4.结构鉴定程序、检测方法和鉴定标准(4学时) .ppt
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1、工程鉴定分析与加固建 筑 工 程 诊 治 技 术,姜洪斌 博士 副教授哈尔滨工业大学土木工程学院,41 结构鉴定的一般程序,结构鉴定:针对建筑工程在设计施工使用过程中出现的结构工程事故、质量评定和技术改造等,由具有专业资质的单位和人员,按照专业规范、规程和专门的鉴定评定标准,并会同专家组意见所进行的现场检测、计算分析、形成结论、确定处理方案等一系列过程。一、鉴定原则:以事实为依据、法规为准绳;排除干扰;公正、正确二、鉴定目的1、查清造成事故的原因,确定结构的实际工作状况;2、对事故危害性作出估计,对结构现状做出评估;3、提出处理意见,确定维修、加固基本方案。,第四章 结构鉴定程序、检测方法和鉴
2、定标准,三、鉴定的一般步骤和方法,1、明确鉴定的目的和性质,确定工作范围和复杂程度 事故鉴定、质量评定、技术改造 整体、局部 基础、主体 危房鉴定政府职能部门负责进行。,2、现场初步调查 现场:工程概况、历史资料 结构损伤状况、裂缝形态、部位、发展趋势 水文地质 历史:勘查、设计、施工资料、使用情况。重点:砌体结构砌筑质量 混凝土结构混凝土、钢筋 钢结构连接,三、鉴定的一般步骤和方法,3、进一步的调查研究工作建筑材料检测化验钢筋、混凝土设点观测裂缝、挠度、沉降 补充勘测模拟试验、现场试验结构验算依据实际材料强度、合理简图、实际荷载,三、鉴定的一般步骤和方法,4、事故原因分析主要依据现场调查、检
3、测、验算分析资料,计算结果 现行规范、规程、鉴定标准 专家会商、各方陈述,排除法:先排除那些不可能的损伤成因类型,在剩余类型中再找 可能的原因。证据反驳法:针对可能的损伤成因类型,要找到足够的支持证 据,否则,可转向新的成因。,5、提出鉴定报告真实、科学、重点、数据鉴定报告工程概况、事故情况、调查记录、检测报告、危害性评估、事故原因分析、结论和处理意见。,三、鉴定的一般步骤和方法,42 建筑结构的检测方法,一、概述 1.当建筑物发生质量事故后,为了正确分析事故发生的原因,为工程质量事故的仲裁提供客观而公正的技术依据,也为建筑结构的修复、加固提供参考数据,往往有必要对发生事故的结构或构件进行必要
4、的检测。2.检测内容包括:常规外观尺寸、平直(垂直)度、偏心偏轴、缺陷强度检测混凝土、砌体、钢筋、构件内部损伤孔洞、裂缝、焊接化学成分水泥、钢材3.特点现场条件差、环境影响大资料少技术档案(图纸、施工内业)检测方法非破损、微破损公正真实,二、混凝土构件质量检测 混凝土强度等级;钢筋数量、位置;裂缝、内部缺陷(一)混凝土表面裂缝及蜂窝面积的检测(1)混凝土裂缝的检测混凝土裂缝有直观性,易于被人们发现,而不同的裂缝是由不同原因引起的。因而,裂缝的观察与测量有助于对结构的质量的评判。裂缝检测的项目主要包括:裂缝的部位、数量和分布状态;裂缝的宽度、长度和深度;裂缝的形状,如上宽下窄、下宽上窄、中间宽两
5、端窄、八字形、网状形、集中宽缝形等;裂缝的走向,如斜向、纵向、沿钢筋向、是否还在发展等;裂缝是否贯通,是否有析出物、是否引起混凝土剥落等。裂缝宽度测定卡;刻度放大镜(2)蜂窝面积测定蜂窝处砂浆少、石子多,严重影响混凝土强度。蜂窝面积可用钢尺、直尺或百格网进行测量,以蜂窝面积占总面积的百分比计。,读数显微镜,百格网,(二)混凝土强度检测:回弹法、钻芯取样法、拔出法、超声法、超声回弹综合法1 回弹法检测,(二)混凝土强度检测:回弹法、钻芯取样法、拔出法、超声法、超声回弹综合法1 回弹法检测原理:回弹仪检测混凝土的强度回弹法的原理是根据混凝土表面的硬度 与抗压强度之间有一定的关系,利用测量表面硬度来
6、推算混凝土的 强度。(中型回弹仪,其冲击动能为 2.207J)。特点:由于回弹仪结构简单,携带和操作方便,便于重复使用,所以应 用非常广泛。检测方法:回弹仪测区面积一般为 200mm x 200mm 左右,选 16 个 点。测定 16 个点的回弹值,分别剔除三个偏大值与三个偏小值,取中间 10 个点的回弹值平均值作为测定值。要求:测区表面应清洁、平整、干燥,避开蜂窝麻面。当表面有饰面 层、杂物、油垢时,可以除去或避开。回弹仪还应该避免钢筋密集 区。如构件体积小、刚度差或测试部位混凝土厚度小于 10cm,应 加支撑加固后测试,否则影响精度。标准:回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T23
7、一 2001)回弹值与混凝土强度的关系曲线(称为测强曲线),1 回弹法检测测定碳化深度:因回弹值受混凝土表面碳化深度的影响,因而除新建结构外,还应用下列方法测定碳化深度。钻洞浓度为 1 的酚酞酒精溶液,未碳化部分的混凝土会变为紫红色。不同回弹角度修正:一般为垂直侧面的水平回弹,受重力影响,上下表面及45度角时应修正回弹值。,测定碳化深度,2 超声脉冲法测混凝土的强度原理:超声脉冲法是根据超声脉冲在混凝土中的传播规律与混凝土强度 有一定关系的原理,通过测定超声脉冲的参数,如传播速度或脉 冲衰减值,来推断混凝土的强度。测试步骤:测试要选两个对面,一边放发射探头,一边放接收探头。测 点布置视结构的大
8、小和精度而定,一般可取十个方格。一般方格 边长 15 20cm 左右,在一方框内测三个声速,取其平均值。要求:测点应避开有缺陷及应力集中的部位,并应避开预埋件及与声通 路平行而又很近的钢筋。两对面一般选择两侧面。设探头处表面 要平整、干净。有不平整处可用砂纸磨平,在置探头处可适当涂 一薄层黄油等粘合剂,探头要压紧表面,以减少声能反射损失。标准:混凝土强度的推断。与回弹法相似,应当率定测强曲线。目前还 没有统一规程规定的测强曲线,各单位、各部门自己应当率定。3 超声法检测混凝土缺陷技术规程 CECS21:2000 原理:声音速度密度强度 检测混凝土强度、混凝土内部缺陷、均匀性及混凝土裂缝深 度的
9、一种非破损方法。4 超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程(CECS 02:2005)是以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损方法。,5 钻芯法原理:使用专门的钻芯机在混凝土构件上钻取圆柱形芯样,经适当加工 在压力试验机上直接测定其抗压强度的一种局部破损检测方法。特点:这种方法非常直观,更为可靠,在事故质量评判中也更能令人信 服,因而受到重视。由于取芯数量不能很多,因而这种方法也常 结合非破损方法同时应用,它可修正非破损方法的精度。要求:取芯直径常在 100mm 左右,取芯后留下的圆孔应及时修补不适用:预应力构件、低强度(如小于 C10)的混凝土、小截面构件注意几点:(1)取芯部位应选
10、择结构受力面小、对结构承载力影响小的部位。在结 构控制截面,应力集中区,构件接头和边缘处等,一般不宜取芯。(2)取芯部位应避开构件中的钢筋和预埋件,特别是受力主筋。(3)作为强度试验用的芯样、不应在混凝土有缺陷的部位(如裂缝、蜂 窝、疏松区)取。(4)取样应注意代表性。在构件上钻取芯样后要经过切割,端部磨平等 工艺加工成试件。,5 钻芯法试件加工:D XH=100mm X 100mm 圆柱体试件。混凝土标准试块为 150mm x 150mmx 150mm 立方体,尺寸不同时,测定强度值会有差异,应予修正。,6 拔出法原理:在混凝土构件中埋一锚杆(可以预置,也可后装),将锚杆拔出 时连带拉脱部分
11、混凝土,试验证明,这种拔出的力与混凝土的抗 拉强度有密切相关关系,而混凝土抗拉力与抗压力是有一定关系 的,从而可据此推得混凝土的抗压强度。标准:后装拔出法检测混凝土强度技术规程(CECS 69:94)方法:一组试验取三个试验点,由三个测点的算术平均值为推算强度的 代表值。当三个值之间的差值中有一个差值超过15时,可取中 间值为代表值;如二个差值均超过15时,应加取一个组。要求:表面平整,清除抹灰饰面层,避开蜂窝、孔洞、裂缝及钢筋。试验步骤:(1)在混凝土构件上钻孔,孔径 30mm,深 25mm 左右;(2)在钻孔头部扩孔成土形,下部环形槽深 2.smm;(3)将锚具放人孔内;(4)安装拔出机;
12、(5)拔出锚杆,读下拔出机上的最大拔力值。特点:精度比回弹法、超声法要高,比钻芯法稍低。检测快,破损小,破损面直径小于 100mm,深度不超过 30mm,大约在保护层厚度附近,不影响结构强度。因而其使用受限制少,可更广泛地应用。,6 拔出法强度推断:fc AFp+B fc1.68Fp-1.4,新拌混凝土性能快速测定仪,三、砌体结构的检测主要包括:材料强度(块材、砂浆)砌筑质量(如砌筑方法,砌体中砂浆饱满度、截面尺寸及垂直度等),砌体裂缝砌体强度(一)砌体裂缝检测因为砌体中的裂缝是常见的质量问题,裂缝的形态、数量及发展程度对承载力、使用性能与耐久性有很大影响,对砌体的裂缝必须全面检测。观测裂缝的
13、长度、宽度、裂缝走向及其数量,形态等。裂缝的长度可用钢尺或一般米尺进行测量。宽度可用塞尺、卡尺或专用裂缝宽度测量仪进行测量。对于裂缝的走向、数量及形态应详细地标在墙体的立面图或砖柱展开图上,进而分析产生裂缝的原因并评价其对强度的影响程度。,(二)块材、砂浆强度检测砌体是由砌块和砂浆组成的复合体。有了砂浆及砌块的强度,就可按有关规范推断出砌体的强度。对砌块及砂浆强度的检测是十分关键的。1 块材:现场取样,清理干净后,按常规方法进行试验。抗压强度试验:五块砖,将砖样锯成二个半砖,放人室温净水中 浸 1030min,取出以断口方向相反叠放,中间 用净水泥砂浆粘牢,上下面用水泥砂浆抹平,养 护三天后进
14、行压力试验。抗折试验:五块砖2 砂浆:已不可能作成标准的立方体试件(70.7mm3),目前常采用冲 击法、点荷法与回弹仪法等来检测砌体中砂浆的强度。,(三)砌体强度的检测间接测定:有了砌块及砂浆的强度,即可按 砌体结构设计规范 求 得砌体强度。实测强度值:(1)实物取样试验在墙体适当部位取样,尺寸:240mm x 370mm 或 370mm x 490mm,将试件外围四周的砂浆剔去,取下,注意不要让试件松动。然后在加压面用 1:3 砂浆坐浆抹平,养护 7d 后加压,直至破坏。破坏荷载 N,面积 A,砌体实际抗压强度为:fmN/A,实测强度值:(2)顶出法测抗剪强度一种原位测定法。选择门、窗洞口
15、作为测区,将试验区取 L(370-490mm)长一段,两边凿通、齐平,加压面坐浆找平。用千斤顶逐步施加推力,此推力对砌体试件的受力面来说是剪力。砌体破坏时剪力 V,被推出部分受剪面积为 A,则抗剪强度为:fv,m=V/A,实测强度值:(3)原位轴压法测定砌体抗压强度若希望直接在原砌体上采用少破损法测定其强度。则可在砌体上直接用扁千斤顶加压测定的方法。该法是用一种特制的扁千斤顶在墙体上直接测量砌体抗压强度的方法。它的测试过程在墙体垂直方向相隔五皮砖凿开两个相当于扁千斤顶的水平槽,宽 240mm,高为 70-130mm,然后在两槽内各嵌人一个千斤顶并用自平衡拉杆固定,用手动油泵对槽间砌体分级加载至
16、受压砌体的抗压强度 fm:fm=N/A 1 式中 fm 砌体抗压强度的推定值(MPa);A 受压砌体截面积(mm);N 试验的破坏荷载(N);1 强度换算系数,右 1=1.36 十 0.540;0 被测试砌体上部结构引起的压应力(MPa)值,,1手泵 2压力表 3高压油管 4扁式千斤顶 5拉杆 6反力板 7螺母,实测强度值:(4)扁顶法砖墙的水平灰缝处安放扁式液压千斤顶(简称扁顶),测得墙体的受压工作应力和砌体弹性模量,通过测试墙内砌体抗压强度并换算为标准砌体抗压强度的方法。,几种常用砌体检测方法的使用范围及特点,四、钢结构的检测检测重点:在于加工、运输、安装过程中产生的偏差与失误。主要内容:
17、(1)外观平整度的检测;(2)构件长细比、平整度及损伤的检测;(3)连接的检测(重点)。(4)钢材及焊条的材料力学性能,必要时再检测其他化学成分。1 构件整体平整度的检测梁和衍架构件的整体变形有垂直变形和侧向变形,因此要检测两个方向的平直度。柱子的变形主要有柱身倾斜与挠曲。检查时,可先目测,发现有异常情况或疑点时,对梁或衍架可在构件支点间拉紧一根细铁丝,然后测量各点的垂度与偏度;对柱子的倾斜度则可用经纬仪检测;对柱子的挠曲度可用吊锤线法测量。如超出规程允许范围,应加以纠正。2 构件长细比、局部平整度和损伤检测构件的长细比在粗心的设计中或施工时,构件的型钢代换中常被忽视而不满足要求,应在检查时重
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