建筑结构检测鉴定与加固第三章工程结构检测技术

建筑结构检测、鉴定与加固第3章工程结构检测技术博士/讲师土木工程(工程结构抗震)武汉工程大学QQ：80777113Phone：[phone](1)概述(2)混凝土结构检测(3)砌体结构检测(4)钢结构检测(5)建筑物沉降和倾斜观测内容列表结构可靠性鉴定与耐久性评估涉及到结构布置、结构或构件的承载能力、连接、构造、开裂、变形、腐蚀、老化及钢材锈蚀等各个方面，除结构布置和连接构造一般通过直观调查予以评价外，其他内容的量化分析均需要借助于仪器设备通过检测来确定。如现有结构或构件的承载能力可通过理论验算或荷载试验的方法确定。3.1概述通过试验方法来获取标准结构性能的相关参数，不对结构造成损伤。对于新建结构，目的包括验证工程质量，处理工程事故，评估新结构、新材料和新工艺的应用等。对于服役结构，目的主要是评估已建结构的安全性和可靠性，为结构的维修改造和加固处理提供依据。鉴定和评估混凝土结构所进行的调查检测，分外观检查和内部质量检测。外部检查主要是目测，辅以刀、锤、尺等简单工具，观察混凝土表面风化腐蚀、空壳起鼓的位置、范围和程度。内部质量包括混凝土强度、均匀性、裂缝、空洞、钢筋布置、保护层厚度、碳化深度等等。3.2混凝土结构检混凝土强度检测--回弹法混凝土表面硬度与混凝土极限强度存在一定关系，回弹仪的弹击重锤被一定弹力打击在混凝土表面上，其回弹高度和混凝土表面硬度存在一定关系。这样可以利用回弹仪测试混凝土表面硬度，并结合混凝土碳化深度从而间接测定混凝土强度。1-紧固螺母；2-调零螺钉；3-挂钩；4-挂钩销子；5-按钮；6-机壳；7-弹击锤；8-拉簧座；9-卡环；10-密封毡圈；11-弹击杆；12-盖帽；13-缓冲弹簧；14-弹击拉簧；15-刻度尺；16-指针片；17-指针块；18-中心导杆；19-指针轴；20-导向法兰；21-挂钩压簧；22-压簧；23-尾盖。弹击杆与混凝土表面碰撞，产生的回弹使弹击锤向后运动，硬度越大，回弹距离越大。回弹仪标尺上的回弹距离为回弹值。猜猜他是谁？回弹法测定混凝土强度检测前，应在混凝土表面有选择地划定若干个测区（优先选择在混凝土浇筑时的垂直面布置测区），测区的面积约400cm2，回弹仪仅在划定的测区内进行检测，每个测区内均匀弹击16个点，每一点只能弹击一次，相应记录下16个回弹值。检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土表面。角度修正：非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按下式修正：mmaRRRRmα——非水平状态检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；Raα——非水平状态检测时的回弹值修正值，查规程附录Ｃ。浇筑面修正：水平方向检测混凝土浇筑顶面或底面时，应按下列公式修正：ttbbmmammaRRRRRRRmt、Rmb——水平方向检测砼浇筑表面、底面时，测区的平均回弹值；Rat、Rab——砼浇筑表面、底面回弹值的修正值，当回弹仪为非水平方向且测试面为混凝土的非浇筑侧面时，应先对回弹值进行角度修正，并应对修正后的回弹值值进行浇筑面修正。数据处理及回弹值修正数据处理与结果判定——测强曲线混凝土强度换算值可采用以下三类测强曲线计算：–统一测强曲线：由全国有代表性的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。–地区测强曲线：由本地区常用的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。–专用测强曲线：由与结构或构件混凝土相同的材料、成型养护工艺配制的混凝土试件，通过试验所建立的曲线。对有条件的地区和部门，应制定本地区的测强曲线或专用测强曲线，经地方行政主管部门组织审定和批准后实施。各检测单位应按专用测强曲线、地区测强曲线、统一测强曲线的次序选用测强曲线。影响回弹法测强的因素有多种，其中主要的是混凝土表面湿度、碳化及龄期。我国规程用测量碳化深度的办法综合反映龄期或碳化的影响，将碳化深度作为一个参数在测强曲线中体现，规程中统一测强曲线的形式为：mcdbmccuaRf10钻芯法超声波法拔出法综合法混凝土强度检测方法比较表混凝土裂缝及内部缺陷检测裂缝宽度检测超声法检测裂缝深度超声法检测两次浇筑混凝土的粘合质量超声法检测内部缺陷雷达法检测混凝土内部缺陷混凝土碳化深度检测碳化：混凝土中氢氧化钙在空气中二氧化碳作用下，生成碳酸钙的现象。检测方法：在混凝土构件表面钻出一个孔洞，或敲掉一个拐角，吹净孔洞中残余的粉末，随后将酚酞酒精溶液滴于孔壁，观察孔壁颜色的变化。溶液本为无色，遇碱性变红色。当孔壁上的溶液仍均为无色时，表明孔底未穿透碳化层，需增大孔深再测，直到孔壁深部变成红色，外部仍为无色，测量变色分界线的深度，即为该处混凝土的碳化深度。电磁法检测钢筋直径和砼厚度超声法检测裂缝深度对于仍包裹在混凝土内的钢筋，检测其锈蚀程度常有裂缝观察法、取样检测法和电位差法。裂缝观察法：钢筋锈蚀部分的体积将膨胀为原来的2.2倍，随着锈蚀的加剧，总体膨胀体积迅速增大，导致混凝土保护层被涨开裂，梁、柱角部易受两个方向有害介质的侵蚀，所以一般沿梁、柱角部纵向主筋首先出现顺筋裂缝，如不及时处理，还将出现沿锈蚀箍筋的横向裂缝。半电池法检测钢筋锈蚀(1)将铜片放入硫酸铜溶液中，就构成一个标准半电池。(2)半电池中的金属与另一半电池中的金属相连，再用多孔板将两种电解液连通，便形成完整的电流回路。(3)检测钢筋的腐蚀时，将浸入在硫酸铜溶液中的铜片与混凝土中的钢筋相连，再将浸润硫酸铜溶液的测量触点在混凝土表面移动。(4)电位差不同。未腐蚀电位低于-100mv，严重腐蚀，电位低于-400mv。在结构非破损检测技术中，对混凝土内钢筋腐蚀的检测主要基于钢筋腐蚀的电化学机理。结构现场荷载试验挠度和裂缝宽度检验抗裂检验承载力检验结构现场静载试验的荷载结构现场静载试验组织和实施3.3砌体结构检测砌体结构的非破损检测砌体强度检测—原位轴压法原位轴压法扁顶法砌体取样法块体和砂浆分别测定法砂浆强度检测砌体抗剪强度检测—原位单剪法砌体抗剪强度检测—原位单砖双剪法砌体抗剪强度检测—推出法砌体结构检测方法比较钢结构检测钢结构的连接方式可分为高强螺栓连接、焊接和铆接。钢结构的最典型破坏方式是失稳破坏和疲劳断裂破坏。钢结构缺陷：(1)钢材中有害元素如硫、磷等杂质。(2)钢结构在加工过程中的误差带来的缺陷。(3)焊接钢结构的焊接工艺不正确可能导致焊缝缺陷。(4)铆接钢结构的铆接工艺不正确导致钢结构存在缺陷。(5)螺栓连接钢结构可能因螺栓孔加工误差。(6)钢结构构件防腐处理不满足要求。(7)结构设计不合理或设计错误，导致钢结构存在初始缺陷。超声法检测裂缝深度钢材强度非破损检测用表面硬度法，采用布式硬度计原理：端部钢球在弹簧力作用下与钢材相互挤压，标准试件表面出现压痕，测量压痕直径可以确定钢材的硬度。再由钢材硬度与强度相互关系，可得到钢材强度推定值。超声法检测钢材和焊缝缺陷超声法检测钢材和焊缝缺陷磁粉探伤法检测钢材与焊缝缺陷焊缝的X射线探伤建筑物沉降和倾斜观测