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結(jié)構(gòu)檢測(cè)加固論文时间:2015-11-03 【转载】 阅读 在現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工中,建筑結(jié)構(gòu)的安全、可靠是建筑工程的頭等大事。建筑物在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),在規(guī)定的條件下,即正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)的條件下,應(yīng)滿(mǎn)足安全性,適用性和耐久性的要求。在需要對(duì)建筑物的施工質(zhì)量進(jìn)行評(píng)定時(shí),或當(dāng)建筑物由于某種原因不能滿(mǎn)足某項(xiàng)功能的要求或?qū)M(mǎn)足某項(xiàng)功能的要求產(chǎn)生懷疑時(shí),就需要對(duì)建筑物的整體結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)的某一部分或某些構(gòu)件進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)判定被檢結(jié)構(gòu)存在安全隱患時(shí),就應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行加固處理,或者拆除。 建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)是以相應(yīng)現(xiàn)行規(guī)范為根據(jù)、以實(shí)驗(yàn)為技術(shù)手段,測(cè)量能反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實(shí)際工作性能的有關(guān)參數(shù),為判斷結(jié)構(gòu)的承載能力和安全儲(chǔ)備提供重要依據(jù)。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)檢測(cè)不僅對(duì)新建工程安全性能的評(píng)定起重要作用,而且對(duì)于危舊房屋的更新改造、古建筑和受損結(jié)構(gòu)的加固修復(fù)等提供直接的技術(shù)參數(shù)。 1、常用檢測(cè)方法 結(jié)構(gòu)檢測(cè)工作包括的內(nèi)容比較多,一般有結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能檢測(cè)、結(jié)構(gòu)的構(gòu)造措施檢測(cè)、結(jié)構(gòu)構(gòu)件尺寸檢測(cè)、鋼筋位置及直徑檢測(cè)、結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的開(kāi)裂和變形情況檢測(cè)及結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢測(cè)等。我們按所檢的結(jié)構(gòu)種類(lèi)把建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)方法分為:混凝土結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢測(cè)、混凝土強(qiáng)度回彈法、超聲波法、超聲回彈綜合法、取芯法、拉撥法;砌體結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法,回彈法、點(diǎn)荷法、射釘法;鋼結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括結(jié)構(gòu)性能實(shí)荷檢測(cè)與動(dòng)測(cè)、超聲波無(wú)損檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)、渦流檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、涂層厚度檢測(cè)、鋼材銹蝕檢測(cè)和鋼-混凝土組合結(jié)構(gòu)檢測(cè)包括鋼管混凝土的強(qiáng)度與缺陷檢測(cè)等。 對(duì)某些結(jié)構(gòu)或構(gòu)件為獲得其結(jié)構(gòu)承整體受力性能或構(gòu)件承載力、剛度或抗裂性能,可進(jìn)行結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體性能的靜力實(shí)荷檢驗(yàn)。對(duì)某些重要建筑和大型的公共建筑還可進(jìn)行結(jié)構(gòu)的動(dòng)力測(cè)試。其中靜力實(shí)荷檢驗(yàn)可分為使用性能檢驗(yàn)、承載力檢驗(yàn)和破壞性檢驗(yàn)。使用性能的檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在規(guī)定荷的作用下不出現(xiàn)過(guò)大的變形和損傷,結(jié)構(gòu)或構(gòu)件經(jīng)過(guò)檢測(cè)后還必須滿(mǎn)足正常使用要求;承載力檢驗(yàn)主要用于驗(yàn)證結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的設(shè)計(jì)承載力;破壞性檢驗(yàn)主要用于確定結(jié)構(gòu)或模型的實(shí)際承載力。 對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的混凝土材料強(qiáng)度目前廣泛應(yīng)用的檢測(cè)方法是鉆芯法和回彈法。鉆芯法是在建筑構(gòu)件上鉆取混凝土芯樣直接進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢驗(yàn),結(jié)果準(zhǔn)確可靠,但會(huì)造成對(duì)結(jié)構(gòu)物局部的損壞,尤其是對(duì)重要的結(jié)構(gòu)部位,無(wú)法進(jìn)行大量的檢測(cè)。非破損法中的回彈法、超聲法、超聲一回彈綜合法所測(cè)定的參數(shù)(回彈值、聲速值)對(duì)混凝土強(qiáng)度來(lái)說(shuō)并不很敏感,測(cè)試結(jié)果精度不高。拔出法是一種介于鉆芯法和非破損檢測(cè)方法之間的混凝土強(qiáng)度微破損檢測(cè)方法,操作簡(jiǎn)便易行,對(duì)結(jié)構(gòu)物損傷極小,又有足夠檢測(cè)精度,尤其是近20年才出現(xiàn)的后裝拔出法無(wú)需預(yù)先在混凝土中埋置錨固件,而是在己硬化的混凝土上通過(guò)鉆孔、擴(kuò)槽、嵌入的方法將錨固件置入并固定其中,因此,在己硬化的新舊混凝土的各種構(gòu)件上都可以使用,適應(yīng)性很強(qiáng),檢測(cè)結(jié)果的可靠性也較高,特別是當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)缺少混凝土強(qiáng)度的有關(guān)試驗(yàn)資料時(shí),是非常有價(jià)值的一種檢驗(yàn)評(píng)定手段。但在我國(guó),研究起步較晚,且受各種因素限制,其應(yīng)用卻不及回彈法和超聲法那么廣泛和普遍,仍有待于加強(qiáng)對(duì)拔出法的深入研究以及在工程實(shí)踐中的推廣與應(yīng)用。對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)目前主要使用軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回彈法、點(diǎn)荷法、射釘法。這些檢測(cè)方法大致可分為兩類(lèi):直接法和間接法,前者為檢測(cè)砌體抗壓強(qiáng)度和砌體抗剪強(qiáng)度的方法,后者為測(cè)試砂漿強(qiáng)度的方法。 由于鋼結(jié)構(gòu)的材質(zhì)均勻,因此具有強(qiáng)度、塑性與韌性均能較方便地進(jìn)行測(cè)試的優(yōu)勢(shì)。但其最大的缺點(diǎn)是:鋼材易腐蝕,耐火性差,同時(shí)鋼結(jié)構(gòu)是一類(lèi)缺陷敏感性結(jié)構(gòu),所以鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)主要是針對(duì)材料與連接缺陷以及銹蝕程度與涂層厚度的檢測(cè)。通常所采用的方法有:超聲波無(wú)損檢測(cè)、滲透檢測(cè)、射線(xiàn)檢測(cè)、渦流檢測(cè)、磁粉檢測(cè)、鋼材銹蝕檢測(cè)及涂層厚度檢測(cè)等。 2、常用結(jié)構(gòu)加固方法 2.1 加大截面加固法:加大截面加固法是在鋼筋混凝土構(gòu)件外部外包混凝土(通常是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件受壓區(qū)增加混凝土現(xiàn)澆層,受拉區(qū)增加配筋量),增大構(gòu)件截面積和配筋量,增加截面有效高度,從而提高構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪能力和截面剛度,起到加固補(bǔ)強(qiáng)的作用。在適筋范圍內(nèi),由于混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力隨著鋼筋截面積和強(qiáng)度的增大而提高。在原構(gòu)件正截面配筋率不太高的情況下,增大主筋截面積或強(qiáng)度,增加現(xiàn)澆鋼筋混凝土圍套增大構(gòu)件截面,通過(guò)新加部分和原構(gòu)件共同工作,可有效地提高原構(gòu)件正截面抗彎、斜截面抗剪承載力和截面剛度,改善正常使用性能。 優(yōu)點(diǎn):加大截面加固法施工工藝簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng),并具有成熟的設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn);適用于梁、板、柱、墻等構(gòu)件和一般構(gòu)造物的鋼筋混凝土加固。 缺點(diǎn):現(xiàn)場(chǎng)施工的濕作業(yè)工作量大,養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng),對(duì)生產(chǎn)和生活有一定的影響,而且加固后構(gòu)件的截面增大,對(duì)建筑物的凈空和外觀(guān)有不小影響。更為重要的是增加的外包混凝土與原有構(gòu)件的混凝土材齡相差較大,要解決好新加部分與原有部分混凝土的整體工作共同受力,是一個(gè)很復(fù)雜的問(wèn)題,并且受制的因素較多,現(xiàn)階段只能增加有利的構(gòu)造措施。 2.2 置換混凝土加固法:該法是剔除部分陳舊的混凝土,置換成新的混凝土,新混凝土的強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)比原結(jié)構(gòu)、構(gòu)件提高一級(jí),且不得低于c20級(jí)。比較適用于鋼筋混凝土構(gòu)件的局部加強(qiáng)處理,有時(shí)也用于受壓區(qū)混凝土強(qiáng)度偏低或有嚴(yán)重缺陷的梁、柱等鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固。 優(yōu)點(diǎn):與加大截面加固法相近,而且構(gòu)件加固后不影響結(jié)構(gòu)原先的凈空,能恢復(fù)結(jié)構(gòu)原先的外觀(guān)。缺點(diǎn):同樣存在施工的濕作業(yè)時(shí)間長(zhǎng)、養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長(zhǎng)的缺點(diǎn),而且剔除陳舊混凝土的工作量大,容易傷及原構(gòu)件的鋼筋,所以在施工過(guò)程中對(duì)原構(gòu)件可能造成的屈服、疲勞、失穩(wěn)等破壞狀態(tài)要進(jìn)行全面嚴(yán)密的評(píng)估。 2.3 粘結(jié)外包鋼加固法:粘結(jié)外包型鋼加固法是把型鋼(鋼板)包在被加固構(gòu)件的外邊,即采用環(huán)氧樹(shù)脂化灌漿等方法把型鋼與被加固鋼筋混凝土構(gòu)件粘結(jié)成一整體,使鋼材與原構(gòu)件整體工作共同受力。加固后的構(gòu)件,由于受拉、受壓區(qū)鋼材截面積增大,從而正截面承載力和截面剛度都有大幅度提高。該方法常用干柱、桁架、梁和一般鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)物的加固,特別是構(gòu)件加固后不允許顯著增大原構(gòu)件截面尺寸,但又要求大幅度提高構(gòu)件承載能力的鋼筋混凝土構(gòu)件。 優(yōu)點(diǎn):受力可靠,施工簡(jiǎn)便,現(xiàn)場(chǎng)工作量較小,能顯著提高結(jié) 構(gòu)、構(gòu)件的承載能力而且對(duì)結(jié)構(gòu)使用空間的影響小,施工簡(jiǎn)便且濕作業(yè)量較少。 缺點(diǎn):用鋼量較大,加固費(fèi)用較高,對(duì)使用環(huán)境的溫度有限制,不宜在無(wú)防護(hù)的情況下用于600℃以上的高溫場(chǎng)所。 2.4 粘鋼加固法:外部粘鋼加固法是在鋼筋混凝土受彎構(gòu)件承載力不足區(qū)段(正截面受拉區(qū)、正截面受壓區(qū)或斜截面)表面用特制的建筑結(jié)構(gòu)膠粘貼鋼板,使其整體工作共同受力,以提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力的一種加固方法。該方法的實(shí)質(zhì)是一科體外配筋,提高原構(gòu)件的配筋量,從而相應(yīng)提高構(gòu)件的剛度、抗拉、抗壓、抗彎和抗剪等方面的性能,適用于承受靜力作用且處于正常濕度環(huán)境中的受彎或受拉構(gòu)件的加固。 優(yōu)點(diǎn):該方法施工方便快捷,現(xiàn)場(chǎng)無(wú)濕作業(yè)或僅有抹灰等少量濕作業(yè),對(duì)結(jié)構(gòu)的外形、凈空等影響較小,在施工過(guò)程中劉生產(chǎn)和生活無(wú)顯著影響。因此在房屋建筑領(lǐng)域和公路橋梁領(lǐng)域中都得到了普遍采用。 缺點(diǎn):該法加固對(duì)結(jié)構(gòu)膠的要求較高,結(jié)構(gòu)膠必須是強(qiáng)度高、粘結(jié)力強(qiáng)、耐老化、彈性模量高、線(xiàn)膨脹系數(shù)小、具有一定彈性,其加固效果在很大程度上取決于膠粘工藝與操作水平,所以在設(shè)計(jì)施工過(guò)程中必須要非常慎重。 2.5 粘貼纖維增強(qiáng)塑料加固法:外貼纖維加固是用特制膠結(jié)材料把纖維增強(qiáng)復(fù)合材料貼于被加固構(gòu)件的相應(yīng)區(qū)域,使它與被加固構(gòu)件截面共同工作,達(dá)到提高構(gòu)件承載能力的目的。目前常用粘貼碳纖維復(fù)合材料的方法來(lái)加固。此法可用于各種受力性質(zhì)的鋼筋混凝土構(gòu)件和一般構(gòu)筑物構(gòu)件。 優(yōu)點(diǎn):除具有粘貼鋼板相似的優(yōu)點(diǎn)外,還具有輕質(zhì)高強(qiáng)(幾乎不增加結(jié)構(gòu)自重)、耐腐濁、耐潮濕、持久耐用、維護(hù)費(fèi)用較低、施工方便快捷等優(yōu)點(diǎn),而且一般無(wú)需搭接,能適應(yīng)曲面形狀混凝土的粘貼要求。 缺點(diǎn):對(duì)使用環(huán)境的溫度有限制,且需作專(zhuān)門(mén)的防護(hù)處理,特別是防火。若防護(hù)不當(dāng),易遭受火災(zāi)和人為損壞。 我國(guó)從1997年開(kāi)始對(duì)碳纖維復(fù)合材料加固鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的技術(shù)進(jìn)行研究,如今被用于房建、橋梁等多種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加固,未來(lái)這種粘碳纖維復(fù)合材料的加固方法將會(huì)被更加普遍的采用。 優(yōu)點(diǎn):高強(qiáng)高效,施工方便快捷,施工工期短,不需要大型施工機(jī)械,操作簡(jiǎn)單,具有極佳的耐腐蝕性和耐久性,適用面廣,施工質(zhì)量容易保證,對(duì)結(jié)構(gòu)的凈空、外觀(guān)等影響小。 缺點(diǎn):彈性模量小,對(duì)于需要加固剛度的構(gòu)件來(lái)說(shuō)不太適用;耐火性與耐高溫性能差,一般的環(huán)氧樹(shù)脂在100攝氏度時(shí)力學(xué)性能會(huì)受到較大影響,只有特殊的環(huán)氧樹(shù)脂可以在200攝氏度的高溫下正常工作;延性不足,構(gòu)件變形過(guò)大時(shí)會(huì)引起碳纖維的脆性斷裂,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的脆性破壞,對(duì)于需要較大變形或?qū)拐鹨蟊容^高的結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō),這一點(diǎn)是十分不利的。 2.6 繞絲加固法:直接在構(gòu)件外饒上高強(qiáng)鋼絲(鋼絞線(xiàn)),該方法的優(yōu)缺點(diǎn)與加大截面法相近。適用于混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件斜截面承載力不足的加固,或需要對(duì)受壓構(gòu)件施加橫向約束力的場(chǎng)合。在加固防腐要求較高的構(gòu)件時(shí),利用鍍鋅鋼絞線(xiàn)和防腐砂漿組成的復(fù)合材料對(duì)混凝土構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),兩種材料在加固中起著不同的作用,防腐高強(qiáng)鋼絲起到抱箍的作用,防腐砂漿起到錨固鋼絲和保護(hù)層作用,使其共同工作整體受力,以提高構(gòu)件的承載力。這種方法實(shí)際是一種體外配筋,通過(guò)提高構(gòu)件的配筋率,從而相應(yīng)提高構(gòu)件的承載能力,所以被廣泛地應(yīng)用在鋼筋混凝土建筑物的加固處理及水中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的防滲漏、防腐蝕加固處理。 2.7 增設(shè)支承加固法:增設(shè)支承加固法是在需要加固的結(jié)構(gòu)構(gòu)件中增設(shè)支承,減少受彎構(gòu)件的計(jì)算跨度,從而減少作用在被加固構(gòu)件上的荷載效應(yīng),達(dá)到提高結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力水平的目的。常用于對(duì)使用條件和外觀(guān)要求不高的場(chǎng)所。該法簡(jiǎn)單可靠,受力明確,易拆卸,易恢復(fù)原貌。但是,嚴(yán)重?fù)p害原建筑物的原貌和使用空間,所以要用在具體條件許可的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)加固。 2.8 預(yù)應(yīng)力加固法:該法是一種采用外加預(yù)應(yīng)力鋼拉桿(分水平拉桿、下?lián)问嚼瓧U和組合式拉桿)或撐桿,對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固的方法。預(yù)應(yīng)力加固法廣泛用于混凝土梁、板等受彎構(gòu)件以及混凝土柱(用預(yù)應(yīng)力頂撐加固)的加固,具有廣泛的應(yīng)用前景。該法加固效果好而且費(fèi)用低,但增加了施加預(yù)應(yīng)力的工序和設(shè)備。 對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu),在選擇加固方法的同時(shí)還需選擇相應(yīng)的配套技術(shù)。其中施工技術(shù)一般有:托換技術(shù)。該技術(shù)系托梁(或桁架,以下同)拆柱(或墻,以下同)、托梁接柱和托梁換柱等技術(shù)的概稱(chēng)。托換技術(shù)屬于一種綜合性技術(shù),由相關(guān)結(jié)構(gòu)加固、上部結(jié)構(gòu)頂升與復(fù)位以及廢棄構(gòu)件拆除等技術(shù)組成,適用于已有建筑物的加固改造。與傳統(tǒng)做法相比,具有施工時(shí)間短、費(fèi)用低、對(duì)生活和生產(chǎn)影響小等優(yōu)點(diǎn)。但對(duì)技術(shù)要求比較高。需要由熟練工人來(lái)完成,才能確保安全。 植筋技術(shù)。該技術(shù)系一項(xiàng)對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)捷、有效的連接與錨固技術(shù),可植入普通鋼筋,也可植入螺栓式錨筋,已廣泛應(yīng)用于已有建筑物的加固改造工程。如:施工中漏埋鋼筋或鋼筋偏離設(shè)計(jì)位置的補(bǔ)救,構(gòu)件加大截面加固的補(bǔ)筋,上部結(jié)構(gòu)擴(kuò)跨、頂升對(duì)梁、柱的接長(zhǎng),房屋加層接柱和高層建筑增設(shè)剪力墻的植筋等。 裂縫修補(bǔ)技術(shù)。該技術(shù)根據(jù)混凝土裂縫的起因、性狀和大小,采用不同封護(hù)方法進(jìn)行修補(bǔ),使結(jié)構(gòu)因開(kāi)裂而降低的使用功能和耐久性得以恢復(fù);主要適用于已有建筑物中各類(lèi)裂縫的處理,但對(duì)受力性裂縫,除修補(bǔ)外,尚應(yīng)采用相應(yīng)的加固措施。碳化混凝土修復(fù)技術(shù)。該技術(shù)系指通過(guò)恢復(fù)混凝土的堿性(鈍化作用)或增加其阻抗而使碳化造成的鋼筋腐蝕得到遏制的技術(shù),目前這一技術(shù)還不夠成熟;炷帘砻嫣幚砑夹g(shù)。該技術(shù)是指采用化學(xué)方法、機(jī)械方法、噴砂方法、真空吸塵方法、射水方法等清理混凝土表面污痕、油跡、殘?jiān)约捌渌街锏膶?zhuān)門(mén)技術(shù)。 3、結(jié)語(yǔ) 結(jié)構(gòu)在長(zhǎng)期的自然環(huán)境和使用環(huán)境的作用下,其功能必然逐漸減弱,我們結(jié)構(gòu)工程的任務(wù)不單要做好建筑物前期的設(shè)計(jì)工作,還要能科學(xué)的評(píng)估結(jié)構(gòu)損傷的客觀(guān)規(guī)律和程度,并采取有效的方法保證結(jié)構(gòu)的安全使用,那么,結(jié)構(gòu)的加固將成為一項(xiàng)重要的工作?梢灶A(yù)見(jiàn)的是21世紀(jì),人類(lèi)建筑物還會(huì)以混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等為主,現(xiàn)階段我認(rèn)為我們?cè)诮Y(jié)構(gòu)加固這方面的研究還應(yīng)該以此為主要突破方向。 |