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结构的检测与加固技术

结构的检测与加固技术

本文摘要:一、阐述结构的检测与修整技术可细分为检验测试技术、检验评估技术和修整改建技术。检验测试技术的基础,为检验与评估工作获取适当的信息和基本数据。 检验与评估技术是该项技术的关键,是相连检验测试技术与修整改建技术的重要环节,通过计算出来、分析、较为和论证,确认影响结构性能的因素、各因素影响的程度、不存在问题的性质,确认问题的处置方案。结构的修整与改建是针对结构不存在问题的处置,还包括施工图设计和施工操作者,是对全套技术先进性、科学性和合理性的检验阶段。

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一、阐述结构的检测与修整技术可细分为检验测试技术、检验评估技术和修整改建技术。检验测试技术的基础,为检验与评估工作获取适当的信息和基本数据。

检验与评估技术是该项技术的关键,是相连检验测试技术与修整改建技术的重要环节,通过计算出来、分析、较为和论证,确认影响结构性能的因素、各因素影响的程度、不存在问题的性质,确认问题的处置方案。结构的修整与改建是针对结构不存在问题的处置,还包括施工图设计和施工操作者,是对全套技术先进性、科学性和合理性的检验阶段。50年来,我国的结构验测与修整技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。

尤其是最近20多年,结构的检测与修整技术获得较慢的发展,其应用于对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。结构检测与修整技术的发展与应用于对于提升建设工程的质量起着了大力的起到,在节省国家与企业的资金、确保企业生产安全性和人民生命财产的安全性方面也起着了一定的起到。

二、检验与测试技术结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质量检查有显著的区别,它一般来说为事后的检验与测试,如:在焊好混凝土后,测量钢筋的配备情况等。因此其工作难度大,技术含量低。检验与测试技术一般为材料科学、物理学、化学、电子学与计算机科学等多学科紧密结合的技术。

我国的结构检验测试技术回头的是引入消化提升和糅合独有结合的发展之路。1、混凝土结构建国初期,我国基本上没什么现代的检测手段。

直到六十年代中期才开始展开混凝土强度的非损坏检测方法的研究。七十年代中期,原国家建委把混凝土非损坏检测技术列为了建筑科学研究发展计划,的组织力量展开研制成功。到八十年代中期,第一本全国性检测规程《泡泡法审定混凝土抗压强度技术规程》(JGJ2385)问世。

此后,关于混凝土强度及缺失的检测技术获得了普遍的应用于和持续的发展。到目前为止,关于混凝土强度的检测有数泡泡法、成像法、铁环芯法、拿起法和倒入法等,以及由上述基本方法组合而成的成像泡泡综合法、铁环芯泡泡综合法等。更为成熟期的混凝土强度和缺失检测方法早已有了全国性的检测技术规程,如:《泡泡法检测混凝土抗压强度技术规程》(JGJ/2392);《成像泡泡综合法检测混凝土强度技术规程》(CECS02:88);《铁环芯法检测混凝土强度技术规程》(CECS03:88);《后装拿起法检测混凝土强度技术规程》(CECS69:94);《投胎法检测混凝土缺失技术规程》(CECS21:91)。

除了上述这些规程外,冶金、水利和交通等部门也编成了本行业的标准,一些省市还撰写了适应环境当地材料特点的地方规程,如贵州省的《泡泡法测定贵州省山砂混凝土抗压强度暂行技术规程》等。混凝土强度的检测技术已基本成熟期,成熟期的标志在于测试理论的完备和测试仪器性能,如:泡泡值碳化深度强度关系,体现了泡泡值与混凝土强度之间的基本规律。

泡泡、成像、钻芯和拿起等方法虽然都是舶来之法,但都具备了中国特色,且各种检测仪器和设备已几乎国产化。一些仪器的性能已超过了国际先进设备水平,如北京市政工程研究院研制生产的NM-3B型非金属超声波检测仪等。

应当说道,在混凝土强度的检测方面,我国与经济发达国家已没显著的差距。混凝土构件钢筋配备情况的检测开始于七十年代。开始阶段用于的是进口的仪器。

目前我国早已有了第二代钢筋测定仪,该仪器可测量120mm薄混凝土层下的钢筋,并可测量钢筋直径,其测试原理为电磁感应。国产仪器可基本上符合建筑结构检测的必须。经济繁盛的国家的同类仪器性能额好一些。我国引入的混凝土雷达仪使用电磁波法测试,测试速度更快,其测试数据既可以在屏幕上表明又可打印输出,大大提高了检测速度。

七十年代末到八十年代初,混凝土结构的耐久性问题开始受到重视,与耐久性涉及的检测技术也获得适当的发展。这些测试项目还包括:混凝土的受损程度、钢筋的破损速度、混凝土中危害元素的含量、混凝土骨料的碱活性、混凝土的抗冻性及抗渗性和混凝土的渗水点测量等。

在这些检测项目中,有些为现场检测,有些为采样检测,还有现场检测与计算出来分析融合的方法。混凝土中危害元素的含量、混凝土骨料的碱活性、混凝土的抗冻性和混凝土的抗渗性测量等项目皆为采样检测。

用钻芯机在结构上放入试样,在实验室展开试验。其中,我国关于骨料的碱活性的检验开始于七十年代,到八十年代初水利部门的涉及标准《水工混凝土试验规程》(SD10582)已开始实施。

到九十年代初,较慢试验方法标准《砂、石碱活性较慢试验方法》(CECS48:93)也颁布实施。国内有关钢筋破损速度和破损量测量的研究起始自八十年代中期,到八十年代末,交通部门和冶金部门的科研单位研制出钢筋电位测定仪。这种仪器可定性地判断钢筋否破损,九十年代国外的测试仪器可可行性定量测试钢筋的破损速度和破损量,但测试结果有一定的误差。

实际工程检测中使用的是综合的方法,仪器测量、现场测算与计算出来分析结合。2、砌筑结构如果说混凝土结构的检验与测试回头的是引入消化提升之路,则砌筑结构的检验与测试的发展则回头的是糅合独有之路。

砌筑结构检测方法的研究开始于七十年代末,主要是将测量砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震检验和修整的审定指标。为了转变眼观手剪刀的辨别方法,而展开了泡泡法检测强度等方法的研究。到八十年代中后期,冶金建筑研究院和中国建筑科学研究院分别研究出有冲击法和点荷法砂浆强度检测方法;四川省建筑科学研究院、北京市建筑工程研究院、西安砖瓦研究所等单位展开了砌筑用砖强度等级的泡泡检测的研究。

此后许多省市的建筑科学研究所都展开了砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级检测方法的研究。1994年,《砌体结构力学性能现场检测技术规范》编成组对部分有数的砌体结构检测方法展开了评审,将泡泡法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和引剪法、单剪法、轴压法、施明德千斤顶和拿起法等五种砌体强度的检测方法划入规程。

这些方法大多数为我国科研人员创造发明的。除了上述列为规程的方法之外,近年来又有一些新的检测方法问世,如河北省建筑科学研究院的成像泡泡综合法、中国建筑科学研究院的平入法等。砌筑结构检验测试技术跟上比混凝土结构额晚一些,技术成熟期程度比混凝土强度检测技术额劣,但该项技术的发展势头牙,在国内构成了百家争鸣的可喜局面。

可以说道,按糅合独有之路发展一起的砌筑结构检测技术早已超过了经济发达国家的技术水平。3、钢结构与混凝土结构和砌体结构比起,工程建设中钢结构的数量比较较较少,加之冶金、机械、交通、航空、石油、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺失、焊缝探伤等检验方法比较完善,因而其检验测试技术发展之路基本是糅合自学国内其他行业的先进设备方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗入探伤方法等。在《钢结构工程施工及竣工验收规范》(GBJ18-66修订本)中,关于钢结构所用材料、制作、加装和工程验收等内容所规定检验方法还都是常规检测技术,而在1981年新板的标准(GBJ205-83)中,关于钢结构焊缝的检验减少了X射线和超声波探伤的内容。1993年以后又相继施行了特例规程:《建筑钢结构焊规程》(JGJ81-91);《钢结构工程质量检验审定标准》(GB50221-95);《钢结构工程施工及竣工验收规范》(GB50205-95)。

在这些规程中明确规定,焊的内部缺失及分级要合乎《钢焊手工超声波探伤方法和探伤结果分级》(GB11345-89)的规定,使钢结构的可用检验工作向前前进了一大步。在大型体育场馆、展览馆、机场、码头、火车站等公共建筑中,使用钢网架作为屋盖结构的愈来愈多。钢网架的检测受到广泛推崇。

针对该类结构的组件都是薄壁管、钢球和高强螺栓等特点,在实验研究和总结经验的基础上,编成了具备行业特色的《网架结构工程质量检验审定标准》(JGJ78-91)和《螺栓球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.2-1996)及《焊球节点钢网架焊缝超声波探伤及质量分级法》(JG/T3034.1-1996)两本行业标准.钢结构的检验测试技术在自学糅合的基础上早已可以有效地解决问题实际问题,应当说道,该技术还有相当大的发展空间,必须之后研究与研发。4、检验测试技术的发展前景更为精确、增加受损、快捷便利毫无疑问是有数检验测试技术提高和提升的发展目标。研发新的检验项目,使检验测试技术更为完备则是这项技术发展的方向。

检验仪器和设备在结构的检验与测试技术中扮演着最重要的角色。没仪器设备就无法展开检测,而质量好、操作者便利的仪器设备是高质量检测工作的确保。

与经济发达国家比起,我们的检测仪器设备在总体上不存在着显著的差距,主要反映在性能不平稳、功能较少、寿命短、体积大等方面。检测方法提高和提升的第二个方面是检测理论提升和检测数据分析方法的提高。合理确认检测数量、合理布置检测方位、增大检测结果的不确定性、充分利用检测数据等,是所有结构检验与测试工作面临的问题。

随着工程技术的发展和检测拒绝的提升,一些新的问题又放在我们面前,如高强混凝土的强度检测、混凝土缺失的精确判断、预应力筋管道灌浆饱满度测试、新型墙体材料的强度测试方法及质量审定方法等。钢结构的检验与测试是最具备发展潜力的技术。在对钢结构展开检验时,钢构件材料物理力学性能的现场可用验测技术、钢构件形变的现场可用测量技术和结构关键部位形变及受损现场测试技术等是目前亟需发展的技术。

新技术的研发也要引入与研制结合。如光传感技术、声升空技术等都是国际上九十年代中后期的先进设备技术,这些技术在大型建设项目施工阶段和用于过程中的安全监控和结构物安全性现场实荷测试等方面,有较为辽阔的应用于前景。三、结构的检验与评估技术结构检验与评估技术的发展与建筑市场和社会的市场需求有必要的关系,与国家的经济状况有紧密的关系,同时又受到检测技术发展的影响。

建国初期至文革期间,我国的结构检验与评估工作比较较较少。其原因是多方面的。在这期间,绝大部分的建设资金用作新建项目,即便如此,建设项目的数量也不多。

原有的建筑物比较较较少,而建国后期的建筑物和构筑物的用于年数还比较较为较短。这段时间的检验与评估工作的对象,主要是少量用于时间较长且极为破旧的居民住宅。由于缺少检测手段,检验工作以经验居多,适当的处置也多为治标不治本的临时措施。

1976年以后,结构的检验与修整改建技术获得了显著的发展。首先是建筑物和构筑物的抗震检验与抗震修整技术的发展。

1976年唐山地震后,国家每年都要拨款专款展开建筑物和构筑物的抗震修整。国家资金的投放增进了结构检验与修整技术的发展。

由于这是国内第一次大规模的结构检验与修整,缺少适当的检测手段和计算出来手段,检验工作仍然以定性居多,以经验居多。经过20多年的发展,建筑物和构筑物的抗震检验与抗震修整技术已日臻完善,构成了自己的体系,沦为结构检验与修整技术不可缺少的最重要分支。抗震检验标准早已构成了系统,常用的标准如下:《建筑抗震检验标准》(GBJ50023-95);《室外给排水工程设施抗震检验标准》(GBJ43-82);《室外煤气热力工程设施抗震检验标准》(GBJ44-82);《工业构筑物抗震检验标准》(GBJ117-88)。

建筑物和构筑物抗震检验与修整技术的发展与成熟期,为结构检验与修整技术的发展奠下了基础。1985年,经国务院批准后,积极开展了建国以来第一次城镇房屋的普查工作。为因应这次普查,国家建设行政主管部门的组织有关技术部门编成了《房屋等级审定标准》和《危险性房屋检验标准》。鉴于当时缺乏适当检测手段,待审定和检验房屋的数量很大,这两标准皆使用了以外观检查居多的检验方法,并将房屋分为完好无损、基本完好无损、一般损毁、相当严重损毁和危险性房屋等五个等级。

这是一次专业技术人员与非专业人员融合的普查,由房管部门统查,由各单位自查。以某省为事例,大约1.3万人参与普查,普查房屋大约1.3亿平方米。普查结果为完好无损房屋大约占到总数的38.5%,基本完好无损房屋大约占到总数的33.5%,一般损毁房屋大约占到总数的18.9%,相当严重损毁房屋大约占到总数的7.0%,危险性房屋大约占到总数的2.1%。

这次普查使房管部门享有了一支展开房屋安全性检验的技术队伍,为随后正式成立的房屋安全性检验车站奠下了基础。1976年开始的抗震检验与修整和1985年开始的全国性的房屋普查及随后的大规模的修葺,标志着我国的工程建设从以新建居多改变为新建与修理修整改建锐意的阶段。1989年,沈阳重型机械厂办公楼会议室地面忽然坍塌,导致根本性的人员伤亡事故。

这次事故引发了建设行政主管部门的高度重视,当年,在全国范围内积极开展了有数房屋安全性检查工作。由于此时构件的混凝土强度、配筋、砌筑砂浆强度、砌筑用强度等级等检测技术的推展,检查检验工作从以定性的外观检查结果为依据发展到以定量的检测数据为依据的阶段。

与此适当,建设行业的科研基金显著向结构耐久性、检测、检验、修整和改建方面弯曲。铁路、交通、水利、电力、冶金、化工、纺织、轻工、机械等行业也积极开展了适当的工作。在国内构成了结构安全性检验与修整技术和结构耐久性检验和剩下寿命评估等适当技术发展的契机。

结构的安全性问题获得了广泛的推崇。随后,正式成立了全国建筑物检验与修整标准技术委员会和房屋安全性检验委员会,各行业和各地方检验与修整的技术和经验以求交流,检验与修整技术向标准化方向身体健康地发展。

同时隶属于各地房地产管理局的房屋安全性检验部门正式成立,使房屋的安全性检验工作逐步踏上了正轨。目前有数的检验标准和白鱼施行的涉及标准有:《工业厂房可靠性检验标准》(GBJ114-90);《民用建筑可靠性检验标准》(将施行);《钢结构检测审定及修整技术规程》(YB9257-96);《钢铁工业辟(可分)筑城物可靠性检验规程》(YBJ219-89)。这些检验标准把定性的检验提升到定量的阶段,其主要对象为有数的建筑结构,使有数结构的检验结果具备可靠性。

到了九十年代,尤其是住宅商品化以后,建设工程的质量沦为万众瞩目的焦点,并引发中央领导的推崇。这一形势增进了建设工程质量的检测与检验技术的发展。

建设工程质量的检测与检验技术已远超过了全然的结构安全性的范畴,还包括了结构的安全性、耐久性、适用性和外用灾害能力以及工程质量问题产生原因的检验与分析等综合问题。这类检验不仅还包括工程施工质量,还包括设计质量,以设计规范和工程验收规范为准绳,以国家和各地有资质的工程质量检验中心为骨干。

建设工程质量的检测与检验为管理工程质量通病,如设计导致的多层砖房温度裂缝问题,混凝土工程施工阶段的裂开问题等起着了大力的起到,为设计规范和施工竣工验收规范的增补获取了依据。经过50年的发展,结构的检验与评估技术早已发展沦为还包括结构安全性检验、结构外用灾害能力检验与评估、工程质量问题检验、灾后结构的检验与评估和结构耐久性检验和剩下寿命评估的综合技术。但检验与评估技术仅存在一些问题,如在对有数结构的承载能力计算出来检验时一般都延用结构设计时的计算出来理论和计算方法。结构的设计阶段使用过热概率的理论,考虑到了起到的变异、材料强度变异、构件尺寸的变异等;而已有结构的承载能力检验时,除了星型起到不存在变异外,永久起到、材料强度和构件尺寸已确定,此外不存在着轴线的实际偏差、基础实际不均匀分布下陷、环境温度的影响、结构的实际受损等;问题有所不同了,计算出来理论和计算方法也应当有所区别。

因此,关于有数结构的承载能力的计算出来理论和计算方法尚待发展。在对建筑工程质量问题检验时,检验工作受到结构设计理论的制约,如设计不考虑到环境因素的影响,而实际工程质量问题与环境温度等有相当大的关系,如何审定这类问题,也尚待设计理论和检验理论的提升。四、结构的修整与改建技术50年来,结构的修整与改建技术也获得了适当的发展。

除了单层居民住宅的修葺外,五十年代至六十年代修整较多的是单层工业厂房中的厚腹梁和混凝土柱。少见的厚腹梁的修整方法为体外拉杆方法,拉杆中产生的拉力多使用电热张拉法。少见的混凝土柱修整方法有外包钢法和外包混凝土法或称作减小横截面法。此外另有环氧砂浆修复法,此法多见于掺加氯盐混凝土构件的修缮。

这些方法主要源自前苏联,目前还在用于,但从理论上和操作者工艺上都有了提高和提升。如混凝土柱的外包钢法修整方法,开始阶段的计算方法是分别计算出来混凝土柱和外包钢,外包钢按钢结构计算出来;当外包装的折板加密并经常出现湿式的施工方法时,其计算出来按整体构件考虑到;当缀板产生拉力时,可按约束混凝土展开计算出来。七十年代中后期,砌体结构抗震修整的问题日益突出,尤其是砖墙的修整问题。

中国建筑科学研究院等单位研发了钢筋网水泥砂浆面层(又称特板墙)修整技术,该技术至今依然普遍用作砌筑墙体的修整。八十年代初,辽宁省首先引入了法国混凝土构件修整技术,并用作实际工程。这种技术使混凝土受弯构件的抗弯能力的修整获得修改。此后,辽宁省建筑科学研究院和中国科学院沈阳物化所研制成功用作混凝土构件粘钢修整的JGN结构修整胶,使粘钢修整技术以求在国内很快推广应用。

由粘钢修整技术还衍生出来锚硬带钢修整技术和劲性外包钢修整技术。前一技术将锚栓相同技术与粘钢修整技术相结合,用作受弯构件抗弯和抗剪能力严重不足的修整。后项技术将前项技术与钢-混凝土人组结构技术相结合,用作受弯构件抗弯抗剪能力严重不足和钢度严重不足的修整。

JGN结构修整胶的引入,使得锚载有钢筋的技术风行一时,同时造就了混凝土构件裂缝修复技术的发展。九十年代初,中国建材院研制出低流动性修复砂浆,使得混凝土构件的局部修复技术以求提升。该项新材料使得混凝土柱的制约修整技术沦为现实。

九十年代中后期,纤维类材料用作修整的研究引发了高潮,冶金建筑研究院引入碳纤维修整技术,河北省建筑科学研究院研发了丙纶纤维混凝土修整技术,中国建筑科学研究院研发了玻璃纤维水泥砂浆面层人组砌体修整技术等。最近,国外金属锚栓转入中国市场,这一技术在结构的修整与改建中获得应用于。

中国建筑科学研究院正在编成金属锚栓的产品标准和工程标准。随着结构修整技术的发展,结构的改建技术也获得了发展,结构的修整技术在结构的改建中充分发挥了起到。此外,替代结构技术、转变传力途径技术、预应力技术、纳梁拔柱技术、结构增层和加层技术,在结构的改建中由广大的科技人员和工程技术人员发明者和建构出来。

修整改建技术的标准化是该项技术成熟期的标志,目前在用和将要施行的修整改建技术规程有:《古建筑木结构确保与修整技术规范》(GB50165-92);《混凝土结构修整技术规范》(CECS25:90);《钢结构修整技术规范》(CECS77:96);《多层砖房结构加层技术规范》(CECS78:96);《砌体结构修整技术规范》(待施行)。结构的修整技术尚待更进一步发展。

新的修整材料的研制是推展修整技术发展的动力。以往的经验告诉他我们,检测检验技术的发展依赖检验测试仪器的发展,修整技术的发展依赖新材料的发展。由轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料包含的效果好、不易施工的修整方法可推展修整材料的发展。

修整改建理论的提升是该项技术发展的另一个方面。目前的修整基本上是针对结构和承载能力严重不足的构件,缺少从结构总体上的做到与判断。在结构设计领域则有适当的理论,如建筑抗震设计中的概念设计,混凝土结构设计中的强柱很弱梁强节点等。

目前的修整有时不会适得其反。例如:对多层砖混结构的某一层墙体做到夹板墙修整,使得该层墙体的钢度大幅减少,构成与相临楼层的钢度差,对结构的抗震有利。

此外还有修整后构件的承载能力提升,屏蔽等级大幅上升等问题。这些问题必须从总体上做到,靠修整理论的提升来解决问题。

修整改建技术的提升还反映在施工技术提高和提升及施工机具上,而在这方面的研究仍然比较较较少。.。


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