结构试验现场检测技术电子教案.ppt

9.1 概 述,结构的可靠性： 指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力它包括安全性、适用性和耐久性 可靠性鉴定的目的： 对已建结构( 服役结构)的作用及其抗力进行符合实际的分析判断，以便于结构合理使用与加固处理 提出可靠性鉴定的原因： 1、建筑物经过长期使用，不同程度地发生老化； 2、建筑物由于某种原因发生失稳、锚固破坏等； 3、建筑物发生了异常变形、裂缝等； 4、由于生产工艺改革，使用条件发生了变化而需重新鉴定 5、一些具有特殊用途的重要建筑物定期检查与鉴定； 6、建筑物遭受地震、火灾、台风等灾害造成损坏程度鉴定,结构可靠性鉴定发展,检查鉴定的理论研究； 检查鉴定的标准和规范编制研究； 鉴定的现场检测技术研究与发展结构可靠性鉴定手段 荷载试验方法：检测结构刚度和承载力； 非破坏性试验：分为非破损和半破损检测方法 非破损法：不破坏结构混凝土前提下，测量混凝土的某些物理量特性，如砼表面回弹值、声速在混凝土内的传播速度等，并按相关关系推出混凝土强度作为结果半破损：不影响结构构件承载力的前提下，对结构的微破损，或直接取样试验而推算出混凝土强度结构可靠性鉴定的一般程序,根据鉴定目的和要求，确定鉴定范围和测试内容。

一般有委托单位和鉴定单位共同确定 初步调查：根据已有资料对工程核实，查看主要问题及其部位，并初步判断原因 详细调查 可靠性鉴定评级：根据检测鉴定数据对建筑结构进行荷载及抗力验算并评级； 补充调查： 对某个子项进行评级时证据不充分，可进行补充调查 鉴定报告：,9.2 混凝土结构的非破损检测 混凝土结构常用现场检测方法:,用于结构材料性能和结构缺陷的检测,检测试验方法,荷载试验,非破损或 微破损检测,破坏荷载试验 超载试验,回弹法（测强） 超声法（测强、测缺）钻芯法（测强） 拔出法（测强） 化学分析法（质量）,用于整体结构或构件承载力测定,,,,回弹法测试的基本原理 用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆）弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值 R（即重锤反弹距离 L与弹簧初始长度 L之比）作为与混凝土强度 fcu相关的指标，来推定混凝土强度回弹仪的构造,物体的硬度越大，碰撞时回弹距离越大，混凝土的强度与其硬度有密切的关系回弹仪的技术要求 回弹仪宜采用示值系统为指针直读式 回弹仪必须具有产品合格证及检定单位的检定合格证 回弹仪应符合下列标准状态的要求： 1、水平弹击时，冲击能量为 2.207J ； 2、弹击锤起跳点应相应于刻度尺的 “0”点处； 3、在洛氏硬度为 602 的钢砧上回弹率定值为 802 。

回弹法的检测技术 (1) 构件及测区要求 确定抽检构件数量：按同批构件总数30抽检且 10件 确定和布置每个构件上的测区数量及测区分布的位置： 测区是指每一试样的测试区域每一测区相当于该试样同条件混凝土的一组试块每一构件长度4.5m，不应少于10 个; 当长度<4.5m时，其高度<0.3m的构件，不应少于5 个 每个测区布置 16个测点(4排，每排4个测点)，测读 16个回弹值 R，测点均匀布置，间距2030mm ，每个测点只能弹击一次，测点应避开外露石子、钢筋、埋件或气孔上2) 回弹值测量 1) 将弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器，松开按钮，弹击杆徐徐伸出 2) 使仪器对混凝土表面缓慢均匀施压，弹击杆向机壳内推进，弹击拉簧被拉伸，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后即回弹，带动指针向后移动并停留在某一位置上，即回弹值3) 继续顶住混凝土表面并在读取和记录回弹值后，逐渐对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，重复上述操作，即可测得被测构件或结构的回弹值 仪轴线与测试面始终保持垂直3) 碳化深度值测量 混凝土的碳化将使混凝土表面硬度增大，回弹值偏高 故 对已经发生碳化的混凝土，应根据碳化深度进行修正。

碳化深度的测量方法 在回弹值测量完毕后的测区内，用适当工具在混凝土表面形成小孔洞，然后用浓度 1的酚酞酒精溶液滴在孔洞边缘处，用量具量出不呈紫红色反应的厚度，即碳化深度d 碳化深度 d 0.4mm 时，按 0 考虑； d 6mm 时，取为6mm4) 混凝土强度的计算 回弹值的计算 从每个测区的 16个回弹值中剔除 3个最大值和3个最小值，取余下 10个回弹值的平均值，取1位小数，即：,非水平方向测试混凝土浇筑侧面时，回弹值的角度修正：,非水平方向测试混凝土浇筑表面或底面时，回弹值浇筑面修正测区混凝土强度的换算 (1)测强曲线：即事先建立的回弹值与测区混凝土强度的相关曲线(fcuR)，使用时应注意相应的适用条件 统一测强曲线：规程 JGJ/T23-2001强度换算表 地区测强曲线： 如江苏省地方标准 DB32/P(/JG)002-92 专用测强曲线： 与专项工程相适应制定的曲线 (2)强度换算： 根据Rm,i、di 查阅测强曲线编制的测区混凝土强度换算表，所查的强度值 fcu,i即为该测区的混凝土强度 当统一曲线中强度高于60MPa或低于10MP时，表中查不出，可记为f ccu 60MPa或f ccu< 10MPa。

结构或构件混凝土强度推定值计算 测区混凝土强度平均值与标准差,结构或构件混凝土强度推定值 a、当构件测区数10个时： b、当构件测区数 10个或按批量检测时： 按批量检测，当标准差出现下列情况时按单个构件检测：,例 1：,例 2：,例 3：,（二）超声脉冲法检测混凝土强度 检测原理：根据超声波在混凝土中的传播速度（声速）和 对应测区混凝土强度的相关关系，来推定混凝土强度 超声仪由一个换能器在被测混凝土的一个侧面发出超声波， 而被测混凝土的另一侧面用另一个换能器接受此超声波混凝土超声检测系统,（三）超声回弹综合法检测混凝土强度 回弹法是根据混凝土表面硬度测定其强度值，只能反映混凝 土表面质量，当混凝土碳化深度较大时，实测出的是碳化后 混凝土表面的硬度情况，对混凝土内部情况很难确定 超声波可穿过混凝土内部，其纵波速度与混凝土强度有较好 相关性，受碳化深度影响不大，但单独应用时由于影响因素 较多，测试精度较差 采用两种方法综合测试时，可以相互校正，消除一些不利因 素的影响，提高测试精度 无损检测混凝土强度多采用超声-回弹综合法检测时，在回弹测区内对角测得3个测点声时，取其算术平均值，转换为声速v。

回弹测试，但不需进行碳化因素修正 按下式(曲面型)得出第 i 测区混凝土强度换算值式中：v、R为该测区声速的算术平均值和回弹值的算术平均值；算得每个测区的强度换算值后，评定方法与回弹法评定方法一致四）钻芯法 采用钻芯机在混凝土结构上钻取芯样，经锯切机、 研磨机加工后，用压力机进行抗压强度试验检测规程： 钻芯法检测混凝土强度技术规程 CECS03:88,检测设备： 钻芯机、锯切机、研磨机、补平装置、压力试验机、钢筋位置探测仪等 有关技术规定： 基本规定： 适用于 C10C60普通混凝土强度检测，或用于其他无损检测结果修正；每个构件钻取芯样数量 3个，小构件 2个，用作修正时与按相应规程钻取 钻芯位置： 构件受力较小部位；具有代表性部位；便于安装与操作钻机部位；避开钢筋、埋件及管线等位置；用于修正时，与相应检测方法取同一测区 芯样要求： 直径d 骨料最大粒径的 2 3倍；高径比 h/d 在1 2范围内 ；垂直度及平整度符合规程要求；芯样内不含钢筋，最多只允许含有2根直径10mm的横向钢筋强度试验与计算： 按普通混凝土力学性能试验方法进行抗压试验 芯样混凝土强度换算值：,式中 F芯样抗压试验测得的最大压力值（ N）； d 芯样的平均直径（mm）； a 高径比换算系数，按表3-2取用；或按下式计算。

单个构件检测，取芯样混凝土强度最小值为其代表值五）拔出法,拔出法是将混凝土中锚固件拔出，测定最大拔出力，推定混凝土强度 拔出法分两类，预埋拔出法和后装拔出法,拔出法最突出的特点是可以检测抗压强度高达85MPa的混凝土.,2. 超声法检测混凝土缺陷,超声法是目前应用最为广泛的混凝土内部缺陷的检测方法在工程实践中，超声法主要用来检测裂缝的深度和混凝土内部的空洞和密实度一）超声法检测的基本原理 基于超声波在混凝土介质中传播时，遇到内部空洞、气孔等介质，在界面将产生反射、折射、绕射、衰减等现象，使传播的声时、振幅、波形、频率等声学参数发生相应变化，测定这些参数变化，即可判别混凝土中的缺陷二）检测技术要求 检测技术规程： 超声法检测混凝土缺陷技术规程 CECS21:2000 检测设备： 超声波检测仪：常用有(汕头)超声波检测仪：CTS -25型、CTS-45 型和NM型要求带有示波屏、声时最小分度值0.1ms、 工作频率10500kHz 换能器（探头）：厚度振动式(平面式)、径向振动式频率分别采用20250kHz 、2060kHz 其他：耦合剂（黄油、凡士林等）、量具等 声学参数测量 : 确定测位、布置测点，混凝土表面应清洁、平整； 将探头通过耦合剂与测试面良好耦合； 调节仪器，读取声时、首波波幅等参数，记录波形； 量测测距（即超声波传播距离）。

三）裂缝深度检测 单面平测法 适用于只有一个可测面，估计裂缝深度500mm 将仪器发射和接收换能器对称布置在裂缝两侧，距离L，测 声时t0； 将换能器以相同距离L平置在完好混凝土的表面，测得传播 时间t； 裂缝深度计算公式：,平测法检测裂缝深度,实际检测时，改变L进行测试，取得 dc的平均值作为裂缝深度对于钢筋混凝土梁侧面出现的裂缝进行检测时，可以将发射探头和接受探头分别安装在梁的两个侧面 根据波幅、声时及主频的突变，判定裂缝深度及是否贯通斜测法检测裂缝深度,斜测法检测裂缝深度,钻孔对测法 对于地下基础的深裂缝，平测法不能有效的检测裂缝的深度，可以在裂缝两侧钻孔，采用对测法检测裂缝深度 采用超声法检测裂缝深度时，要求裂缝中没有积水和泥浆当钢筋粗且密时，不宜采用超声波检测裂缝深度防止钢筋对超声波的传播产生干扰，,采用超声波检测混凝土构件的裂缝宽度时，同时利用声时和首波波形信息，有时首波波形比声时更重要地下基础深裂缝的检测,混凝土结构的内部缺陷,只有缺陷部位的尺寸大于探头的尺寸时，检测结果才比较准确混凝土缺陷检测对测法测点位置,混凝土缺陷检测x斜测法测点位置,电磁法检测钢筋直径和混凝土保护层厚度,由于钢筋的存在，使检测仪形成的电磁场受到影响，圈中产生感应电流，感应电流放大后，驱动显示仪表给出测试结果。

适用条件：配筋稀疏，保护层不太大， 钢筋在同一平面内3. 砌体结构的现场检测技术,砌体结构病害的典型表现为墙体裂缝 温度裂缝 基础不均匀沉降导致墙体出现裂缝 因墙体承载力不足出现裂缝,砌体结构非破损检测的主要内容是砂浆、块体和砌体强度； 现场调查的内容： 砌体的组砌方式； 灰缝厚度和砂浆饱满度； 截面尺寸； 主要承重构件的垂直度； 裂缝分布特征砌体强度检测---扁顶法,扁顶法可用来推定普通砌体的受压工作应力、弹性模量和抗压强度原位单剪法,适用范围： 用于推定 240mm厚普通砖砌体的抗压强度 检测设备：原位压力机 由手动油泵、扁式千斤顶、反 力平衡架等组成砌体强度检测--原位轴压法,检测要点： 测试部位宜选墙体中部距楼地面 1m左右高度处 同一墙体上测点不宜多于 1个 开槽时，避免扰动四周的砌体 上下槽尺寸：长250mm 、宽240mm、高70mm 及140mm 上下槽孔应对齐，相距 7皮砖 连续匀速加载，至槽间砌体开裂破坏，记录极限荷载值 数据分析计算：,砂浆强度检测 以下方法适用于推定烧结普通砖墙中的砌筑砂浆强度 筒压法检测时，从砖墙中抽取砂浆试样，在试验室内进 行筒压荷载试验，测定筒压比，然后换算为砂浆强度。

适用的砂浆品种为水泥砂浆、混合砂浆、粉。