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浏览次数: 日期:2012年9月13日 11:58

袁海军

(国家建筑工程质量监督检验中心,北京,100013)

Some  Problem  for  Testing  and  Appraiser  of  RC  Structures

 

【摘要】本文根据近年来工程检测鉴定的实践,对钢筋混凝土结构检测鉴定中有关小芯样问题、工程鉴定时相关标准的引用问题以及应引起重视的其他若干问题作一简要的介绍。

【关键词】钢筋混凝土结构   检测鉴定   小芯样   鉴定标准   结构验算

 

前  言

随着我国经济建设的发展和人民生活水平的提高,对已有建筑的检测和鉴定,已逐渐被提到议事日程上来,已有建筑不论是勘察、设计、施工、使用等方面存在缺陷,还是受到气候作用、化学侵蚀引起结构老化,均会造成工程隐患,降低结构的安全性和耐久性。为了确定结构的安全性和耐久性是否满足要求,需要对工程结构进行检测和鉴定,对其可靠性作出科学评价,然后进行维修和加固,以提高工程结构的安全性,延长其使用寿命。本文根据笔者近年来工程检测鉴定的实践,谈谈钢筋混凝土结构检测鉴定中的若干问题。

 

各种混凝土检测方法应注意其适用条件

结构混凝土强度检测方法可分为非破损法和局部破损法,其中常用的非破损测强方法有回弹法和超声-回弹综合法,局部破损测强方法有钻芯法和拔出法。各种方法都有各自的优、缺点,象回弹法操作简单,使用方便,但测试精度相对较差;钻芯法操作复杂,又需水源、电源,但测试精度高。检测混凝土强度需工程具体情况和具体条件来选取一种或二种方法(见表2.1)

                            混凝土强度检测方法比较                             2.1

 

 

检测方法

测强回归曲线

混凝土龄期

强度范围

重要条件

回弹法

R0.02497N2.0108×100.0358L

141000

10~60MPa

表层与内部基本一致

超声-回弹

综合法

卵石:

=0.0038V1.23×R1.95

碎石:

=0.008V1.72×R1.57

7730

1050MPa

需有对测面

钻芯法

=α(4F)/(πd2)

/

>10MPa

芯样直径不得小于2倍骨料直径

拔出法

圆环式:fCcu=1.59F-5.8

/

10~60MPa

圆环式:骨料直径不大于40mm.

对于长龄期的混凝土,不能单一用回弹法测强,而必须用钻芯法进行修正。

回弹法测强时,必须注意回弹仪的检定和碳化深度的测量。回弹仪必须是在标准状态下,按规定要求进行检定后,才能使用。另外,碳化深度直接影响构件强度的推定,当碳化深度为1mm时,强度降低58%;当碳化深度为6mm时,强度降低3240%。可见,对混凝土碳化深度的测量需引起足够的重视。

 

混凝土小芯样问题

钻芯法中所规定的芯样直径为100mm150mm,但在实际工程检测中,由于一方面因构件中钢筋间距过小,给钻芯取样带来困难,另一方面在柱上取芯,对柱截面削弱太多,往往用直径小于75mm的小芯样来作抗压试验。从国内多家科研单位的试验资料来看,对小芯样的看法不完全一致(见表3.1)。从广东某工程不同直径混凝土芯样强度的比较看,小芯样强度偏底,标准差较大(见表3.2)。

 

 

                    各单位混凝土小芯样的试验研究                                3.1

 

 

研究单位

中国建筑科学研究院

上海市建设工程质量检测中心

天津港湾工程研究所

同济大学

东南大学

芯样直径

φ50、φ75

φ75

φ50

φ44

φ50、φ75

芯样数量

各30

178

26

/

各22

与标准芯样的强度关系

 

看法一致:小芯样离散性较大,取芯数量应增加。

               广东某工程不同直径混凝土芯样强度的比较                      3.2

 

 

混凝土强度等级

C30

C20

芯样直径

φ75

φ100

φ75

φ100

芯样数量

15

15

18

18

强度范围(MPa

13.8~46.0

19.4~36.7

10.0~37.9

11.7~29.7

强度平均值(MPa

24.6

28.5

19.4

22.3

强度标准差(MPa

9.2

5.5

7.3

4.9

因此,对直径小于75mm的小芯样检验时,需慎重采用,以免引起对检测结果的更多争议。

 

工程鉴定时有关鉴定标准的引用问题

目前,建筑物鉴定的主要标准有建筑抗震鉴定标准GB50023-95)、民用建筑可靠性鉴定标准GB50292-1999)、工业厂房可靠性鉴定标准GBJ144-90)和危险房屋鉴定标准JGJ125-99)等,各种标准在具体鉴定时,都将其分为不同的层次来进行。而这几本鉴定标准间的层次关系(见表4.1)容易被忽视,甚至出现鉴定标准引用不当的问题。

                             各鉴定标准的层次关系                                 4.1

 

 

层次

第一层次

第二层次

第三层次

第四层次

标准规范

现行设计规范:

建筑抗震设计规范混凝土结构设计规范》等

民用建筑可靠性鉴定标准工业厂房可靠性鉴定标准

建筑抗震鉴定标准

危险房屋鉴定标准

适用范围

拟建、新建工程

已建成二年以上且投入使用的已有建筑

主要对1977年以前未考虑抗震设防的建筑

既有房屋的危险性鉴定

构件

承载力

要求最高

比现行设计规范有所降低(5%~10%)

比现行抗震设计规范降低较多(8度时,约15%30%)

构件的承载力严重不足或丧失,已引起结构外观的损伤。

设计使用年限

50

接近50

少于30

危房应拆除或采取相应的措施

已有建筑物在鉴定后,通过采取加固措施一般还要继续使用,不论从保证其下一个目标使用期所必需的可靠度,或是从标准规范的适用性和合法性来说,均不能采用已被废止的原设计、施工规范作为鉴定的依据。现行的设计、施工规范可以作为鉴定的依据之一,但其针对的拟建、新建工程,不可能系统地考虑已有建筑物所能遇到的各种问题。鉴定工作应该依据的是鉴定标准,鉴定标准概括了现行设计、施工规范中的有关规定,也体现原设计、施工规范中尚行之有效的相关规定。

对已有建筑规定的抗震鉴定目标,比抗震设计规范对新建工程规定的设防标准降低较多。因此,不能按抗震设计规范的设防标准对现有建筑进行鉴定,也不能按现有建筑抗震鉴定的设防标准进行新建工程的抗震设计。

 

钢筋混凝土结构检测鉴定时易被忽视的几个问题

对于钢筋混凝土结构,一般着重检验混凝土强度,裂缝分布和梁、板、柱构件钢筋配置。通过笔者

 

在南方地区的工程检测情况看,钢筋的力学性能和梁、柱节点区的配筋存在质量问题的工程时有发生,例如深圳某厂房从柱中抽取的Ⅱ级钢进行拉力试验,其屈服强度只有规定值的70%,梁柱节点未设置箍筋,已引起部分节点斜向裂缝。

混凝土结构中挑出部分阳台走道,应是结构鉴定时不可忽视的部位。一方面,悬挑部分多为静定结构,一旦构件承载力不足,就容易发生事故;另一方面,悬挑部分其顶端往往设有边梁,悬挑部分在计算时很容易作为均匀荷载考虑,而忽视实际上顶端集中荷载的存在。

对于较大跨度的厂房,顶层边柱的大偏压问题应引起足够重视。一般情况下,顶层边柱随着楼层往上其截面变小,柱中配筋变少,在考虑地震荷载组合的情况下,顶层边柱在主弯矩平面内配筋容易存在欠缺。

另外,由于厂房的活荷载较大,对楼板承载力的计算必须考虑活荷载的不利分布,主梁在集中荷载作用的部位需验算其受剪承载力是否满足要求。

 

用结构分析与设计软件TAT进行结构验算时值得注意的几个问题

在利用结构分析与设计软件进行结构验算,由于软件本身所提供的数据开关较多,对同一工程的结构验算,因技术人员所选设计参数的不同而会有所不同。但所选结构模型与设计参数,应是尽可能接近结构的实际情况。

(1)底层层高    计算高度应从基础顶面算起,而不从室内地面算起。

    (2)周期折减系数    需根据结构型式与填充墙的情况选取合适的系数。

(3)抗震等级的调整    TAT软件不会根据结构设防烈度和结构总高度来确定其相应的抗震等级,需要在参数修正时进行调整。

(4)梁、柱箍筋间距的调整    TAT软件所默认的箍筋间距为100mm(加密区),但在实际工程中有设计间距为150mm或因施工时达不到设计要求的情况,箍筋间距的调整就需根据实际情况作调整。

(5)梁、柱构件承载力的评定    一般情况下柱基本上为构造配筋,混凝土的强度对柱的轴压比影响较大;梁的配筋计算,会因其支座弯矩的调幅不同而有所不同,因此,对梁构件的承载力不宜单一根据支座或跨中配筋情况来判断梁的承载力,而要考虑梁调幅的跨中弯矩(M0')与支座的平均弯矩(1/2(M1'+ M2'))之和是否大于按简支计算所得的跨中弯矩(M0),来进行综合判断;另外,TAT软件对梁的配筋计算时,是不考虑板的作用的,即不能按T形梁进行计算。如果按T形梁计算,其跨中配筋会有所减少。

(6)钢筋强度设计值的调整    当所检测结构混凝土强度过低时,需对相应构件内钢筋的强度作一调整。

(7)梁上荷载问题    从笔者所做钢筋混凝土结构工程的鉴定来看,如果某一工程设计有问题,很多情况下是由于设计人员在荷载输入时,少算或漏算隔墙重量(梁上荷载),引起梁的配筋不足。导致这种情况产生的另一原因是由于结构计算软件在未输入梁上荷载的情况下,计算软件在进行数据检查时不会出错,得出错误的计算结果(而不象楼面荷载,必须有荷载定义,如果缺少这一步,就会提示出错信息,而使计算工作无法进行)。因此,在利用TAT软件进行结构验算,隔墙重量不能少算或漏算。

以上是笔者在工程检测鉴定中的一点肤浅体会,不妥之处望批评指正。

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