建筑结构检测鉴定与加固

建筑结构检测鉴定与加固

陈宗平教授2011.09Constructionstructureexaminationappraisalandreinforcement教学提示：本章首先讲述了建筑结构功能退化的主要原因以及建筑结构检测、鉴定与加固的意义。接着简要地介绍了建筑结构检测、鉴定与加固的发展与应用概况。最后介绍了课程的主要内容、特点以及学习过程中需注意的问题。学习要求：通过本章学习，学生应掌握建筑结构检测、鉴定与加固的一般概念及特点，了解建筑结构检测、鉴定与加固在国内外土木工程中的发展与应用概况，了解本课程的主要内容、要求和学习方法。本课程学习方法及要求本门课程主要内容第一章绪论第二章建筑结构损伤机理与危害第三章建筑结构检测第四章建筑可靠性鉴定第五章建筑结构加固 第六章建筑抗震鉴定与加固 第1章绪论1.1引起建筑结构功能退化的主要原因

1.2建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义1.3我国建筑结构鉴定与加固的发展概论

1.3.1我国建筑结构检测技术的研究与发展

1.3.2我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展

1.3.3我国建筑结构加固技术的研究与发展

1.4本课程的主要内容与学习方法

本章小结

思考题

根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB50068-2001)的规定，结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：

1)在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；

2)在正常使用时具有良好的工作性能；

3)在正常维护条件下具有足够的耐久性能；

4)在设计规定的偶然事件(如地震、爆炸、撞击等)发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性。

上述四点统称为结构的预定功能，当结构出现功能退化而不能满足预定功能要求时，就可能引起工程事故。功能退化程度较轻者可能影响建筑物的使用性能和耐久性；严重者会导致结构构件破坏，甚至引起结构倒塌，造成人员伤亡和财产损失。1.1引起建筑结构功能退化的主要原因

引起建筑结构功能退化的原因很多，根据大量的工程经验分析，归纳起来主要有以下几方面：

1.设计有误2.施工质量差3.使用不当4.长期在恶劣环境下使用，使材料的性能恶化5.结构使用要求的变化

结构的功能退化是客观存在的，只要能科学分析原因，减缓结构的退化速度，通过科学的检测、鉴定和加固，就可以延长建筑物使用年限。

1.2建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义随着我国经济的飞速发展，一方面为满足社会发展的需求，新建筑不断地建设，同时早期修建的建筑因标准低已不满足社会发展的需求，需对其进行维修、加固和现代化改造；另一方面随着人们生活水平的进一步提高，人们对建筑功能的要求越来越高，已有建筑的规模和功能不能满足新的使用要求，而且原有建筑的低标准、建筑的老龄化及长期使用后结构功能的逐渐减弱等引起的结构安全问题已开始引起人们的关注，在考虑昂贵的拆建费用以及对正常生活秩序和环境的严重影响等问题后，人们逐渐把目光投向对在用房屋的维修加固和现代化改造。

建筑结构的检测、鉴定与加固是当代建筑结构领域的热门技术之一，它包含结构检测、结构鉴定、结构加固三个方面的知识和技能。这三个方面虽可相互独立，但多数情况下这三方面常为一体进行综合运用，即结构的检测是结构鉴定的依据，而结构的检测和鉴定又往往是结构加固前的必要过程。建筑结构的检测、鉴定与加固涉及到的知识和技术比较复杂，内容也十分广泛，它不但包含了对结构损伤的检测、对既有建筑结构的鉴定，也包括了加固理论和加固技术等相关内容，还涉及到加固改造与拆除重建的经济对比分析。它是一门研究结构服役期的动态可靠度及其维护、改造的综合性学科。近十多年来，结构鉴定与加固改造在我国得以迅速发展，作为一门新的科学技术正在逐渐形成，它已经成为土木工程技术人员知识更新的重要内容。为了适应经济建设快速发展的环境和满足社会大量的检查鉴定与加固专业人才的需要，很多高等院校已开设了相关的课程。

1.3我国建筑结构检测鉴定与加固的发展概论

1.3.1我国建筑结构检测技术的研究与发展

对建筑结构进行科学的检测是保证工程质量、人民生命安全和国家财产安全的重要手段，科学、合理的检测手段是确保结构检测结论可靠与否的重要措施。自20世纪70年代以来，我国建筑结构的检测技术得到快速发展，其使用工程对象已从新中国前得破旧民居检测发展到各种类型的现代化建筑工程检测，新的检测方法、检测手段不断涌现。在混凝土结构检测方面，针对建国初期缺乏有效的检测技术手段；20世纪70年代中期原国家建委对混凝土无损检测技术进行了科技攻关，进过近10年的不断努力，到了80年代中期，我国首部混凝土检测规程《回弹法评定混凝土抗压强度技术规程》（JGJ23—85）问世；为我国混凝土结构的检测带来了规范性的指导意见，此后，混凝土检测方法不断出现，并逐渐成熟，回弹法、超声法、超声-回弹综合法、钻芯法等非破损法和局部破损法等混凝土检测方法在现代化得工程得到了大量使用。

在砌筑结构检测方面，70年代期末，我国主要以测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标；80年代中后期，以砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级作为检测对象；1994年，将回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种砌体强度的检测方法纳入规程；目前，对砌体结构的检测主要使用轴压法、砂浆片剪切法，回弹法和射钉法等。针对钢结构采用材料具有材质均匀、强度、塑性与韧性均能较好，但钢材易腐蚀，耐火性差等特点，并且钢结构的缺陷敏感性较强，钢结构的检测主要是针对材料与连接缺陷以及锈蚀程度与涂层厚度的检测。通常所采用的方法有：超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测及涂层厚度检测等。1.3.1我国建筑结构构检测技术的的研究与发展展1.在混凝土结构构检测方面，，针对建国初初期缺乏有效效的检测技术术手段；20世纪70年代中期原国国家建委对混混凝土无损检检测技术进行行了科技攻关关，进过近10年的不断努力力，到了80年代中期，我我国首部混凝凝土检测规程程《回弹法评定混混凝土抗压强强度技术规程程》（JGJ23——85）问世；为我我国混凝土结结构的检测带带来了规范性性的指导意见见，此后，混混凝土检测方方法不断出现现，并逐渐成成熟，回弹法法、超声法、、超声-回弹综综合法法、钻钻芯法法等非非破损损法和和局部部破损损法等等混凝凝土检检测方方法在在现代代化得得工程程得到到了大大量使使用。。2.在砌筑筑结构构检测测方面面，70年代期期末，，我国国主要要以测测定砌砌筑砂砂浆强强度作作为砌砌筑结结构抗抗震鉴鉴定和和加固固的评评定指指标；；80年代中中后期期，以以砌体体强度度、砌砌筑砂砂浆强强度或或砌体体块材材强度度等级级作为为检测测对象象；1994年，将将回弹弹法、、电荷荷法、、筒压压法、、射钉钉法和和剪切切法五五种砂砂浆强强度检检测方方法和和推剪剪法、、单剪剪法、、轴压压法、、扁千千斤顶顶和拔拔出法法等五五种砌砌体强强度的的检测测方法法纳入入规程程；目目前，，对砌砌体结结构的的检测测主要要使用用轴压压法、、砂浆浆片剪剪切法法，回回弹法法和射射钉法法等。。1.3.2我国建建筑结结构可可靠性性鉴定定的研研究与与发展展建筑物物在建建造和和使用用过程程中，，经常常会遇遇到由由于材料、、设计计、施施工、、使用用不当当造成质质量事事故；；或是是由于于材料老老化、、环境境因素素影响响、偶偶然作作用(如地震震、火火灾、、爆炸炸等)使结构构受到到损害害。为为了能能正确确分析析结构构现状状，给给出科科学的的鉴定定结论论，可可靠性性鉴定定是建建筑物物维修修改造造工作作中需需要首首先解解决的的问题题。在我国国，自自从1984年颁布布实施施以可靠指指标β度量结结构可可靠性性为特点点的《建筑结结构设设计统统一标标准》以来，，在在已有有建筑筑物可可靠性性鉴定定的理理论研研究与与应用用上也也取得得了明明显的的进展展，其其中较较为突突出的的表现现为《工业建建筑可可靠性性鉴定定标准准》的编制制，该该标准准以可可靠指指标β作为结结构构构件承承载能能力鉴鉴定评评级的的分级级标志志，起起到与与统一一标准准相协协调的的作用用。近年来来，随随着人人们对对建筑筑结构构可靠靠性鉴鉴定的的相关关理论论方法法进行行了不不断深深入研研究，，许多多新的的检测测仪器器设备备不断断涌现现，以以及一一些新新的检检测技技术、、检测测手段段得到到大量量的推推广应应用，，我国国建筑筑结构构的可可靠性性鉴定定体系系得到到了不不断的的提高高和完完善，，陆续续颁布布了《工业构构筑物物抗震震鉴定定标准准》(GBJ117-88)、《工业厂厂房可可靠性性鉴定定标准准》(GBJ144-90)、《建筑抗抗震鉴鉴定标标准》(GB50023-95)、《民用建建筑可可靠性性鉴定定标准准》(GB50292-1999)、《危险房房屋鉴鉴定标标准》(JGJ125-99)等重要要标准准。1.3.3我国建建筑结结构加加固技技术的的研究究与发发展如何对对已有有建筑筑进行行加固固，以以提高高结构构的服服役性性能，，国内内外科科研工工作者者对此此均进进行了了大量量的研研究，，并提提出了了很多多实用用方法法，如如针对对上部部结构构加固固，就就有增大截截面法法、体体外预预应力力法和改变结结构传传力途途径法法等，针针对地地基基基础加加固，，有桩托换换、地地基处处理和加大基基础面面积法法等，这这些方方法在在国内内外已已经得得到了了大量量使用用，也也取得得了很很多成成熟的的经验验。随着环环氧树树脂粘粘结剂剂的问问世（（约1960年左右右），，出现现了一一种新新的加加固方方法—外部粘粘贴钢钢板加加固法法，这种种加固固法是是用环环氧树树脂粘粘结剂剂把钢钢板等等高强强度材材料牢牢固地地粘贴贴于被被加固固构件件的表表面，，使其其与被被加固固构件件共同同工作作，达达到补补强和和加固固的目目的。。我国建筑结结构加强技技术的发展展建筑结构胶胶从上个世世纪60年代起在结结构加固领领域就逐渐渐发挥了重重要作用。。1965年，福州大大学配制了了一种环氧氧结构胶对对某水库溢溢洪道混凝凝土闸墩断断裂及20m跨屋架和9m跨渡槽工字字梁的裂缝缝进行了修修复。鞍山山修建公司司也研制一一种CJ-1建筑结构胶胶，用于梁梁柱的加固固补强。1971年美国在圣圣弗南多大大地震的灾灾后重建修修复过程中中，就广泛泛采用了建建筑结构胶胶，如一座座10层的医院大大楼和一幢幢高于137m的市府大厦厦，就用了了7顿多的结构构胶来修补补3万余米的结结构裂缝。。20世纪末一种种类似于粘粘钢加固的的外贴纤维维复合材料料加固法逐逐渐引起工工程技术人人员的关注注，并得以以大量研究究和推广应应用。如瑞瑞士国家实实验室首先先采用了外外贴纤维复复合材料加加固技术。。外贴纤维复复合材加固固具有施工工周期短、、对原结构构影响小等等优点。但但是，在外外贴纤维复复合材加固固中，外贴贴材料与构构件的结合合性能是保保证加固效效果的关键键，粘结剂剂性能的好好坏决定了了外贴加固固的成功与与否。1.4本课程的主主要内容与与学习方法法本课程涉及及到检测、鉴定定、加固三个方面的的内容，其其学习方法法随内容的的不同而有有异。结构构检测应强强调实践性性环节，需需掌握对常常用仪器、、设备的使使用方法，，要学会对对检测数据据的整理和和成果的计计算。结构构鉴定应重重点了解鉴鉴定标准的的主要条文文，包括评评定等级的的方法、评评定等级的的依据和标标准等。结结构加固涉涉及的理论论及计算则则较复杂，，在加固技技术的学习习时应注意意以下问题题：1)明确加固结结构所需抵抵抗的各种种荷载和作作用，需要要结合相关关规范，掌掌握荷载及及其它作用用的取值和和组合方法法，为进行行正确的结结构分析打打下良好的的基础2)要正确