建筑结构检测技术

原则有：结构总体效应原则；材料的选用和取值原则；先鉴定后加固原则；加固方案的优化原则；尽量利用      的原则；与抗震设防结合的原则；

程序：结构检测---可靠性鉴定---加固方案选择---加固设计--施工组织设计---施工---验收

建筑结构检测的内容；

检测内容按属性分类：几何特征：结构尺寸、保护层厚度、裂缝宽度、地基沉降、结构变形、钢筋位置和数量等；物理特性：结构自振周期、材料强度、构件的承载力等；化学特性：钢筋锈蚀情况、混凝土碳化；

检测类别按方法不同分类：非破损检测法：回弹法、超声波法、综合法；半破损检测法：取芯法、拉拔法；破损检测法（荷载试验）：选取有代表性构件进行破坏性试验。

建筑结构裂缝种类、危害、检测内容与检测方法；

裂缝的检测包括：裂缝出现的部位（分布）、裂缝的走向、裂缝的长度和宽度。

  对建筑结构有危害的裂缝主要有：受力裂缝、温度裂缝、地基不均匀沉降引起的裂缝，这些裂缝属于观测的对象，对于粉刷层的龟裂引起的裂缝则不属观测对象，以免鱼目混珠。

  观察裂缝分布和走向，并绘制裂缝分布图。为便于研究分析，裂缝图应根据构件逐一绘制展开图，即将梁的侧面、底面展开在一个平面上来绘制，柱子则将四个面展开，并在图上标明方位。当裂缝数量较多时，可在构件有裂缝的表面画上方格，方格尺寸依据构件的大小以200～500mm为宜，在裂缝的一侧用毛笔或粉笔沿裂缝画线，然后依据同样的位置翻样到记录纸上，必要时可以拍照和摄像。

 裂缝宽度用10～20倍裂缝读数放大镜读取。裂缝长度可用钢尺测量。

 裂缝深度可以用极薄的钢片插入裂缝，粗略地量测;也可以用超声波检测。

 判断裂缝是否发展可以用粘贴石膏法，将厚10mm左右、宽约50～80mm的石膏饼牢固地粘贴在裂缝处，观察石膏是否裂开；也可以在裂缝的两侧粘贴纸条，并在纸条上注明粘贴时间，过一段时间后观察纸条是否撕裂。

建筑结构变形检测的内容；

梁板屋架等的挠度测量；屋架的倾斜变位测量；基础不均匀沉降；建筑物倾斜量测量；

钢筋锈蚀、混凝土碳化的定义及其相互关系；

由于混凝土内的强碱性使得钢筋表面形成钝化膜，从而钢筋在混凝土中不会锈蚀。

如果钢筋表面钝化膜被破坏，则钢筋就会发生电化学腐蚀——锈蚀破坏

混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2～7倍，导致混凝土保护层开裂破坏

混凝土中钢材的钝化会由于下列原因被破坏：

混凝土中的Ca(OH)2被空气里的SO2、NO2、CO2等酸性氧化物中和而失去碱性；

道路除冰盐或海水带进来的氯离子的作用。 

混凝土碳化机理：混凝土是多孔体，空气中的二氧化碳先渗透到内部孔隙和毛细管中，溶解于毛细管中的液相，与水泥水化过程中产生的氢氧化钙和硅酸二钙、硅酸三钙等水化物相互作用，形成碳酸钙。

混凝土碳化过程中部分碳化区的存在是钢筋锈蚀速度随碳化深度加深而增大的根本原因。

混凝土结构损坏机理；

   既包含了混凝土的风化和侵蚀，又包含了钢筋的锈蚀。

钢筋锈蚀：混凝土中钢筋锈蚀，引起体积膨胀2～7倍，导致混凝土保护层开裂破坏；混凝土碳化；混凝土氯离子侵蚀；混凝土冻融混凝土微孔隙中的水，在温度正负交替作用下，形成冰涨压力和渗透压力联合作用的疲劳应力。从而使混凝土产生由表及里的剥蚀破坏；混凝土碱骨料反应；混凝土裂缝使钢筋锈蚀发生。

回弹法测定混凝土强度的操作方法与工艺；

回弹法是通过测定混凝土表面硬度来推算抗压强度的一种结构混凝土现场检测技术。

回弹法检测混凝土强度的步骤

（1） 测区的布置（2） 回弹值的测定（3） 混凝土碳化深度的测定（4） 数据处理及回弹值的修正

回弹仪测定混凝土强度的适用范围；

由于受回弹法所必需的测强曲线的代表性的，现行《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2001）规定：回弹法只适用于龄期为14～1000d范围内自然养护、评定强度在10～50MPa的普通混凝土；不适用于内部有缺陷或遭化学腐蚀、火灾、冰冻的混凝土和其他品种混凝土。

超声—回弹法测定混凝土强度的测定步骤；

（1） 测区的布置（2） 回弹测试（3）超声测试（4） 数据处理及回弹值的修正（5）根据修正后回弹值及修正后声速，利用公式得混凝土强度换算值。

非破损检测法的定义；

在不影响结构物使用性能的前提下，直接在结构物上测定某些适当的物理量，并通过这些物理量与材料强度等指标的相关性，进而推定材料强度或评估其缺陷。

结构耐久性的概念；

混凝土结构或构件在正常使用和维护条件下，随时间的延续仍能满足预定功能的能力。

显然，混凝土用于结构才具有耐久性要求；混凝土结构耐久性能通过混凝土耐久性体现。

正像新拌混凝土工作性一样，混凝土耐久性也是一个综合性指标。

砌体结构加固中扶壁柱法的优点以及应力特征；

扶壁柱法能提高砖墙的承载力和稳定性。根据使用材料的不同，扶壁柱法分砖扶壁柱和混凝土扶壁柱两种方法。        后砌扶壁柱存在应力滞后现象

基槽检验的定义及其工作内容；

   基槽（坑）开挖后，应进行湛槽检验，基槽检验可用触探或者其他方法，当发现与勘察报告和设计文件不一致或遇到异常情况时，应结合地质条件提出意见。以天然土层为地基持力层的浅基础，基槽检测工作应包含以下内容：①做好验槽准备工作、熟悉勘察报告、了解拟建建筑物类型和特点，研究基础设计图纸及环境检测资料②核对基槽的施工位置③基槽检验报告做到资料齐全，及时归档

地基静力荷载试验的基本技术要求；

  (1)承压板的选择：方形或圆形。面积2500cm^2或5000cm^2,工程上常用70.7x70.7cm^2，50x50cm^2

（2）实验坑：宽度不应小于承压板直径的3倍，承压板与土层接触处，一般敷设厚度

（3）加载：采用分级维持荷载沉降相对稳定法（慢速法）或沉降非稳定法（快速法），第一级HZ接近卸去土的自重，每级增加取预估极限承载力的1/8~1/12

（4）达到极限荷载

a承压板周围土体有明显的侧向挤出，周边岩土明显隆起或径向裂缝持续发展

b本级荷载沉降量大于前级荷载沉降量的5倍，荷载与沉降曲线出现明显陡降

c在某级荷载下24h沉降速度不能达到相对稳定标准

d总沉降量与承压板直接（或宽度）之比超过0.06

根据复合地基静力载荷试验资料确定复合地基承载力特征值的方法；

在p-s曲线上有明显的比例极限时，可取该比例极限所对应的荷载；

当极限荷载能确定，而其值又小于对应比例极限荷载值的1.5倍时，可取极限荷载的一半；

按相对变形值确定：

  a.振冲桩和砂石桩复合地基：对以黏性土为主的地基，可取s/b或s/d=0.02所对应的荷载（b和d分别为压板宽度和直径）；对已粉土或沙土为主的地基，可取s/b或s/d=0.015所对应的荷载。     

  b.土挤密桩复合地基,可取s/b或s/d=0.010~0.015所对应的荷载；对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d=0.008所对应的荷载。

  c.深层搅拌桩或旋喷桩复合地基，可取s/b或s/d=0.004~0.010所对应的荷载。

复合地基强度和变形模量的确定方法：复合地基的强度及变形模量通过原位试验方法检验确定

单桩竖向静载荷试验中压重平台的基本规定；

压重量不得少于预估最大实验荷载的1.2倍，压重应在试验开始前一次加上，并均匀稳固放置于平台上。

动力试桩法的概念，与静载荷试验相比有什么特点；

应用物体振动和应力波的传播理论来确定单桩竖向承载力以及检验桩身完整性的一种方法，它与传统的静荷载实验相比，无论在实验设备，测试效率，工作条件以及试验费用等方面均具有明显的优越性，其最大的技术经济效益是速度快成本低，可对工程桩进行大量的普查，以及找出工程桩的隐患，防止重大安全事故。

高应变动力检测法，低应变动力检测法

小应变频域法检测桩的试验步骤；

处理桩头并安放传感器；安装激振器；通电前检查仪器；通电预热，并将信号源调至15HZ，检查测试仪器是否正常工作，发现问题及时消除；在保持激振力幅值不变得情况下，增加激振频率，取步长小于5HZ进行扫频激振，记录每下振动频率下的速度，或通过计算机描绘速度幅值随频率的变化曲线。；根据现场测试的速度幅频曲线，评定该桩的承载力。

21、桩—土体系的综合静刚度的定义、综合动刚度的物理意义；

Ks桩—土体系的综合静刚度，物理意义为一定桩土条件下，使桩顶产生单位静位移（即沉降）所需施加的力；Kd综合动刚度，物理意义为一定桩土条件下，使桩顶产生单位动位移所需施加的动荷载。；

基坑工程监测的内容；

基坑围护桩（墙）的水平变形，包括测斜和顶部的垂直及水平位移

地层分层沉降（回弹）量  ③立柱垂直及水平位移

④基坑围檩的变形及弯矩    ⑤基坑围护桩（墙）的弯矩

⑥环境（基坑周围地下管线、房屋）及重要建筑物沉降和水平位移

⑦基坑内外侧的孔隙水压力及水位  ⑧结构底板反力及弯矩  ⑨基坑内外侧的水土压力

基坑监测项目警戒值的含义、确定原则

含义：在工程监测中，每一测试项目都应根据具体工程实际按一定原则，预先确定相应的警戒值，以判断位移或受力状况是否会超允许范围，施工是否安全可靠，是否要调整施工步序或优化原设计方案。警戒值应由允许变化量和单位时间内允许变化量控制。

警戒值确定的原则

满足现行相关规程、规范要求 ②满足设计计算要求  ③满足测试对象的安全要求

④满足环境和施工技术的要求  ⑤满足保护对象的主管部门提出的要求

警戒值的确定

基坑围护结构倾斜与发展速率，通过测斜结构反映，最大位移一般为80mm，每天发展<10mm

地下管线的位移和发展速率：煤气沉降和水平位移<10mm、每天发展<2mm；自来水管沉降和水平位移<30mm，每天发展<5mm

基坑内降水或基坑开挖引起坑外水位下降<1000mm，每天发展<500mm

立柱桩差异隆起与沉降<10mm，每天发展<2mm

弯矩及轴力<80%的设计允许最大值

建筑地基的破坏形式；

(一). 地基刚度不足产生变形：影响正常使用，导致构件产生裂缝，使建筑物主体倾斜

(二). 地基承载力不足发生失稳：产生剪切破坏结构构件倾斜、破坏严重的使建筑物倒塌

(三). 地基渗流导致破坏：产生土洞、溶洞、管涌，改变土体结构，引起有效应力改变

(四).  土体滑坡造成地基应力改变：土层界面强度降低，土体强度随蠕变降低

(五).  土体液化：地震造成土体液化，饱和水的作用

(六).  特殊土地基：湿陷性黄土冻土盐泽土

钢筋混凝土梁、板常用的加固方法、适用范围、优缺点；

预应力加固法:施工简便，在基本不增加梁板截面高度和不影响结构使用空间的条件下，提高梁板的抗弯抗剪承载力，和改善其在使用阶段的性能。大跨度或重型结构加固及处于高应力高应变状态下的混凝土构件的加固，无防护下不用于温度大于60℃也不宜用于混凝土收缩徐变大的结构；

改变受力体系加固法：简单可靠但易损害结构建筑物原貌和使用功能，可能减少使用空间，适用于使用条件许可的混凝土结构；

增大截面加固法：工艺简单，适应性强成熟的设计施工经验，适用于梁板柱和一般混凝土加固，但现场施工湿作业时间长，对生活生产有一定影响；

增补受拉钢筋加固法：在梁受力较大区段补加受拉钢筋（或型钢），以提高承载力。

粘贴钢板加固法：适用于受静力作用且处于正常湿度环境中的受弯或受拉构件的加固。

增大截面加固法的定义；

在原受弯构件的上面或下面浇一层新的混凝土并补加相应的钢筋，以提高原构件承载能力。

钢筋混凝土增大截面加固法叠合构件应力图的基本特征；（P116）

混凝土应变滞后，钢筋应力超前。

粘贴钢板加固法的定义及优点；

用胶粘剂将钢板粘贴在构件外部的加固方法。

特点：（1）胶粘剂硬化快，工期短。构件加固不必停产或少停产；（2）工艺简单，施工方便；

（3）胶粘剂的粘结强度，可以使钢板和构件形成一个良好的整体。受力较均匀，不会在混凝土中产生应力集中现象。  （4）粘贴钢板所占的空间小，不影响房屋的使用净空，不改变构件的外形。

粘贴钢板加固法的构造规定；

粘贴钢板的基层混凝土强度等级不应低于C15。

粘贴钢板的厚度以2~3mm为宜。

对于受压区粘贴钢板的加固，当采用梁侧粘贴钢板时，钢板宽度不宜大于梁高的三分之一，受拉区梁侧粘贴钢板时，钢板宽度不宜大于100mm。

在加固点外的粘贴钢板锚固长度：受拉区，不得小于80t（t为钢板厚度），且不小于300mm；受压区，不得小于60t，且不小于250mm；可能经受反复荷载的结构，锚固区宜增设附加锚固措施（如螺栓等）。

钢板表面用M15水泥砂浆抹面，厚度为：梁不小于20mm，板不小于15mm。

粘贴钢板加固梁的破坏模式；

适筋范围内，随着荷载的增加，加固梁在钢板和梁中原筋屈服后，因混凝土被压碎而破坏。部分试验表明，粘结于梁底的钢板未达到屈服强度，钢板端部与混凝土撕脱。

增补受拉钢筋加固法中应力滞后现象的主要原因及受力特征；

增补筋相对于梁内原筋存在着应力滞后现象，将使增补筋的屈服迟于梁内原筋，并且当增补筋屈服时，梁内出现较大的变形和裂缝。

引起应力滞后的原因：增补筋受力之前，恒载和未卸除的荷载已在原筋中产生了一定的应力；焊接点处的局部弯曲变形、增补筋的初始平直度、后补混凝土与原梁表面之间的剪切滑移变形等都有一定的影响。

焊接法锚固增补筋加固梁，在焊接点处原筋产生局部弯曲变形。不仅加大增补筋的应力滞后，而且原筋应力在焊点两侧呈现不均匀性，因而降低了原筋的利用率。

改变结构体系加固法的定义；

在梁的中间部位增设支点、增设托梁(架)或将多跨简支梁变为连续梁等。支柱可采用砖柱、钢筋混凝土柱、钢管柱或型钢柱

不同类型桥梁荷载试验工况选择；

完全卸载时，构件强度与稳定性计算与新结构相同；

负载状态下，原构件承载力应至少有20％的富余。加固后构件承载力计算应根据荷载形态分别进行计算。对于静力荷载或间接动力荷载构件，按加固后整个截面进行承载力计算。但为安全计，应根据原构件受力状态引入钢材强度折减系数，轴心受力实腹构件取0.8，偏心构件、受弯构件及格构式构件取0.9，综合考虑了施工条件恶劣、应力滞后、焊接残余变形和残余应力影响等。钢材强度设计值取新旧钢材较小者。对于动力荷载，应以弹性阶段按原构件截面边缘屈服准则进行计算。加固前原构件的应力和加固后增加应力之和不应大于钢材强度设计值。

负载状态下，采用焊接方法加大构件截面，应首先根据原构件的受力、变形和偏心，校核在加固施工阶段的强度和稳定性，原构件的β值（截面应力σ与钢材强度设计值的比值）满足下列要求时，方可在负载状态下加固：对于静力荷载或间接动力荷载构件β≤0.8；对于动力荷载β≤0.8

构件加固后，应注意截面型心轴的偏移。计算应将便宜的影响包括在加固后增加的荷载效应中。当型心偏移较小（5％截面高度）一般情况下可忽略其影响。

桥梁荷载试验结构校验系数；

校验系数  试验荷载作用下测点的实测弹性值（ Se）与相应的理论计算值（ Sstat ）的比值应满足公式3.9.1要求。（实测值可以是挠度、应变等）。

桥梁静载试验残余比；

卸载后测点的实测残余值（ Sp  ）与该测点的总实测值（ Stot ）的比值应满足公式3.9.2要求。

3.9.1                           3.9.2

设计基准期与设计使用年限的定义与关系；

设计使用年限:设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预订目的使用的时期。

设计基准期（Design reference period）：为确定可变作用及与时间有关的材料性能等取值而选用的时间参数。

两者关系：设计使用年限和设计基准期不同时，对可变荷载应考虑另外一个系数rL：结构设计使用年限调整系数。 一般我们规范上的公式计算采用基准期为50年,若实际工程设计使用年限不同,对构件承载能力极限状态的荷载效应的设计值,采用不同的结构重要系数来区分,举例来说，设计使用年限为5年的结构构件,结构重要系数不小于0.9。而设计使用年限为100年的结构构件，结构重要系数不小于1.1。

建筑结构可靠性鉴定的一般方法、程序以及内容；

传统经验法：目测检查，经验评估；快速、简便、经济；适用于对构造简单的旧房普查和定期检查；

概率法：可靠度鉴定法，S、R作为随机变量，计算失效概率。

实用鉴定法：

运用现代检测手段，实测确定参数；

将鉴定对象从构件到鉴定单元划分成三个层次，每个层次划分三到四个等级；

包括初步调查、详细调查、补充调查、检测、试验、理论计算等多个环节；

初步调查的目的是了解建筑物的现状和历史；

详细调查包括细部检查、材料检测、结构试验、计算分析等。

程序：

初步调查内容

1）、图纸资料： 如岩土工程勘察报告、竣工图及设计变更记录、竣工质检及验收文件(包括隐蔽工程验收记录)、定点观测记录、事故处理报告、维修记录、历次加固改造图纸等

2 ）建筑物历史情况： 如原始施工、历次修缮、改造、用途变更、使用条件改变以及受灾等情况。 

3） 考察现场： 按资料核对实物，调查建筑物实际使用条件和内外环境、查看已出现的问题、听取有关人员的意见等。

4 ） 制定鉴定方案：根据委托方提出的鉴定原因及要求，并结合已调查的原始资料及现场初步考察情况，制定详细调查计划及检测方案并提出需由委托方完成的准备工作。

详细调查内容：

1）、结构基本情况勘查：结构布置及结构形式；圈梁、支撑(或其他抗侧力系统)布置；结构及其支承构造；构件及其连接构造；结构及其细部尺寸，其他有关的几何参数。 

2）、结构使用条件调查核实：结构上的作用；建筑物内外环境；使用史(含荷载史)；

3）、地基基础(包括桩基础)检查：

场地类别与地基土(包括土层分布及下卧层情况)；地基稳定性(斜坡)；地基变形，或其在上部结构中的反应；地基承载力的试验；基础和桩的工作状态；其它因素(如地下水抽降、地基浸水等)的影响或作用。

4）、材料性能检测分析： 结构构件材料；连接材料；其它材料。

5）、承重结构检查： 构件及其连接工作情况；结构支承工作情况；建筑物的裂缝分布；结构整体性；建筑物侧向位移(包括基础转动)和局部变形。

6）、围护系统使用功能检查。                                                                   

建筑抗震鉴定的基本思路；

建筑结构检测鉴定与加固的关系及原因；

相互关系：1）均是当前建筑结构领域的热门艺术，即又相互联系。2）检测是鉴定的依据和手段，检测、鉴定是加固前的必要工程，加固往往要检测技术作为加固监控手段。 原因：1）设计错误、施工质量、不当使用。 2）恶劣环境中长期使用，材料性能恶化，物理化学生物作用。 3）使用要求的变化。

混凝土受弯构件正截面破坏特征及其对应的加固思路；(P86)

正截面  主要表现为裂缝的发生和开展。适筋破坏，少筋破坏和超筋破坏。

加固前先区分是适筋梁，少筋梁还是超筋梁。少筋梁必须进行加固，可用拉区加筋的方法；适筋梁根据裂缝宽度构件挠度和钢筋应力来判断是否加固，在使用阶段钢筋应力的计算公式：

当    ≥0.8fy时，应当进行承载力加固；

超筋梁必须采用加大受压区截面或增设支点的方法。

增大截面加固法承载力加固设计计算（新旧混凝土截面工作）。

原构件（旧混凝土）截面承受的弯矩为：

新混凝土截面承受的弯矩为：

弯矩分配系数：

Mz----作用于加固构件上的总弯矩；Ky-----原构件的弯矩分配系数；Kx-----新浇筑部分的弯矩分配系数；

H-----原构件的截面高度；hx----新浇筑混凝土的截面高度；α-----原构件的刚度折减系数