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建筑结构的现场检测,通过对构成建筑物的各种要素进行测试,对结构构造的工作性能及其可靠性进行评价,对承载力作出正确的估计,本文试对其现状和发展趋势进行分析。
1 混凝土结构现场检测方法
混凝土结构宏观性能试验方法是“试件试验”。这类方法以试件破坏时的实测值,作为判断混凝土性能的依据较为直观,称为破损性实验,有特殊需要的情况下才会在现场检测中采用。常用的非破损或半破损法,就是在不破损结构或构件的情况下,取得破坏实测值,再通过一个或几个与混凝土强度具有相关性的物理量作为混凝土强度的推算依据。
1.1 回弹法
回弹法是利用混凝土表面硬度与强度之间的相关关系来推定混凝土强度的一种方法,其基本原理是用一种弹簧驱动的重锤,通过弹击杆驱动,弹击混凝土表面,测出重锤被反弹回来的距离,即回弹值,通过事先统计、测定出的混凝土试块抗压强度与回弹值之间的量值关系推定结构构件的混凝土抗压强度,是混凝土结构现场检测中常用的一种非破损试验方法。
由于回弹法是通过回弹仪检测混凝土表面硬度从而推算出混凝土强度的方法,所以当表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土结构或构件检测时,可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正。
1.2 钻芯法
钻芯法与前2种方法不同,它用取芯机从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱型的混凝土芯样,并根据芯样的抗压试验强度,推定结构构件的混凝土抗压强度,是一种较为直观可靠的检测混凝土抗压强度方法,由于取样对结构构件有所损伤,所以是一种半破损的现场检测方法。与混凝土强度间接测试方法配合使用时,可对其他间接方法的结果进行修正。
1.3 拔出法
拔出法试验也是一种半破损检测方法,在美国、加拿大、丹麦等国家已广泛得到应用。它是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内(预装法)或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓(后装法),然后测试锚固件或膨胀螺栓被拔出时的拉力,由被拔出时的锥台型混凝土块的投影面积确定混凝土的拔出强度,并由此推算出混凝土的抗压强度。
1.4 混凝土结构中钢筋保护层厚度检测和钢筋锈蚀检测
混凝土结构及构件通常由混凝土和置于混凝土内的钢筋组成。钢筋在混凝土结构中主要承受拉力并赋予结构以延性,补偿混凝土抗拉能力低下、容易开裂和脆断的缺陷,而混凝土则主要承受压力并保护内部的钢筋不致发生锈蚀。现行的较为成熟的检测内容主要有钢筋的间距、混凝土保护层厚度、公称直径以及锈蚀性状。
1.4.1 钢筋保护层厚度的检测
常用的非破损方法为电磁感应法检测。电磁感应法是用电磁感应原理检测混凝土结构及构件中钢筋间距、混凝土保护层厚度及公称直径的方法。比较适用于配筋稀疏和混凝土保护层不太厚的情况。
1.4.2 钢筋锈蚀的检测
国内常用钢筋锈蚀的检测方法是用半电池电位法测量钢筋表面与探头之间的电位差,以判断钢筋锈蚀的可能性及锈蚀程度。
1.5 混凝土结构荷载试验
结构荷载试验是检验结构性能的*常用的方法,通过对试验构件施加荷载,观测结构的受力反应。构件结构性能的一种力学行为,在没有充分的的外荷载激励情况下,不可能完全反映它的抗力能力,因此该方法是工程技术人员所信赖的可靠检测方法。
此外还有判定混凝土缺陷的超声脉冲法和推定混凝土抗压强度的超声回弹综合法。
某工业厂房设计楼面活荷载为5.0kN/㎡,拟在楼面放置一台注塑机,注塑机本身自重为3吨,占地面积1.0m*2.0m,要确定该注塑机能否放置于楼面上安全使用。
根据我公司检测经验及查阅相关资料,注塑机在生产使用时,会有间歇性振动,故,在计算时应乘以扩大系数,可取3*1.3即3.9吨,换算成集中荷载约为38.22kN,设备共四个支点,底部未设垫层,设备所在楼层楼板面积为3.3m*3.6m,为双向板,设备放置于楼板右上角,且两个支点直接支撑于次梁上,计算时可按不利布置即放置于楼板正中间位置考虑。
按照《建筑结构荷载规范》(GB 50009-2001)(2006年版)中关于集中荷载转换为楼面活荷载计算规则,利用楼板弯矩变形等效荷载效应方法,可计算出该注塑机设备在放置于楼面所产生的楼面均布活荷载值,将该值与设计活荷载限值5.0kN/㎡进行对比,即可初步了解是否超载。
若超载不多,可经专业检测鉴定机构检测建筑物实际承载能力(检测鉴定方法见下文),若能满足使用要求,则可放置使用。
承重检测目前常用的方法主要有:
1.结构检测模拟计算
由于该检测鉴定方法具有简便快捷、成本低的优点,故在检测鉴定时为常用,主要原理是现场检测取得建筑物相关参数,再利用计算机模拟计算,从而得出承重结论。该方法主要分为以下几步。
(1)建筑结构质量检测。在无设计资料或需超载使用时,应对建筑结构质量进行检测,取得实际参数。
(2)设备参数调查检测。调查设备自重、振动、占地面积、放置位置、垫层设置等参数。
(3)计算机模拟计算分析,得出结论,出具检测鉴定报告。
2.承重试验
对于需要真实准确得知楼面承载能力极限的情况的项目,如银行放置保险柜等,则可以进行承重试验,该方法原理是在楼板底部梁板变形处设置变形观测仪器,然后在楼面堆载,观测仪器变形值,待变形值达到规范允许变形限值或者设备使用重量要求时停止堆载,此时的荷载值即为楼面承重极限值。堆载要求:分批次等荷载加载,少要分三次堆载三次卸载。