第4章 既有结构可靠性检测与监测-2.ppt
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1、2013-09-30结结构构全全寿寿命命维维护护结结构构全全寿寿命命维维护护第四章第四章第四章第四章 既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测2第四章第四章第四章第四章 既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测既有结构可靠性检测与监测4.1 检测样本的抽取与合理的抽样数量检测样本的抽取与合理的抽样数量4.2 结构图纸的复核与测绘结构图纸的复核与测绘4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测 4.5 结构变形的检测结构变形的检测4.6
2、 结构使用荷载的调查与分析结构使用荷载的调查与分析4.7 结构安全长期监测结构安全长期监测3n钢材力学性能检测钢材力学性能检测混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 4钢筋固定条件的影响 外部荷载的影响 n钢材力学性能检测钢材力学性能检测混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 51)钢筋定位:用钢筋探测仪探测构件中钢筋的分布与位置,确定被测钢筋。2)试件处理:用便携式切割机小心切割混凝土并撬开钢筋保护层,长约100mm;再用便携式角向磨光机将钢筋表
3、面打磨平整并抛光。尽量避免使被测钢筋受到强烈振动,同时使钢筋的裸露截面小于三分之一,以使混凝土对钢筋仍保持足够的约束力。3)里氏硬度测量:沿钢筋中轴线,用里氏硬度计测量钢筋的里氏硬度值,取五次测试数据的平均值为试件的试验结果。注意使两测点的间距3mm。4)钢筋强度的换算:按式fb=0.952HLD+167计算被测钢筋的抗拉强度。n钢材力学性能检测钢材力学性能检测混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 6 直径直径(mm)里氏硬度里氏硬度(HLD)换算强度换算强度(MPa)直接受拉实直接受拉实测强度测强度(MPa)相对误差
4、相对误差(%)20387535 5232.3 20388536 547-2.0 16384533 573-7.0 16389537 580-7.4n钢材力学性能检测混凝土中钢筋强度检测(表面硬度法)4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 7 可按房屋的层划分检测单元。当房屋的层数较多,且确知砌体的强度设计等级时,只有单层的建筑面积较小时(不超过300m2),才将具有相同设计强度等级的若干层合并作为一个检测单元。材料强度应进行现场检测;材料变形性能可进行现场检测,也可按现场检测获得的砌体强度标准值,根据砌体结构设计规范(GB50003)的有关规定进行换算后确定。n砌体材料性能检测砌体材料性
5、能检测基本规定基本规定4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 8检测普通砖砌体的抗压强度(西安建筑科技大学)n砌体材料性能检测砌体材料性能检测原位轴压法原位轴压法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 9检测砖砌体的强度和弹性模量(湖南大学)扁式液压千斤顶变形测量脚标n砌体材料性能检测砌体材料性能检测扁顶法扁顶法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 10检测各种砌体的抗剪强度n砌体材料性能检测砌体材料性能检测原位单剪法原位单剪法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 11检测砖砌体的抗剪强度(陕西省建筑科学研究院)n砌体材料性能检测砌体材料性能检测原位单砖双剪法原位单
6、砖双剪法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 12检测普通砖墙体的砂浆强度(河南省建筑科学研究院)n砌体材料性能检测砌体材料性能检测推出法推出法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 131)在砖的一个240mm长的条面上,按测点间距为20mm测试10个回弹值;2)计算该10个回弹值的平均值nm;3)由式nm=0.84nm+2.13,得到修正后的平均值nm,用修正后的平均值nm,按照回弹仪评定烧结普通砖强度等级的方法(JC/T 796-1999)评定烧结普通砖的强度等级。n砌体材料性能检测砌体材料性能检测回弹法回弹法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 14 上海市松江区
7、某多层砖混结构办公楼 回弹结果未修正:MU15 回弹结果修正后:MU10 砖块直接试验:MU10 对现场回弹检测结果进行修正,可以提高检测结果的准确性!n砌体材料性能检测砌体材料性能检测回弹法回弹法4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 15砌体工程现场检测技术标准(GB/T 50315)既有建筑物结构检测与评定标准(DG/TJ08-804-005)n砌体材料性能检测砌体材料性能检测依据的规范依据的规范4.3 结构材料性能的检测结构材料性能的检测 16外观和内部缺陷蚀可见裂缝碳化深度受腐蚀情况钢筋锈蚀混凝土结构n混凝土结构损伤检测检测内容4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损
8、伤和材料性能劣化的检测17 包括蜂窝、露筋、孔洞、夹渣、疏松、连接部位缺陷、外形缺陷、外表缺陷等的检测。可采用目测与量测相结合的方法进行 检测数量宜为全数普查,特殊条件下也可采用随机抽样方式进行,但抽样数量不宜少于同类构件的30%n混凝土结构损伤检测外观缺陷检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测18n混凝土结构损伤检测外观缺陷检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测19n混凝土结构损伤检测外观缺陷检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测20 包括内部不密实区和孔洞、混凝土二次浇筑形成的
9、施工缝与加固修补结合面的质量、表面损伤层厚度、混凝土各部位的相对均匀性等的检测 仅检测混凝土内部缺陷且当混凝土表面有较明显外观缺陷时,抽样数量不宜少于同类构件的30%n混凝土结构损伤检测内部缺陷检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测21 机械波法(超声脉冲波、冲击波和声发射)穿透能力较强、设备简单、操作方便,适合于混凝土内部缺陷的检测 穿透辐射法(x射线、射线和中子流等)穿透能力有限、设备相当复杂、需要严格的防护措施,一般不适合于混凝土内部缺陷的检测 n混凝土结构损伤检测内部缺陷检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测2
10、2 利用超声脉冲波在技术条件相同的混凝土中传播的时间(或速度)、接收波的振幅和频率等声学参数的相对变化来判定混凝土的缺陷 和超声法检测混凝土强度的原理类似 n混凝土结构损伤检测内部缺陷检测(超声波法)4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测23n混凝土结构损伤检测混凝土不密实区和空洞检测(超声波法)4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测24n混凝土结构损伤检测混凝土不密实区和空洞检测(超声波法)4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测254.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性
11、能劣化的检测26裂缝表面特征和裂缝深度 检测数量宜为全数普查,特殊条件下也可采用随机抽样方式进行,但抽样数量不宜少于同类构件的30%n混凝土结构损伤检测开裂情况检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测27裂缝部位裂缝部位数量数量长度长度开展方向开展方向起始点、裂缝起始点、裂缝表面宽度表面宽度裂缝的表面特征裂缝的表面特征 可采用目测、卷尺量测、读数显微镜、裂缝宽度检验规(精度0.05mm)相结合方法进行检测 每条裂缝应沿裂缝延伸方向量测不少于3个裂缝表面宽度数值(当结构混凝土表面有面层时应铲除),取其最大值作为该条裂缝表面宽度值 n混凝土结构损伤检测裂缝的表面
12、特征4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测28水平裂缝n混凝土结构损伤检测裂缝的表面特征4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测29n混凝土结构损伤检测裂缝的表面特征4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测304.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混凝土结构损伤检测裂缝(实例)314.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混凝土结构损伤检测裂缝(实例)324.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混
13、凝土结构损伤检测裂缝(实例)334.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混凝土结构损伤检测裂缝(实例)34温度裂缝,由于温度变形受到刚度较温度裂缝,由于温度变形受到刚度较大构件的约束而引起的开裂。大构件的约束而引起的开裂。温度区段温度区段气温升高时气温升高时T4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混凝土结构损伤检测裂缝(实例)35收收缩缩裂裂缝缝:收收缩缩变变形形受受到到刚刚度度较较大大构构件件的的约约束束而而开开裂裂。选选择择合合理理的的混混凝凝土土配配合合比比,减减少少水水和和水水泥泥用用量量,加加强强养养护护,尽尽可可
14、能能减减少少混混凝凝土土的的收收缩缩是是防防止止收收缩缩裂裂缝缝的的根根本本措措施施。配配筋筋并并不不能能防防止止收收缩缩裂裂缝缝,而而只只能能使使裂裂缝缝分分散散成成许许多间距较密的细小的裂缝。多间距较密的细小的裂缝。楼板楼板裂缝裂缝4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测n混凝土结构损伤检测裂缝(实例)36 混凝土碳化深度可采用喷射酚酞或彩虹试剂的方法进行测试,具体方法可参见回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T 23)。当混凝土碳化深度检测与回弹法测强相结合时,单个构件30%的回弹测区代表性位置均应设置碳化深度测点。当仅为混凝土碳化深度检测时,单个构
15、件碳化深度测点数不应少于3处。对每个检测构件,取测点的平均值作为碳化深度的代表值。n混凝土碳化深度检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测37长海医院医技楼混凝土碳化深度测量结果芯样编号 ZX1-1 BX2-1 BX2-2 LX3-1 LX3-2 BX4-1 BX4-2碳化深度mm85652040 65905028n混凝土碳化深度检测4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测38 混凝土中氯离子如属掺入型,则仅需检测混凝土中氯离子含量,如属于外渗型,则需检测混凝土由表及里的氯离子浓度分布,从而判断侵入深度。在混凝土中氯离子含量及
16、其侵入深度检测时,根据工作条件及混凝土质量划分检测单元,每个检测单元的样本数应不少于3个,当均匀性很差时应增加检测样本。n混凝土氯离子含量检测基本原则4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测39 在混凝土中钻取直径100mm,长度50100mm的芯样 将混凝土芯样破碎后剔除大颗粒骨料,研磨至全部通过0.08mm筛子 用磁铁吸出试样中的金属铁屑,置于105110烘箱中烘干2小时,取出后放入干燥皿中冷却至室温 采用硝酸银滴定法或硫氰酸钾溶液滴定法检测单位质量混凝土中的氯离子含量,再根据配合比可换算为氯离子占水泥重量的百分比。n混凝土氯离子含量检测氯离子含量4.4 结
17、构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测40 在抽样检测位置钻取长100150mm的芯样,然后将芯样切割成厚510mm的薄片 测定每一薄片氯离子含量 取几个同层样品氯离子含量实测值的平均值作为该层中点氯离子含量的代表值,绘出沿深度变化的氯离子浓度分布规律曲线 n混凝土氯离子含量检测氯离子的分布(切片法)4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测41 用取粉机由表及里向内分层研磨,每隔1mm、2mm、5mm或10mm磨粉一次 测定粉末的氯离子含量 取几个同层样品氯离子含量实测值的平均值作为该层中点氯离子含量的代表值,绘出沿深度变化的氯离子浓度分
18、布规律曲线 n混凝土氯离子含量检测氯离子的分布(分层取粉法)4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测42钢筋锈蚀可能性的判断、钢筋锈蚀率或钢筋锈蚀速率的检测 自然电位法、混凝土电阻法、电流密度法、锈胀裂缝法或破损法 对每一个结构单元,应根据构件的环境条件和外观检查结果确定检测单元,每个检测单元的样本不应少于6个 n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测检测内容、方法与样本数量4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测43 对于混凝土表面完好、未发现有锈迹和锈胀裂缝的构件,但有理由怀疑混凝土中钢筋可能已经锈蚀时(如检测发现混凝土的碳化深度超过混凝
19、土保护层厚度),可采用自然电位法对混凝土中的钢筋锈蚀情况进行初步判断。根据构件表面的实测腐蚀电位等值线图,按以下标准或检测设备的操作规程,定性判断混凝土中钢筋锈蚀的可能性-350-500mV,有锈蚀活动性,发生锈蚀概率为95%;-200-350mV,有锈蚀活动性,发生锈蚀概率为50%;-200mV以上,无锈蚀活动性或锈蚀活动性不确定,发生锈蚀概率为5%。n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测自然电位法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测44 对于混凝土表面完好、未发现有锈迹和锈胀裂缝的构件,但有理由怀疑混凝土中钢筋可能已经锈蚀时(如检测发现混凝土的碳化深度超过混凝土保
20、护层厚度),可采用电阻法对混凝土中的钢筋锈蚀情况进行初步判断。根据实测混凝土电阻率按以下标准或检测设备的操作规程,定性判断混凝土中钢筋锈蚀的可能性。100k.cm以上,即使高氯化物浓度或碳化情况下,锈蚀速率也极低;50100k.cm,低锈蚀速率;1050k.cm,钢筋活化时出现中高锈蚀速率;低于10k.cm,混凝土电阻率不是钢筋锈蚀的控制因素。n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测电阻法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测45根据实测电流密度计算钢筋年锈蚀深度 n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测电流密度法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检
21、测46 对于已经锈胀开裂的结构构件,可根据锈胀裂缝宽度推算钢筋锈蚀深度,但宜用直接破型法进行校核和修正 n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测锈胀裂缝法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测47宜选择保护层空鼓、锈胀开裂或剥落等钢筋锈蚀严重的部位 根据锈蚀钢筋的有效截面积和锈前公称截面积计算钢筋的截面锈损率,或根据锈蚀钢筋净重和锈前公称质量计算钢筋的失重率 凿除混凝土保护层,并刮除钢筋表面的锈蚀层后,采用游标卡尺测量钢筋在两个正交方向锈损后的有效直径,近似按照椭圆计算锈蚀钢筋的有效截面积 如现场条件允许,可选择对结构安全影响不大而严重锈蚀的部位截取一段锈蚀钢筋,按照普通
22、混凝土长期性能和 耐 久 性 能 试 验 方 法(GBJ82)有关规定除锈并称量锈蚀钢筋的净重 n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测破损检测法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测48 钢筋公称面积或公称重量可根据经过现场复核的原始设计图纸确定 如原始资料遗失,宜在同一或同类构件无明显钢筋锈蚀部位,凿除混凝土保护层后,采用游标卡尺量取钢筋直径,据此判断钢筋型号并推算钢筋锈前公称截面积或单位长度公称质量。n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测破损检测法4.4 结构构件损伤和材料性能劣化的检测结构构件损伤和材料性能劣化的检测49n混凝土中钢筋锈蚀状况的检测4.4 结构构件损伤和材料
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