結構動載試驗(第8講)朱晶講稿XXXX930

1、1 各種類型的工程結構，在實際使用過各種類型的工程結構，在實際使用過程中除了承受靜荷載作用外，常常還要受程中除了承受靜荷載作用外，常常還要受各種各種動荷載動荷載作用。如作用。如地震作用地震作用、風振動作風振動作用用、大型機械設備運轉產(chǎn)生的、大型機械設備運轉產(chǎn)生的振動振動和和沖擊沖擊作用、作用、核爆炸核爆炸等產(chǎn)生的瞬時沖擊作用等，等產(chǎn)生的瞬時沖擊作用等，因此，需要研究這些因此，需要研究這些動荷載動荷載對工程結構的對工程結構的影響，以達到在結構設計時影響，以達到在結構設計時消除消除或或減小減小動動荷載不利影響的目的。荷載不利影響的目的。 23 研究振動的目的就是消除或減少不利的振動，研究振動的目的

2、就是消除或減少不利的振動，合理利用振動效應為我們服務。合理利用振動效應為我們服務。45678 框架結構 91011n4.2 4.2 動載試驗的儀器儀表動載試驗的儀器儀表n一、動態(tài)信號測試基本概念n量測動態(tài)信號的基本原理與量測靜態(tài)信號的基本原理有相同之處。 圖4.5 動態(tài)信號量測系統(tǒng)組成12n二、結構動載試驗中的傳感器圖4.6 測振傳感器力學原理13v（1）沖擊力加載n圖4.7 用張拉突卸法對結構施加沖擊力荷載n1.結構物 2.鋼拉桿 3.保護索 4.鋼絲繩 5.絞車 6.實驗模型 7.鋼絲 8.滑輪 9.支架 10.重物 11.減振墊層三、結構動載試驗的加載設備與方法1. 慣性沖擊力加載14n

3、（2） 離心力加載n圖3.6 機械式激振器的原理圖15n（3） 直線位移慣性力加載v圖3.7 直線位移慣性力加載系統(tǒng)16圖3.8 電磁振動臺組成系統(tǒng)圖1.信號發(fā)生器 2.自動控制儀 3.功率放大器 4.電磁激振器 5.振動臺臺面 6.測振傳感器 7.記錄系統(tǒng) 8.試件 9.臺坐n2、 電磁加載n電磁式振動臺17n4.3 4.3 結構振動測試結構振動測試n結構動力特性是結構固有的特性，包括固有頻率、結構動力特性是結構固有的特性，包括固有頻率、阻尼、振型。它們只與結構的質(zhì)量、剛度和材料阻尼、振型。它們只與結構的質(zhì)量、剛度和材料有關。有關。n結構振動測試的目的是：結構振動測試的目的是：n1、通過振動

4、測試，掌握結構的動力特性，為結、通過振動測試，掌握結構的動力特性，為結構動力分析和結構動力設計提供試驗依據(jù)。構動力分析和結構動力設計提供試驗依據(jù)。n2、通過結構振動測試，掌握作用在結構上的動、通過結構振動測試，掌握作用在結構上的動荷載特性。荷載特性。n3、采用結構振動信號對已建結構進行損傷診斷、采用結構振動信號對已建結構進行損傷診斷和健康監(jiān)控。和健康監(jiān)控。18一、 方法1. 自由振動法 2. 強迫振動法 3. 隨機荷載激振法圖3.9 有阻尼自由振動衰減曲線圖3.10 結構受強迫振動時的共振曲線19 04.11.22晚23時至23日6時, 華科大工程結構檢測中心人員對海南省?？诤推綐蜻M行了一次全

5、方位“體檢”動靜載試驗。動載試驗含脈動、跑車、剎車、跳車4項內(nèi)容。剎車試驗中,試驗車輛在通過橋一定斷面時突然剎車,通過此方式來采集當時橋梁反應,包括橋梁上、下部結構的反應。 試驗前技術員已在橋底設置100多個傳感器和應變計。橋上中間一側的人行道上,密密麻麻布滿了連著橋底感應器和應變計的一些黑色線。 實驗車隊排成一條長龍 20圖3.11 有阻尼自由振動波形圖21圖3.12 無零線的有阻尼自由振動波形圖22圖3.13 動力系數(shù)曲線圖23n4.4 4.4 結構抗震試驗結構抗震試驗一、 周期性動力荷載試驗的加載制度 1. 強迫振動共振加載。 2. 有控制的逐級動力反應測試試驗。二、 非周期性動力荷載試

6、驗的加載設計 1. 地震模擬振動臺動力反應測試試驗的荷載設計。 2. 人工地震模擬動力荷載測試試驗的荷載設計。 3. 對于天然地震，則是在頻繁發(fā)生地震的地區(qū)等待 天然地震對結構的動力影響。24 三、 強震觀測 地震發(fā)生時，用儀器觀測地面運動的過程和建筑物的動力反應。結構物在強震過程中的振動記錄。自動觸發(fā)啟動，蓄電池供電【美國洛衫磯】凡新建六層以上、面積超過6000平方英尺的建筑物必須設置強震儀3臺?！緱钇执髽蚝徒鹈髲B】已安裝了強震記錄網(wǎng)絡，僅金茂就安裝了6臺。上海計劃在十五期間普及更多，通過立法，達到10層以上的建筑都安裝。【浦東機場深井群】安放了深度不同的地震記錄儀,最淺30米,最深300

7、多米,其他還有50米、100多米及200多米,這些井群可測量到不同深度接收到的不同地震波強度。25表4.1 偽靜力試驗與擬動力試驗的比較v(1) 偽靜力試驗和擬動力試驗四、 偽靜力試驗與擬動力試驗的加載制度 為了求得結構抗震基本性能，評定結構抗震能力而做的試驗。26v(2) 偽靜力試驗(亦稱低周反復荷載試驗)加載方法va)控制位移加載法：v變幅加載；等幅加載；混合加載圖3.14 單向控制位移的 圖3.15 單向控制位移的等變幅加載制度 幅加載制度27圖3.16 控制位移的變幅等幅混合加載制度圖3.17一種專門設計的變幅等幅混合加載制度28vb) 控制作用力加載法v注明：力控制加載是在加載過程中

8、，以力作為控制值，按照一定的力幅值進行循環(huán)加載。因為時間屈服后難以控制加載的力，所以這種加載制度較少單獨使用。v圖3.18 控制作用力的加載方案29nc) 控制作用力和控制位移的混合加載法n 試驗裝置n圖3. 19 幾種典型的偽靜力試驗加載裝置30圖3.20幾種典型的偽靜力試驗加載裝置v(3) 擬動力試驗加載方法31圖3.21 計算機數(shù)值分析控制試驗加載（聯(lián)機試驗系統(tǒng)原理圖）32n3.5 3.5 結構疲勞試驗結構疲勞試驗n 結構物或構件在重復荷載作用下，達到破壞時的應力比其靜力強度要低得多。這種現(xiàn)象稱為疲勞。n試驗目的：了解重復荷載作用下，結構的性能及其變化規(guī)律。 v圖3.22 疲勞應力與荷載

9、 次數(shù)關系圖33 一、 疲勞測試項目 1 鑒定性試驗 抗裂性及開裂荷載 裂縫寬度及發(fā)展 最大撓度及其變化幅度 疲勞強度 2 科研性疲勞試驗 各階段截面應力分布狀況，中和軸變化規(guī)律 抗裂性及開裂荷載 裂縫寬度、長度、間距及發(fā)展 最大撓度及其變化規(guī)律 疲勞強度的確定 破壞特征分析34二、疲勞測試荷載 1 .疲勞測試荷載取值上限荷載：最大標準荷載最不利組合下產(chǎn)生的彎距計算下限荷載：根據(jù)疲勞試驗設備的要求而定。國內(nèi)多采用等幅勻速荷載國內(nèi)多采用等幅勻速荷載圖3.23等幅勻速荷載35n 2. 疲勞測試的荷載頻率 荷載頻率影響材料的塑性變形和徐變，頻率過高對試驗設施有影響，使構件在實際工作時受力狀態(tài)一致，構

10、件與荷載架不能發(fā)生共振。 荷載頻率與結構固有頻率之比應滿足： 3. 疲勞循環(huán)次數(shù) 經(jīng)受所確定控制次數(shù)的疲勞荷載作用后，其抗裂性、剛度、強度等必須滿足規(guī)范中有關規(guī)定。 中級制吊車梁 重級制吊車梁36圖3.24 疲勞測試步驟示意三、 疲勞測試程序 1. 加載程序可歸納為兩種；為求得疲勞極限而對構件從頭到尾施加重復荷載；靜荷載與疲勞荷載交替施加。 372.疲勞試驗過程中要進行的四種形式試驗（1）預加載：預加載值為最大荷載的20%，以消除支座等連接件之間的不良接觸，檢查儀器工作是否正常。（2）靜載試驗：靜載試驗的最大荷載按正常使用的最不利組合選取。試驗方法按結構靜載試驗各章介紹的方法進行，觀測項目可適

11、當簡化。在正常情況下，如果出現(xiàn)裂縫，應與靜載試驗一樣描述裂縫開裂情況。38（3）疲勞試驗：首先調(diào)整最大、最小荷載，待穩(wěn)定后開始記數(shù)，直到需做靜載試驗的次數(shù)。在運行過程中，需要做動態(tài)撓度與動應變測量。（4）破壞試驗：構件在達到要求的疲勞次數(shù)后，一般需做破壞試驗。這時加載情況有兩種：第一種加載情況是繼續(xù)做疲勞試驗直至破壞，構件出現(xiàn)疲勞極限標志，得出疲勞荷載的極限次數(shù)，這需要很長時間，甚至構件不能破壞；第二種是做靜載破壞試驗，得到疲勞后的承載力極限荷載。393受彎構件的疲勞破壞標志（1）正截面疲勞破壞標志：縱向主筋疲勞斷裂，這是當配筋率正?；蜉^底時可能發(fā)生的；受壓區(qū)混凝土疲勞破壞，這是當配筋率過高或

12、倒T形截面時可能發(fā)生的。（2）斜截面疲勞破壞標志：與臨界斜裂縫相交的腹筋疲勞斷裂，這是當腹筋配筋率正?；蜉^低時可能發(fā)生的；混凝土剪壓疲勞破壞，這是當腹筋配筋率很高時可能發(fā)生的；與臨界斜裂縫相交的主筋疲勞斷裂，這是當縱向配筋率較底時可能發(fā)生的。（3）鋼筋與混凝土錨固疲勞破壞：這種情況常發(fā)生在采用熱處理鋼筋、冷拔低碳鋼絲、鋼絞線配筋的預應力混凝土結構中。 40第第5 5章章 結構動載試驗結構動載試驗5.1 概述應用：應用： 評定結構構件的質(zhì)量。評定結構構件的質(zhì)量。 診斷已建結構構件的承載能力和耐久性，診斷已建結構構件的承載能力和耐久性，評定已建結構的可靠度等級和估算剩余壽命。評定已建結構的可靠度等

13、級和估算剩余壽命。 加強施工管理，控制飾工進度。加強施工管理，控制飾工進度。 41一、混凝土強度的非破損檢測技術 n回彈法回彈法n超聲法超聲法n回彈超聲綜合法回彈超聲綜合法n鉆芯法鉆芯法n拔出法拔出法局部破損檢測技術局部破損檢測技術非破損檢測技術非破損檢測技術5.2 混凝土結構的非破損檢測技術42回回彈彈法法1 1、回彈法的基本原理、回彈法的基本原理 ：n定義：定義： 采用采用回彈儀回彈儀彈擊混凝土表面，測量混凝土彈擊混凝土表面，測量混凝土的表面硬度（用回彈值表示）來推算其抗壓強度。的表面硬度（用回彈值表示）來推算其抗壓強度。n原理：原理：利用彈性模量和強度之間的相關性利用彈性模量和強度之間的

14、相關性?；貜椃??；貜椃y定混凝土強度均采用試驗歸納法，建立混凝土強度測定混凝土強度均采用試驗歸納法，建立混凝土強度與回彈值與回彈值R R之間的一元回歸公式，或建立混凝土強度之間的一元回歸公式，或建立混凝土強度與回彈值與回彈值R R及主要影響因素（如混凝土表面的碳化深及主要影響因素（如混凝土表面的碳化深度度d) d)之間的二元回歸公式。之間的二元回歸公式。 回彈法適合于齡期為回彈法適合于齡期為14 141000d1000d，抗壓強度為，抗壓強度為10 1060MPa60MPa的混凝土強度的檢測。的混凝土強度的檢測。 43回彈儀構造圖回彈儀構造圖圖5.1回彈儀構造圖1-試驗構件表面；2-彈擊桿；3

15、-拉力彈簧；4-套筒；5-重錘；6-指針；7-刻度尺；8-導桿；9-壓力彈簧；10-調(diào)整螺絲；11-按鈕；12-掛鉤44n回彈值回彈值%100 LLN混凝土強度混凝土強度ccufmCdBmccuARf10 式中：式中： 彈擊彈簧的初始拉伸長度；彈擊彈簧的初始拉伸長度； 重錘反彈位置或重錘回彈時彈簧的拉伸長度重錘反彈位置或重錘回彈時彈簧的拉伸長度。 LL 式中：式中： 某測區(qū)混凝上的強度換算值；某測區(qū)混凝上的強度換算值； 該區(qū)平均回彈值；該區(qū)平均回彈值； 該區(qū)平均碳化深度；該區(qū)平均碳化深度； A A，B B，CC常數(shù)項，按原材料條件等因寶不同而變化。常數(shù)項，按原材料條件等因寶不同而變化。ccuf

16、mdmR回回彈彈法法452、 檢測技術 單個檢測：單個檢測：適用于單個結構或構件的檢測；適用于單個結構或構件的檢測； 批量檢測：批量檢測： 適用于在相同的生產(chǎn)工藝條件下，強度等適用于在相同的生產(chǎn)工藝條件下，強度等級相同，原材料、配合比、條件養(yǎng)護基本一致級相同，原材料、配合比、條件養(yǎng)護基本一致且齡期相近的同類結構或構件。且齡期相近的同類結構或構件。按批進行檢測的構件，抽檢數(shù)量不得少按批進行檢測的構件，抽檢數(shù)量不得少于同批構件總數(shù)的于同批構件總數(shù)的3030且構件數(shù)不得少于且構件數(shù)不得少于10 10件。件。此外，抽檢構件時，應嚴格遵守此外，抽檢構件時，應嚴格遵守“隨機隨機”抽樣抽樣的原則，并使所選構

17、件具有代表性。的原則，并使所選構件具有代表性?；鼗貜棌椃ǚ?6n測區(qū)布置：測區(qū)布置：n 測區(qū)數(shù)量測區(qū)數(shù)量：每一結構或構件其測區(qū)數(shù)量應不：每一結構或構件其測區(qū)數(shù)量應不少于少于10 10個，對于某一方向尺寸小于個，對于某一方向尺寸小于4.5m4.5m且另一方且另一方向尺寸小于向尺寸小于0.3m0.3m的構件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，的構件，其測區(qū)數(shù)量可適當減少，但不應少于但不應少于5 5個。測區(qū)的大小不宜大于個。測區(qū)的大小不宜大于0.04m0.04m2 2 ，一，一般取為般取為4X44X4的網(wǎng)格，網(wǎng)格大小為的網(wǎng)格，網(wǎng)格大小為50mmX50mm50mmX50mm。n 測區(qū)間距測區(qū)間距：相鄰兩測區(qū)的間距

18、應控制在：相鄰兩測區(qū)的間距應控制在2m2m以以內(nèi)，測區(qū)離構件端部或施工縫邊緣的距離不宜大內(nèi)，測區(qū)離構件端部或施工縫邊緣的距離不宜大于于0.5m0.5m，且不宜小于，且不宜小于0.2m. 0.2m. 2、 檢測技術 回回彈彈法法47n 測區(qū)布置測區(qū)布置n 測區(qū)位置測區(qū)位置：測區(qū)應優(yōu)先考慮布置在混凝土澆筑的：測區(qū)應優(yōu)先考慮布置在混凝土澆筑的側側面面。不能滿足時，則可選在混凝土澆筑的。不能滿足時，則可選在混凝土澆筑的表面或底面表面或底面。測區(qū)宜選在構件的兩個對稱可測面上，也可選在一個可測區(qū)宜選在構件的兩個對稱可測面上，也可選在一個可測面上，且應均勻分布。在結構或構件的測面上，且應均勻分布。在結構或構

19、件的受力部位、薄受力部位、薄弱部位以及容易產(chǎn)生缺陷的部位弱部位以及容易產(chǎn)生缺陷的部位，必須布置測區(qū)，并應，必須布置測區(qū)，并應避開預埋件。避開預埋件。n 測區(qū)表面測區(qū)表面：測區(qū)表面應清潔、平整、干燥，不應有：測區(qū)表面應清潔、平整、干燥，不應有接縫、飾面層、粉刷層、浮漿、油垢和蜂窩麻面等。必接縫、飾面層、粉刷層、浮漿、油垢和蜂窩麻面等。必要時可采用砂輪清除疏松層和雜物，且不應有殘留的粉要時可采用砂輪清除疏松層和雜物，且不應有殘留的粉末或碎屑。末或碎屑。2、 檢測技術 回回彈彈法法48n 回彈值測量回彈值測量: : 檢測時，回彈儀應始終垂直于結構或構件的混凝土檢測面，緩慢施壓，準確讀數(shù)，快速復位。測

20、點在測區(qū)內(nèi)均勻布置，測點間距不宜小于20mm。測點距外露鋼筋、預埋件的距離不小于30mm。測點不應在氣孔或外露石子上，同一測點只允許彈擊一次。每一測區(qū)應記取16個回彈值，每一測點的回彈值讀數(shù)估讀至l。對體積小、剛度差以及測試部位的厚度小于l00mm的構件，測試時應設置支撐，加以固定，防止產(chǎn)生顫動，影響量測精度。2、 檢測技術 回回彈彈法法49n 碳化深度測量 回彈值測完后，在有代表性的位置選擇不回彈值測完后，在有代表性的位置選擇不少于構件測區(qū)數(shù)的少于構件測區(qū)數(shù)的3030測量碳化深度，取平均測量碳化深度，取平均值作為碳化深度值。當碳化深度的最大最小值值作為碳化深度值。當碳化深度的最大最小值相差超

21、過相差超過2.0mm2.0mm時，應對所有測區(qū)的碳化深度時，應對所有測區(qū)的碳化深度進行測量。進行測量。 測量碳化深度值時，在測區(qū)表面鉆直徑約測量碳化深度值時，在測區(qū)表面鉆直徑約為為15mm15mm的孔洞，深度大于混凝土碳化深度。的孔洞，深度大于混凝土碳化深度。 測測量次數(shù)至少量次數(shù)至少3 3次，取其平均值作為該測區(qū)混凝次，取其平均值作為該測區(qū)混凝土的碳化深度值，每次量測讀數(shù)精確至土的碳化深度值，每次量測讀數(shù)精確至0. 5mm0. 5mm。2、 檢測技術 回回彈彈法法503、 數(shù)據(jù)處理 n 回彈值的計算計算測區(qū)平均回彈值時，應從該測區(qū)的計算測區(qū)平均回彈值時，應從該測區(qū)的16 16個個測點的回彈值

22、中分別剔除測點的回彈值中分別剔除3 3個最大值和個最大值和3 3個最小值，個最小值，然后把余下的然后把余下的10 10個回彈值取平均值個回彈值取平均值 ?；鼗貜棌椃ǚ? 011 0iimRR51n 回彈值修正 回彈值修正主要有非水平方向檢測和非混凝土澆筑側面的修正。 回彈儀非水平方向檢測混凝土澆筑側面時，應按回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程)(JGJ/T23-2001)附錄表對回彈值進行測試角度的修正； 水平方向檢測非混凝土的澆筑頂面或底面時，應按回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程(JGJ/T 23-2001)附錄表進行非澆筑側面修正。 3、 數(shù)據(jù)處理 回回彈彈法法52n 回彈值修正如果既是非水

23、平方向又是非混凝土澆筑側面，則應先進行回彈值測試角度修正，然后再對修正后的回彈值進行非澆筑側面修正。 3、 數(shù)據(jù)處理 回回彈彈法法53n 碳化深度值的計算 每一測區(qū)的碳化深度平均值按下式計算：每一測區(qū)的碳化深度平均值按下式計算：當當d dm m 0. 5mm 6mm, 6mm,則按則按d dm m = 6mm= 6mm計算。計算。 3、 數(shù)據(jù)處理 回回彈彈法法1niimddn544、混凝土強度評定 n測區(qū)混凝土強度值的計算 混凝土強度換算值按混凝土強度換算值按回彈法檢測混凝土抗壓強度回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規(guī)程所求得的平均回彈值技術規(guī)程所求得的平均回彈值R Rm m及平均碳化深度及平均碳化

24、深度d dm m，由，由規(guī)程規(guī)程附錄附錄A A的測區(qū)混凝土強度表查表得出。的測區(qū)混凝土強度表查表得出。 有地區(qū)或專用測強曲線時，應按地區(qū)或專用測強曲有地區(qū)或專用測強曲線時，應按地區(qū)或專用測強曲線換算得出。當強度高于線換算得出。當強度高于60MPa60MPa或低于或低于lOlOMPaMPa，附錄表，附錄表A A查不出時，可記為查不出時，可記為 50MPa50MPa或或 l0l0MPaMPa，表中未列，表中未列出的測區(qū)強度值可用內(nèi)插法求得。出的測區(qū)強度值可用內(nèi)插法求得。 當檢測條件與測強曲線的使用條件有較大差異時，當檢測條件與測強曲線的使用條件有較大差異時，采用數(shù)量不少于采用數(shù)量不少于6 6個的相

25、同條件試件或鉆取混凝土芯樣個的相同條件試件或鉆取混凝土芯樣進行修正。鉆取芯樣時，每個部位應鉆取一個芯樣。計進行修正。鉆取芯樣時，每個部位應鉆取一個芯樣。計算時，測區(qū)混凝土強度換算值乘以修正系數(shù)算時，測區(qū)混凝土強度換算值乘以修正系數(shù)cucfcucf回回彈彈法法55n 結構或構件的測區(qū)混凝土強度平均值 結構或構件的測區(qū)混凝土強度平均值可根據(jù)各測區(qū)的結構或構件的測區(qū)混凝土強度平均值可根據(jù)各測區(qū)的混凝土強度換算值計算。當測區(qū)為混凝土強度換算值計算。當測區(qū)為10 10個以上時個以上時, , 尚應計算尚應計算強度標準差。結構或構件混凝土的測區(qū)強度平均值及標強度標準差。結構或構件混凝土的測區(qū)強度平均值及標準

26、差按下列公式計算：準差按下列公式計算： 4、混凝土強度評定 回回彈彈法法56n結構或構件混凝土強度推定值 fcu,e當該結構或構件的測區(qū)數(shù)量少于當該結構或構件的測區(qū)數(shù)量少于10 10個時，個時，以構件中最小測區(qū)強度值作為該構件的混凝土以構件中最小測區(qū)強度值作為該構件的混凝土強度推定值。強度推定值。當該結構或構件的測區(qū)數(shù)量不少于當該結構或構件的測區(qū)數(shù)量不少于10 10個或個或批量檢測時，則按下列公式計算的計算值作為批量檢測時，則按下列公式計算的計算值作為結構或構件的混凝土強度推定值：結構或構件的混凝土強度推定值： 4、混凝土強度評定 回回彈彈法法57基本原理超聲波是一種頻率超過超聲波是一種頻率超

27、過20kHz20kHz的機械波，一般由的機械波，一般由高頻電振蕩激勵換能器中的壓電晶體產(chǎn)生。超聲波的高頻電振蕩激勵換能器中的壓電晶體產(chǎn)生。超聲波的檢測技術，就是基于測量超聲波在混凝土當中的傳播檢測技術，就是基于測量超聲波在混凝土當中的傳播速度。速度。 根據(jù)彈性力學理論，超聲波在混凝土中的傳播速根據(jù)彈性力學理論，超聲波在混凝土中的傳播速度與混凝土的彈性模量、材料密度的關系為：度與混凝土的彈性模量、材料密度的關系為： 超聲法法111 2dEvvvv58 測試步驟n檢測系統(tǒng)：混凝土超聲檢測使用非金屬超聲檢測儀，超聲波的工作頻率在1MHz以下，一般采用50l00kHz。還需要鋼筋定位儀定出鋼筋位置。n

28、測區(qū)布置：應布置在混凝土澆筑側面，測區(qū)的間距不宜大于2m；測區(qū)宜避開鋼筋密集區(qū)和預埋鐵件；測試表面應清潔平整、干燥，無缺陷和無裝飾面層，如有雜物粉塵應清除。 超聲法法59n 超聲檢測：在每個測區(qū)內(nèi)的相對測試面上，應布置三個測點，且每對發(fā)射換能器和接收換能器應在同一軸線上，使每對測點的測距最短，測得每對測點的聲時t1、t2、 t3。測試時必須保持換能器與被測混凝土表面有良好的耦合（如采用黃油、凡士林、石膏漿等），以減少聲能的反射損耗。 測試步驟超聲法法60 當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲速值應作修正：速值應作修正： 超聲法法avv61n強度推定：

29、根據(jù)各測區(qū)超聲波速度檢測值，按率定的 v曲線取得對應測區(qū)的混凝土強度值，并推定結構混凝土的強度。 cucf超聲法法62 超聲法和回彈法兩種單一測強方法的綜合應用，以超聲波速度和回彈值綜合反映混凝土抗壓強度的一種非破損檢測方法。超聲波在混凝土材料中的傳播速度反映了材料的彈性性質(zhì)。 回彈法的回彈值反映了混凝土的彈性性質(zhì)。當采用超聲和回彈綜合法時，既能反映混凝土的彈性，又能反映混凝土的塑性；既能反映混凝土的表層狀態(tài)，又能反映混凝土的內(nèi)部構造。這樣可以較為確切地反映混凝土的強度。 超聲回彈綜合法法63 使用專用的取芯鉆機，從被檢測結構或使用專用的取芯鉆機，從被檢測結構或構件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣

30、，并構件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗結果推定混凝土的抗根據(jù)芯樣的抗壓試驗結果推定混凝土的抗壓強度。壓強度。 直觀、結果可靠，直觀、結果可靠，適用于混凝土適用于混凝土強度等級大于強度等級大于C10C10的結構的混凝土強度的檢的結構的混凝土強度的檢測評定。測評定。鉆芯法 641、芯樣鉆取n取樣設備：鉆取芯樣采用專門的電動鉆芯機，鉆頭為金剛石或人造金剛石薄壁空心鉆頭鉆取芯樣時，應采用冷卻水冷卻鉆頭和排除混凝土料屑。芯樣位置：鉆取芯樣應在結構或構件受力較小和混凝土強度質(zhì)量具有代表性的部位，應避開主筋、預埋件和管線的位置，并盡量避開其他鋼筋。用鉆芯法與其他非破損檢測方法綜合測定混凝

31、土強度時，芯樣應與非破損法取自同一測區(qū)。 鉆芯法 65n芯樣數(shù)量：芯樣數(shù)量：單個構件檢測時，每個構件的鉆芯數(shù)量單個構件檢測時，每個構件的鉆芯數(shù)量不應少于不應少于3 3個；對于較小的構件，鉆芯數(shù)量可取個；對于較小的構件，鉆芯數(shù)量可取2 2個。個。對構件的局部區(qū)域進行檢測時，取芯位置和數(shù)量可由對構件的局部區(qū)域進行檢測時，取芯位置和數(shù)量可由已知質(zhì)量薄弱部位的大小決定，檢測結果僅代表取芯已知質(zhì)量薄弱部位的大小決定，檢測結果僅代表取芯位置處的混凝土質(zhì)量位置處的混凝土質(zhì)量 。n芯樣要求：芯樣要求：芯樣直徑一般不宜小于骨料最大粒徑的芯樣直徑一般不宜小于骨料最大粒徑的3 3倍，在任何情況下不得小于骨料最大粒徑

32、的倍，在任何情況下不得小于骨料最大粒徑的2 2倍。芯倍。芯樣直徑為樣直徑為l00mml00mm或或150mm150mm，芯樣抗壓試件的高度和直徑之，芯樣抗壓試件的高度和直徑之比應在比應在1-21-2的范圍內(nèi)。芯樣試件內(nèi)不應含有鋼筋，的范圍內(nèi)。芯樣試件內(nèi)不應含有鋼筋， 如不如不能滿足，則每個芯樣內(nèi)最多只允許含有兩根直徑小于能滿足，則每個芯樣內(nèi)最多只允許含有兩根直徑小于10mm10mm的鋼筋，且鋼筋應與芯樣軸線基本垂直并不得露出的鋼筋，且鋼筋應與芯樣軸線基本垂直并不得露出端面端面 1、芯樣鉆取鉆芯法 662、芯樣加工 芯樣端面不平整會導致應力集中和實測芯樣端面不平整會導致應力集中和實測強度偏低，故

33、必須保證芯樣端面平整度和垂強度偏低，故必須保證芯樣端面平整度和垂直度。經(jīng)加工后的芯樣試件，芯樣尺寸和外直度。經(jīng)加工后的芯樣試件，芯樣尺寸和外觀質(zhì)量應滿足：觀質(zhì)量應滿足：芯樣高度偏差小于005d (d為芯樣平均直徑）；沿芯樣高度任一直徑與平均直徑相差小于2mm。芯樣端面的不平整度在l00mm長度范圍內(nèi)不超過0.1 mm。芯樣端面與軸線的不垂直度小于20。芯樣不應有裂紋。 鉆芯法 673、芯樣試驗及強度推定n 芯樣抗壓試驗 芯樣試件宜在與被檢測結構或構件混凝芯樣試件宜在與被檢測結構或構件混凝土濕度基本一致的條件下進行抗壓試驗。如土濕度基本一致的條件下進行抗壓試驗。如結構工作條件比較干燥，芯樣在受壓

34、前應在結構工作條件比較干燥，芯樣在受壓前應在室內(nèi)自然干燥室內(nèi)自然干燥3d3d，以自然千燥狀態(tài)進行試驗。，以自然千燥狀態(tài)進行試驗。如結構工作條件比較潮濕，則芯樣應在如結構工作條件比較潮濕，則芯樣應在2020士士55的清水中浸泡的清水中浸泡40-48h40-48h，從水中取出后進行，從水中取出后進行抗壓試驗?？箟涸囼?。鉆芯法 68 混凝土強度推定混凝土強度推定 鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程鉆芯法檢測混凝土強度技術規(guī)程規(guī)定，以規(guī)定，以直徑直徑l00mml00mm或或150mm,150mm,高徑比高徑比h/d=1h/d=1的圓柱體芯樣試件的的圓柱體芯樣試件的抗壓測試值，其與邊長為抗壓測試值，其與邊長為

35、150mm150mm的立方體試塊強度的立方體試塊強度基本上是一致的，因此可直接作為混凝土的強度基本上是一致的，因此可直接作為混凝土的強度換算值。換算值。 對于單個構件或單個構件的局部區(qū)域，取芯樣對于單個構件或單個構件的局部區(qū)域，取芯樣試件混凝土換算強度中的最小值作為結構混凝土試件混凝土換算強度中的最小值作為結構混凝土強度的代表值。強度的代表值。3、芯樣試驗及強度推定鉆芯法 69 拔出法是在澆筑混凝土之前預埋金屬錨固件（拔出法是在澆筑混凝土之前預埋金屬錨固件（預預埋拔出法埋拔出法），或是在已經(jīng)硬化的混凝土構件上鉆孔埋），或是在已經(jīng)硬化的混凝土構件上鉆孔埋人金屬錨固件（人金屬錨固件（后裝拔出法后裝

36、拔出法），然后采用拔出儀測試），然后采用拔出儀測試錨固件從硬化混凝土中被拔出時的極限拔出力，根據(jù)錨固件從硬化混凝土中被拔出時的極限拔出力，根據(jù)預先建立的拔出力與混凝土強度之間的相關關系推算預先建立的拔出力與混凝土強度之間的相關關系推算混凝土的抗壓強度。檢測結果可靠性較高?；炷恋目箟簭姸取z測結果可靠性較高。 預埋拔出法主要用于新建結構混凝土質(zhì)量的控制，預埋拔出法主要用于新建結構混凝土質(zhì)量的控制，使用受到限制。而后裝拔出法在新舊結構或構件中均使用受到限制。而后裝拔出法在新舊結構或構件中均可使用，已獲得國際國內(nèi)的廣泛承認。在我國也得到可使用，已獲得國際國內(nèi)的廣泛承認。在我國也得到了廣泛采用，并已

37、經(jīng)頒布了廣泛采用，并已經(jīng)頒布后裝拔出法檢測混凝土強后裝拔出法檢測混凝土強度技術規(guī)程度技術規(guī)程。 拔出法1、基本原理70二、混凝土內(nèi)部缺陷的超聲波檢測技術 n混凝土裂縫檢測 n混凝內(nèi)部空洞缺陷檢測 n混凝土表面損傷檢測 71（1 1）施工原因，例如，振搗不足、鋼筋網(wǎng)過密而骨料最大）施工原因，例如，振搗不足、鋼筋網(wǎng)過密而骨料最大粒徑選擇不當、模板漏漿等所造成的內(nèi)部孔洞、不密實區(qū)、粒徑選擇不當、模板漏漿等所造成的內(nèi)部孔洞、不密實區(qū)、蜂窩及保護層不足、鋼筋外露等；蜂窩及保護層不足、鋼筋外露等； （2 2）由于混凝土非外力作用形成的裂縫，例如，在大體積）由于混凝土非外力作用形成的裂縫，例如，在大體積混凝

38、土中因水泥水化熱積蓄過多，在凝固及散熱過程中的不混凝土中因水泥水化熱積蓄過多，在凝固及散熱過程中的不均勻收縮而造成的溫度裂縫，混凝土干縮及碳化收縮所造成均勻收縮而造成的溫度裂縫，混凝土干縮及碳化收縮所造成的裂縫；的裂縫； （3 3）長期在腐蝕介質(zhì)或凍融作用下由表及里的層狀疏松；）長期在腐蝕介質(zhì)或凍融作用下由表及里的層狀疏松； （4 4）受外力作用所產(chǎn)生的裂縫，例如因齡期不足即行吊裝）受外力作用所產(chǎn)生的裂縫，例如因齡期不足即行吊裝而產(chǎn)生的吊裝裂縫等。而產(chǎn)生的吊裝裂縫等。 問題：在混凝土結構物的施工及使用過程中，缺陷和問題：在混凝土結構物的施工及使用過程中，缺陷和損傷的原因？損傷的原因？72 混凝

39、土裂縫檢測淺裂縫檢測 對于結構混凝土開裂深度對于結構混凝土開裂深度500mm500mm的裂縫，可用的裂縫，可用平測平測法法或或斜測法斜測法進行檢測。進行檢測。平測法：平測法：1220 iiicittld式中： 第i次測的裂縫深度（mm） ， 分別代表測距為 時不跨縫和跨縫量測的聲時值； 第i次測的超聲傳播距（mm）cid0ititilil雙面斜測法：雙面斜測法： 當結構的裂縫部位有兩個相互平當結構的裂縫部位有兩個相互平行的測試表面時可采用斜測檜檢測。行的測試表面時可采用斜測檜檢測。 兩個換能器分別設置于對應表面。兩個換能器分別設置于對應表面。 當兩換能器連線通過裂縫時，則接收當兩換能器連線通過

40、裂縫時，則接收信號的波幅和頻率明顯降低，信號的波幅和頻率明顯降低， 可以判可以判定裂縫的深度是否在貫通定裂縫的深度是否在貫通73深裂縫檢測 對于在大體積混凝土中預計深度在對于在大體積混凝土中預計深度在500mm500mm以上深裂以上深裂縫，可采用鉆孔探測。縫，可采用鉆孔探測。74混凝內(nèi)部空洞缺陷檢測 超聲檢檢測混凝土內(nèi)部的不密實區(qū)域 或空洞是根據(jù)各測點的聲時（或聲速）、波幅或頻率值的相對變化。確定異常測點的座標位置，從而判定缺陷的范圍。對測法：對測法：當結構具有兩對互相平行的測試面時采用，在測區(qū)的兩對相互平行的測試面上。分別畫間距為20030born的網(wǎng)格，確定測點的位置。斜測法：斜測法：對于

41、只有一對相互平行的測試面采用，在測區(qū)的兩個相互平行的測試面上，分別畫出交叉測試的兩組測點位置。鉆孔法：鉆孔法：當結構測試距離較大時，可在測區(qū)的適當部位鉆出平行于結構側面的測試孔 75混凝土表面損傷檢測76三、混凝土結構鋼筋檢測主要檢測內(nèi)容：n鋼筋位置和保護層厚度保護層厚度檢測檢測 n鋼筋銹蝕檢測 鋼筋材質(zhì)檢測77 鋼筋位置和保護層厚度保護層厚度檢測 測定鋼筋位置測定鋼筋位置查明實際配筋情況查明實際配筋情況 測定保護層厚度測定保護層厚度 確定構件的耐久性確定構件的耐久性 儀器：儀器：磁感儀磁感儀適用范圍：適用范圍： 配筋稀疏、配筋稀疏、 保保 護層不太厚護層不太厚 的鋼筋的的鋼筋的檢測。鋼筋布置

42、在同檢測。鋼筋布置在同一平面或在不同平面一平面或在不同平面內(nèi)且距離較大時，才內(nèi)且距離較大時，才能取得比較滿意的結能取得比較滿意的結果。果。 78 鋼筋銹蝕檢測鋼筋銹蝕檢測檢測方法：檢測方法： 電位差法電位差法 基本原理：基本原理：鋼筋銹蝕將鋼筋銹蝕將引起腐蝕電流，使電位引起腐蝕電流，使電位發(fā)生變化。發(fā)生變化。 試驗證明：試驗證明：電位差為電位差為正正值，鋼筋值，鋼筋無銹蝕無銹蝕；電位；電位差為差為負負值，鋼筋值，鋼筋有銹蝕有銹蝕可能，負值越大，表明可能，負值越大，表明鋼筋銹蝕程度愈嚴重鋼筋銹蝕程度愈嚴重。79n5.3 鋼結構檢測n一、鋼結構缺陷 二、鋼材強度測定n【鋼材硬度】指材料抵抗其它物體

43、壓n 入其表面的能力。n【硬度表述方法】布氏硬度、洛氏硬度、維氏硬度。n【布氏硬度計】可測定鋼材，鑄鐵等黑n色金屬和有色 金屬的布氏硬度值及鋼的n抗拉強度。nHB,HS分別為鋼材和標準試件的布氏n 硬度，其中HS為已知值；nf鋼材抗拉強度80n 三、超聲法檢測鋼材和焊縫缺陷脈沖反射法探傷示意圖 斜向探頭測缺陷位置焊縫探傷儀 快速便捷、無損傷、精確地進行工件內(nèi)部焊縫、裂紋、夾雜、氣孔等)多種缺陷檢測、定位、評估和診斷。用于實驗室和工程現(xiàn)場。81n5.4 砌體結構非破損檢測n概述n（1）砌體結構墻體裂縫產(chǎn)生原因n溫度裂縫n基礎沉降不均勻導致的斜向裂縫n墻體承載力不促出現(xiàn)的與壓力作用方向平行的裂縫（

44、最嚴重最危險）n（2）檢測內(nèi)容n 砂漿、塊體和砌體強度（主要）82n一、原位軸壓法:檢測普通磚砌體的抗壓強度 原位軸壓法的試驗裝置83【安裝】 墻體上開鑿上下水平對齊的兩條水平槽孔，安放原位壓力機，兩槽間相隔7皮磚，凈距約430mm，槽間砌體的承壓面修平整； 在上槽下表面和扁式千斤頂?shù)捻斆?，均勻鋪設厚10mm濕細砂墊層； 反力板置于上槽孔，扁式千斤頂置于下槽孔，并使兩個承壓板上下對齊； 擰緊螺母并調(diào)整其平行度，試加荷載檢查測試系統(tǒng)是否靈敏以及上下壓板和砌體受壓面接觸是否均勻密實，待正常后卸荷即開始測試。84【測試】 分級加荷，每級荷載約為預估破壞荷載的10%,加至預估破壞荷載的80%，連續(xù)加荷直至槽間砌體破壞(當槽間砌體裂縫急劇擴展而壓力表指針明顯回退時,即為槽間砌體的破壞荷載)。 將破壞荷載換算成槽間砌體的抗壓強度和標準砌體抗壓強度，再與設計值對比，從而判明現(xiàn)有砌體的真實強度。85n二、扁頂法:n1.檢測普通磚強度n2.測試古建筑