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建筑工程结构检测与评价研究
日期:2017-8-3 9:36:47 作者:佚名 来源:本站原创
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1、检测技术

传统的检测手段(如人工目测)和无损检测技术(如超声波、声发射、x-射线等)均是结构局部损伤的检测方法,难以预测预报结构整体的性能退化,无法实现实时的健康监测和损伤诊断。一个不可忽略的事实是:结构损伤的出现势必导致结构性能参数(如刚度、频率、阻尼或质量)的变化,如果这种变化能够很好的被检测和分类的话,就可以用来进行结构损伤诊断与健康监测,显然。这是整体的检测方法。

1.1 整体结构监测

整体结构监测的主要内容包括沉降观测,位移观测、挠度观测、裂缝观测和振动观测等。每一种建筑物的观测内容,应根据建筑物的具体情况和实际要求综合确定测量项目。健康监测方法与测量仪器的发展密切相关。目前,GPS定位技术已经在区域性变形观测和大型工程变形监测中应用,并具有实时、连续、自动监测的优点,甚至与远程数据传输相结合,实现监测与决策智能化。监测的准确性取决于监测方案的科学性、监测点布置的合理性及测量仪器的精确度。

结构监测的方法可分为四类:(1)空间域方法,(2)模态域方法,(3)时域方法,(4)频域方法。其中空间域方法是根据质量、阻尼和刚度矩阵的改变来检测和确定损伤位置I模态域方法根据自振频率、模态阻尼比和模态振型的改变来检测损伤;在时域方法中。系统参数通过在一定时间内采样的数据来直接确定,精度较高,但很费时,在频域方法中,模态参数如自振频率、阻尼比和振型等是确定的,谱分析和频率响应函数被广泛应用。上述方法各有其优缺点。如频域方法和模态域方法使用转换的数据,数据转换存在误差和噪声。在空间域方法中,质量和刚度矩阵的建模与修正还存在问题,并且难以精确。将两三种方法结合起来检测和评估结构的损伤具有很强的发展趋势,比如将静载测试和模态测试的数据结合起来诊断损伤,这样可以克服各自方法的缺点并相互检查。与损伤检测的复杂性相适应。

1.2 结构性能的检测

结构性能的检测是可靠性鉴定工作中的重要环节,内容一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸和钢筋位置及直径的检测、结构及构件的开裂和变形情况检测等。

1.2.1 混凝土结构

混凝土强度及缺陷的检测技术目前得到了广泛的应用和发展,分为非破损检测技术和局部破损检测技术。由于非破损检测技术具有适用性强、可连续大面积测试、不破坏结构且能获得破坏试验不能获得的信息(如内部孔洞、疏松、不均匀性等)等特点,因此,一般情况下,均采用非破损检测技术(但检测结果的精确度较差)。到目前为止,关于混凝土强度的非破损检测技术有回弹法、超声法等,局部破损检测技术有钻芯法、拔出法和灌入法等,以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。混凝土强度的检测技术已基本成熟,成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能。如:“回弹值——碳化深度——强度”关系,反映了回弹值与混凝土强度之间的基本规律。回弹、超声、钻芯和拔出等较为成熟的混凝土强度和缺陷检测方法已经有了全国性的检测技术规程。

混凝土构件钢筋配置情况的检测有破损和非破损两类方法。破损方法是凿去检测部位的混凝土,直接量测钢筋的数量、直径及保护层厚度,然后与设计图纸比较。这种方法对构件有损伤,应尽可能少用。非破损方法主要有电磁法、雷达法和超声法,雷达法测试速度较快,电磁法相对较慢;对保护层厚度的测定用超声法精度相对较高。上述几种方法均不能准确测定出钢筋直径,也不能测定节点区的钢筋和构件中刚进的连接情况。而这些检测项目的结果客观上又是结构鉴定与加固的依据。因此迫切需要开发研制测试精度高的检测仪器。

1.2.2 砌筑结构

砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些,技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差,但该项技术的发展势头猛,在国内形成了百家争鸣的可喜局面,目前,砌体结构材料强度的检测技术正日益成熟。 砌筑强度检测方法有现场检测法和间接测试法,现场测试法有推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种检测方法,需要从墙体上截取试件,比较困难,且试件稍经搬动,强度就会受到影响,故应用较少。间接测试法是通过检测砖和砂浆的强度,然后依据现行规范直接确定砌体强度。砖的强度检测通常可以从砌体上取样按常规方法进行检测,方法比较简单。砂浆强度检测方法有冲击法、点荷法、回弹法、筒压法、射钉法和剪切法等。

1.2.3 钢结构检测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,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、内部缺陷,焊缝探伤等检验方法比较完普。因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法,如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。

2、结构的鉴定与评估技术

结构鉴定与评估技术的发展与建筑市场和社会的需求有直接的关系,与国家的经济状况有密切的关系,同时又受到检测技术发展的影响。结构的可靠性评级是根据检测的结果进行评定,它是结构维修,加固的重要依据。根据《危险房屋鉴定标准》(JGJ125—99)(2004年版),房屋的综合评定按三个层次进行;第一层次应为构件危险性鉴定,其等级评定分为危险构件(Td)和非危险构件(Fd)两类;第二层次应为房屋组成部分(地基基础、上部承重结构、围护结构)危险性鉴定。其等级评定应分为a、b、c、d四等级;第三层次应为房屋危险性鉴定,其等级评定应分为A、B、C、D四等级。

建设工程质量的检测与鉴定技术已超出了单纯的结构安全的范畴,包括了结构的安金性、耐久性、适用性和抗灾害能力以及工程质量问题产生原因的鉴定与分析等综合问题。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。


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