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摘要:文中针对建筑结构的检测技术进行了简要的分析与探讨
关键词:建筑工程 检测技术 准确 方法
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
前言
建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病,如设计造成的多层砖房温度裂缝问题,混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用,为设计规范和施工验收规范的修编提
供了依据。
一、建筑结构检验测试技术的发展前景更加准确、减少损伤、快捷方便无疑是已有建筑结构检验测试技术改善和提高的发展目标。开发新的检验项目,使检验测试技术更加完善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重要的角色。没有仪器设备就无法进行检测,而质量好、操作方便的仪器设备是高质量检测工作的保障。与经济发达国家相比,我们的检测仪器设备在总体上存在着明显的差距,主要体现在性能不稳定、功能少、寿命短、体积大等方面。检测方法改善和提高的第二个方面是检测理论提高和检测数据分析方法的改善。合理确定检测数量、合理布置检测位置、减小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对的问题。随着工程技术的发展和检测要求的提高,一些新的问题又摆在我们面前,如高强混凝土的强度检测、混凝土缺陷的准确判定、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评定方法等。钢结构的检验与测试是最具有发展潜力的技术。在对钢结构进行鉴定时,钢构件材料物理力学性能的现场无损检测技术、钢构件应力的现场无损测定技术和结构关键部位应力及损伤现场测试技术等是目前亟待发展的技术。新技术的开发也要引进与研制相结合。
二、鉴定方法和检测技术
1鉴定方法
一般将建筑物的鉴定方法划分为三种:传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。
(1)传统经验法。由有经验的专家通过现场观察和简单的计算分析,以原设计规范为依据,根据个人专业知识和工程经验直接对建筑物的可靠性作出评价。该法鉴定程序简单,但由于受检测技术和计算工具的制约,鉴定人员难以获得较准确和完备的数据和资料,也难以对结构的性能和状态作出全面的分析,因此评判过程缺乏系统性,对建筑物可靠性水平的判断带有较大的主观性,鉴定结论往往因人而异,而工程处理方案多数偏于保守,造成浪费。
(2)实用鉴定法。应用各种检测手段对建筑物及其环境进行周密的调查、检查和测试,应用计算机技术以及其他相关技术和方法分析建筑物的性能和状态,全面分析建筑物所存在问题的原因,以现行标准规范为基准,按照统一的鉴定程序和标准,从安全性、适用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平。与传统经验法相比,该法鉴定程序科学,对建筑物可靠性水平的判定较准确,能够为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据。
(3)概率鉴定法。在实用鉴定法的基础上,进一步利用统计推断方法分析影响特定建筑物可靠性的不确定因素,更直接地利用可靠性理论评定建筑物的可靠性水平。概率鉴定法是针对具体的已有建筑物,通过对建筑物和环境信息的采集和分析,评定建筑物的可靠性水平,评定结论更符合特定建筑物的实际情况。
2检测技术
检测技术是建筑物可靠性鉴定所依赖的重要工程技术,当前建筑物检测技术的发展呈现以下趋势。
(1)检测内容趋于系统和深入。除了材料强度、构件尺寸和破损状况、结构变形和位移等,当前检测技术所测试的内容已扩展到材料、构件、结构的其他几何、力學性状以及物理、化学性状,如混凝土材料的含水率、水泥含量、氯离子含量、PH值和抗渗性,混凝土内部钢筋的位置、直径和锈蚀状态,构件内部裂缝、缺陷的发展,构件表面温度,构件的工作应力和静态、动态应变,结构动力特征和动力反应等。这些内容不仅涉及建筑物的安全性和适用性,也涉及建筑物的耐久性和使用寿命,检测内容的完善有助于人们更全面、深入地了解和掌握建筑物的性能和状况,为建筑物的可靠性鉴定提供更充足的依据。
(2)检测方法日益先进和丰富。建筑物的检测方法发展较快,有很多技术已相当成熟,进入工程实用,如测试混凝土的回弹法、钻芯法、超声回弹综合法和后装拔出法,测试混凝土缺陷的超声法,测试钢材和焊缝缺陷的超声法、射线法、磁粉法、渗透法和涡流法,测试构件表面稳定的辐射测温法等。
(3)检测仪器集成化和智能化。集数据采集和分析于一体、功能齐全、操作简便的检测仪器更多地得到了开发和应用,如可自动对建筑物进行多踪时域分析和频域分析的动测设备,根据温差探测混凝土的龟裂、破损部位的红外热摄像仪,采用轮式电极测试混凝土内部钢筋锈蚀状况的电位差式钢筋腐蚀检测仪,自动确定混凝土裂缝分布、宽度、长度等的彩色图像分析系统等。检测仪器的集成化和智能化不仅提高了检测工作的效率,而且可在很大程度上减小测试、分析工作中的人为错误和误差。
三、鉴定标准
现有建筑物多数是依据过去的标准规范设计的,所隐含的可靠度水平和现行的标准规范不同,可靠度是否满足要求应以现行公认的可靠指标限值为基准制定建筑物可靠性评定的标准,遵循当前更为先进的设计思想建立结构力学分析和构件校核的方法,才能保证建筑物的可靠度符合现时的要求。较为合理的方法是赋予评定标准以一定的弹性;如果现有建筑物的可靠指标仅在较小程度上低于当前规定的可靠指标限值,原则上予以接收,不必进行将加固或仅需局部处理;而不可接受的是那些可靠指标相差较大的建筑物,它们是加固改造的重点对象。
四、提高建筑结构设计安全度的若干意见
1 当前的建筑物安全事故与结构设计安全度无关50 年代的结构设计方法,与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,只有110~140 号,比现在的C15 还低。50 年代初期施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器,且当时施工发生安全事故较少。有一些建筑物,如王府井百货大楼、北京饭店等,使用至今已逾45 年,而且经过了唐山地震影响的考验。因此可以说,现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。
2 结构设计,仍宜提倡节约关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师,重要职责之一,就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。如果将构件截面任意加大,材料用量任意增多,这个工作,建筑师也能做。在发达国家,节约材料也是工程师所追求的。
3 我国规范中的构造规定,并非都比别国低我国规范规定的是最低用钢量,设计者一般根据结构重要性,予以适当提高,所以不能以此来判定在工程中的材料用量,更不能以最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量力0.4%,是不考虑抗地震时的数量,大多数城市设计时都考虑抗震,高层建筑更是都要考虑,这时柱子的最小含钢量就是0.5%~1.0%.而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比,实际用钢量并不太小。有些构造要求,已与国外持平,如剪力墙的最小配筋率为0.25%,与美国相同。至于墙的暗柱配筋量,在许多方面已是世界领先。我国规范对于梁受压钢筋的配筋率,有明确规定。且数值与美国基本相等,并非“无此规定”。至于受拉钢筋的最小配筋率,有设计经验的人都知道,在一般梁板构件中,此值并不起作用,有影响的是在类似基础厚板一类构件中。这种构件中,我国规范与国外规范相比,在某些情况下配筋更多。因为如美国或新西兰规范,对于控制最小配筋量还有一些放松要求的措施,可使配筋减少,所以在一定情况下,配筋可以更少。因此也不能一概而论,说我国的构造配筋比国外如何的少。
4 规范要根据國家政策而定一个国家的规范,不仅仅是技术性的,还有很强的政策性,许多方面,是一个国家经济条件的直接反映。因此,我国规范的材料用量,当然应该比发达国家低,其安全度也低一些。这方面完全可以理直气壮地说,过去的设计标准,是符合我国国情的,是安全的。当然某些局部有不足,要不断修改。国外的规范也不是十全十美,也在不断的修改。过去的结构成功地经受了几十年的考验,那就是说,规范基本是正确的,安全度基本是能满足要求的。
结束语
结构检测技术的发展与应用对于提高建設工程的质量起到了积极的作用,在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。建筑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明显的区别,其工作难度大,技术含量高。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。
参考文献
[1] 林森. 试述多种常见建筑结构的检测[J]. 黑龙江科技信息. 2010(11)
[2] 何超钒. 浅析几种常见建筑结构的检测技术与方法[J]. 民营科技. 2009(06)
[3] 夏小锋. 浅析建筑结构检测技术[J]. 中国科技信息. 2005(16)
[4] 任晓伟,任洪伟. 建筑结构的检测现状与趋势浅析[J]. 中国高新技术企业. 2009(03)
关键词:建筑工程 检测技术 准确 方法
中图分类号:K826.16 文献标识码:A 文章编号:
前言
建设工程质量的检测与鉴定为治理工程质量通病,如设计造成的多层砖房温度裂缝问题,混凝土工程施工阶段的开裂问题等起到了积极的作用,为设计规范和施工验收规范的修编提
供了依据。
一、建筑结构检验测试技术的发展前景更加准确、减少损伤、快捷方便无疑是已有建筑结构检验测试技术改善和提高的发展目标。开发新的检验项目,使检验测试技术更加完善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重要的角色。没有仪器设备就无法进行检测,而质量好、操作方便的仪器设备是高质量检测工作的保障。与经济发达国家相比,我们的检测仪器设备在总体上存在着明显的差距,主要体现在性能不稳定、功能少、寿命短、体积大等方面。检测方法改善和提高的第二个方面是检测理论提高和检测数据分析方法的改善。合理确定检测数量、合理布置检测位置、减小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对的问题。随着工程技术的发展和检测要求的提高,一些新的问题又摆在我们面前,如高强混凝土的强度检测、混凝土缺陷的准确判定、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评定方法等。钢结构的检验与测试是最具有发展潜力的技术。在对钢结构进行鉴定时,钢构件材料物理力学性能的现场无损检测技术、钢构件应力的现场无损测定技术和结构关键部位应力及损伤现场测试技术等是目前亟待发展的技术。新技术的开发也要引进与研制相结合。
二、鉴定方法和检测技术
1鉴定方法
一般将建筑物的鉴定方法划分为三种:传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。
(1)传统经验法。由有经验的专家通过现场观察和简单的计算分析,以原设计规范为依据,根据个人专业知识和工程经验直接对建筑物的可靠性作出评价。该法鉴定程序简单,但由于受检测技术和计算工具的制约,鉴定人员难以获得较准确和完备的数据和资料,也难以对结构的性能和状态作出全面的分析,因此评判过程缺乏系统性,对建筑物可靠性水平的判断带有较大的主观性,鉴定结论往往因人而异,而工程处理方案多数偏于保守,造成浪费。
(2)实用鉴定法。应用各种检测手段对建筑物及其环境进行周密的调查、检查和测试,应用计算机技术以及其他相关技术和方法分析建筑物的性能和状态,全面分析建筑物所存在问题的原因,以现行标准规范为基准,按照统一的鉴定程序和标准,从安全性、适用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平。与传统经验法相比,该法鉴定程序科学,对建筑物可靠性水平的判定较准确,能够为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据。
(3)概率鉴定法。在实用鉴定法的基础上,进一步利用统计推断方法分析影响特定建筑物可靠性的不确定因素,更直接地利用可靠性理论评定建筑物的可靠性水平。概率鉴定法是针对具体的已有建筑物,通过对建筑物和环境信息的采集和分析,评定建筑物的可靠性水平,评定结论更符合特定建筑物的实际情况。
2检测技术
检测技术是建筑物可靠性鉴定所依赖的重要工程技术,当前建筑物检测技术的发展呈现以下趋势。
(1)检测内容趋于系统和深入。除了材料强度、构件尺寸和破损状况、结构变形和位移等,当前检测技术所测试的内容已扩展到材料、构件、结构的其他几何、力學性状以及物理、化学性状,如混凝土材料的含水率、水泥含量、氯离子含量、PH值和抗渗性,混凝土内部钢筋的位置、直径和锈蚀状态,构件内部裂缝、缺陷的发展,构件表面温度,构件的工作应力和静态、动态应变,结构动力特征和动力反应等。这些内容不仅涉及建筑物的安全性和适用性,也涉及建筑物的耐久性和使用寿命,检测内容的完善有助于人们更全面、深入地了解和掌握建筑物的性能和状况,为建筑物的可靠性鉴定提供更充足的依据。
(2)检测方法日益先进和丰富。建筑物的检测方法发展较快,有很多技术已相当成熟,进入工程实用,如测试混凝土的回弹法、钻芯法、超声回弹综合法和后装拔出法,测试混凝土缺陷的超声法,测试钢材和焊缝缺陷的超声法、射线法、磁粉法、渗透法和涡流法,测试构件表面稳定的辐射测温法等。
(3)检测仪器集成化和智能化。集数据采集和分析于一体、功能齐全、操作简便的检测仪器更多地得到了开发和应用,如可自动对建筑物进行多踪时域分析和频域分析的动测设备,根据温差探测混凝土的龟裂、破损部位的红外热摄像仪,采用轮式电极测试混凝土内部钢筋锈蚀状况的电位差式钢筋腐蚀检测仪,自动确定混凝土裂缝分布、宽度、长度等的彩色图像分析系统等。检测仪器的集成化和智能化不仅提高了检测工作的效率,而且可在很大程度上减小测试、分析工作中的人为错误和误差。
三、鉴定标准
现有建筑物多数是依据过去的标准规范设计的,所隐含的可靠度水平和现行的标准规范不同,可靠度是否满足要求应以现行公认的可靠指标限值为基准制定建筑物可靠性评定的标准,遵循当前更为先进的设计思想建立结构力学分析和构件校核的方法,才能保证建筑物的可靠度符合现时的要求。较为合理的方法是赋予评定标准以一定的弹性;如果现有建筑物的可靠指标仅在较小程度上低于当前规定的可靠指标限值,原则上予以接收,不必进行将加固或仅需局部处理;而不可接受的是那些可靠指标相差较大的建筑物,它们是加固改造的重点对象。
四、提高建筑结构设计安全度的若干意见
1 当前的建筑物安全事故与结构设计安全度无关50 年代的结构设计方法,与现在近似,当时所用的混凝土强度很低,只有110~140 号,比现在的C15 还低。50 年代初期施工手段也很落后,混凝土用体积配合比,人工搅拌,没有振捣器,且当时施工发生安全事故较少。有一些建筑物,如王府井百货大楼、北京饭店等,使用至今已逾45 年,而且经过了唐山地震影响的考验。因此可以说,现在的安全事故与结构设计安全度是没有连带关系的。
2 结构设计,仍宜提倡节约关于节约钢材的问题。作为一个结构设计工程师,重要职责之一,就是以较少的材料去完成建筑物各种功能的要求。如果将构件截面任意加大,材料用量任意增多,这个工作,建筑师也能做。在发达国家,节约材料也是工程师所追求的。
3 我国规范中的构造规定,并非都比别国低我国规范规定的是最低用钢量,设计者一般根据结构重要性,予以适当提高,所以不能以此来判定在工程中的材料用量,更不能以最低值来与人家比。我国规范规定的柱子最小含钢量力0.4%,是不考虑抗地震时的数量,大多数城市设计时都考虑抗震,高层建筑更是都要考虑,这时柱子的最小含钢量就是0.5%~1.0%.而且设计单位在设计高层建筑的柱子时,用钢量常比规范要求的还大,因此与国外相比,实际用钢量并不太小。有些构造要求,已与国外持平,如剪力墙的最小配筋率为0.25%,与美国相同。至于墙的暗柱配筋量,在许多方面已是世界领先。我国规范对于梁受压钢筋的配筋率,有明确规定。且数值与美国基本相等,并非“无此规定”。至于受拉钢筋的最小配筋率,有设计经验的人都知道,在一般梁板构件中,此值并不起作用,有影响的是在类似基础厚板一类构件中。这种构件中,我国规范与国外规范相比,在某些情况下配筋更多。因为如美国或新西兰规范,对于控制最小配筋量还有一些放松要求的措施,可使配筋减少,所以在一定情况下,配筋可以更少。因此也不能一概而论,说我国的构造配筋比国外如何的少。
4 规范要根据國家政策而定一个国家的规范,不仅仅是技术性的,还有很强的政策性,许多方面,是一个国家经济条件的直接反映。因此,我国规范的材料用量,当然应该比发达国家低,其安全度也低一些。这方面完全可以理直气壮地说,过去的设计标准,是符合我国国情的,是安全的。当然某些局部有不足,要不断修改。国外的规范也不是十全十美,也在不断的修改。过去的结构成功地经受了几十年的考验,那就是说,规范基本是正确的,安全度基本是能满足要求的。
结束语
结构检测技术的发展与应用对于提高建設工程的质量起到了积极的作用,在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。建筑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明显的区别,其工作难度大,技术含量高。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。
参考文献
[1] 林森. 试述多种常见建筑结构的检测[J]. 黑龙江科技信息. 2010(11)
[2] 何超钒. 浅析几种常见建筑结构的检测技术与方法[J]. 民营科技. 2009(06)
[3] 夏小锋. 浅析建筑结构检测技术[J]. 中国科技信息. 2005(16)
[4] 任晓伟,任洪伟. 建筑结构的检测现状与趋势浅析[J]. 中国高新技术企业. 2009(03)