结构鉴定与加固

检测鉴定建筑物在规定的时间、规定的条件下（正常设计、正常施工及正常维护使用），应满足结构的安全性、适用性和耐久性的要求。当建筑物不能满足某项功能的要求，或者使用者对建筑物满足某项功能的要求产生怀疑时，需要对建筑物的某个构件、结构的某一部分或整体结构进行检测鉴定工作，从而采取某些措施使得建筑物达到各项功能要求。背景我国成立60多年，目前既有建筑约450亿平方米，其中120亿进入了寿命中晚期！2概述工程结构是以工程材料为主体构成的不同类型的承重构件连接而成的骨架，使建（构）筑物在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定的功能。规定时间：设计基准期，房屋建筑一般为50年；规定条件：三正常——设计、施工、使用条件；预定功能：结构的安全性、适用性和耐久性；工程结构损伤原因3结构的风险：建造阶段：设计疏忽、施工失误；正常使用阶段：自然灾害、人为灾害；老化阶段：耐久性降低、损伤积累；导致：结构正常抗力降低，影响结构耐久性，甚至危及结构安全。1.1工程结构损伤原因4工程质量事故相对较多时期1958年“大跃进”时期；

大干快上，主观冒进，不按客观规律办事；“十年动乱”时期；

否定建设程序，“三边工程”盛行20世纪80年代初期

发展迅速，技术素质差；20世纪90年代后期

不正之风，贪污腐败，开发区遍地；1.1工程结构损伤原因5工程质量事故工程勘查失误不勘查或不认真勘查，漏查，盲目套用设计方案不当或计算失误方案欠妥，简图不当，荷载漏算，构造欠缺等施工质量低劣或施工方案不当技术素质差，擅改图纸，材料失控，施工质量差，技术方案失误等结构使用或改建不当擅自加层和改造，任意加大荷载，盲目拆除承重构件，使用中对结构的保护不力等。1.1工程结构损伤原因6工程耐久性问题工程结构经长期使用，受环境因素影响，随着时间的推移，结构的性能将发生退化，结构的使用寿命也会受到影响。发达国家的维修加固费用已经达到或超过新建工程的投资；我国从建国以来，一直进行大规模的工程建设，隐含的结构耐久性和加固改造问题将日显突出；1.1工程结构损伤原因7建筑物的检测与鉴定其目的主要包括以下几方面：（１）对新建建筑物，验证和鉴定结构设计和施工的质量。（新的设计理论、新材料、新的施工工艺）（２）为处理工程质量事故和受灾结构提供依据。工程结构在建造及使用的各阶段均可能发生各式各样的质量事故，检测和鉴定工作在工程事故经济损失的估算，事故的设计、施工、监理等各方面责任的认定，发生事故建筑物的后期处理等方面均起到决定性的作用。风灾、水灾、地震、火灾、化学侵蚀等灾害以及人为的爆炸、撞击等破坏活动对建筑物均有不同程度的损伤，建筑物受灾损伤的程度，经济损失的估算，灾后处理等方面也需要建筑物的检测鉴定工作。（３）评估旧建筑物的剩余寿命，提出合理的加固改造措施。检测鉴定的分类（１）按结构材料划分（２）按分部工程划分（３）按分项工程划分（４）按检测内容划分，检测鉴定有外观质量检测、结构几何尺寸检测、物理力学性能检测、化学性能检测等。（５）按检测技术划分，检测鉴定有无损检测、破损检测、综合法检测等。无损检测技术首先在国外兴起，２０世纪９０年代进入我国后发展迅猛，它以对结构的无破损或微破损为特点，是目前建筑物现场检测的首选技术也是应用最为广泛的技术。材料强度的回弹检测，结构表面和内部缺陷的超声波检测，混凝土结构内部钢筋的电磁感应检测，声发射检测，雷达检测等。结构检测鉴定的一般程序１．现场初步调查，制定详细调查大纲建筑物的建造年代、设计单位、施工单位、地质勘查报告、设计图纸、竣工图纸、施工过程相应的资料，使用时是否受到过灾害，是否进行过加固改造，使用用途是否改变等。包括：检测鉴定的目的；检测范围、数量及内容；检测方法；检测所用到的设备；检测工作所遵循的规范等。２．详细调查包括结构外观检查，使用情况调查，结构及构件尺寸量测，缺陷检测，材料性能的无损或微破损检测工作。３．可靠性鉴定评级（１）根据使用情况调查，确定实际使用的荷载，确定计算模型，计算结构作用效应。（２）按实际几何及材料参数计算结构抗力。（３）根据结构作用和结构抗力之间的关系进行可靠性鉴定。４．补充调查补充调查必要时可再次进入现场进行补充检测工作。５．鉴定报告形成检测鉴定报告结构的耐久性工程材料自身特性和施工质量是决定结构耐久性的内因；工程结构所处的环境条件和防护措施是影响耐久性的外因；混凝土结构混凝土开裂、剥落，混凝土碳化，钢筋锈蚀，化学介质侵蚀；砌体结构风力或雨水冲刷，冻融，砌体开裂、风化、酥裂；钢结构钢材锈蚀，有效面积减少，裂缝，疲劳；1.1工程结构损伤原因15混凝土结构的裂缝原因：水化热引起塑性收缩裂缝塑性塌落裂缝混凝土干缩裂缝碱集料裂缝温度变化引起基础不均匀沉降引起钢筋腐蚀引起荷载作用引起2.1混凝土结构损伤机理及其危害16结构检测方法混凝土结构检测回弹法超声脉冲法超声回弹综合法钻芯法拔出法钢筋位置检测钢筋锈蚀检测17结构检测方法砌体结构的检测原位切割检测法原位检测法：扁顶法、原位轴压法、原位剪切法间接检测方法:回弹法、筒压法、推出法、点荷法、射钉法动测综合法钢结构的检测原位取样试验法表面硬度法超声法、磁粉法、射线法检测焊缝缺陷1.2工程结构检测与鉴定18工程结构鉴定危房鉴定的侧重点是判断房屋是否已经成为危房，对未达危险状态的结构状态并不加以区分和判断，鉴定结果为房产管理提供依据。抗震鉴定的侧重点是结构是否满足抗震构造和地震作用下的承载力要求。可靠性鉴定是对在用建筑正常使用条件下结构可靠状态进行评价。1.2工程结构检测与鉴定19工程结构鉴定传统经验法目测检查和经验判断；一般不采用现代检测技术；简单、快速，但结论可能因人而异。实用鉴定法利用现代检测技术，测强度、找缺陷、判断损伤情况；现场调查、分项检验、逐项评价和综合评定；结论较为准确，目前常用。概率法对随机变量进行数理统计，计算失效概率；尚未进入实用阶段，仅限于少数重点工程。1.2工程结构检测与鉴定20维修与加固的分类预防性的维修加固维持或提高结构的抗灾能力和结构的使用年限。它是通过定期的常规检验来实现建筑物的鉴定。结构破损后的维修加固由于施工不当、材料质量、变形和裂缝大或化学腐蚀等原因,进行的加固处理。国内研究开展较多。灾后的维修加固针对灾后的结构现状、破坏程度及后续使用期内荷载的情况决定维修加固方法。建筑物改变功能后的加固在原建筑物上加层、改变使用功能、荷载的变化等。1.3工程结构补强与加固21５．２混凝土结构的检测（１）结构平面的轴线尺寸（２）主要结构构件的截面尺寸。主要结构构件的截面尺寸包括梁、板、柱及墙体的截面尺寸。（３）通过建筑物的沉降观测记录判断建筑物是否倾斜，必要时可实际观测。（４）结构构件外观质量检查，记录是否存在表面的蜂窝、麻面等缺陷。（５）表面裂缝检查。回弹法检测混凝土强度（１）构件抽样的数量满足不少于总量的３０％并不少于１０个构件的要求。（２）在每个构件的侧面均匀地布置１０个测区。对于构件长度小于４．５ｍ且其高度或宽度小于０．３ｍ的构件，测区的数量可以适当地减少，但最少不得少于５个。测区的间距应小于２ｍ，测区需避开位于混凝土保护层附近的钢筋、预埋铁件，测区表面需清洁、干燥和平整，不能有浮浆、油垢等影响回弹检测的杂物，必要时可以用砂轮清理打磨。（３）每个测区均匀弹击１６个测点，同一测点仅允许弹击一次。回弹时应保证回弹仪与被测构件表面垂直，一个测区共取１６个回弹值。（４）碳化深度的测定成一个孔径约１５ｍｍ，深度超过６ｍｍ的孔洞钻芯法检测混凝土强度钻芯法是一种局部破损的检测方法，可用于回弹法无法检测的高强度，长龄期以及遭受火灾、冻融侵害、化学侵蚀的混凝土。钻芯法适用于抗压强度在１０～８０ＭＰａ的混凝土检测，低于１０ＭＰａ的混凝土很难取得完整的芯样。从构件的受力较小的非重要部位，避开内部的受力钢筋和预埋件的部位钻取芯样。为避开钢筋需要用有关钢筋位置探测的仪器设备探查混凝土内部的钢筋布置，选取取芯位置，在钻芯的过程中应密切监控，一旦钻芯机的金刚砂砖头钻到钢筋应停止取芯，变换位置。钻芯的直径应大于混凝土中石子最大粒径的３倍，一般采用１００ｍｍ，如果结构内部的钢筋布置较密，也可以采用７０～７５ｍｍ直径的芯样，但应满足大于混凝土中石子最大粒径２倍的要求，芯样的长度要大于其直径。钻芯法为局部破损的检测，取芯完成后应尽快用干硬性的微膨胀水泥细石混凝土填补取芯留下的孔洞