第4章既有结构可靠性检测与监测-2.

2013-09-30结构全寿命维护第四章既有结构可靠性检测与监测2第四章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4.2结构图纸的复核与测绘4.3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4.5结构变形的检测4.6结构使用荷载的调查与分析4.7结构安全长期监测3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432034036038040042012345678910钢筋序号HLD焊在100mm厚钢块上埋入混凝土中夹在台虎钳上钢筋固定条件的影响3003504004505000500100015002000压荷载（kN）里氏硬度（HLD）外部荷载的影响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。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6直径（mm）里氏硬度(HLD)换算强度(MPa)直接受拉实测强度(MPa)相对误差（%）203875355232.320388536547-2.016384533573-7.016389537580-7.4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。砌体材料性能检测——基本规定4.3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)砌体材料性能检测——原位轴压法4.3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砌体材料性能检测——扁顶法4.3结构材料性能的检测10检测各种砌体的抗剪强度砌体材料性能检测——原位单剪法4.3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）砌体材料性能检测——原位单砖双剪法4.3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）砌体材料性能检测——推出法4.3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/T796-1999）评定烧结普通砖的强度等级。砌体材料性能检测——回弹法4.3结构材料性能的检测14上海市松江区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！！！砌体材料性能检测——回弹法4.3结构材料性能的检测15《砌体工程现场检测技术标准》（GB/T50315）《既有建筑物结构检测与评定标准》(DG/TJ08-804-005)砌体材料性能检测——依据的规范4.3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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%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18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19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20包括内部不密实区和孔洞、混凝土二次浇筑形成的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%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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22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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23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24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254.4结构构件损伤和材料性能劣化的检测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%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27裂缝部位数量长度开展方向起始点、裂缝表面宽度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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280.15水平裂缝，宽度0.4mm水平裂缝，宽度0.4mm0.1水平裂缝，宽度0.4mm0.40.30.250.40.25水平裂缝，宽度0.4mm0.350.2水平裂缝，宽度0.4mm40.250.3B50.30.15水平裂缝，宽度0.4mm6000二层楼面三层楼面屋面456000二层楼面三层楼面B屋面水平裂缝w=0.10隔墙1708B6隔墙450B50w=0.10w=0.10隔墙500B74w=0.20B隔墙46030w=0.05B5隔墙100400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29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304.4结构构件损伤和材料性能劣化的检测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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混凝土结构损伤检测——裂缝（实例）334.4结构构件损伤和材料性能劣化的检测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大构件的约束而引起的开裂。温度区段气温升高时T4.4结构构件损伤和材料性能劣化的检测混凝土结构损伤检测——裂缝（实例）35收缩裂缝：收缩变形受到刚度较大构件的约束而开裂。选择合理的混凝土配合比，减少水和水泥用量，加强养护，尽可能减少混凝土的收缩是防止收缩裂缝的根本措施。配筋并不能防止收缩裂缝，而只能使裂缝分散成许多间距较密的细小的裂缝。楼板裂缝4.4结构构件损伤和材料性能劣化的检测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/T23)。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。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37长海医院医技楼混凝土碳化深度测量结果芯样编号ZX1-1BX2-1BX2-2LX3-1LX3-2BX4-1BX4-2碳化深度mm856520~4065905028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。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39在混凝土中钻取直径100mm，长度50~100mm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105~110℃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。混凝土氯离子含量检测——氯离子含量4.4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100~150mm的芯样，然后将芯样切割成厚5~10mm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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布规律曲线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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%。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。100kΩ.cm以上，即使高氯化物浓度或碳化情况下，锈蚀速率也极低；50~100kΩ.cm，低