建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固

建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固

陳宗平教授2011.09Constructionstructureexaminationappraisalandreinforcement教學(xué)提示：本章首先講述了建筑結(jié)構(gòu)功能退化的主要原因以及建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固的意義。接著簡要地介紹了建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固的發(fā)展與應(yīng)用概況。最后介紹了課程的主要內(nèi)容、特點以及學(xué)習(xí)過程中需注意的問題。學(xué)習(xí)要求：通過本章學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)掌握建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固的一般概念及特點，了解建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固在國內(nèi)外土木工程中的發(fā)展與應(yīng)用概況，了解本課程的主要內(nèi)容、要求和學(xué)習(xí)方法。本課程學(xué)習(xí)方法及要求本門課程主要內(nèi)容第一章緒論第二章建筑結(jié)構(gòu)損傷機理與危害第三章建筑結(jié)構(gòu)檢測第四章建筑可靠性鑒定第五章建筑結(jié)構(gòu)加固 第六章建筑抗震鑒定與加固 第1章緒論1.1引起建筑結(jié)構(gòu)功能退化的主要原因

1.2建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固的必要性與意義1.3我國建筑結(jié)構(gòu)鑒定與加固的發(fā)展概論

1.3.1我國建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的研究與發(fā)展

1.3.2我國建筑結(jié)構(gòu)可靠性鑒定的研究與發(fā)展

1.3.3我國建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的研究與發(fā)展

1.4本課程的主要內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法

本章小結(jié)

思考題

根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》(GB50068-2001)的規(guī)定，結(jié)構(gòu)在規(guī)定的設(shè)計使用年限內(nèi)應(yīng)滿足下列功能要求：

1)在正常施工和正常使用時，能承受可能出現(xiàn)的各種作用；

2)在正常使用時具有良好的工作性能；

3)在正常維護(hù)條件下具有足夠的耐久性能；

4)在設(shè)計規(guī)定的偶然事件(如地震、爆炸、撞擊等)發(fā)生時及發(fā)生后，結(jié)構(gòu)仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。

上述四點統(tǒng)稱為結(jié)構(gòu)的預(yù)定功能，當(dāng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)功能退化而不能滿足預(yù)定功能要求時，就可能引起工程事故。功能退化程度較輕者可能影響建筑物的使用性能和耐久性；嚴(yán)重者會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，甚至引起結(jié)構(gòu)倒塌，造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。1.1引起建筑結(jié)構(gòu)功能退化的主要原因

引起建筑結(jié)構(gòu)功能退化的原因很多，根據(jù)大量的工程經(jīng)驗分析，歸納起來主要有以下幾方面：

1.設(shè)計有誤2.施工質(zhì)量差3.使用不當(dāng)4.長期在惡劣環(huán)境下使用，使材料的性能惡化5.結(jié)構(gòu)使用要求的變化

結(jié)構(gòu)的功能退化是客觀存在的，只要能科學(xué)分析原因，減緩結(jié)構(gòu)的退化速度，通過科學(xué)的檢測、鑒定和加固，就可以延長建筑物使用年限。

1.2建筑結(jié)構(gòu)檢測、鑒定與加固的必要性與意義隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，一方面為滿足社會發(fā)展的需求，新建筑不斷地建設(shè)，同時早期修建的建筑因標(biāo)準(zhǔn)低已不滿足社會發(fā)展的需求，需對其進(jìn)行維修、加固和現(xiàn)代化改造；另一方面隨著人們生活水平的進(jìn)一步提高，人們對建筑功能的要求越來越高，已有建筑的規(guī)模和功能不能滿足新的使用要求，而且原有建筑的低標(biāo)準(zhǔn)、建筑的老齡化及長期使用后結(jié)構(gòu)功能的逐漸減弱等引起的結(jié)構(gòu)安全問題已開始引起人們的關(guān)注，在考慮昂貴的拆建費用以及對正常生活秩序和環(huán)境的嚴(yán)重影響等問題后，人們逐漸把目光投向?qū)υ谟梅课莸木S修加固和現(xiàn)代化改造。

建筑結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定與加固是當(dāng)代建筑結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的熱門技術(shù)之一，它包含結(jié)構(gòu)檢測、結(jié)構(gòu)鑒定、結(jié)構(gòu)加固三個方面的知識和技能。這三個方面雖可相互獨立，但多數(shù)情況下這三方面常為一體進(jìn)行綜合運用，即結(jié)構(gòu)的檢測是結(jié)構(gòu)鑒定的依據(jù)，而結(jié)構(gòu)的檢測和鑒定又往往是結(jié)構(gòu)加固前的必要過程。建筑結(jié)構(gòu)的檢測、鑒定與加固涉及到的知識和技術(shù)比較復(fù)雜，內(nèi)容也十分廣泛，它不但包含了對結(jié)構(gòu)損傷的檢測、對既有建筑結(jié)構(gòu)的鑒定，也包括了加固理論和加固技術(shù)等相關(guān)內(nèi)容，還涉及到加固改造與拆除重建的經(jīng)濟(jì)對比分析。它是一門研究結(jié)構(gòu)服役期的動態(tài)可靠度及其維護(hù)、改造的綜合性學(xué)科。近十多年來，結(jié)構(gòu)鑒定與加固改造在我國得以迅速發(fā)展，作為一門新的科學(xué)技術(shù)正在逐漸形成，它已經(jīng)成為土木工程技術(shù)人員知識更新的重要內(nèi)容。為了適應(yīng)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展的環(huán)境和滿足社會大量的檢查鑒定與加固專業(yè)人才的需要，很多高等院校已開設(shè)了相關(guān)的課程。

1.3我國建筑結(jié)構(gòu)檢測鑒定與加固的發(fā)展概論

1.3.1我國建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)的研究與發(fā)展

對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行科學(xué)的檢測是保證工程質(zhì)量、人民生命安全和國家財產(chǎn)安全的重要手段，科學(xué)、合理的檢測手段是確保結(jié)構(gòu)檢測結(jié)論可靠與否的重要措施。自20世紀(jì)70年代以來，我國建筑結(jié)構(gòu)的檢測技術(shù)得到快速發(fā)展，其使用工程對象已從新中國前得破舊民居檢測發(fā)展到各種類型的現(xiàn)代化建筑工程檢測，新的檢測方法、檢測手段不斷涌現(xiàn)。在混凝土結(jié)構(gòu)檢測方面，針對建國初期缺乏有效的檢測技術(shù)手段；20世紀(jì)70年代中期原國家建委對混凝土無損檢測技術(shù)進(jìn)行了科技攻關(guān)，進(jìn)過近10年的不斷努力，到了80年代中期，我國首部混凝土檢測規(guī)程《回彈法評定混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程》（JGJ23—85）問世；為我國混凝土結(jié)構(gòu)的檢測帶來了規(guī)范性的指導(dǎo)意見，此后，混凝土檢測方法不斷出現(xiàn)，并逐漸成熟，回彈法、超聲法、超聲-回彈綜合法、鉆芯法等非破損法和局部破損法等混凝土檢測方法在現(xiàn)代化得工程得到了大量使用。

在砌筑結(jié)構(gòu)檢測方面，70年代期末，我國主要以測定砌筑砂漿強度作為砌筑結(jié)構(gòu)抗震鑒定和加固的評定指標(biāo)；80年代中后期，以砌體強度、砌筑砂漿強度或砌體塊材強度等級作為檢測對象；1994年，將回彈法、電荷法、筒壓法、射釘法和剪切法五種砂漿強度檢測方法和推剪法、單剪法、軸壓法、扁千斤頂和拔出法等五種砌體強度的檢測方法納入規(guī)程；目前，對砌體結(jié)構(gòu)的檢測主要使用軸壓法、砂漿片剪切法，回彈法和射釘法等。針對鋼結(jié)構(gòu)采用材料具有材質(zhì)均勻、強度、塑性與韌性均能較好，但鋼材易腐蝕，耐火性差等特點，并且鋼結(jié)構(gòu)的缺陷敏感性較強，鋼結(jié)構(gòu)的檢測主要是針對材料與連接缺陷以及銹蝕程度與涂層厚度的檢測。通常所采用的方法有：超聲波無損檢測、滲透檢測、射線檢測、渦流檢測、磁粉檢測、鋼材銹蝕檢測及涂層厚度檢測等。1.3.1我國建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)檢測技術(shù)的的研究與發(fā)展展1.在混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)檢測方面，，針對建國初初期缺乏有效效的檢測技術(shù)術(shù)手段；20世紀(jì)70年代中期原國國家建委對混混凝土無損檢檢測技術(shù)進(jìn)行行了科技攻關(guān)關(guān)，進(jìn)過近10年的不斷努力力，到了80年代中期，我我國首部混凝凝土檢測規(guī)程程《回彈法評定混混凝土抗壓強強度技術(shù)規(guī)程程》（JGJ23——85）問世；為我我國混凝土結(jié)結(jié)構(gòu)的檢測帶帶來了規(guī)范性性的指導(dǎo)意見見，此后，混混凝土檢測方方法不斷出現(xiàn)現(xiàn)，并逐漸成成熟，回彈法法、超聲法、、超聲-回彈綜綜合法法、鉆鉆芯法法等非非破損損法和和局部部破損損法等等混凝凝土檢檢測方方法在在現(xiàn)代代化得得工程程得到到了大大量使使用。。2.在砌筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)檢測測方面面，70年代期期末，，我國國主要要以測測定砌砌筑砂砂漿強強度作作為砌砌筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗抗震鑒鑒定和和加固固的評評定指指標(biāo)；；80年代中中后期期，以以砌體體強度度、砌砌筑砂砂漿強強度或或砌體體塊材材強度度等級級作為為檢測測對象象；1994年，將將回彈彈法、、電荷荷法、、筒壓壓法、、射釘釘法和和剪切切法五五種砂砂漿強強度檢檢測方方法和和推剪剪法、、單剪剪法、、軸壓壓法、、扁千千斤頂頂和拔拔出法法等五五種砌砌體強強度的的檢測測方法法納入入規(guī)程程；目目前，，對砌砌體結(jié)結(jié)構(gòu)的的檢測測主要要使用用軸壓壓法、、砂漿漿片剪剪切法法，回回彈法法和射射釘法法等。。1.3.2我國建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)可可靠性性鑒定定的研研究與與發(fā)展展建筑物物在建建造和和使用用過程程中，，經(jīng)常常會遇遇到由由于材料、、設(shè)計計、施施工、、使用用不當(dāng)當(dāng)造成質(zhì)質(zhì)量事事故；；或是是由于于材料老老化、、環(huán)境境因素素影響響、偶偶然作作用(如地震震、火火災(zāi)、、爆炸炸等)使結(jié)構(gòu)構(gòu)受到到損害害。為為了能能正確確分析析結(jié)構(gòu)構(gòu)現(xiàn)狀狀，給給出科科學(xué)的的鑒定定結(jié)論論，可可靠性性鑒定定是建建筑物物維修修改造造工作作中需需要首首先解解決的的問題題。在我國國，自自從1984年頒布布實施施以可靠指指標(biāo)β度量結(jié)結(jié)構(gòu)可可靠性性為特點點的《建筑結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》以來，，在在已有有建筑筑物可可靠性性鑒定定的理理論研研究與與應(yīng)用用上也也取得得了明明顯的的進(jìn)展展，其其中較較為突突出的的表現(xiàn)現(xiàn)為《工業(yè)建建筑可可靠性性鑒定定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》的編制制，該該標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)以可可靠指指標(biāo)β作為結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件承承載能能力鑒鑒定評評級的的分級級標(biāo)志志，起起到與與統(tǒng)一一標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)相協(xié)協(xié)調(diào)的的作用用。近年來來，隨隨著人人們對對建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)可靠靠性鑒鑒定的的相關(guān)關(guān)理論論方法法進(jìn)行行了不不斷深深入研研究，，許多多新的的檢測測儀器器設(shè)備備不斷斷涌現(xiàn)現(xiàn)，以以及一一些新新的檢檢測技技術(shù)、、檢測測手段段得到到大量量的推推廣應(yīng)應(yīng)用，，我國國建筑筑結(jié)構(gòu)構(gòu)的可可靠性性鑒定定體系系得到到了不不斷的的提高高和完完善，，陸續(xù)續(xù)頒布布了《工業(yè)構(gòu)構(gòu)筑物物抗震震鑒定定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》(GBJ117-88)、《工業(yè)廠廠房可可靠性性鑒定定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》(GBJ144-90)、《建筑抗抗震鑒鑒定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》(GB50023-95)、《民用建建筑可可靠性性鑒定定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》(GB50292-1999)、《危險房房屋鑒鑒定標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)》(JGJ125-99)等重要要標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)。1.3.3我國建建筑結(jié)結(jié)構(gòu)加加固技技術(shù)的的研究究與發(fā)發(fā)展如何對對已有有建筑筑進(jìn)行行加固固，以以提高高結(jié)構(gòu)構(gòu)的服服役性性能，，國內(nèi)內(nèi)外科科研工工作者者對此此均進(jìn)進(jìn)行了了大量量的研研究，，并提提出了了很多多實用用方法法，如如針對對上部部結(jié)構(gòu)構(gòu)加固固，就就有增大截截面法法、體體外預(yù)預(yù)應(yīng)力力法和改變結(jié)結(jié)構(gòu)傳傳力途途徑法法等，針針對地地基基基礎(chǔ)加加固，，有樁托換換、地地基處處理和加大基基礎(chǔ)面面積法法等，這這些方方法在在國內(nèi)內(nèi)外已已經(jīng)得得到了了大量量使用用，也也取得得了很很多成成熟的的經(jīng)驗驗。隨著環(huán)環(huán)氧樹樹脂粘粘結(jié)劑劑的問問世（（約1960年左右右），，出現(xiàn)現(xiàn)了一一種新新的加加固方方法—外部粘粘貼鋼鋼板加加固法法，這種種加固固法是是用環(huán)環(huán)氧樹樹脂粘粘結(jié)劑劑把鋼鋼板等等高強強度材材料牢牢固地地粘貼貼于被被加固固構(gòu)件件的表表面，，使其其與被被加固固構(gòu)件件共同同工作作，達(dá)達(dá)到補補強和和加固固的目目的。。我國建筑結(jié)結(jié)構(gòu)加強技技術(shù)的發(fā)展展建筑結(jié)構(gòu)膠膠從上個世世紀(jì)60年代起在結(jié)結(jié)構(gòu)加固領(lǐng)領(lǐng)域就逐漸漸發(fā)揮了重重要作用。。1965年，福州大大學(xué)配制了了一種環(huán)氧氧結(jié)構(gòu)膠對對某水庫溢溢洪道混凝凝土閘墩斷斷裂及20m跨屋架和9m跨渡槽工字字梁的裂縫縫進(jìn)行了修修復(fù)。鞍山山修建公司司也研制一一種CJ-1建筑結(jié)構(gòu)膠膠，用于梁梁柱的加固固補強。1971年美國在圣圣弗南多大大地震的災(zāi)災(zāi)后重建修修復(fù)過程中中，就廣泛泛采用了建建筑結(jié)構(gòu)膠膠，如一座座10層的醫(yī)院大大樓和一幢幢高于137m的市府大廈廈，就用了了7頓多的結(jié)構(gòu)構(gòu)膠來修補補3萬余米的結(jié)結(jié)構(gòu)裂縫。。20世紀(jì)末一種種類似于粘粘鋼加固的的外貼纖維維復(fù)合材料料加固法逐逐漸引起工工程技術(shù)人人員的關(guān)注注，并得以以大量研究究和推廣應(yīng)應(yīng)用。如瑞瑞士國家實實驗室首先先采用了外外貼纖維復(fù)復(fù)合材料加加固技術(shù)。。外貼纖維復(fù)復(fù)合材加固固具有施工工周期短、、對原結(jié)構(gòu)構(gòu)影響小等等優(yōu)點。但但是，在外外貼纖維復(fù)復(fù)合材加固固中，外貼貼材料與構(gòu)構(gòu)件的結(jié)合合性能是保保證加固效效果的關(guān)鍵鍵，粘結(jié)劑劑性能的好好壞決定了了外貼加固固的成功與與否。1.4本課程的主主要內(nèi)容與與學(xué)習(xí)方法法本課程涉及及到檢測、鑒定定、加固三個方面的的內(nèi)容，其其學(xué)習(xí)方法法隨內(nèi)容的的不同而有有異。結(jié)構(gòu)構(gòu)檢測應(yīng)強強調(diào)實踐性性環(huán)節(jié)，需需掌握對常常用儀器、、設(shè)備的使使用方法，，要學(xué)會對對檢測數(shù)據(jù)據(jù)的整理和和成果的計計算。結(jié)構(gòu)構(gòu)鑒定應(yīng)重重點了解鑒鑒定標(biāo)準(zhǔn)的的主要條文文，包括評評定等級的的方法、評評定等級的的依據(jù)和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)等。結(jié)結(jié)構(gòu)加固涉涉及的理論論及計算則則較復(fù)雜，，在加固技技術(shù)的學(xué)習(xí)習(xí)時應(yīng)注意意以下問題題：1)明確加固結(jié)結(jié)構(gòu)所需抵抵抗的各種種荷載和作作用，需要要結(jié)合相關(guān)關(guān)規(guī)范，掌掌握荷載及及其它作用用的取值和和組合方法法，為進(jìn)行行正確的結(jié)結(jié)構(gòu)分析打打下良好的的基礎(chǔ)2)要正確