【文章內(nèi)容簡介】 14 參考文獻 15 5 第 1章 緒論 結(jié)構(gòu)檢測的工程背景 建國以來，特別是改革開放之后，隨著經(jīng)濟建設(shè)迅速發(fā)展，我國建筑業(yè)也有了飛速發(fā)展。同時，隨著混凝土結(jié)構(gòu)在基本理論和設(shè)計方法等方面研 究的不斷深入，鋼筋混凝土建筑物的結(jié)構(gòu)設(shè)計和施工水平也有了很大的提高。近年來，人們對建筑物的安全性、適用性和耐久性的要求不斷增強，越來越多的新型結(jié)構(gòu)體系隨之發(fā)展起來，尤其是高層建筑的興起給予工程師們更為廣闊的設(shè)計空間。在建筑結(jié)構(gòu)類型不斷創(chuàng)新的同時，各種新型建筑材料也不斷涌現(xiàn)以適應(yīng)建筑業(yè)的發(fā)展要求。 就在這不斷進行新建設(shè)，不斷發(fā)展新技術(shù)的同時，已有工程結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定評估與加固改造已成為人們急需解決的問題。在發(fā)達(dá)國家，房屋結(jié)構(gòu)的新建與加固改造早已呈現(xiàn)前消后漲的趨勢。例如：瑞典自 1983年后，建筑業(yè)投資的 50％以 上用于在役建筑的診斷和維修加固改造業(yè)；英國 1979年用于建筑物維修、加固改造業(yè)的投資是 1965年的 3． 8倍；丹麥用于加固改造與新建工程的投資比例己達(dá)到 6： 1。又據(jù)美國勞工部調(diào)查，加固改造業(yè)正在成為最受歡迎的行業(yè)之一 。事實上，一個國家的基本建設(shè)大體可分為：大規(guī)模新建、新建與維修加固改 造并重、以加固改造為主的三個階段 。我國的基建行業(yè)盡管受宏觀調(diào)控政策的影響，新建與加固改造的投資比例呈波浪式變化，但從總體上看，正逐步走出第二階段，建設(shè)部的科研規(guī)劃也據(jù)此進行了相應(yīng)的調(diào)整。據(jù)保守估計，我國現(xiàn)有的 60多億平方米房屋建筑 面積中， 40％以上需要分期分批的進行鑒定、改造和加固。而工程結(jié)構(gòu)檢測、鑒定是加固改造必要的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，對了解建筑物現(xiàn)有的承載能力、老化損傷程度、安全性，加固改造的可行性以及成本控制起著關(guān)鍵作用。 20世紀(jì) 70年代，建筑物檢測鑒定與維修改造業(yè)發(fā)展速度開始加快，各國相應(yīng)加大了建筑物維修改造的投資比例，行業(yè)規(guī)模迅速擴大。建筑物檢測鑒定與維修改造業(yè)能夠在當(dāng)今的經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展中發(fā)揮日益突出的作用，與以下原因有關(guān)。 檢測技術(shù) 檢測技術(shù) 檢測技術(shù)是建筑物可靠性鑒定所依賴的重要工程技術(shù)，它們的開發(fā)和應(yīng)用 在相當(dāng)程度上決定著可靠性鑒定的水平。當(dāng)前建筑物檢測技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)以下趨勢。 檢測內(nèi)容趨于系統(tǒng)和深入 除了材料強度、構(gòu)件尺寸和破損狀況、結(jié)構(gòu)變形和位移等，當(dāng)前檢測技術(shù)所測試的內(nèi)容已擴展到材料、構(gòu)件、結(jié)構(gòu)的其他幾何、力學(xué)性狀以及物理、化學(xué)性狀，如混凝土材料的含水率、水泥含量、氯離子含量、 PH值和抗?jié)B性，混凝土內(nèi)部鋼筋的位置、直徑和銹蝕狀態(tài)，構(gòu)件內(nèi)部裂縫、缺陷的發(fā)展，構(gòu)件表面溫度， 6 構(gòu)件的工作應(yīng)力和靜態(tài)、動態(tài)應(yīng)變，結(jié)構(gòu)動力特征和動力反應(yīng)等。這些內(nèi)容不僅涉及建筑物的安全性和適用性，也涉及建筑物的耐久性 和使用壽命，檢測內(nèi)容的完善有助于人們更全面、深入地了解和掌握建筑物的性能和狀況，為建筑物的可靠性鑒定提供更充足的依據(jù)。 檢測方法日益先進和豐富 建筑物的檢測方法發(fā)展較快，有很多技術(shù)已相當(dāng)成熟，進入工程實用，如測試混凝土的回彈法、鉆芯法、超聲回彈綜合法和后裝拔出法，測試混凝土缺陷的超聲法，測試鋼材和焊縫缺陷的超聲法、射線法、磁粉法、滲透法和渦流法，測試構(gòu)件表面穩(wěn)定的輻射測溫法等。目前仍有許多機械、物理和化學(xué)的檢測方法處于研究、開發(fā)之中，較為突出的包括測試混凝土強度的貫入阻力法和測釘壓入法，監(jiān)測 混凝土裂縫、缺陷發(fā)展和測試混凝土強度、工作應(yīng)力的聲發(fā)射法，測試混凝土缺陷和鋼筋位置的電磁法和放射線法，測試混凝土缺陷的紅外線攝影法，測試混凝土含水率的電阻法、電容率法和中子散射法，測試混凝土水泥含量的中子活化法，測試鋼筋銹蝕狀態(tài)的自然電位法和線性極化等。這些方法較已有的方法具有更多的優(yōu)點，它們的開發(fā)和應(yīng)用將提高測試的精度，擴展測試內(nèi)容，為建筑物的檢測提供更完備和先進的工具，也使工程技術(shù)人員能夠在更大的范圍內(nèi)，根據(jù)建筑物和環(huán)境的具體情況選擇適宜的檢測工具。 第 2章 混凝土強度檢測技術(shù)分析 鉆芯法 鉆芯 法是利用專用鉆芯機從被檢測的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接鉆取圓柱型的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗強度來推定混凝土的抗壓強度，是較為直觀可靠的檢測混凝土強度或觀察混凝土內(nèi)部質(zhì)量的局部半破損現(xiàn)場檢測方法。在己建混凝土結(jié)構(gòu)上鉆取芯樣進行抗壓強度試驗是目前構(gòu)件內(nèi)部狀況直觀檢驗和強度評定的最好方法。芯樣試件在進行抗壓強度試驗后，常被用作化學(xué)分析和物理性能分析的樣品，有如水泥成份，還可以作為混凝土密度、吸水性，以及用劈裂法間接試驗測定抗拉強度、變形特征等。鉆芯法為許多國家所采用，俄羅斯、美國、英國、日本、法國等都制定了各自的標(biāo) 準(zhǔn)，國際標(biāo)準(zhǔn)化組織也提出了相應(yīng)國際標(biāo)準(zhǔn)草案 (IS0／ D IS7034)。我國已于 1988年頒布了《鉆芯樣法測定結(jié)構(gòu)混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》，《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》 一般規(guī)定 鉆芯位置和尺寸 (1)鉆芯位置基本要求：主要決定于檢測試驗的目的。 ①結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位； ②混凝土強度質(zhì)量具有代表性的部位； ③便于鉆芯機安放與操作的部位； ④避開主筋、預(yù)埋件和管線的位置，并盡量避開其它鋼筋； ⑤用鉆芯法和其他方法綜合測定強度時，鉆芯部位應(yīng)有該方法的測區(qū)或在 7 其測區(qū)附近。 (2)尺寸：鉆芯試驗直徑；英國、美國以及中國的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是 D=loomm或D=150mm，澳大利亞規(guī)定是 D=75mm。 2021年頒布的《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》 GB／ T50344． 2021第 4章第 4． 3． 4條規(guī)定“但采用 100mm直徑混凝土芯樣有困難時；也可采用直徑不小于 70mm直徑，但芯樣試件不應(yīng)少于 9個”。在 2021年修訂《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》中也提出了混凝土抗壓試驗的芯樣試件可以采用小直徑芯樣，但其直徑應(yīng)為 70～ 75mm，且不得小于骨料最大粒徑的 2倍的觀點。不同尺寸的試驗精度隨著骨料粒徑與芯樣直 徑的比值的增大而減小。 100mm 直徑芯樣，適用于最大粒徑不超過 25mm； 75mm直徑芯樣，適用于骨料粒徑小于 20mm的混凝土構(gòu)件。芯樣直徑的選擇，還受到芯樣試件長度的變化影響