時間:2013年06月18日 分類:推薦論文 次數:
摘要:建筑科學的基礎是對建筑結構的檢驗測試,通過不斷的檢驗測試,人們才能深化和發展結構理論,滿足不斷增加的建筑結構工程的需求。隨著建筑業的不斷發展,建筑結構的檢測技術越來越引起人們的重視。通過對建筑結構檢測技術的分類、檢測原因、檢測內容、檢測方法進行了論述,并對發展及應用前景進行了分析。
關鍵詞:結構檢測,建筑結構,應用,趨勢
1.概述
結構檢測是對建筑物進行質量評定的重要方法,也是對建筑工程進行鑒定與評估的基本依據。建國初期,建筑業處于低端落后狀態,后來隨著我國建設事業的迅猛發展,各類建筑物層出不窮,結構檢測也經歷了從起步到深入,從低端到復雜,從粗淺到高深的的基本過程,檢測手段日臻成熟,檢測質量逐漸提高,檢測前景日漸廣闊。結構檢測在保證工程質量、提高建筑水平,構建安全生產及保障人民生命財產安全起到了積極作用。
到了20世紀初葉,隨著新型結構的不斷出現,大型工程建設項目發展很快,高層、超高層以及異型建筑逐漸增多,誕生了像奧運場館鳥巢及央視大樓等一些形體各異、結構復雜的建筑。世界上一些國家不斷改進原來的檢測技術,采用新的檢測方法,深入系統地檢測及研究了很多建筑工程的結構及實際工作狀態,探索出了一系列安全可靠、先進實用的檢測手段,為建筑工程檢測的鞏固與發展奠定了基礎。
現代的結構檢測有以下發展特點:①結構檢測試驗室大型化;②檢測設備自動化;③檢測儀器高精度、小型和電氣化;④數據采集和處理電腦化。但是就目前的水平來看,還必須繼續改進檢測荷載系統,提高量測精度和測試自動化程度,深入研究、開發結構檢測技術和理論,才能滿足現代建筑的需要,趕超世界先進水平。
2.建筑結構檢測的分類
結構檢測主要有兩種分類法。其一,按結構承受的荷載類別,可將結構檢測分為靜載檢測和動載檢測兩大類。
靜載檢測的作用在于通過觀測各種變形(如距離、角度、應變及形變等),判斷結構在靜荷載作用下的工作狀態。動載檢測的作用在于探查振動作用力或振源的特性、結構及其部件的動力特性,研究結構在動載作用下的工作性能。
其二,根據不同的檢測目的,可將結構檢測分為建筑結構工程質量檢測及既有建筑物結構性能檢測兩大類。
3 建筑結構檢測的原因及主要內容
3.1 建筑結構檢測的原因
建筑物在規定的時間內,在規定的條件下(正常設計、正常施工、正常使用和維護),應滿足安全性,適用性和耐久性的要求。當建筑物由于某種原因不能滿足某項功能的要求或對滿足某項功能的要求產生懷疑時,就需要對建筑物的整體結構,對結構的某一部份或某些構件進行檢測。所以檢測的目的是了解結構的安全性、適應性和耐久性是否滿足要求,對結構做出正確的評價,之后進行維修或加固,以提高結構的安全性,延長其壽命。
一般來說,在下列情況下要對建筑物進行檢測、鑒定和加固。
(1)設計不周或有誤
如對工程地質、水文地質尾部和地基情況了解不全,地基承載力估計過高,漏算或少算作用于結構上的荷載;設計人員受力分析概念不清,結構內力計算錯誤等。
(2) 施工質量低劣
如混凝土強度等級低于設計要求,鋼筋混凝土結構構件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷,鋼筋力學性能不符合設計要求;砌體砌筑方法不當,造成通縫,空心砌塊不按設計要求灌注混凝土芯柱;鋼結構的焊接質量或焊縫高度達不到設計要求。
(3)使用或改造不當
如未經核算就在原有建筑物上加層或對其進行改造,造成原有結構承載力不足,使用過程中任意改變用途加大荷載;隨意拆除承重墻或墻上開洞。
3.2 結構就檢測的主要內容
(1)建筑物位移、變形的情況。
(2)裂縫開展及分布的情況。
(3)施工中的缺陷及程度,特別是鋼筋混凝土結構的蜂窩、露筋等。
(4)構件及材料的強度。
(5)建筑及結構與設計文件是否相一致。
(6)建筑物的外圍環境中,鄰近是否有建筑工地及有無施工史。
(7)氣象條件及自然災害情況,建筑物是否在雨季施工基坑,有無經受過地震、洪水等自然災害影響。
(8)人因素的影響。
(9)建筑物使用過程中有無超載現象。
4 結構檢測的主要方法
一般將建筑物的鑒定方法劃分為三種:傳統經驗法、實用鑒定法、概率鑒定法。
(1)經驗法。由有經驗的專家通過現場觀察和簡單的計算分析,以原設計規范為依據,根據個人專業知識和工程經驗直接對建筑物的可靠性作出評價。該法鑒定程序簡單,但由于受檢測技術和計算工具的制約,鑒定人員難以獲得較準確和完備的數據和資料,也難以對結構的性能和狀態作出全面的分析,因此評判過程缺乏系統性,對建筑物可靠性水平的判斷帶有較大的主觀性,鑒定結論往往因人而異,而工程處理方案多數偏于保守,造成浪費。
(2)鑒定法。應用各種檢測手段對建筑物及其環境進行周密的調查、檢查和測試,應用計算機技術以及其他相關技術和方法分析建筑物的性能和狀態,全面分析建筑物所存在問題的原因,以現行標準規范為基準,按照統一的鑒定程序和標準,從安全性、適用性多個方面綜合評定建筑物的可靠性水平。與傳統經驗法相比,該法鑒定程序科學,對建筑物可靠性水平的判定較準確,能夠為建筑物維修、加固、改造方案的決策提供可靠的技術依據。
(3)概率鑒定法。在實用鑒定法的基礎上,進一步利用統
計推斷方法分析影響特定建筑物可靠性的不確定因素,更直接地利用可靠性理論評定建筑物的可靠性水平。鑒定法是針對具體的已有建筑物,通過對建筑物和環境信息的采集和分析,評定建筑物的可靠性水平,評定結論更符合特定建筑物的實際情況。
5結構檢測的發展前景
(1)檢測內容趨于系統和深入。除了材料強度、構件尺寸和破損狀況、結構變形和位移等,當前檢測技術所測試的內容已擴展到材料、構件、結構的其他幾何、力學性狀以及物理、化學性狀,如混凝土材料的含水率、水泥含量、氯離子含量、PH值和抗滲性,混凝土內部鋼筋的位置、直徑和銹蝕狀態,構件內部裂縫、缺陷的發展,構件表面溫度,構件的工作應力和靜態、動態應變,結構動力特征和動力反應等。這些內容不僅涉及建筑物的安全性和適用性,也涉及建筑物的耐久性和使用壽命,檢測內容的完善有助于人們更全面、深入地了解和掌握建筑物的性能和狀況,為建筑物的可靠性鑒定提供更充足的依據。
(2)檢測方法日益先進和豐富。建筑物的檢測方法發展較快,有很多技術已相當成熟,進入工程實用,如測試混凝土的回彈法、鉆芯法、超聲回彈綜合法和后裝拔出法,測試混凝土缺陷的超聲法,測試鋼材和焊縫缺陷的超聲法、射線法、磁粉法、滲透法和渦流法,測試構件表面穩定的輻射測溫法等。
目前仍有許多機械、物理和化學的檢測方法處于研究、開發之中,較為突出的包括測試混凝土強度的貫入阻力法和測釘壓入法,監測混凝土裂縫、缺陷發展和測試混凝土強度、工作應力的聲發射法,測試混凝土缺陷和鋼筋位置的電磁法和放射線法,測試混凝土缺陷的紅外線攝影法,測試混凝土含水率的電阻法、電容率法和中子散射法,測試混凝土水泥含量的中子活化法,測試鋼筋銹蝕狀態的自然電位法和線性極化等。
(3)檢測儀器集成化和智能化。集數據采集和分析于一體、功能齊全、操作簡便的檢測儀器更多地得到了開發和應用,如可自動對建筑物進行多蹤時域分析和頻域分析的動測設備,根據溫差探測混凝土的龜裂、破損部位的紅外熱攝像儀,采用輪式電極測試混凝土內部鋼筋銹蝕狀況的電位差式鋼筋腐蝕檢測儀,自動確定混凝土裂縫分布、寬度、長度等的彩色圖像分析系統等。檢測儀器的集成化和智能化不僅提高了檢測工作的效率,而且可在很大程度上減小測試、分析工作中的人為錯誤和誤差。
結語
(1)檢測方法改善和提高的前提是檢測理論提高和檢測數據分析方法的改善。合理確定檢測數量,合理布置檢測位置,減小檢測結果的不確定性,充分利用檢測數據等是所有結構檢驗與測試工作面對的實際問題。
(2)更加準確、減少損傷、快捷方便無疑是已有檢驗測試技術改善和提高的發展目標。開發新的檢驗項目, 使檢驗測試技術更加完善則是這項技術發展的方向。
(3)隨著工程技術的發展和檢測要求的提高, 一些新的問題又擺在我們面前, 如高強混凝土的強度檢測、混凝土缺陷的準確判定、預應力筋管道灌漿飽滿度測試、新型墻體材料的強度測試方法及質量評定方法等。
(4)檢驗儀器和設備在結構的檢驗與測試技術中扮演著重要的角色。沒有儀器設備就無法進行檢測, 而質量好、操作方便的儀器設備是高質量檢測工作的保證。
(5)在現有建筑物的可靠性鑒定中,應明確其目標使用期和前提條件,著眼于建筑物和環境未來可能的變化,以現行標準規范為評定的基準,并賦予評定標準以一定對彈性,采用基于性能分析、狀態評估或荷載試驗的方法評定建筑物的可靠度水平。
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