%,收回投资的速度比新建厂房快3倍至4倍,同样,对民用建筑进行改造的要求,在我国也日益迫切。随着我国城市人口的不断增长,尽管兴建了大量的住宅和相应的配套措施,但无房、缺房和租户仍达20%以上。而且随着城市房价的上涨,越来越多的人买不起新房。为缓解这一矛盾,抓好旧房的改造,向现有房屋要面积,可有效降低工程造价,显然是一条重要出路。我国城市现有的房屋中,有20%―30%具备改造的条件。旧房改造不仅可节省投资,同时,可不再征用土地,对缓解日趋紧张的城市用地矛盾,也有重要的现实意义。

2. 建筑结构检测技术

   对结构技术状况的调查和检测是进行可靠性鉴定的基础,其目的在于了解结构的使用历史、使用环境、各类荷载及作用、结构的几何参数和工作性能以及损伤、变形和裂缝所造成缺陷和损坏的原因,做出分析,必须借助于各种检测技术,尤其是现场的检测技术。建筑结构现场检测技术主要可分为材料强度、缺陷、损伤和变形、振动等检测技术。

2.1 材料强度的现场检测技术

   对于不同的结构材料及连接技术,可采用不同的强度检测技术。

   1)混凝土:回弹法、超声法、超声-回弹综合法、拉拔法、钻芯法等。

   2)砖砌体:对于砌体的检测,分为对砌体整体检测和各种材料的检测。对砌体整体检测的方法有:原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法等;对块材(主要是砖)的现场检测方法有:取样法、回弹法(其适用性尚待探讨);对砌筑砂浆的检测方法有:回弹法、推出法、筒压法、砂浆片、剪切法、点荷法、贯入法)等。

   3)钢材:取样法、表面硬度法等。

   4)木结构:取样法、根据木材种类和材质等级确定等。

   5)连接强度:对于化学植筋采用抗拔承载力拔出检测,对于钢材焊缝采用取样、超声波、X射线透射、γ射线透射等方法。

2.2 缺陷与损伤的现场检测技术

    对于不同的结构材料,其缺陷和损伤检测的项目有所不同。对于缺陷和损伤,应确定其原因,检测其损伤深度、面积等指标。

    1)混凝土结构:混凝土结构的缺陷及损伤包括外观质量(蜂窝、麻面、孔洞、夹渣、露筋、裂缝、疏松区、不同时间浇筑混凝土的结合面等)、损伤(包括环境浸蚀损伤,如冻伤;灾害损伤,如火灾损伤等;人为损伤,如碰撞引起的损伤等;混凝土有害元素造成的损伤,如碱骨料、氯离子等浸蚀损伤等)。其检测技术根据不同的缺陷和损伤项目进行选择,如外观质量可通过目测与尺量、超声等方法检测,损伤可通过超声、取样、剔凿等方法进行,裂缝缺陷可通过超声、尺量等方法。

   2)砌体结构:砌体结构的缺陷及损伤包括砌筑质量(组砌方式等)、损伤(裂缝;环境浸蚀损伤,如冻融损伤、风化等;灾害损伤,如火灾损伤等;人为损伤,如碰撞损伤等)。砌筑质量可通过目测法进行,对损伤可通过超声、尺量等方法进行。

   3)钢结构:钢结构的缺陷和损伤包括外观质量(均匀性,如夹层、裂纹、非金属夹杂等)、损伤(裂纹、局部变形、锈蚀等)。钢结构裂纹可采用观察法和投射法检测,局部变形可采用观察法、尺量法,锈蚀可采用电位差法等。

   4)木结构:木材缺陷,对于圆木和方木可分为木节、斜纹、扭纹、裂缝、髓心等项目,对于胶合木结构,尚有翘曲、顺纹、扭曲等,对于轻型木结构尚有扭曲、横弯、顺弯等。上述项目可采用目测、尺量、靠尺、探针等进行检测。

2.3 其它检测

    一般尚应进行变形(倾斜、挠度)、尺寸偏差、构造等其他项目的检测。对于混凝土结构,尚应检测钢筋位置(保护层)、锈蚀等项目的检测;钢筋位置可采用电磁法、混凝土雷达等进行检测;钢筋锈蚀可采用电位差法进行检测。

3.鉴定方法及标准

    目前的鉴定方法可分为传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。

3.1 传统经验法

    传统经验法是由有经验的专家通过现场观察和简单的计算分析,以原设计规范为依据,根据个人专业知识和工程经验直接对建筑物的可靠性做出评价。该方法鉴定程序简单,但由于受检测技术
和计算工具的限制,鉴定人员难以获得较准确和完备的数据和资料,也难以对结构的性能和状态做出全面的分析,因此评判过程缺乏系统性,对建筑物可靠性水平的判断带有较大的主观性,鉴定结论往往因人而异,而工程处理方案多数偏于保守,造成浪费。但传统经验鉴定法简便易行,花费较少、时间短,所以对于受力明确、较易判定的中小工程仍是一种可行的常用方法。在工程实践中不断发展,经验不断丰富,若结合进行一定的测试、观察和验证,便可大大提高鉴定工作的可靠程度。

3.2 实用鉴定法
    实用鉴定法是应用各种检测手段对建筑物及其环境进行周密的调查、检查和测试,应用计算机
技术以及其他相关技术和方法分析建筑物的性能和状态,全面分析建筑物所存在问题的原因,以现
行标准规范为基准,按照统一的鉴定程序和标准,从安全性、适用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平。与传统经验法相比,该法鉴定程序科学,对建筑物性能和状态的认识较准确和全面,具有合理、统一的评定标准,而且鉴定工作主要由专门的技术机构承担,因此对建筑物可靠性水平的判定比较准确,能够为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据。

3.3 概率鉴定法
    概率鉴定法运用概率论和数理统计原理,采用非定值理论对结构实际可靠性进行直接评价和鉴
定。

3.4 鉴定标准

    我国目前建筑结构的鉴定标准主要有:《工业厂房可靠性鉴定标准》(GBJ50144-2008);《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292∶1999);《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009);《火灾后建筑结构鉴定标准》(CECS252∶2009)《危险房屋鉴定标准》(JGJ125∶99);《农村危险房屋鉴定技术导则(试行)》等,《建筑抗震鉴定标准》(GB50023-2009)。

4. 展望

(1) 检测技术。
    各种结构材料强度的无损检测技术,譬如超声检测技术、红外成像检测技术将是发展的方向。砌体结构因组成成分、砌筑质量的离散性等,目前的检测手段尚需改进。钢结构焊缝新型探伤技术、钢材在负荷条件下测定力学性能的技术、地下连续墙无损检测、砌体非破损测强、测定材料腐蚀程度新技术等需进一步研究。

(2) 可靠性鉴定。

    现行各种材料的结构设计规范都采用“校准法”来选择结构的目标可靠指标,这实际上继承了
我国过去规范内涵的建筑结构可靠度水准,其实用性,从总体上说是可以接受的,但所对应的结构失效概率还只是一种运算值。对已有建筑物的鉴定,用什么样方法确定其可靠指标,又如何确定各级建筑物的目标可靠指标,它与设计的目标可靠指标,究竟有怎样的内在关系,用什么样的数学模型进行表达尤其怎样表达与使用时间和使用史的函数关系,现在的研究还是非常初级的。结构的设计基准期与结构的寿命有一定的联系,但并非一回事,决不能将两者简单等同起来,因为并不是结构的使用年限一超过其设计基准期便将失效,而仅仅是它的失效概率逐渐增大。进行建筑物鉴定时,要求回答的是,这座建筑物还能使用多久?因此,设计基准期与建筑物寿命的联系还需进一步研究。对建筑物鉴定来说,体系可靠度是至关重要的,因为仅仅要求对构件进行评价是极少数的,往往需要对建筑物的一个子系统或整体系统进行评价才能下结论。


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