杨晓明-建筑结构试验-第五章-结构非破损检测与鉴定

建筑工程学院辽宁工程技术大学建筑结构试验结构非破损检测与鉴定主讲教师：杨晓明2020/3/32主要内容1概述2混凝土结构的非破损检测3砌体结构的非破损检测4结构可靠性鉴定2020/3/33概述非破损检测目的：评估已建结构的安全性和可靠性结构检测的主要内容：①材料强度检测混凝土结构：回弹法、超声法、回弹超声综合法（非破损检测）钻芯法、拔出法（半破损检测）钢结构：表面硬度法（非破损检测）砌体结构：回弹法（非破损检测）扁顶法、原位轴压法、冲击法、推出法（半破损检测）2020/3/34概述结构检测的主要内容：②材料内部缺陷、探伤检测（均为非破损检测）混凝土结构：混凝土：超声法钢筋：半电池电位法钢筋位置检测法钢结构：钢结构超声法2020/3/35主要内容1概述2混凝土结构的非破损检测3砌体结构的非破损检测4结构可靠性鉴定2020/3/36混凝土结构的非破损检测——强度回弹法检测概念以在结构或构件混凝土上测得的回弹值和碳化深度来评定结构或构件混凝土强度的方法。通常，在对试块试验有疑问时，作为混凝土强度检验的依据之一。不会对结构和构件的力学性质和承载能力产生不利影响，广泛应用于工程验收的质量检测。2020/3/37混凝土结构的非破损检测——强度原理借助弹击拉簧获得一定冲击动能的弹击锤.通过弹击杆将能量传送给试件.弹击后又以试件的弹性反应.将回弹能量通过弹击杆传给弹击锤.弹击锤带动指针滑动直至回弹能量消失.最后从仪器上读取回弹值。动画演示2020/3/38混凝土结构的非破损检测——强度回弹检测混凝土强度符合下列规定：【仪器放置】A、仪器宜处于水平状态,测试混凝土浇灌的侧面；B、如不能满足这一要求,也可非水平状态测试,或测试混凝土浇灌方向的顶面或底面。【测试面要求】A、应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、浮浆和油垢；B、避开蜂窝、麻面部位；C、必要时可用砂轮片清除杂物和磨平不平整处,并擦尽残留粉尘。2020/3/39混凝土结构的非破损检测——强度【测区布置】A、单个构件检测时,应在构件上均匀布置测区,每个构件上的测区数不应少于10个；B、对同批构件按批抽样检测时,抽样数应不少于同批构件的30%,且不少于10件,每个构件测区数不应少于10个；C、对长度不大于2m的构件,其测区数量可适当减少,但不应少于3个；D、测区均匀分布,测区尺寸为200mm×200mm,相邻两测区的间距不宜大于2m,测区避开钢筋密集区和预埋件。2020/3/310混凝土结构的非破损检测——强度【测点布置】A、测点在测区范围内宜均匀分布,但不得布置在气孔或外露石子上；B、相邻两测点的间距一般不小于30mm,测点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离不小于50mm；C、同一测点只允许弹击一次。【强度计算】计算测区平均回弹值时,应从该测区的16个回弹值中,剔除3个最大值和最小值,然后将余下的10个回弹值按规程中的公式计算并且修正。（附录2）2020/3/311混凝土结构的非破损检测——强度超声波测试混凝土强度检测混凝土强度，弹性模量和缺陷，包括裂缝、孔洞、蜂窝、夹渣、离析等。2020/3/312混凝土结构的非破损检测——强度基本原理：超声波在混凝土中传播时，其速度的平方与混凝土的弹性模量Ec成正比、与混凝土的密度成反比、与混凝土的强度成正比。确定F-V曲线方程后，测出混凝土的声速就可以推算混凝土强度。2020/3/313混凝土结构的非破损检测——强度超声—回弹综合法检测混凝土强度是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系的基础上，以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。首先在罗马尼亚提出，得到国际上的普遍认可。特点：①检测精度高于回弹法和超声法；②既能反映混凝土的弹性性质（超声），又能反映混凝土的塑性性质（回弹）；③既能反映混凝土的表层状态（回弹），又能反映混凝土混凝土的内部构造（超声）。2020/3/314混凝土结构的非破损检测——强度拔出法检测混凝土强度属于半破损检测法。试验方法有两种：①预埋法，适用于工程施工和验收②后装法，适用于已建结构检测特点：能比较直接反映混凝土的强度，虽然仅仅测量表面以下一定深度，但比回弹法深，比超声法影响因素少，比取芯法方便、费用低、损伤范围小。2020/3/315混凝土结构的非破损检测——强度钻芯法检测混凝土强度定义：使用取芯钻机从被检测结构上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并由芯样的抗压强度推算结构混凝土的强度。特点：①属于半破损检测方法，需及时修补；②试验结果直观可靠，从某种意义上比预留混凝土试块更能反映实际情况；③试验费用高，试验周期长（需取芯，芯样需处理）；④不宜用于混凝土强度低于C10的情况。2020/3/316混凝土结构的非破损检测——缺陷1.超声法检测混凝土裂缝深度检测(1)单面平测法:声传播距离有限,目前常用检测500mm深度的裂缝。布置测点时应使T、R换能器的连线避免与附近钢筋轴线平行，最好能保持45o左右的夹角。2020/3/317混凝土结构的非破损检测——缺陷（2）双面斜测法：在工业与民用建筑中常遇见梁的跨中或梁与柱结合部位出现裂缝，需要检测其深度及其在水平方向是否贯通，这种结构一般至少具有一对相互平行的测试面,可采用等测距的过缝与不过缝的斜测法检测。方法较直观,检测结果较可靠。2020/3/318混凝土结构的非破损检测——缺陷（3）钻孔对测法：大体积结构的裂缝深度在500mm以上时，用平测法难以测量，又不具备斜测法所需要的一对相互平行的测试面，则可应用本测试方法，是在裂缝两侧的钻孔中作超声跨缝检测，故在裂缝两侧必须钻声测孔。2020/3/319混凝土结构的非破损检测——缺陷2.混凝土内部空洞缺陷的检测【超声法检测砼缺陷原理】超声波传播到缺陷处将产生反射、折射、散射与绕射。接收波的声学参量发生变化：A、声时延长、计算声速降低；B、接收波振幅明显降低；C、接收波主频率（简称频率）降低；D、接收波形畸变2020/3/320混凝土结构的非破损检测——缺陷3.混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的检测（1）钢筋位置的检测。用途：检测混凝土内部的钢筋位置，保护层厚度，钢筋直径。2020/3/321混凝土结构的非破损检测——缺陷（2）钢筋锈蚀的检测。1.毫伏表2.铜棒电极3.硫酸铜饱和溶液4.多孔接头5.钢筋2020/3/322混凝土结构的非破损检测——缺陷2020/3/323混凝土结构的非破损检测——缺陷雷达法检测技术（1）对混凝土有较强的穿透能力，可测较大深度。（2）可实现非接触探测，可作实时检测，探测速度快。（3）以减小波长和增大频率宽度，实现高分辨率的探测。（4）微波有极化特性，可确定缺陷的形状和取向。2020/3/324主要内容1概述2混凝土结构的非破损检测3砌体结构的非破损检测4结构可靠性鉴定2020/3/325砌体结构的非破损检测主要检测砂浆、块体和砌体强度一、原位轴压法:检测普通砖砌体的抗压强度2020/3/326砌体结构的非破损检测二、扁顶法:1.检测普通砖强度2.测试古建筑和重要建筑实际应力3.测试具体工程的砌体弹性模量2020/3/327砌体结构的非破损检测三、原位剪切法1.单剪法:检测各种砌体的抗剪强度。1.现浇混凝土传力件2.切口3.试件（3皮砖）剪切面2020/3/328砌体结构的非破损检测2.双剪法:检测烧结普通砖砌体抗剪强度；其它墙体应经试验确定有关换算系数1.试件2.掏空的灰缝剪切破坏面剪切破坏面剪切仪2020/3/329主要内容1概述2混凝土结构的非破损检测3砌体结构的非破损检测4结构可靠性鉴定2020/3/330结构可靠性鉴定可靠度鉴定就是用概率的概念来分析既存建筑物的可靠度。其基本概念是认为：既存建筑物结构抗力R，作用力S都是随机变量。因此，他们之间的关系应表示为R与S的关系。RS表示结构可靠；R=S表示恰好达到极限状态，该方程亦称为极限状态方程；RS表示结构失效。失效的可能性有大有小，用概率来表示，称之失效概率，一般用Pf表示。2020/3/331结构可靠性鉴定目的、范围、内容初步调查详细调查可靠性鉴定评级鉴定报告专门鉴定机构或成立专业鉴定组补充调查2020/3/332结构可靠性鉴定三个层次、四（三）个等级、两个方面、四项内容：所谓三个层次是：按构件、子单元和鉴定单元对结构进行可靠度鉴定；四个等级是：在进行结构或构件的安全性可靠度鉴定过程中，每个层次根据构件或结构的可靠度，分为四个等级，构件为au、bu、cu和du；子单元分为Au、Bu、Cu和Du级；定单元为：Asu、Bsu、Csu和Dsu四个等级。2020/3/333结构可靠性鉴定三个层次、四（三）个等级、两个方面、四项内容：而使用性可靠度鉴定过程中，是分为三个等级，即构件为as、bs和cs；子单元分为As、Bs和Cs级；定单元分为：Ass、Bss和Css三个等级；两个方面是指结构或构件的安全性和使用性；四项内容是指结构或构件的承载能力、连接或构造、变形或位移、锈蚀或裂缝。对混凝土或砌体结构，是要进行裂缝的鉴定，而对钢结构，则是要对锈蚀情况进行检测和鉴定。2020/3/334本章小结1概述2混凝土结构的非破损检测强度；缺陷3砌体结构的非破损检测抗压强度；抗剪强度4结构可靠性鉴定