土木工程结构试验与检测(共45页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上第7章 结构检测Chapter 7 Structural Inspection目录 Contents结构检测是为评定土木工程结构的工程质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。检测技术以现场非破损检测技术为主,即在不破坏结构或构件的前提下,在结构或构件的原位上对结构或构件的承载力、材料强度、结构缺陷、损伤变形以及腐蚀情况等进行直接定量检测的技术。本章从结构检测的方法入手,重点阐述了混凝土结构、砌体结构、钢结构的现场检测的内容、一般要求及相应的检测技术。7.1 结构检测的方法(structural inspection methods)7.1.1 结构检测程序(pro
2、cedures for structure inspection)图7.7.1结构检测工作程序结构检测可分为结构工程质量的检测和既有结构性能的检测。检测的对象往往是某一具体结构,一般不存在试件设计和制作问题,但需要收集和研究该试件设计的原始资料、设计计算书和施工文件等,并应对构件进行实地考察,检查结构的设计和施工质量状况,最后根据检测目的制订检测方案。检测程序宜按图7.1.1框图进行。1现场调查(field investigation)现场和有关资料的调查应包括:收集被检测建筑结构的设计图纸、设计变更、施工记录、施工验收和工程勘察等资料;调查被检测建筑结构现况缺陷、环境条件、使用期间的加固与维
3、修情况、用途与荷载等变更情况;向有关人员进行调查;进一步明确委托方的检测目的和具体要求,并了解是否已进行过检测。2编制检测方案(inspection scheme)结构的种类很多,结构现状千差万别,必须在初步调查的基础上,针对每一个具体的工程制定检测计划和完备的检测方案,检测方案应征求委托方的意见,并应经过审定,其主要内容包括:概况,主要包括结构类型,建筑面积,总层数,设计、施工及监理单位,建造年代等;检测目的或委托一方的检测要求;检测依据,主要包括检测所依据的标准及有关的技术资料等;检测项目和选用的检测方法以及检测的数量;检测人员和仪器设备情况;检测工作进度计划;所需要的配合工作;检测中的安
4、全措施和环保措施。3现场检测(field inspection)结构检测的内容很广,凡是影响结构可靠性的因素都可以成为检测的内容,从这个角度,检测内容根据其属性可以分为:几何量(如结构的几何尺寸、地基沉降、结构变形、混凝土保护层厚度、钢筋位置和数量、裂缝宽度等)、物理力学性能(如材料强度、地基的承载能力、桩的承载能力、预制板的承载能力、结构自振周期等)和化学性能(混凝土碳化、钢筋锈蚀等)。4检测数据的整理与分析(interpretation and analysis of data)在现场检测工作结束后,我们获得了人工记录或计算机采集的检测数据,这些数据是数据处理所需要的原始数据,但这些原始数
5、据往往不能直接说明试验的结果或解答试验所提出的问题。将原始数据经过整理换算、统计分析及归纳演绎后,得到能反映结构性能的数据。5检测报告(inspection report)结构工程质量的检测报告应做出所检测项目是否符合设计文件要求或相应验收规范规定的评定。既有结构性能的检测报告应给出所检测项目的评定结论,并能为结构的鉴定提供可靠的依据。检测报告应结论准确、用词规范、文字简练,对于当事方容易混淆的术语和概念可书面予以解释。检测报告至少应包括以下内容:1)委托单位名称;2)建筑工程概况,包括工程名称、结构类型、规模、施工日期及现状等;3)设计单位、施工单位及监理单位名称;4)检测原因、检测目的,以
6、往检测情况概述;5)检测项目、检测方法及依据的标准;6)抽样方案及数量;7)检测日期,报告完成日期;8)检测数据的汇总,检测结果、检测结论;9)主检、审核和批准人员的签名。7.1.2 检测要求(requirements of structural inspection)1检测的基本要求(requirements for structural inspection)建筑结构的检测应为建筑结构工程质量的评定或建筑结构性能的鉴定提供真实、可靠、有效的检测数据和检测结论。为此,检测时应做到以下几点:(1)测试方法必须符合国家有关的规范标准要求,测试单位必须具备资质,测试人员必须取得上岗证书;(2)测试
7、仪器必须标准,应确保所使用的仪器设备在检定或校准周期内,并处于正常状态,其精度应满足检测项目的要求。(3)被测构件的抽取、测试手段的确定、测试数据的处理要有科学性,切忌头脑里先有结论而把检测作为证明来对待。(4)检测的原始记录,应记录在专用记录纸上,数据准确,字迹清晰,信息完整,不得追记、涂改,如有笔误,应进行杠改。当采用自动记录时,应符合有关要求。原始记录必须由检测及记录人员签字。(5)现场取样的试件或试样应予以标识并妥善保存。当发现检测数据数量不足或检测数据出现异常情况时,应补充检测。(6)建筑结构现场检测工作结束后,应及时修补因检测造成的结构或构件局部的损伤。修补后的结构构件,应满足承载
8、力的要求。检测数据计算分析,结构检测结果的评定,应符合建筑结构检测技术标准GB/T 50344和相应标准的规定。2检验数量要求(minimal number of specimens for inspection)结构检测的对象为已建工程结构,根据已建结构的性质,可分为新建结构和既有(服役)建筑。新建结构工程的质量检测目的在于控制施工过程可能出现的质量问题,处理工程质量事故,评估新结构、新材料和新工艺的应用等。鉴定既有结构的性能目的在于评估既有结构的安全性和可靠性,为结构的改造和加固处理提供依据。检测数量与检测对象的确定可以有两类,一类指定检测对象和范围,另一类是抽样的方法。对于建筑结构的检测
9、两类情况都可能遇到。当指定检测对象和范围时,其检测结果不能反映其他构件的情况,因此检测结果的适用范围不能随意扩大。对抽样方法,可根据检测项目的特点按下列原则抽样:(1)外部缺陷的检测,宜选用全数检测方案。(2)几何尺寸与尺寸偏差的检测,宜选用一次或二次计数抽样方案。(3)结构连接构造的检测,应选择对结构安全影响大的部位进行抽样。(4)构件结构性能的实荷检验,应选择同类构件中荷载效应相对较大和施工质量相对较差构件或受到灾害影响、环境侵蚀影响构件中有代表性的构件。(5)按检测批检测的项目,应进行随机抽样,检测批的最小样本容量不宜小于表7.1.1的限定值。表中检验类别通常划分为三个类别。检测类别A适
10、用于一般施工质量的检测,检测类别B适用于结构质量或性能的检测,检测类别C适用于结构质量或性能的严格检测或复检。表7.1.1 建筑结构抽样检测的最小样本容量检测批的容量检测类别和样本最小容量检测批的容量检测类别和样本最小容量ABCABC2-89-1516-2526-5051-9091-150151-280281-50022355813202358132032503581320325080501-12001201-32003201-1000010001-3500035001-325080125200315500-801252003155008001250-125200315500800125020
11、00-建筑结构按检测批检测时抽样的最小样本容量,其目的是要保证抽样检测结果具有代表性。最小样本容量不是最佳的样本容量、实际检测时可根据具体情况和相应技术规程的规定确定样本容量,但样本容量不应少于表7.1.1的限定量。对于计量抽样检测的检测批来说,表7.1.1的限制值可以是构件也可以是取得测试数据代表值的测区。例如对于混凝土构件强度检测来说,可以以构件总数作为检测批的容量,抽检构件的数量满足表7.1.1中最小样本容量的要求;在每个构件上布置若干个测区,取得测区测试数据的代表值。用所有测区测试数据代表值构成数据样本,确定推定区间。例如,砌筑块材强度的检测,可以以墙体的数量作为检测批的容量,抽样墙体
12、数量满足表7.1.1中样本最小容量的要求,在每道抽检墙体上进行若干块砌筑块材强度的检测,取每个块材的测试数据作为代表值,形成数据样本,确定推定区间;也可以以砌筑块材总数作为检测批的容量,使抽样检测块材的总数满足表7.1.1样本最小容量的要求。(6)建筑工程施工质量验收统一标准GB 50300或相应专业工程施工质量验收规范规定的抽样方案。(7)当为下列情况时,检测对象可以是单个构件或部分构件;但检测结论不得扩大到未检测的构件或范围。1)委托方指定检测对象或范围;2)因环境侵蚀或火灾、爆炸、高温以及人为因素等造成部分构件损伤时。7.1.3 检验结果的评定(Evaluation of inspect
13、ion results)1检测批的合格判定(determination of inspection lots)依据逐批检查计数抽样程序及抽样表GB 2828给出的建筑结构检测的计数抽样的样本容量和正常一次抽样、正常二次抽样结果的判定方法。计数抽样检测时,检测批的合格判定,应符合下列规定:(1)计数抽样检测的对象为主控项目时,正常一次抽样应按表7.1.2判定,正常二次抽样应按表7.1.3判定。(2)计数抽样检测的对象为一般项目时,正常一次抽样应按表7.1.4判定,正常二次抽样应按表7.1.5判定。以表7.1.4和表7.1.5为例说明使用方法。当为一般项目正常一次性抽样时,样本容量为13,在13个
14、试样中有3个或3个以下的试样被判为不合格时,检测批可判为合格;当13个试样中有4个或4个以上的试样被判为不合格时则该检测批可判为不合格。对于一般项目正常二次抽样,样本容量为13,当13个试样中有1个被判为不合格时,该检测批可判为合格;当有3个或3个以上的试样被判为不合格时,该检测批可判为不合格;当2个试样被判为不合格时进行第二次抽样,样本容量也为13个,两次抽样的样本容量为26,当第一次的不合格试样与第二次的不合格试样之和为4或小于4时,该检测批可判为合格,当第一次的不合格试样与第二次的不合格试样之和为5或大于5时,该检测批可判为不合格。一般项目的允许不合格率为10%,主控项目的允许不合格率为
15、5%。主控项目和一般项目应按相应工程施工质量验收规范确定。当其他检测项目按计数方法进行评定时,可参照上述方法实施。表7.1.2 主控项目正常一次性抽样的判定样本容量合格判定数不合格判定数样本容量合格判定数不合格判定数2-58-1320325001235123468012520031571014218111522表7.1.3 主控项目正常二次性抽样的判定抽样次数与样本容量合格判定数不合格判定数抽样次数与样本容量合格判定数不合格判定数(1)2-601(1)-50(2)-10039610(1)- 5(2)-100122(1)-80(2)-160512913(1)-8(2)-160122(1)-125
16、(2)-2507181119(1)-13(2)-260334(1)-200(2)-40011261627(1)-20(2)-401334(1)-315(2)-63011261627(1)-32(2)-642657-注:(1)和(2)表示抽样批次,(2)对应的样本容量为二次抽样的累计数量。表7.1.4 一般项目正常一次性抽样的判定样本容量合格判定数不合格判定数样本容量合格判定数不合格判定数2-5813201235234632508012571014218111522表7.1.5 一般项目正常二次性抽样的判定抽样次数与样本容量合格判定数不合格判定数抽样次数与样本容量合格判定数不合格判定数(1)-2
17、(2)-40122(1)-80(2)-1609231424(1)-3(2)-60122(1)-125(2)-2509231424(1)-5(2)-100122(1)-200(2)-4009231424(1)-8(2)-160334(1)-315(2)-6309231424(1)-13(2)-261435(1)-500(2)-10009231424(1)-20(2)-402657(1)-800(2)-16009231424(1)-32(2)-64410711(1)-1250(2)-25009231424(1)-50(2)-1006151016(1)-2000(2)-40009231424注:(1
18、)和(2)表示抽样次数,(2)对应的样本容量为二次抽样的累计数量。2检验结果的判定(determination of inspection results)根据计量抽样检测的理论,随机抽样不能得到被推定参数的准确数值,只能得到被推定参数的估计值,因此推定结果应该是一个区间。对于一次性的检测,可以得到随机变量的一个确定的值。由于落在区间,之内的概率为0.90,所以区间,包含检测批均值的概率为0.90。0.90为推定区间的置信度。推定区间的置信度表明被推定参数落在推定区间内的概率。错判概率表示被推定值大于推定区间上限的概率(生产方风险),漏判概率为被推定值小于推定区间下限的概率(使用方风险)。本条
19、的规定与建筑工程施工质量验收统一标准GB50300的规定是一致的。推定区间实际上是被推定参数的接收区间。(1)检测批推定的一般规定1)计量抽样检测批的检测结果,宜提供推定区间。推定区间的置信度宜为0.90,并使错判概率和漏判概率均为0.05。特殊情况下,推定区间的置信度可为0.85,使漏判概率为0.10,错判概率仍为0.05。2)结构材料强度计量抽样的检测结果,推定区间的上限值与下限值之差值应予以限制,不宜大于材料相邻强度等级的差值和推定区间上限值与下限值算术平均值的10%两者中的较大值。3)当检测批的检测结果不能满足第1)条和第2)条的要求时,可提供单个构件的检测结果,单个构件的检测结果的推
20、定应符合相应检测标准的规定。(2)计量抽样检测批均值的推定区间检测批的标准差为未知时,计量抽样检测批均值(0.5分位值)的推定区间上限值和下限值可按式7.1.1和式7.1.2计算。 (7.1.1) (7.1.2)式中 均值(0.5分位值)推定区间的上限值; 均值(0.5分位值)推定区间的下限值; 样本均值; 样本标准差;推定系数,取值详见建筑结构检测技术标准GB/T 50344的规定。(3)计量抽样检测批标准值的推定区间检测批的标准差为未知时,计量抽样检测批具有95%保证率的标准值(0.05分位值)的推定区间上限值和下限值可按式7.1.3计算。 (7.1.3a) (7.1.3b)式中 标准值(
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