建筑结构检测鉴定与加固课件.pptx

建筑结构检测鉴定与加固建筑结构检测鉴定与加固陈宗平陈宗平 教授教授 2011.092011.09Construction structure examination appraisal and reinforcementu教学提示：教学提示：本章首先讲述了建筑结构功能退化的主要原因以及建筑结构检测、鉴定与加固的意义。接着简要地介绍了建筑结构检测、鉴定与加固的发展与应用概况。最后介绍了课程的主要内容、特点以及学习过程中需注意的问题。u学习要求：学习要求：通过本章学习，学生应掌握建筑结构检测、鉴定与加固的一般概念及特点，了解建筑结构检测、鉴定与加固在国内外土木工程中的发展与应用概况，了解本课程的主要内容、要求和学习方法。本课程学习方法及要求本课程学习方法及要求本门课程主要内容本门课程主要内容第一章 绪 论 第二章 建筑结构损伤机理与危害 第三章 建筑结构检测 第四章 建筑可靠性鉴定 第五章 建筑结构加固 第六章 建筑抗震鉴定与加固 第第1 1章章 绪论绪论1.1 引起建筑结构功能退化的主要原因引起建筑结构功能退化的主要原因1.2 建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义1.3 我国建筑结构鉴定与加固的发展概论我国建筑结构鉴定与加固的发展概论1.3.1我国建筑结构检测技术的研究与发展我国建筑结构检测技术的研究与发展1.3.2 我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展1.3.3 我国建筑结构加固技术的研究与发展我国建筑结构加固技术的研究与发展1.4 本课程的主要内容与学习方法本课程的主要内容与学习方法本本 章章 小小 结结思思 考考 题题根据建筑结构可靠度设计统一标准(GB50068-2001)的规定，结构在规定的设计使用年限内应满足下列功能要求：1)在正常施工和正常使用时，能承受可能出现的各种作用；2)在正常使用时具有良好的工作性能；3)在正常维护条件下具有足够的耐久性能；4)在设计规定的偶然事件(如地震、爆炸、撞击等)发生时及发生后，结构仍能保持必需的整体稳定性。上述四点统称为结构的预定功能，当结构出现功能退化而不能满足预定功能要求时，就可能引起工程事故。功能退化程度较轻者可能影响建筑物的使用性能和耐久性；严重者会导致结构构件破坏，甚至引起结构倒塌，造成人员伤亡和财产损失。1.11.1引起建筑结构功能退化的主要原因引起建筑结构功能退化的主要原因 引起建筑结构功能退化的原因很多，根据大量的工程经验分析，归纳起来主要有以下几方面：1.设计有误设计有误 2.施工质量差施工质量差 3.使用不当使用不当 4.长期在恶劣环境下使用，使材料的性能恶化长期在恶劣环境下使用，使材料的性能恶化 5.结构使用要求的变化结构使用要求的变化 结构的功能退化是客观存在的，只要能科学分析原因，减缓结构的退化速度，通过科学的检测、鉴定和加固，就可以延长建筑物使用年限。1.2 建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义 随着我国经济的飞速发展，一方面为满足社会发展的需求，新建筑不断地建设，同时早期修建的建筑因标准低已不满足社会发展的需求，需对其进行维修、加固和现代化改造；另一方面随着人们生活水平的进一步提高，人们对建筑功能的要求越来越高，已有建筑的规模和功能不能满足新的使用要求，而且原有建筑的低标准、建筑的老龄化及长期使用后结构功能的逐渐减弱等引起的结构安全问题已开始引起人们的关注，在考虑昂贵的拆建费用以及对正常生活秩序和环境的严重影响等问题后，人们逐渐把目光投向对在用房屋的维修加固和现代化改造。u建筑结构的检测、鉴定与加固是当代建筑结构领域的热门技术之一，它包含结构检测、结构鉴定、结构加固包含结构检测、结构鉴定、结构加固三个方面的知识和技能。这三个方面虽可相互独立，但多数情况下这三方面常为一体进行综合运用，即结构的检测是结构鉴定的依据，而结构的检测和鉴定又往往是结构加固前的必要过程。u建筑结构的检测、鉴定与加固涉及到的知识和技术比较复杂，内容也十分广泛，它不但包含了对结构损伤的检测、对既有建筑结构的鉴定，也包括了加固理论和加固技术等相关内容，还涉及到加固改造与拆除重建的经济对比分析。它是一门研究结构服役期的动态可靠度及其维护、改造的综合性学科。近十多年来，结构鉴定与加固改造在我国得以迅速发展，作为一门新的科学技术正在逐渐形成，它已经成为土木工程技术人员知识更新的重要内容。为了适应经济建设快速发展的环境和满足社会大量的检查鉴定与加固专业人才的需要，很多高等院校已开设了相关的课程。1.3 我国建筑结构检测鉴定与加固的发展概论我国建筑结构检测鉴定与加固的发展概论 1.3.1我国建筑结构检测技术的研究与发展我国建筑结构检测技术的研究与发展 对建筑结构进行科学的检测是保证工程质量、人民生命安全和国家财产安全的重要手段，科学、合理的检测手段是确保结构检测结论可靠与否的重要措施。自20世纪70年代以来，我国建筑结构的检测技术得到快速发展，其使用工程对象已从新中国前得破旧民居检测发展到各种类型的现代化建筑工程检测，新的检测方法、检测手段不断涌现。在混凝土结构检测方面，针对建国初期缺乏有效的检测技术手段；20世纪70年代中期原国家建委对混凝土无损检测技术进行了科技攻关，进过近10年的不断努力，到了80年代中期，我国首部混凝土检测规程回弹法评定混凝土抗压强度技术规程（JGJ2385）问世；为我国混凝土结构的检测带来了规范性的指导意见，此后，混凝土检测方法不断出现，并逐渐成熟，回弹法、超声法、超声-回弹综合法、钻芯法等非破损法和局部破损法等混凝土检测方法在现代化得工程得到了大量使用。在砌筑结构检测方面，70年代期末，我国主要以测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标；80年代中后期，以砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级作为检测对象；1994年，将回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种砌体强度的检测方法纳入规程；目前，对砌体结构的检测主要使用轴压法轴压法、砂浆片剪切法砂浆片剪切法，回弹法回弹法和射钉法射钉法等。针对钢结构采用材料具有材质均匀、强度、塑性与韧性材质均匀、强度、塑性与韧性均能较好，但钢材易腐蚀，耐火性易腐蚀，耐火性差等特点，并且钢结构的缺陷敏感性较强，钢结构的检测主要是针对材料与连接缺陷以及锈蚀程度与涂层厚度的检测。通常所采用的方法有：超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流：超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测及涂层厚度检测涂层厚度检测等。1.3.1我国建筑结构检测技术的研究与发展我国建筑结构检测技术的研究与发展1.在混凝土结构检测方面，针对建国初期缺乏有效的检测技术手段；20世纪70年代中期原国家建委对混凝土无损检测技术进行了科技攻关，进过近10年的不断努力，到了80年代中期，我国首部混凝土检测规程回弹法评定混凝土抗压强度技术规程（JGJ2385）问世；为我国混凝土结构的检测带来了规范性的指导意见，此后，混凝土检测方法不断出现，并逐渐成熟，回弹法、超声法、超声-回弹综合法、钻芯法等非破损法和局部破损法等混凝土检测方法在现代化得工程得到了大量使用。2.在砌筑结构检测方面，70年代期末，我国主要以测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标；80年代中后期，以砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级作为检测对象；1994年，将回弹法、电荷法、筒压法、射钉法和剪切法五种砂浆强度检测方法和推剪法、单剪法、轴压法、扁千斤顶和拔出法等五种砌体强度的检测方法纳入规程；目前，对砌体结构的检测主要使用轴压法、砂浆片剪切法，回弹法和射钉法等。1.3.2 我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展我国建筑结构可靠性鉴定的研究与发展 建筑物在建造和使用过程中，经常会遇到由于材料、设计、施工、使用不材料、设计、施工、使用不当当造成质量事故；或是由于材料老化、环境因素影响、偶然作用材料老化、环境因素影响、偶然作用(如地震、火灾、爆炸等)使结构受到损害。为了能正确分析结构现状，给出科学的鉴定结论，可靠性鉴定是建筑物维修改造工作中需要首先解决的问题。在我国，自从1984年颁布实施以可靠指标可靠指标度量结构可靠性度量结构可靠性为特点的建筑结构设计统一标准以来，在已有建筑物可靠性鉴定的理论研究与应用上也取得了明显的进展，其中较为突出的表现为工业建筑可靠性鉴定标准的编制，该标准以可靠指标作为结构构件承载能力鉴定评级的分级标志，起到与统一标准相协调的作用。近年来，随着人们对建筑结构可靠性鉴定的相关理论方法进行了不断深入研究，许多新的检测仪器设备不断涌现，以及一些新的检测技术、检测手段得到大量的推广应用，我国建筑结构的可靠性鉴定体系得到了不断的提高和完善，陆续颁布了工业构筑物抗震鉴定标准(GBJ 117-88)、工业厂房可靠性鉴定标准(GBJ 144-90)、建筑抗震鉴定标准(GB50023-95)、民用建筑可靠性鉴定标准(GB50292-1999)、危险房屋鉴定标准(JGJ 125-99)等重要标准。1.3.3 我国建筑结构加固技术的研究与发展我国建筑结构加固技术的研究与发展 如何对已有建筑进行加固，以提高结构的服役性能，国内外科研工作者对此均进行了大量的研究，并提出了很多实用方法，如针对上部结构加固，就有增大截面法、体外预应力法增大截面法、体外预应力法和改变结构传力途径法改变结构传力途径法等，针对地基基础加固，有桩托换、地基处理桩托换、地基处理和加大基础面积法加大基础面积法等，这些方法在国内外已经得到了大量使用，也取得了很多成熟的经验。随着环氧树脂粘结剂的问世（约1960年左右），出现了一种新的加固方法外部粘贴钢板加固法外部粘贴钢板加固法，这种加固法是用环氧树脂粘结剂把钢板等高强度材料牢固地粘贴于被加固构件的表面，使其与被加固构件共同工作，达到补强和加固的目的。我国建筑结构加强技术的发展我国建筑结构加强技术的发展 建筑结构胶从上个世纪60年代起在结构加固领域就逐渐发挥了重要作用。1965年，福州大学配制了一种环氧结构胶对某水库溢洪道混凝土闸墩断裂及20m跨屋架和9m跨渡槽工字梁的裂缝进行了修复。鞍山修建公司也研制一种CJ-1建筑结构胶，用于梁柱的加固补强。1971年美国在圣弗南多大地震的灾后重建修复过程中，就广泛采用了建筑结构胶，如一座10层的医院大楼和一幢高于137m的市府大厦，就用了7顿多的结构胶来修补3万余米的结构裂缝。20世纪末一种类似于粘钢加固的外贴纤维复合材料加固法逐渐引起工程技术人员的关注，并得以大量研究和推广应用。如瑞士国家实验室首先采用了外贴纤维复合材料加固技术。外贴纤维复合材加固具有施工周期短、对原结构影响小等优点。但是，在外贴纤维复合材加固中，外贴材料与构件的结合性能是保证加固效果的关键，粘结剂性能的好坏决定了外贴加固的成功与否。1.4 本课程的主要内容与学习方法本课程的主要内容与学习方法 本课程涉及到检测、鉴定、加固检测、鉴定、加固三个方面的内容，其学习方法随内容的不同而有异。结构检测应强调实践性环节，需掌握对常用仪器、设备的使用方法，要学会对检测数据的整理和成果的计算。结构鉴定应重点了解鉴定标准的主要条文，包括评定等级的方法、评定等级的依据和标准等。结构加固涉及的理论及计算则较复杂，在加固技术的学习时应注意以下问题：1)明确加固结构所需抵抗的各种荷载和作用，需要结合相关规范，掌握荷载及其它作用的取值和组合方法，为进行正确的结构分析打下良好的基础2)要正确选用结构计算模型。计算模型的选取要考虑主要因素，忽略次要因素，既要使计算结果能正确反映结构的主要受力特点，又要使计算方法简单易掌握。3)要采用简单可行的结构分析方法。既要分析简单、省时、省力，又能保证分析结果准确可靠。4)要结合各相关规范，掌握各种加固设计的基本方法。5)重视加固结构的构造学习，合理的构造措施对确保结构安全十分必要。本本 章章 小小 结结 以以 及及 思思 考考 题题 (1)建筑结构由于受设计、施工、使用不当，或者由于材料老化、环境因素影响、偶然作用等，会导致其功能退化，影响其安全使用。通过对建筑结构科学的检测、鉴定与加固，能有效延长建筑物的使用年限。(2)建筑结构的检测、鉴定与加固作为一门新兴学科，近年来在工程界引起高度关注。学习该门课程时，应注意理论和实际相结合。本章小结本章小结思考题1-1建筑结构需要检测、鉴定与加固的主要原因有哪些？1-2在建筑工程中，建筑结构检测、鉴定与加固的必要性与意义？1-3本课程的学习方法有何特点？