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摘要:建筑结构安全是建筑工程最重要的要求之一。本文系统分析和介绍了目前各类建筑结构常用检测方法的特点和应用情况,并对不同工程质量问题的加固方法以及特点进行了研究。并指出了建筑结构检测和加固工作中需要注意的问题,供相关技术人员参考。
关键词:建筑结构;结构检测;加固。
中图分类号:TU3文献标识码: A
0 引言
建筑结构的安全不仅关系到建筑本身使用功能的正常运转,更关系到在建筑内部活动的人员的生命安全。因此,其安全性,适用性和耐久性等各项功能要求能否正常满足意义重大。在建筑结构的各项功能不能满足要求或者出现疑问时就需要对其进行建筑结构检测,而一旦发现问题就需要进行加固处理或者拆除。因而,结构检测和结构加固是评价结构的工程质量或鉴定既有结构的性能以及建筑结构问题处理等的必需项目。
1 建筑结构检测的内容
地震,洪水,风暴等自然灾害对建筑物的强度和稳定性等带来不同程度的影响,这种影响可能成为一种潜在的危险,一旦受到外界影响触发,会对人类的生命财产安全构成威胁。这就需要在建筑物遭受到外界灾害影响后,对建筑物的安全性或者适用性和耐久性进行评估,以确定建筑结构的安全程度。
(1)常规的外观检测。
如平整度、倾斜度、尺寸偏差等。此项检测是最传统的、最古老的检测方法。但也是最直观的检测方法。
(2)强度检测。如材料强度、构件承载力、钢筋配置情况等。
(3)结构内部缺陷的检测。
(4)材料成分的化学分析,如混凝土的集料分析、钢材化学成份分析等。
2 常见建筑结构检测方法及特点
经过几十年的发展,我国的建筑结构检测方法得到了快速的发展。检测对象也由单一的建筑类型向多种形式发展,包括混凝土建筑结构、砌体建筑结构、钢结构等。检测方法和技术手段不断变革,检测对象范围不断扩展,在保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了巨大的作用。
2.1 混凝土结构检测
混凝土结构的检测可分为原材料性能混凝土强度 混凝土构件外观质量与缺陷、尺寸偏差、变形与损伤和钢筋配置等项工作。混凝土结构工程的好坏,直接影响整个房屋建筑工程的安全、实用、经济。
混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”,从20世纪初为各国所采用一直延用至今。此种试验方法的实质为破损性试验。试验以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据。但是由于试验试件的受力等条件与实际状况中的结构构件存在一定差异,因此采用此类方法所得出的结果的准确性受到质疑。
为了改变破损性试验的弊端,20世纪30年代,回弹法、超声脉冲法等混凝土非破损检测方法发展起来了。试验方法在结构现场实际进行,大大提高了结构检测的试验结果可靠度。
2.2 砌体结构检测
砌体结构主要指砖砌体,砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚,至二十世纪七十年代末,建筑结构检测范围延伸至砌筑结构,而后迅速得到发展。砌体结构是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,其检测的内容主要是砌筑砂浆的强度以及砌筑砌体的强度,由此对砌筑结构进行抗震鉴定和加固效果评定。传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,这不单会造成试样采取的困难,同时对结构本身也会产生损害。
随着技术的不断成熟,砌体结构力学性能现场检测技术规范编制组对部分已有的砌体结构检测方法进行了评审,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。
2.3 钢结构检测
以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。虽然与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,但是钢结构能够重复利用,绿色环保等,在现在建筑中得到大量应用。
钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜。钢材料的质量、缺陷检测方法在其它领域早已得到广泛应用,因此,钢结构检测方法主要是借鉴冶金 机械 交通 航空 石油 化工等领域的检测技术。常用的方法主要有表面硬度法、超声法等。
3 常用建筑结构形式的加固方法
建筑结构在自身的承载性能或者耐久性等方面不能够满足使用要求时,就需要对结构进行加固。所采用的加固方法主要基于减小结构截面受力或者提高构件强度,达到建筑加固的目的。
3.1 混凝土结构加固方法
混凝土结构加固一是加大截面面积,从而减小受力构件的应力,满足承载力要求。适用于梁、板柱墙和一般构造物的混凝土的加固。增大截面加固法施工工艺简单,容易掌握,但是现场施工耗时较长,并且由于结构构件截面面积加大,导致建筑物的内部空间减小。另外还有外包钢加固法、预应力加固法、改變结构传力途径加固法、粘钢碳纤维加固法、全焊接补筋法套箍加固法、喷射混凝土补强加固法等。
3.2 砌体结构加固方法
砌体结构加固的实质是提高砌体结构的整体强度。目前常用的方法主要是:扶壁柱加固法钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等。
扶壁柱加固法工艺简单,适应性强,但是有限;加大截面加固法( 混凝土层加固和外包钢筋混凝土柱加固)可以有效提高承载力,但现场湿作业时间长;外包钢加固法主要使用于砖柱,可以显著提高承载力。
3.3 常用检测方法
结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求;承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验,结果准确可靠,但会造成对结构物局部的损坏,尤其是对重要的结构部位,无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度来说并不很敏感,测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法,操作简便易行,对结构物损伤极小,又有足够检测精度.尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件,而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中。
结束语
建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。随着建筑领域技术的不断进步,我国的结构验测与加固技术得到快速的发展,经历了从无到有,从传统检测、加固到科学实施的发展过程。
建筑结构检测工作是一项关系到国计民生的具有现实社会意义的基础性工作,近些年来已经为我国的经济建设做出了巨大的贡献,随着技术的进步,结构设计的创新,检测与加固工作也要运用新的技术,新的方法才能跟上发展的步伐,才能更好的未现代化建设事业服务。
参考文献:
[1] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].2004.
[2] 袁海军,姜 红.建筑结构检测鉴定与加固手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[3] YB 9257-96,钢结构检测评定及加固技术规程[S].2004.
[4] 唐天国,刘浩吾.梁裂缝损伤检测的模态应变能法及试验研究 [J]. 工程力学(增刊), 2005,6(22):39-45.
[5] 范晓,周浙红,泮威风, 砖砌体房屋抽墙加固方案[J].宁波大学学报(理工版), 2005, 18(2):255-257.
[6] 魏明宇,卢铁鹰,蒋彦涛.某博览会展厅的受力验算和加固[J].钢结构, 2003, 18(2): 58-59.
关键词:建筑结构;结构检测;加固。
中图分类号:TU3文献标识码: A
0 引言
建筑结构的安全不仅关系到建筑本身使用功能的正常运转,更关系到在建筑内部活动的人员的生命安全。因此,其安全性,适用性和耐久性等各项功能要求能否正常满足意义重大。在建筑结构的各项功能不能满足要求或者出现疑问时就需要对其进行建筑结构检测,而一旦发现问题就需要进行加固处理或者拆除。因而,结构检测和结构加固是评价结构的工程质量或鉴定既有结构的性能以及建筑结构问题处理等的必需项目。
1 建筑结构检测的内容
地震,洪水,风暴等自然灾害对建筑物的强度和稳定性等带来不同程度的影响,这种影响可能成为一种潜在的危险,一旦受到外界影响触发,会对人类的生命财产安全构成威胁。这就需要在建筑物遭受到外界灾害影响后,对建筑物的安全性或者适用性和耐久性进行评估,以确定建筑结构的安全程度。
(1)常规的外观检测。
如平整度、倾斜度、尺寸偏差等。此项检测是最传统的、最古老的检测方法。但也是最直观的检测方法。
(2)强度检测。如材料强度、构件承载力、钢筋配置情况等。
(3)结构内部缺陷的检测。
(4)材料成分的化学分析,如混凝土的集料分析、钢材化学成份分析等。
2 常见建筑结构检测方法及特点
经过几十年的发展,我国的建筑结构检测方法得到了快速的发展。检测对象也由单一的建筑类型向多种形式发展,包括混凝土建筑结构、砌体建筑结构、钢结构等。检测方法和技术手段不断变革,检测对象范围不断扩展,在保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了巨大的作用。
2.1 混凝土结构检测
混凝土结构的检测可分为原材料性能混凝土强度 混凝土构件外观质量与缺陷、尺寸偏差、变形与损伤和钢筋配置等项工作。混凝土结构工程的好坏,直接影响整个房屋建筑工程的安全、实用、经济。
混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”,从20世纪初为各国所采用一直延用至今。此种试验方法的实质为破损性试验。试验以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据。但是由于试验试件的受力等条件与实际状况中的结构构件存在一定差异,因此采用此类方法所得出的结果的准确性受到质疑。
为了改变破损性试验的弊端,20世纪30年代,回弹法、超声脉冲法等混凝土非破损检测方法发展起来了。试验方法在结构现场实际进行,大大提高了结构检测的试验结果可靠度。
2.2 砌体结构检测
砌体结构主要指砖砌体,砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚,至二十世纪七十年代末,建筑结构检测范围延伸至砌筑结构,而后迅速得到发展。砌体结构是由砖块和砂浆强度或施工时制做的砌体试块强度来决定的,其检测的内容主要是砌筑砂浆的强度以及砌筑砌体的强度,由此对砌筑结构进行抗震鉴定和加固效果评定。传统的检测方法是直接从砌体结构上截取试样,这不单会造成试样采取的困难,同时对结构本身也会产生损害。
随着技术的不断成熟,砌体结构力学性能现场检测技术规范编制组对部分已有的砌体结构检测方法进行了评审,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。
2.3 钢结构检测
以钢材制作为主的结构,是主要的建筑结构类型之一。虽然与混凝土结构和砌体结构相比,工程建设中钢结构的数量相对较少,但是钢结构能够重复利用,绿色环保等,在现在建筑中得到大量应用。
钢材的特点是强度高、自重轻、整体刚性好、变形能力强,故用于建造大跨度和超高、超重型的建筑物特别适宜。钢材料的质量、缺陷检测方法在其它领域早已得到广泛应用,因此,钢结构检测方法主要是借鉴冶金 机械 交通 航空 石油 化工等领域的检测技术。常用的方法主要有表面硬度法、超声法等。
3 常用建筑结构形式的加固方法
建筑结构在自身的承载性能或者耐久性等方面不能够满足使用要求时,就需要对结构进行加固。所采用的加固方法主要基于减小结构截面受力或者提高构件强度,达到建筑加固的目的。
3.1 混凝土结构加固方法
混凝土结构加固一是加大截面面积,从而减小受力构件的应力,满足承载力要求。适用于梁、板柱墙和一般构造物的混凝土的加固。增大截面加固法施工工艺简单,容易掌握,但是现场施工耗时较长,并且由于结构构件截面面积加大,导致建筑物的内部空间减小。另外还有外包钢加固法、预应力加固法、改變结构传力途径加固法、粘钢碳纤维加固法、全焊接补筋法套箍加固法、喷射混凝土补强加固法等。
3.2 砌体结构加固方法
砌体结构加固的实质是提高砌体结构的整体强度。目前常用的方法主要是:扶壁柱加固法钢筋水泥砂浆加固法、加大截面加固法、外包钢筋混凝土柱加固法、外包钢加固法等。
扶壁柱加固法工艺简单,适应性强,但是有限;加大截面加固法( 混凝土层加固和外包钢筋混凝土柱加固)可以有效提高承载力,但现场湿作业时间长;外包钢加固法主要使用于砖柱,可以显著提高承载力。
3.3 常用检测方法
结构检测工作包括的内容比较多,一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为:混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测等。对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能,可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤,结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求;承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力;破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验,结果准确可靠,但会造成对结构物局部的损坏,尤其是对重要的结构部位,无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度来说并不很敏感,测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法,操作简便易行,对结构物损伤极小,又有足够检测精度.尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件,而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌人的方法将锚固件置人并固定其中。
结束语
建筑结构的科学检测、加固是建筑工程质量安全保障体系中的一个重要组成部分。随着建筑领域技术的不断进步,我国的结构验测与加固技术得到快速的发展,经历了从无到有,从传统检测、加固到科学实施的发展过程。
建筑结构检测工作是一项关系到国计民生的具有现实社会意义的基础性工作,近些年来已经为我国的经济建设做出了巨大的贡献,随着技术的进步,结构设计的创新,检测与加固工作也要运用新的技术,新的方法才能跟上发展的步伐,才能更好的未现代化建设事业服务。
参考文献:
[1] GB/T 50344-2004,建筑结构检测技术标准[S].2004.
[2] 袁海军,姜 红.建筑结构检测鉴定与加固手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.
[3] YB 9257-96,钢结构检测评定及加固技术规程[S].2004.
[4] 唐天国,刘浩吾.梁裂缝损伤检测的模态应变能法及试验研究 [J]. 工程力学(增刊), 2005,6(22):39-45.
[5] 范晓,周浙红,泮威风, 砖砌体房屋抽墙加固方案[J].宁波大学学报(理工版), 2005, 18(2):255-257.
[6] 魏明宇,卢铁鹰,蒋彦涛.某博览会展厅的受力验算和加固[J].钢结构, 2003, 18(2): 58-59.