衡阳市建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例01

湖南大学土木工程学院卜良桃教授13908477821建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例(第一讲）内容提要本课程以工程实例为主线系统介绍了建筑结构的检测鉴定、加固改造与加固施工质量验收。全书共分为2篇，第1篇为建筑结构检测鉴定与加固概述共分为3章，第2篇为建筑结构检测鉴定与加固工程实例共分为7章。第一篇建筑结构检测鉴定与加固概述第一章建筑结构检测与鉴定建筑结构需检测鉴定与加固的原因有下列方面：（1）自然灾害（2）建筑使用功能改变（3）设计施工和管理的失误（4）环境侵蚀和损伤积累第一节建筑结构需检测鉴定与加固的原因一、建筑结构现状调查：首先，应查看工程现场，了解工程所在场地特征和周围的环境情况，检查施工过程中各项原始记录和验收记录，掌握施工实际状况。其次应审查图纸资料，复核地质勘查报告与实际地基情况是否相符，检查结构方案是否合理，设计计算是否正确，构造措施是否得当。第三，应调查工程结构使用情况，使用过程中有无超载现象，结构构件是否受到人为伤害，使用环境是否恶化等。第二节建筑结构的检测方法及依据二、建筑结构检测方法目前多采用非破损检测方法，常用的检测内容和检测手段有如下几种：（1）混凝土强度检测：主要有非破损检测如：回弹法、超声法、超声—回弹综合法和半破损检测如：钻芯取样法和拔出法；（2）混凝土碳化及钢筋锈蚀检测：混凝土碳化深度利用酚酞试剂检测；（3）砌体强度检测：砌体强度检测可采用实物取样实验，在墙体适当部位切割式件，运至实验室进行试压，确定砌体时间抗压强度；也可采用原位测定砌体强度如顶剪法、扁顶法；（4）钢材强度测定及缺陷检测：钢材的强度可采用表面硬度法进行无损检测，钢材的焊缝缺陷可采用超声波法检测。三、建筑结构检测依据建筑结构的检测应以国家及有关部门颁布的标准、规范或规程为依据，按照其规定的方法、步骤进行检测和计算，在此基础上对结构的可靠性作出科学的评判。我国已颁布了《建筑结构检测技术标准》GB/T50344-2004、《砌体工程现场检测技术标准》GB/T50315－2011、《钢结构现场检测技术标准》GB/T50621-2010、《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003；《砌体基本力学性能试验方法标准》GB129－2000等一系列检测标准和技术规程。第三节建筑结构的鉴定方法及依据一、建筑结构鉴定方法已有建筑物的可靠性鉴定方法，正在从传统经验法和实用鉴定法，向概率法过渡；目前采用的仍然传统经验法和实用鉴定，概率鉴定法尚未达到应用阶段。（1）传统经验法（2）实用鉴定法（3）概率法二、建筑结构鉴定依据建筑结构的鉴定应以国家及有关部门颁布的标准、规范或规程为依据，按照其规定的方法、步骤进行签定和计算，在此基础上对结构的可靠性作出科学的评判。我国已颁布了《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-1999）、《工业建筑可靠性鉴定标准》GB50144-2008、《危险房屋鉴定标准》JGJ125-99（2004年版）、《建筑抗震鉴定标准》GB50023-2009、《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》建标[2008]132号、《火灾后建筑结构鉴定标准》CECS252:2009、等一系列鉴定标准。第四节建筑结构可靠性鉴定的类型和等级一、建筑结构鉴定的类型结构可靠性分类建筑物的鉴定，常分为安全性鉴定和正常使用性鉴定。结构的安全性、适用性和耐久性能否达到规定要求，是以结构的两种极限状态来划分的，其中承载力极限状态主要考虑安全性功能，正常使用极限状态主要考虑适用性和耐久性功能，这两种极限状态均规定有明确的标志和限值。(1)承载能力极限状态承载能力极限状态对应于结构或构件达到最大承载力或不适于继续承载的变形，当结构或构件出现下列状态之一时，即认为超过了承载能力极限状态。(2)正常使用极限状态正常使用极限状态对应于结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值。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，即安全性鉴定和使用性鉴定。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，或合并为可靠性鉴定。各类别的鉴定有不同的使用范围，按不同要求，选用不同的鉴定类别：(1)可仅进行安全性鉴定的情况a.危房鉴定及各种应急鉴定；b.房屋改造前的安全检查；c.临时性房屋需要延长使用期的检查；d.使用性鉴定中发现有安全问题。(2)可仅进行使用性鉴定的情况a.建筑物日常维护的检查；b.建筑物使用功能的鉴定；c.建筑物有特殊使用要求的专门鉴定。(3)应进行可靠性鉴定的情况a.建筑物大修前的全面检查；b.重要建筑物的定期检查；c.建筑物改变用途或使用条件的鉴定；d.建筑物超过设计基准期继续使用的鉴定；e.为制定建筑群维修改造规划而进行的普查。二、鉴定评级的层次与等级划分1.鉴定评级的层次，将建筑结构体系按照结构失效的逻辑关系，划分为相对独立的3个层次，即构件、子单元和鉴定单元3个层次。2.鉴定评级的等级划分：（1）安全性鉴定民用建筑安全性鉴定按构件、子单元和鉴定单元3个层次，每个层次分成4个等级进行鉴定。构件的4个安全等级、、、表示，子单元的4个安全性等级用、、、表示，鉴定单元的4个安全等级用、、、表示。安全性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容详见《民用建筑可靠性鉴定准》。ua（2）使用性鉴定民用建筑使用性鉴定按构件、子单元和鉴定单元3个层次，每个层次分成3个等级进行鉴定。由于使用性鉴定的内容和复杂程度相对比较简单，所以使用性鉴定分级的档数比安全性和可靠性鉴定少一档。构件的3个使用性等级用、、表示，子单元的3个使用性等级用、、表示，鉴定单元的3个使用性等级用、表示。使用性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容、各层次分级标准详见《民用建筑可靠性鉴定标准》。（3）可靠性鉴定建筑结构可靠性鉴定按构件、子单元和鉴定单元3个层次，每个层次分为4个等级进行鉴定。各层次的可靠性鉴定评级，以该层次的安全性和使用性等级的评估结果为依据综合确定。构件的4个可靠性等级用a、b、c、d表示，子单元的4个可靠性等级用A、B、C、D表示，鉴定单元的4个可靠性等级用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ表示。可靠性鉴定评级的层次、等级划分及工作内容、各层次分级标准详见《民用建筑可靠性鉴定标准》。（4）适修性鉴定所谓适修性，是指一种能反映残损结构适修程度与修复价值的技术与经济的综合特性。对于这一特性，建筑物所有或管理部门尤为关注。因为残损结构的鉴定评级固然重要，但鉴定评级后更需要关于结构能否修复及是否值得修复的评价意见。民用建筑适修性子单元和鉴定单元，分别按4个等级进行评定，子单元或其中某组成部分的4个适修性等级用、、、表示，鉴定单元的4个适修性等级用、、、表示，各层次适修性的评级标准详见《民用建筑可靠性鉴定标准》。第五节建筑结构构件安全性鉴定评级一、混凝土构件安全性评级混凝土构件的安全性涉及多方面因素，主要是构件的承载能力、构造、位移（或变形）和裂缝4种因素，鉴定标准将这4个因素作为4个检查项目，分别规定了安全等级标准。混凝土构件的安全性鉴定，就是先评定该构件各个检查项目的安全性等级，然后取其中较低的等级作为该构件的安全性级。二、钢构件安全性评级钢结构构件的安全性评定，是在其承载能力、构造及变形等3个检查项目逐个评定的基础上，取最低1个等级作为该构件的安全性等级。三、砌体构件安全性评级砌体结构构件的安全性鉴定，应按承载力，构造以及不适于继续承载的位移和裂缝等4个检查项目，分别评定每1受检构件等级，取其中最低1个等级作为该构件的安全性级。四、木构件安全性评级木结构构件的安全性鉴定，应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移、斜纹或斜裂、腐朽及虫蛀等6个检查项目，分别评定每1受检构件等级，取其中最低1个等级作为该构件的安全性等级。第六节构件正常使用性鉴定评级一、混凝土构件使用性评级混凝土结构构件的正常使用鉴定，应按位移和裂缝两个检查项目，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较纸一级作为该构件的使用性等级。混凝土结构构件碳化深度的测定结果，不参与评级，但若构件主筋已处于碳化区，则应在鉴定报告中指出，并应结合其他项目的检测结果提出处理见。二、钢构件使用评级钢结构构件的正常使用性鉴定，应按位移和锈蚀(腐蚀)两个检查项目，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级。对钢结构受拉构件，尚应以长细比作为检查项目参与上述评级，因为柔细的受拉构件在自重作用下可能产生过大的变形和晃动，不仅影响外观，甚至会妨碍相关部位的正常工作。三、砌体构件使用性评级砌体结构构件的正常使用性鉴定，应按位移、非受力裂缝和风化(或粉化)三个检查项目，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级。受力裂缝未列入检查项目，是因为砌体结构构件的脆性性质，决定了砌体受力裂缝一旦出现，不论其宽度大小，将影响甚至危及结构安全，而对使用功能的影响已成为非常次要的问题。砌体墙、柱的正常使用性按其水平位移(或倾斜)的评级方法与混凝土柱相同，此处不再赘述。四、木构件使用性评级木结构构件的正常使用性鉴定，应按位移、干缩裂缝和初期腐朽三个检查项目的检测结果，分别评定每一个受检构件的等级，取其中较低一级作为该构件的使用等级。木构件的挠度使用性评级未像混凝土等构件挠度评级那样，采用检测值与计算值及现行设计规范限值相比较的方法。因为木结构作为一种传统结构，我国积累有大量的使用经验。另外，计算木桁架的挠度，要考虑木材径、弦向干缩和连接松弛变形的影响，这些数据在已有建筑物的旧木材中很难确定。第七节子单元安全性鉴定评级一、地基基础安全性评级地基基础是地基与基础的总称。地基是承担上部结构荷载的一定范围内的地层。基础是建筑物传递荷载的下部结构。地基应具备不产生过大的沉降变形、承载能力及斜坡稳定等三方面的基本条件。基础作为结构构件应具有安全性和正常使用性。地基基础子单元的安全性鉴定，包括地基、基础和斜坡稳定三个检查项目的安全性评级，检查项目中的最低一级作为子单元的安全性等级。二、上部承重结构安全性评级上部承重结构子单元的安全性鉴定评级，应根据其所包含的各种构件的安全性等级、结构的整体性等级，以及结构侧向位移等级三个方面进行确定。三、围护系统的承重部分安全性评级围护系统承重部分子单元的安全性鉴定评级，按该系统专设的和参与该系统工作的各种构件的安全性等级，以及该部分结构的整体性安全等级进行评定。一种构件的安全性等级是根据每一受检构件的评定结果及构件类别的规定进行评级。围护系统承重部分的结构整体性等级的规定进行评定。当上述各种构件和结构整体性的评定结果仅有级或级时，围护系统承重部分的安全性等级按占多数的级别确定；当含有级或级时，可按下列规定评级：（1）若级或级属于主要构件，按最低等级确定；（2）若级或级属于一般构件，可按实际情况定为级或级。围护系统承重部分的安全性等级，不得高于上部承重结构的等级。第八节子单元使用性鉴定评级民用建筑第二层次的使用性鉴定，同样包括地基基础、上部承重结构和围护系统三个子单元。各子单元使用性鉴定分成三个等级，分别用、、表示。一、地基基础使用性评级地基基础的使用性等级，应按下列原则确定：1.当上部承重结构和围护系统的使用性检查未发现问题，或所发现的问题与地基基础无关时，可根据实际情况定为或级。2.当上部承重结构和围护系统所发现的问题与地基基础有关时，可根据上部承重结构和围护系统所评定的等级，取其中较低一级作为地基基础使用性等级。3.当一种基础按开挖检查结果所评的等级，低于按上述方法评定的级别时，应取基础开挖检查所评的等级作为地基基础的使用性等级。二、上部承重结构使用性评级上部承重结构子单元的使用性鉴定，应根据其所包含的各种构件的使用性等级、结构的侧向位移等级以及振动影响等三方面进行。三、围护系统使用性评级围护系统子单元的正常使用性鉴定，应根据其使用功能和承重部分的使用性两方面进行。按围护系统使用功能的要求，可划分7个检查项目，鉴定时，即可根据委托方的要求，只评定其中的部分项目，也可在对各个项目评级的基础上，确定围护系统使用功能的等级。第九节鉴定单元安全性及使用性评级一