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结构检测与加固周新刚 教授烟台大学土木工程学院1概论国内外对结构的检测与加固处理非常重视结构检测与加固成为土木工程的重要实践检测技术与仪器的发展加固理论与技术的发展新材料在加固中的应用规范与规程不断完善2主要内容各类结构的检测技术及其工程应用检测技术与检测标准的发展可靠性鉴定与评估的原则、方法与程序可靠性鉴定结果及其意义结构加固理论与试验研究各类结构构件的加固方法加固工艺加固理论、技术与材料的发展加固施工的质量检测工程实例3一、检测技术与工程应用1、混凝土结构1.1 检测的主要内容：p 裂缝；p 挠度；p 混凝土强度；p 钢筋设置与强度；p 缺陷；p 混凝土成分；p 耐久性。检测内容或检测项目满足服务项目的要求、规范要求、技术发展要求或技术水平要求，体现技术与仪器等方面的水平。41）裂缝检测p 混凝土结构裂缝能反映结构与非结构方面的问题；p 裂缝问题往往也是结构质量纠纷的导火索；p 裂缝检测的目的是分析判定裂缝对结构损害；p 其本质是分析裂缝的成因；p 混凝土裂缝的复杂性，决定了有说服力的成因分析往往是困难的，很多时候，有说服力的成因分析，也是最有争议的成因分析。即使是最有说服力的成因分析，也会在成因分析中遗留许多值得深入分析的问题；p 就裂缝检测本身，裂缝深度检测比宽度检测要困难；p 对于构件或结构而言，找出最大的裂缝宽度，也是艰苦的工作。实际工程中，要根据找出最大裂缝的意义，决定检测的程度。52）挠度（变形）检测 一般来说，混凝土结构挠度（变形）的检测的工程意义不大。因为，混凝土结构构件的变形没有裂缝表现的更为显著。除非，结构由于某种特殊的原因引起的过大变形。在这种情况下，结构往往处于危险状态之中，或受到某种灾害的作用。裂缝和变形是可以变化的，所以判别变化 发展趋势，在某些情况下更为重要63）混凝土强度p任何情况下，混凝土强度都是检测的重要内容；p混凝土强度检测主要有三种方法；p检测的准确性，依赖大量检测数据；p实际上，综合法存在的基础是准确性与大量检测数据的依赖性；p早期混凝土强度的检测，对提高混凝土质量的意义；p小芯样检测的数据如何处理？p不同应力水平下，混凝土强度的检测结果会有怎样的差别？p混凝土碳化后的时间是否对混凝土强度有影响？p潮湿、冻融、火灾等的混凝土强度如何检测？74）钢筋布置与强度p钢筋布置与质量检测是混凝土结构检测的重要内容；p钢筋布置检测的主要方法；p钢筋质量检测：规格、型号与质量水平；p硬度法在钢筋强度检测中的应用；p化学分析法应作为无损质量检测的重要手段；p腐蚀钢筋的检测是钢筋检测的重要发展方向；p钢筋连接的检测目前还没有引起足够的重视；节点混凝土和钢筋质量的综合检测应作为灾害预测检测的重要内容84）缺陷检测 明显的缺陷在施工阶段一般会发现；1990年代建造的混凝土结构，尤其是一些重点工程，在工期指标的要求下，往往存在一些明显的缺陷而被隐盖；对于这样一些工程，在以后的检测中，这些缺陷也容易被继续隐蔽；因为，任何检测都是抽样检测，特别是在被使用的工程中进行抽样检测。内部的缺陷就更不容易被揭露。95）混凝土成分p 水泥硬化后生成新的物质；p 这些新的物质对于多数水泥来说是大体相同的；p 而且，这些新的物质是和混凝土中其他成分不易分析；p 因此，从硬化的混凝土分析水泥的成分是苦难的，目前还没有可行的方法；p 但分析混凝土的成分，特别是分析水泥的品种，对工程具有重要的意义。p 也许在工程的某些部位设置一些特殊的小仪器，用于收集水泥浆，作为质量分析的依据，可能是有意义的，也是可行的。106）耐久性 耐久性涉及的范围很广，上述检测项目也是耐久性检测的主要项目，但耐久性检测的内容更多：p 盐p 碳化p 氢氧根浓度p 渗透率p 电位p 电阻率p 渗透率（现场检测渗透率非常重要）111.2 检测仪器与技术1）强度检测p混凝土：回弹、钻芯、超声、成熟度p钢筋：硬度、抗拉、化学分析2）裂缝检测p放大镜p超声波p塞尺3）耐久性检测p化学方法p物理方法4）抽样检测与室内实验p抽样检测的代表性p室内实验的数据处理5）技术标准p国家标准与地方标准p遵循标准与技术创新122、钢结构钢结构要经过工厂加工制作与现场安装两个阶段。因此，钢结构的工厂检验比混凝土结构重要的多。除材料化学成分检测、钢材强度检测外，探伤是钢结构检测的重要内容，无论是在工厂，还是在现场。另外，高强螺栓的检验也是钢结构质量检测的重要内容。已有钢结构的变形、腐蚀、功能层的状况等也是已有钢结构鉴定评估的重要依据。超声波探伤是钢结构加工、制作、安装中焊接质量检测的重要手段。133、砌体结构 砂浆强度检测 有多种方法，但都有较大的离散性。混凝土强度检测 同混凝土。砌块强度检测 取样检测 砌体强度现场检测 原位测试，相对地比较准确地评价砌体的质量。刚度等14二、检测、鉴定标准1、检测与鉴定的关系从服务的角度，检测标准是重要的；检测标准的制定有助于检测的规范与技术的推广；检测标准分行业标准与国家标准；材料等性能的检测大都有国家标准，而现场检测标准大都是一些行业标准、地方标准；行业标准往往针对某些特点的检测仪器与方法；对混凝土结构等方面的检测，制定一些地方标准是必要的。检测标准与鉴定标准是不同的；检测应作为鉴定的依据。15p 检测为鉴定提供数据；p 鉴定是在检测与分析的基础上，对结构（或构件）某些性能，做出评价；p 检测的结果应该是一些定量的结果；p 鉴定有定量的结果，也有定性的结论；p 除材料本身的力学性能检测外，检测的目的一般服务于鉴定或其他目的；p 因此，检测项目的要求，应满足服务内容的需要；p 检测可以直接由鉴定单位完成外，也可以由鉴定单位委托其他检测单位完成；p 但检测数据、鉴定结论的做出，应该负法律责任；p 所以与这些活动有关的技术人员、仪器设备、工作程序、技术管理等，要符合国内外的通行标准。p 而且，工作流程、技术管理等在某种意义上，直接影响成果的质量。主要的技术标准要具备，并熟悉。162、主要技术标准 材料方面 混凝土结构方面 钢结构方面 砌体结构方面请列出与混凝土结构检测、鉴定有关的主要技术标准173、检测发展的一些新趋势构件应力状态与应力水平的检测；如何检测地下、隐蔽或不宜达到部位的结构质量；智能监控检测；动力性能检测；装饰层等方面的检测；环境检测；功能材料与功能状态的检测；健康检测；现代技术在健康检测等中的应用。动力检测、健康检测的要求应越来越高18三、可靠性鉴定与评估的原则、方法与程序 新的混凝土结构设计规范，要求对改造的工程必须进行检测鉴定。鉴定的目的为改造提供技术参数，回答能否改造，改造的技术参数，改造的技术建议。原则：详实性、安全性、可行性、经济性。方法:传力树方法 结构构件和非结构构件组成的传力系统 树表示它们在传力中的逻辑关系19单元单元2 2单元单元1 1单元单元 i i结构结构系统1系统2构件1构件2构件1构件220专门鉴定机构专门鉴定机构鉴定目的、范围、内容鉴定目的、范围、内容鉴定方案鉴定方案详细调查详细调查与评定？与评定？鉴定报告鉴定报告可靠性鉴定评级可靠性鉴定评级详细调查与评定详细调查与评定初步调查与评定初步调查与评定补充调查？补充调查？否否是是否否是是程序:21安全性与使用性鉴定 使用性鉴定根据检测结果和鉴定标准可以直接做出；安全性鉴定必须根据检测结果，进行内力分析和抗力计算，在抗力计算的基础上，根据鉴定标准做出；因此，安全性鉴定中，结构内力分析是非常重要的；内力分析要结合鉴定的目的、要求等决定；改造加固工程要结合改造方案进行；安全性分析中的材料强度取值问题；如何用分析数据确定构件的安全指标或失效概率可靠性鉴定标准，把结构的鉴定结果分成等级，与可靠的概念有一定的距离22四、可靠性鉴定结论与建议结论要准确结论要得到支撑结论与原因要科学结论要留有余地结论不能模糊建议要符合实际建议要可行建议的执行要经济23案例1、烟台小沙埠住宅楼的鉴定案例2、威海金蚂蚁大厦鉴定24