高級(jí)測(cè)繪工程師發(fā)表論文測(cè)控技術(shù)期刊推薦《中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊》是由中華人民共和國(guó)科技部主管、中國(guó)科學(xué)技術(shù)信息研究所、科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社主辦的面向廣大教育、科技工作者的學(xué)術(shù)刊物。
摘要:隨著政府職能的轉(zhuǎn)變,特別是科研體制改革和企業(yè)改革的不斷深化,以及政府工程質(zhì)量的監(jiān)督方式的調(diào)整,工程質(zhì)量檢測(cè)工作顯得越來越重要。結(jié)構(gòu)檢測(cè)是對(duì)建筑物質(zhì)量評(píng)定的重要依據(jù),也是對(duì)建筑物建筑和評(píng)定的基本依據(jù)。結(jié)構(gòu)的加固與改造是針對(duì)結(jié)構(gòu)存在問題的處理,包括施工圖設(shè)計(jì)和施工操作,是對(duì)全套技術(shù)先進(jìn)性、科學(xué)性和合理性的驗(yàn)證階段。本文就建筑工程的結(jié)構(gòu)檢測(cè)和加固技術(shù)方面做了一些研究。
關(guān)鍵詞:結(jié)構(gòu)檢測(cè),回彈法,超聲法,鉆芯法,加固技術(shù)
建筑業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè),其重要地位不言而喻,建筑業(yè)的發(fā)展直接影響到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度。建筑工程質(zhì)量檢測(cè)是建筑業(yè)的一個(gè)重要組成部分,其作用是非常大的。
一、結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)
建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)是為評(píng)定建筑結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量或鑒定既有建筑結(jié)構(gòu)的性能等所實(shí)施的監(jiān)測(cè)工作。
1、混凝土結(jié)構(gòu)
混凝土結(jié)構(gòu)的檢測(cè)可分為原材料性能、混凝土強(qiáng)度、混凝土構(gòu)件外觀質(zhì)量與缺陷、尺寸與偏差、變形與損傷和鋼筋配置等項(xiàng)工作。我主要分析混凝土強(qiáng)度的檢測(cè)。
目前,關(guān)于混凝土強(qiáng)度及缺陷的檢測(cè)技術(shù)已得到了廣泛的應(yīng)用和持續(xù)的發(fā)展,主要分為非破損檢測(cè)技術(shù)和局部破損檢測(cè)技術(shù)。非破損法是以混凝土強(qiáng)度和某些物理量之間的相關(guān)性為基礎(chǔ),檢測(cè)時(shí)在不影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土性能的前提下,測(cè)試這些物理量,然后根據(jù)相關(guān)關(guān)系推算混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。使用這種方法時(shí),混凝土表面和內(nèi)部的質(zhì)量應(yīng)該一致。如果表面受凍害或者火災(zāi)等,是不應(yīng)采用這類方法的。非破損檢測(cè)技術(shù)具有適用性強(qiáng)、可連續(xù)大面積測(cè)試、不破壞結(jié)構(gòu)且能獲得破壞試驗(yàn)不能獲得的信息等特點(diǎn),所以一般情況下,均采用非破損檢測(cè)技術(shù)(但檢測(cè)結(jié)果的精確度較差)。而局部破損法是直接鉆取芯樣進(jìn)行破壞性實(shí)驗(yàn)的,所以它會(huì)造成結(jié)構(gòu)物的局部破壞,需進(jìn)行修補(bǔ),所以不宜用于大面積檢測(cè)。到目前為止,關(guān)于混凝土強(qiáng)度的非破損檢測(cè)技術(shù)已有回彈法、超聲法,局部破損檢測(cè)技術(shù)有鉆芯法、拔出法和灌入法等,還有由上述基本方法組合而成的超聲回彈綜合法、鉆心回彈綜合法等。我們主要介紹一下回彈法、超聲法、鉆芯法和超聲回彈綜合法。
回彈法是通過回彈儀測(cè)定混凝土表面硬度,繼而推斷其抗壓強(qiáng)度的方法。優(yōu)點(diǎn):使用方便,測(cè)試速度快,試驗(yàn)費(fèi)用低。監(jiān)測(cè)人員可以到一線隨機(jī)取樣,通過監(jiān)測(cè)可以及時(shí)掌握真實(shí)的混凝土強(qiáng)度、強(qiáng)度的分布狀態(tài)以及混凝土澆筑的整體水平,還可以避免施工單位弄虛作假,同時(shí)檢測(cè)人員還可以直觀的看到混凝土的澆筑質(zhì)量,從而獲得混凝土質(zhì)量真實(shí)而全部的技術(shù)指標(biāo)。缺點(diǎn):與其他方法相比,其精度相對(duì)較差,且需借助一定的測(cè)強(qiáng)曲線,對(duì)有些特殊成型工藝或特殊部位混凝土則需借用專業(yè)的測(cè)強(qiáng)曲線才能檢測(cè)。
超聲法是混凝土無損檢測(cè)技術(shù)中一項(xiàng)十分重要的檢測(cè)方法,檢測(cè)范圍非常廣泛,既可以檢測(cè)混凝土的強(qiáng)度,又可以檢測(cè)混凝土的裂縫、混凝土均勻性等。探測(cè)距離可以達(dá)到20m,這是其他檢測(cè)方法所無法做到的。缺點(diǎn):才用超聲法測(cè)強(qiáng)時(shí),由于影響聲速的因素很多,因此超聲法很難準(zhǔn)確地測(cè)定混凝土的強(qiáng)度。
鉆芯法的基本原理是在有代表性的混凝土結(jié)構(gòu)中鉆芯取樣,做必要的整理加工后,進(jìn)行抗壓強(qiáng)度測(cè)定。優(yōu)點(diǎn):它是一種直接可靠并能較好的反映混凝土實(shí)際情況局部破損檢測(cè)法。對(duì)于無損檢測(cè)法很難準(zhǔn)確測(cè)定的各種強(qiáng)度等級(jí)的混凝土,鉆芯法可以比較準(zhǔn)確地測(cè)定其強(qiáng)度。缺點(diǎn):勞動(dòng)強(qiáng)度大,對(duì)結(jié)構(gòu)會(huì)造成局部損傷,檢測(cè)費(fèi)用高,取芯時(shí)結(jié)構(gòu)物鋼筋不能太密太多,有鋼筋時(shí)無法進(jìn)行鉆芯。
超聲回彈綜合法是采用超聲儀和回彈儀,在結(jié)構(gòu)混凝土同一測(cè)區(qū)分別測(cè)量聲時(shí)值和回彈值,然后利用已建立起來的測(cè)強(qiáng)公式推算該測(cè)區(qū)混凝土的強(qiáng)度。優(yōu)點(diǎn):可以彌補(bǔ)單一參數(shù)法的不足,而且測(cè)試精度高、操作較便捷,準(zhǔn)確性也很高。
2、砌筑結(jié)構(gòu)
砌體結(jié)構(gòu)的檢測(cè)可分為砌筑塊材、砌筑砂漿、砌體強(qiáng)度、砌筑質(zhì)量與構(gòu)造以及損傷與變形等項(xiàng)工作。我們來介紹一下砌筑強(qiáng)度的檢測(cè)方法。
砌體的強(qiáng)度,可采用現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)法和間接測(cè)試法,現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試法有推剪法、單剪法、軸壓法、扁千斤頂和拔出法等五種檢測(cè)方法,需要從墻體上截取試件,比較困難,且試件稍經(jīng)搬動(dòng),強(qiáng)度就會(huì)受到影響,所以應(yīng)用較少。間接測(cè)試法是通過檢測(cè)磚和砂漿的強(qiáng)度,然后依據(jù)現(xiàn)行規(guī)范直接確定砌體強(qiáng)度。磚的強(qiáng)度檢測(cè)通?梢詮钠鲶w上取樣按常規(guī)方法進(jìn)行檢測(cè),方法比較簡(jiǎn)單。砂漿強(qiáng)度檢測(cè)方法有沖擊法、點(diǎn)荷法、回彈法、筒壓法、射釘法和剪切法等。
3、鋼結(jié)構(gòu)
鋼結(jié)構(gòu)的檢測(cè)可分為鋼結(jié)構(gòu)材料性能、連接、構(gòu)件的尺寸與偏差、變形與損傷、構(gòu)造以及涂裝等項(xiàng)工作。與混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)相比,工程建設(shè)中鋼結(jié)構(gòu)的數(shù)量相對(duì)較少,其檢驗(yàn)測(cè)試技術(shù)發(fā)展之路基本是借鑒學(xué)習(xí)國(guó)內(nèi)其他行業(yè)的先進(jìn)方法,如焊縫和鋼材的超聲波探傷方法、射線探傷方法、磁粉探傷方法和滲透探傷方法等。
二、結(jié)構(gòu)加固技術(shù)(一般方法)
一般所需加固的結(jié)構(gòu)大都存在由于結(jié)構(gòu)自身的承載能力因?yàn)?zāi)害(如火災(zāi)、腐蝕、凍害)或施工質(zhì)量不到位或功能改變等因素的影響而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力不足的現(xiàn)象,所采用的加固方法多是從提高結(jié)構(gòu)的有效受力面積出發(fā)(如加大載面法等)減小截面的應(yīng)力,或者直接改變結(jié)構(gòu)的受力體系,改變其傳力途徑(如增加支撐法等)從而降低結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力,最終達(dá)到加固的目的。一般方法如下:
1、直接加固法
直接加固法是通過一些加固措施,直接提高構(gòu)件截面承載力等。
1.1加大截面加固法
采用同種材料,對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固。
1.2外包加固法
采用異種材料(高強(qiáng)度材料,如鋼材等)對(duì)原構(gòu)件進(jìn)行加固。
1.3預(yù)應(yīng)力加固法
采用異種材料(如鋼筋等)通過預(yù)應(yīng)力使其與原構(gòu)件共同受力。
1.4輔助結(jié)構(gòu)加固法
采用異種材料進(jìn)行體外加固。如直接用型鋼或鋼構(gòu)架與原構(gòu)件形成組合結(jié)構(gòu),采取措施使其共同工作。
1.5外部粘鋼加固法
用結(jié)構(gòu)膠把鋼板粘結(jié)在原構(gòu)件的表面。
1.6FRP(FiberReinforcedPlastic)加固法
用結(jié)構(gòu)膠把FRP(纖維增強(qiáng)塑料)粘結(jié)在原構(gòu)件的表面。
2、間接加固法
間接加固法是通過一些措施,減少結(jié)構(gòu)傳力途徑,減少荷載效應(yīng)。
2.1增設(shè)構(gòu)件加固法
在原有構(gòu)件之間增加一個(gè)新構(gòu)件,減少原有構(gòu)件的受荷面積。
2.2增設(shè)支點(diǎn)加固法
在梁、板、柱等構(gòu)件上增設(shè)支點(diǎn),減少計(jì)算跨度(長(zhǎng)度)。
2.3增加結(jié)構(gòu)整體性加固法
通過支撐等構(gòu)造措施使多個(gè)構(gòu)件形成整體,整體的破壞概率小
2.4改變結(jié)構(gòu)鋼度比加固法
改變鋼比度,調(diào)整結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布。
在混凝土結(jié)構(gòu)加固、砌體結(jié)構(gòu)加固和鋼結(jié)構(gòu)加固中需根據(jù)實(shí)際條件以及使用要求選擇適宜的加固方法。如:鋼混結(jié)構(gòu)目前常用的加固方法通常有:加大截面、增補(bǔ)鋼筋、預(yù)應(yīng)力、改變傳力途徑、改變受力體系、粘鋼、包鋼、粘貼碳纖維等;炷两Y(jié)構(gòu)目前常用的的方法通常有:對(duì)有裂縫的混凝土構(gòu)件應(yīng)先進(jìn)行裂縫修補(bǔ)和化學(xué)灌漿,是否另外做加固補(bǔ)強(qiáng),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,應(yīng)根據(jù)實(shí)際承載力而定!
結(jié)語
建筑結(jié)構(gòu)的科學(xué)檢測(cè)、加固是建筑工程質(zhì)量安全保障體系中的一個(gè)重要組成部分,但是各種檢測(cè)操作都應(yīng)分別遵守相應(yīng)技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)、加固的設(shè)備在日益發(fā)展,同時(shí),結(jié)構(gòu)的問題也經(jīng)常表現(xiàn)出個(gè)性特征,因而檢測(cè)、加固方法也必須不斷發(fā)展和創(chuàng)新。加固設(shè)計(jì)與新設(shè)計(jì)的區(qū)別在于其受到原構(gòu)件的制約。加固設(shè)計(jì)除了要考慮安全和經(jīng)濟(jì)因素外,還應(yīng)考慮實(shí)際受力情況,周圍環(huán)境,施工的可行性。同一種方法對(duì)某種結(jié)構(gòu)形式特別適用,而對(duì)于其他結(jié)構(gòu)不一定適用。靈活的運(yùn)用檢測(cè)、加固方法,可以取得事半功倍的效果。加固施工重視施工監(jiān)測(cè),可以保證施工質(zhì)量和施工安全。
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