1、第第1章章 工程结构检测鉴定与加固概论工程结构检测鉴定与加固概论 本章学习目的(1)了解工程结构进行检测鉴定及加固的原因；了解工程结构进行检测鉴定及加固的原因；(2)了解现行工程结构检测鉴定及加固的国家规范、了解现行工程结构检测鉴定及加固的国家规范、规程、标准的应用；规程、标准的应用；(3)了解工程结构鉴定加固行业目前的研究现状及发了解工程结构鉴定加固行业目前的研究现状及发展前景。展前景。工程结构鉴定与加固的目的意义及现状 工程结构鉴定与加固的一般程序 工程结构的动力特性检测与长期健康监测 桥梁承载能力检测评定 本章小结本章PPT组成工程结构鉴定与加固的目的意义及现状第一部分地震后的北川县城地
2、震后的北川县城浙江奉化楼房粉碎性坍塌浙江奉化楼房粉碎性坍塌地震地震911撞击撞击撞击撞击中南大学火灾中南大学火灾火灾火灾风暴潮对结构的影响风暴潮对结构的影响风暴潮风暴潮桥梁索力测试桥梁索力测试 桥梁健康监测桥梁健康监测 桥梁检查、检测桥梁检查、检测 桥梁动、静载试验桥梁动、静载试验 桥梁检测桥梁检测桥梁桩基检测桥梁桩基检测 桥梁挠度检测桥梁挠度检测桥梁检测桥梁检测通过回弹仪测定结构材料强度通过回弹仪测定结构材料强度测定楼板厚度测定楼板厚度楼板厚度检测仪楼板厚度检测仪建筑结构检测建筑结构检测1.1 1.1 工程结构检测鉴定与加固的目的和意义工程结构检测鉴定与加固的目的和意义 1 近代建筑业发展阶
3、段近代建筑业发展阶段：1)过去大规模新建阶段2)现在新建与维修加固并重3)将来工程结构维修加固阶段 阶段阶段特点特点19581960年年主观行事、不遵守客观规律，房屋建造质量差；主观行事、不遵守客观规律，房屋建造质量差；“十年动乱十年动乱”时期时期“三边三边”建筑建筑(边勘查设计、边预算、边施工边勘查设计、边预算、边施工)，在施工过程中的不可预见性较大，工程质量和安在施工过程中的不可预见性较大，工程质量和安全隐患突出，工期不能保证；全隐患突出，工期不能保证；20世纪世纪80年代初期年代初期2002新规范实行前新规范实行前设计、施工及监理处于初期，可靠度设计、施工及监理处于初期，可靠度有所提高有
4、所提高，大量预应力结构开始应用，整体性差；，大量预应力结构开始应用，整体性差；2002新规范实行后新规范实行后至今至今工程勘察设计、施工水平不断提高，工程质量大工程勘察设计、施工水平不断提高，工程质量大量提高，可靠度量提高，可靠度进一步提高，材料应用更加合进一步提高，材料应用更加合理。理。2 我国建筑业发展阶段我国建筑业发展阶段：3 我国建筑业我国建筑业现状现状：1)建筑工程质量稳中有升，但不少工程存在严重隐患，质量通病普遍存在，如混凝土出现蜂窝、麻面、墙体开裂等 混凝土出现混凝土出现“蜂窝麻面蜂窝麻面”墙体开裂墙体开裂3 我国建筑业现状我国建筑业现状：2)建筑工程事故依然存在2009年2月，
5、CCTV配楼起火2009年6月，上上海莲花河畔在建小区倒塌 CCTV主配楼起火主配楼起火 上海莲花河畔在建小区倒塌上海莲花河畔在建小区倒塌3 我国建筑业现状我国建筑业现状：3)自然灾害造成的建筑事故频频发生，灾后检测鉴定与加固工程增多。四川地震后产生的交叉斜裂缝四川地震后产生的交叉斜裂缝典型的底框结构破坏典型的底框结构破坏 框架柱框架柱3 我国建筑业现状我国建筑业现状：4)新规范不断修订，已有建筑不满足要求 规范类别裂缝控制要求验算公式(钢筋混凝土)66使用上不允许出现裂缝的构件，应进行抗烈度验算轴心受拉构件 Nb 2.0Rl(Ah+2nAg)受弯构件 Mb 2.0Rl Wh.g 74使用上不
6、允许出现裂缝的构件，应进行抗烈度验算，区分一般要求与严格要求，以抵抗安全系数Kf刻画轴心受拉构件 Kf N Rf(Ah+2nAg)受弯构件 Kf M rRf W0使用中一般要求不出现裂缝的Kf不应小于1.25，对裂缝要求较高的尚应提高02(89)应根据使用要求选用裂缝控制等级（一级、二级）进行构件受拉边缘应力验算一级严格要求不出现裂缝的构件，在荷载效应标准组合下ck pe 0 (1)二级一般要求不出现裂缝的构件，在荷载效应标准组合下ck pe ftk (2)在荷载效应准永久组合下ck pe 0 (3)10应根据使用要求选用裂缝控制等级(一级、二级、三级)进行构件受拉边缘应力验算一级同02规范二
7、级同02规范三级 允许出现裂缝的构件，按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合max lim1.2工程结构检测鉴定与加固的现状工程结构检测鉴定与加固的现状 1 我国工程质量现状我国工程质量现状：1)工程质量逐步提高，主要表现在：2)工程结构安全性的高度重视与适用性、耐久性的认识 不足，导致实际工程中往往由于耐久性不足最终导致 结构失效。3)工程结构在偶然性作用(强震、爆炸、撞击、强风、风暴潮等)下的结构动力灾变及其设计施工理论的不 完善，工程结构存在安全隐患。(1)设计理论不断发展及相关规范、规程的逐渐完善；(2)第三方监理执行的工程管理水平显著提高；(3)先进施工理论及技术的创新及其应用；(4
8、)新材料的研制及应用。2 目前目前我国工程结构检测鉴定与加固存在的问题：我国工程结构检测鉴定与加固存在的问题：1)我国工程结构抵御地震、火灾作用的设计要求相对而言偏低2)现有的检测标准与鉴定规范的不协调3)结构承载能力验算在我国仍然沿用设计规范4)检测仪器设备落后5)既有建筑结构剩余使用寿命预测能力不够工程结构鉴定与加固的一般程序第二部分1.3 工程工程结构检测鉴定与加固一般程序结构检测鉴定与加固一般程序工程结构检测鉴定基本流程工程结构检测鉴定基本流程 1 损伤调查损伤调查1)调查内容调查内容结构形式结构形式损伤调查内容损伤调查内容混凝土结构混凝土结构混凝土裂缝的形态、分布；构件的几何尺寸；钢
9、筋锈蚀；结构变形与混凝土裂缝的形态、分布；构件的几何尺寸；钢筋锈蚀；结构变形与位移；节点损伤调查位移；节点损伤调查砌体结构砌体结构砌体结构的裂缝、块体和砂浆的粉化、腐蚀砌体结构的裂缝、块体和砂浆的粉化、腐蚀 钢结构钢结构钢材涂装与锈蚀、构钢材涂装与锈蚀、构(杆杆)件变形、裂缝、连接的变形及损伤等、防火件变形、裂缝、连接的变形及损伤等、防火措施的有效性和完备性措施的有效性和完备性(对有防火要求的构件对有防火要求的构件)木结构木结构木材疵病；裂缝和腐蚀；构件及构件连接点的损伤木材疵病；裂缝和腐蚀；构件及构件连接点的损伤桥梁结构桥梁结构混凝土裂缝、碳化及钢筋锈蚀、剥蚀、结构局部构造的破坏混凝土裂缝、
10、碳化及钢筋锈蚀、剥蚀、结构局部构造的破坏1 损伤调查损伤调查钢筋混凝土结构的裂缝损伤成因钢筋混凝土结构的裂缝损伤成因A类与材料性质有关的损伤类与材料性质有关的损伤水泥安定性不好或施水泥安定性不好或施工养护不充分，裂缝工养护不充分，裂缝位于表面，短而不规位于表面，短而不规则。则。钢筋阻挡使混凝钢筋阻挡使混凝土成形过程中产土成形过程中产生延钢筋的沉陷生延钢筋的沉陷裂缝。裂缝。对大体积混凝土，对大体积混凝土，应水化热引起混应水化热引起混凝土裂缝。凝土裂缝。因骨料含泥土量大产生因骨料含泥土量大产生的混凝土表面网状裂缝的混凝土表面网状裂缝潮湿场所因骨料含风潮湿场所因骨料含风化岩引起的裂缝化岩引起的裂缝上
11、部结构混凝土干缩受上部结构混凝土干缩受基础结构约束引起的墙基础结构约束引起的墙面干缩裂缝面干缩裂缝干燥收缩外壁土中上部结构干缩基础结构约束引起的干缩裂缝B类与施工有关的损伤类与施工有关的损伤混凝土浇灌施工缝处混凝土浇灌施工缝处理不当出现截面裂缝理不当出现截面裂缝模板变形引起的模板变形引起的构件外形扭曲构件外形扭曲支撑下沉或拆模过早支撑下沉或拆模过早导致的负弯矩裂缝导致的负弯矩裂缝1 损伤调查损伤调查C类与使用或环境有关的损伤类与使用或环境有关的损伤混凝土墙面横向膨胀受混凝土墙面横向膨胀受约束引起的八字裂缝约束引起的八字裂缝混凝土构件受冻胀作混凝土构件受冻胀作用引起的饰面层凸起用引起的饰面层凸起
12、其他损伤：其他损伤：构件长期受高温作用使混凝土表面产构件长期受高温作用使混凝土表面产生网状裂缝；生网状裂缝；长期受冻融循环作用，使混凝土起鳞长期受冻融循环作用，使混凝土起鳞等现象；等现象；保护层碳化出现的延筋裂缝或保护层保护层碳化出现的延筋裂缝或保护层剥落；剥落；酸、盐类化学介质的长期作用，致使酸、盐类化学介质的长期作用，致使保护层剥落，钢筋锈蚀等。保护层剥落，钢筋锈蚀等。1 损伤调查损伤调查C类与结构设计及外力有关的损伤类与结构设计及外力有关的损伤由于受弯、受剪、受压、受拉、受扭承载力不足而产由于受弯、受剪、受压、受拉、受扭承载力不足而产生的裂缝。生的裂缝。往复水平荷载作用下出现往复水平荷载
13、作用下出现的剪切性质的交叉斜裂缝的剪切性质的交叉斜裂缝混凝土梁出现的拉弯性质裂缝混凝土梁出现的拉弯性质裂缝局部构造局部构造不当，使不当，使预应力混预应力混凝土锚固凝土锚固区端部出区端部出现裂缝现裂缝由于沉降由于沉降变形过大，变形过大，使混凝土使混凝土板出现酥板出现酥碎裂缝碎裂缝1 损伤调查损伤调查砖砌体结构的裂缝损伤成因砖砌体结构的裂缝损伤成因A类地基不均匀沉降产生的裂缝类地基不均匀沉降产生的裂缝地基变形曲线中部沉降较大时上部结构产生的裂缝中部沉降较大时上部结构产生的裂缝一层窗台下的裂缝一层窗台下的裂缝B类温度变形产生的裂缝类温度变形产生的裂缝特点：两端重中间轻；顶层重往下轻；阳面重阴面轻。特
14、点：两端重中间轻；顶层重往下轻；阳面重阴面轻。(1)顶层墙体裂缝顶层墙体裂缝(4)壁面温差产生墙体外侧单面壁面温差产生墙体外侧单面 裂缝裂缝(5)砌块砌体干缩引起的裂缝砌块砌体干缩引起的裂缝(2)长度过长在房屋中部产生竖长度过长在房屋中部产生竖 向裂缝向裂缝(见图见图1)(3)支撑混凝土因温度变形引起支撑混凝土因温度变形引起 墙体开裂墙体开裂(见图见图2)图图1图图2C类承载力不足产生的裂缝类承载力不足产生的裂缝竖向承载竖向承载力不足力不足水平往复荷水平往复荷载和竖向荷载和竖向荷载共同作用载共同作用下的裂缝下的裂缝抗剪强度不足产抗剪强度不足产生的阶梯型裂缝生的阶梯型裂缝纵横墙连接不纵横墙连接不
15、好或被剪断好或被剪断1 损伤调查损伤调查1 损伤调查损伤调查混凝土梁裂缝混凝土梁裂缝1 损伤调查损伤调查砌体裂缝砌体裂缝1 损伤调查损伤调查钢结构杆件变形及连接破坏钢结构杆件变形及连接破坏1 损伤调查损伤调查 木结构损伤木结构损伤1 损伤调查损伤调查桥梁结构局部破坏桥梁结构局部破坏1 损伤调查损伤调查2)损伤检测方法损伤检测方法检测项目检测项目主要检测方法主要检测方法构件外观缺陷构件外观缺陷采用目测与尺量的方法检测；裂缝深度，可采用超声法检采用目测与尺量的方法检测；裂缝深度，可采用超声法检测测(必要时可钻取芯样予以验证必要时可钻取芯样予以验证,对于仍在发展的裂缝应进行对于仍在发展的裂缝应进行定
16、期观测，提供裂缝发展速度的数据定期观测，提供裂缝发展速度的数据)构件内部缺陷构件内部缺陷采用超声法、冲击反射法等非破损方法采用超声法、冲击反射法等非破损方法(必要时可采用局部必要时可采用局部破损方法对非破损的检测结果进行验证破损方法对非破损的检测结果进行验证)构件构件变形变形构件挠度构件挠度激光测距仪、水准仪、拉线等激光测距仪、水准仪、拉线等结构倾斜结构倾斜经纬仪、激光定位仪、三轴定位仪或吊锤等经纬仪、激光定位仪、三轴定位仪或吊锤等基础沉降基础沉降水准仪、全站仪、水准仪、全站仪、GPS定位等定位等裂缝探测仪裂缝探测仪钢筋位置定测仪钢筋位置定测仪超声波探伤仪超声波探伤仪激光测距仪激光测距仪全站仪
17、全站仪经纬仪经纬仪水准仪水准仪2 荷载与作用调查荷载与作用调查1)调查目的：调查目的：尽量通过调查或实测对作用在结构的上的荷载与作用情况予以核实和确定，以保证后期建模计算结果的准确性。2)采用方法采用方法(1)荷载调查荷载调查恒荷载：恒荷载：应根据现行国家标准建筑结构荷载规范的规定采用,对其中尚未规定单位自重标准值的材料或构件，或对该材料或构件的单位自重标准值有怀疑时，应通过现场实测确定材料或构件的单位自重；2 荷载与作用调查荷载与作用调查2)采用方法采用方法(1)荷载调查荷载调查活荷载：活荷载：古建筑或者投入使用时间较长的工程荷载古建筑或者投入使用时间较长的工程荷载需要调查结构荷载的历史沿革
18、,如无过大堆载时，可采用建筑结构荷载规范的具体规定取值，否则按最不利荷载取值。民用建筑、工业建筑民用建筑、工业建筑楼(屋)面活荷载、吊车荷载、基本风压以及基本雪压应按建筑结构荷载规范的具体规定取值。2)采用方法采用方法(2)作用效应的调查作用效应的调查地震作用地震作用 maxT=kTmax (1-1)表表1.4水平地震影响系数最大值的目标服役期修正系数水平地震影响系数最大值的目标服役期修正系数kT目标服役期T(年)1020304050多遇地震0.4500.6860.8250.9251.000罕遇地震0.6860.8250.9251.0002)采用方法采用方法(2)作用效应的调查作用效应的调查时
19、程分析所用地震加速度时程曲线的最大值可按下式确定时程分析所用地震加速度时程曲线的最大值可按下式确定:表表1.5 地震加速度时程曲线最大值目标服役期修正系数地震加速度时程曲线最大值目标服役期修正系数kTg(cm/s2)gmaxT=kTggmax目标服役期T(年)1020304050多遇地震0.4500.6860.8250.9251.000罕遇地震-0.6860.8250.9251.0002 荷载与作用调查荷载与作用调查2)采用方法采用方法(2)作用效应的调查作用效应的调查撞击撞击911撞击撞击2)采用方法采用方法(2)作用效应的调查作用效应的调查撞击撞击b.汽车撞击的荷载、直升飞机非正常着陆的撞
20、击荷载可参照建筑结构荷载规范取值。a电梯竖向撞击荷载标准值可在电梯总重力荷载的(46)倍范围内选取；2 荷载与作用调查荷载与作用调查2 荷载与作用调查荷载与作用调查爆炸爆炸青岛化工厂区爆炸青岛化工厂区爆炸爆炸爆炸青岛化工厂区爆炸青岛化工厂区爆炸爆炸爆炸b.在常规爆炸动荷载作用下，结构等效均布静力荷载标准值，可按下式计算a.由爆炸、燃气、粉尘等引起的爆炸荷载宜按等效静力荷载采用。qce=Kdc pc c.对于具有通口板的房屋结构，当通口板面积Av与爆炸空间体积V之比在0.050.15之间且体积V小于1000m3时，燃气爆炸的等效均布静力荷载pk可按 公式(1-3)，(1-4)计算并取其较大值：p
21、k=3+pv (1-3)pk=3+0.5 pv+0.04(Av/v)2 (1-4)2)采用方法采用方法(2)作用效应的调查作用效应的调查3 结构承重体系确认结构承重体系确认1)确认目的确认目的 确定好结构的形式，明确结构竖向、水平方向传力体系(2)无原始设计图纸的情况，应进行现场测绘，尤其近代优秀保护建筑和古建筑（包括结构布置、主要结构尺寸、配筋、连接节点构造等）2)采用方法采用方法 (1)对于有原始设计图纸的情况 即使有原始设计图纸，也应根据建筑物的实际情况对其进行复核，最终根据综合信息确定结构类型和传力体系 注意：节点的构造直接影响到结构计算简图中的节点形注意：节点的构造直接影响到结构计算
22、简图中的节点形式式(铰接、刚接或半刚接铰接、刚接或半刚接)，对计算分析结，对计算分析结果影响重大，需果影响重大，需要重点检查确认。要重点检查确认。框架结构简化框架结构简化排架结构简化排架结构简化砌体结构简化砌体结构简化4 几何尺寸、材料强度检测几何尺寸、材料强度检测 1)确认目的确认目的 结构构件的几何尺寸及截面尺寸、结构材料强度，直接关系到构件的刚度和承载力。正确测量构件尺寸，测定材料强度可为结构受力性能评估提供依据(2)材料强度检测2)采用方法采用方法(1)几何尺寸检测 包括构件截面尺寸、标高、轴线尺寸、预埋件位置、构件垂直度、表面平整度等 结构类型材料强度检测方法混凝土结构采用超声回弹综
23、合法、回弹法等非破损方法进行检测，也可采用钻心法进行检测砌体结构可分直接法和间接法。直接法是在现场直接检测砌体的抗压和抗剪强度。间接法是通过检测砌筑块材和砂浆的强度来计算砌体的强度。钢结构优先采用在结构中切取试样直接试验的方法，若无法切取试样也可采用表面硬度法等非破损或微破损法进行检测木结构可根据树种和产地按照木结构设计规范(GB50005)9的有关规定确定。当木材的材质或外观与同类木材有显著差异时或树种、产地不能确定，且结构上可以取样时，应取样检测，确定木材的材料强度4 几何尺寸、材料强度检测几何尺寸、材料强度检测 砌体抗压强度原位测定法砌体抗压强度原位测定法 1手泵手泵 2压力表压力表 3
24、高压油管高压油管 4扁式千斤顶扁式千斤顶 5拉杆拉杆 6反力板反力板 7螺母螺母 在砖墙内安放专用扁式千斤顶检测砌体抗压强度的破损检测方法。5 实验室数据处理实验室数据处理 1)处理目的处理目的 结构检测结果正确与否直接影响到评定结果，进而影响到结构加固处理意见的正确性。2)采用方法采用方法 (1)建筑部分缺少图纸，根据检测数据将结构平、立、剖面图、节点详图画出；结构部分缺少图纸，需将结构平面布置图、承重构件配筋图、楼梯配筋图、基础配筋图画出。存在设计图纸，但与设计图纸、使用功能不符的地方，应根据实际情况进行修正。(2)建模的数据处理 根据前期工作确定结构的尺寸以及构件的截面尺寸。根据荷载（作
25、用）的统计数据，并进行相应的组合，最终确定最不利荷载（作用）数值。根据材料强度测定的数据，最终评定得出材料的实际强度值。根据损伤调查结果，确定工程结构的外观情况、裂缝位置及形状、挠度、变形、位移等具体内容。2)采用方法采用方法5 实验室数据处理实验室数据处理 6 工程建模计算工程建模计算 1)处理目的处理目的 通过前期测得的结构损伤、荷载及作用、结构形式、尺寸及材料强度以及后期的数据处理，尽量合理的建立与实际情况接近的模型，进而得到结构体系的内力包络图(轴力、弯矩、剪力、扭矩等)，算出构件的承载力、裂缝宽度、挠度，作为结构受力性能评定的依据。2)采用方法采用方法 (1)当针对单个构件，可以采取
26、手算的方法；当对整个结构或者结构形式比较复杂的情况可以采用电算的方法。如计算结构内力可参照结构力学知识或采用中国建筑科学研院开发应用的PKPM结构计算软件。6 工程建模计算工程建模计算 PKPM模型模型2)采用方法采用方法 (2)建筑结构按承载能力极限状态复核时，按前面计算的荷载和作用，对单构件最不利截面进行截面承载力复核、挠度、裂缝计算。(3)在所有情况下均应对结构的整体进行分析。结构中的重要部位、形状突变部位以及内力和变形有异常变化的部分，必要时应作详细的局部分析。(4)为了真实反映既有结构的受力性能，结构的几何、物理参数应尽量采用实测值。各种简化和近似假定应有理论和试验依据。6 工程建模
27、计算工程建模计算(5)当无法通过计算得出可靠的结构分析结果时，可辅助现场结构试验。(6)通过检测确定环境对结构的影响程度以及结构的损伤状况时，应对结构的理论计算模型做必要修正，以考虑环境和初始损伤对结构性能的影响。6 工程建模计算工程建模计算 7 结构受力性能评判结构受力性能评判 1)评判目的评判目的 通过前期建模计算、结构分析对建筑物结构进行可靠性能评定，得出结构的工作状态，当其不符合正常使用状态或承载能力状态时，需要进行维修加固处理，否则可以维持现状。评定时应充分利用已有的数据及既有结构的特点，参照相应规范进行判定。2)采用方法采用方法(1)混凝土结构混凝土结构 混凝土结构构件的安全性评级
28、应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)和裂缝等四个检查项目进行评级，取其中最低一级作为该构件安全性等级。a.当混凝土结构构件的安全性按承载力进行等级评级时，应按下表1.7的规定执行。表表1.7 混凝土结构构件承载能力等级的评级混凝土结构构件承载能力等级的评级构件类别R/0Sau级bu级cu级du级主要构件1.00.95且1.00.90且0.950.90一般构件1.00.90且1.00.85且0.900.857 结构受力性能评判结构受力性能评判 2)采用方法采用方法(1)混凝土结构混凝土结构 b.当混凝土结构构件的安全性按构造、不适于继续承载的位移(或变形)或裂缝进行评级时，可参照民
29、用建筑可靠性鉴定标准或工业厂房可靠性鉴定标准的相关规定进行。c.当混凝土结构构件的安全性按正常使用性能进行评级时，应按位移和裂缝两个检查项目进行评定，取其中较低一级作为该构件的正常使用性等级。评定时，可参照民用建筑可靠性鉴定标准或工业厂房可靠性鉴定标准的相关规定进行。7 结构受力性能评判结构受力性能评判 (2)砌体结构砌体结构 砌体结构构件的安全性评级应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)和裂缝等四个检查项目进行评级，取其中最低一级作为该构件安全性等级。a.当砌体结构构件的安全性按承载力进行等级评级时，应按下表1.8的规定执行。表表1.8 砌体结构构件承载能力等级的评级砌体结构构件
30、承载能力等级的评级 构件类别R/0Sau级bu级cu级du级主要构件1.00.950.900.90一般构件1.00.900.850.85 (2)砌体结构砌体结构 b.当砌体结构构件的安全性按构造、不适于继续承载的位移或裂缝进行评级时，可参照民用建筑可靠性鉴定标准 或工业厂房可靠性鉴定标准的相关规定进行。c.当砌体结构构件的安全性按正常使用性能进行评级时，应按位移、非受力裂缝和风化(或粉化)三个检查项目分别进行评定，取其中较低一级作为该构件的正常使用性等级。(3)钢结构钢结构 对于钢结构构件的安全性评级应按承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)等三个检查项目进行评级，取其中最低一级作为该
31、构件安全性等级。a.当钢结构构件的安全性按承载力进行等级评定时，应按表1.9的规定执行。表表1.9 钢结构构件承载能力等级的评级钢结构构件承载能力等级的评级构件类别R/0Sau级bu级cu级du级主要构件1.00.95且1.00.90且0.950.90一般构件1.00.90且1.00.85且0.900.85(3)钢结构钢结构 b.当钢结构构件的安全性按构造、不适于继续承载的位移或裂缝进行评级时，可参照民用建筑可靠性鉴定标准或工业厂房可靠性鉴定标准的相关规定进行。c.当钢结构构件的安全性按正常使用性能进行评级时，应按位移和锈蚀(腐蚀)两个检查项目分别进行评定，取其中较低一级作为该构件的正常使用性
32、等级，评定时可参照民用建筑可靠性鉴定标准或工业厂房可靠性鉴定标准的相关规定进行。(4)木结构木结构 木结构构件的安全性应分别按承载能力、构造、不适于继续承载的位移(或变形)、裂缝、危险性的腐朽和虫蛀等六个项目进行评定，取其中最低一级作为构件的安全性等级。a.当木结构构件及其连接的安全性按承载力进行等级评定时，应按表1.10的规定执行。表表1.10 木结构构件承载能力等级的评级木结构构件承载能力等级的评级构件类别R/0Sau级bu级cu级du级主要构件1.00.950.900.90一般构件1.00.900.850.85(4)木结构木结构 b.当木结构构件的安全性按构造、不适于继续承载的位移或裂缝
33、或危险性的腐朽和虫蛀等进行评级时，可参照民用建筑可靠性鉴定标准的相关规定进行。c.当木结构构件的安全性按正常使用性能进行评级时，应按位移、干缩裂缝和初期腐朽三个检查项目进行评定，取其中较低一级作为该构件的正常使用性等级，评定时可参照民用建筑可靠性鉴定标准(GB50292)相关规定进行。8 维修加固方案维修加固方案1)处理目的处理目的 根据既有建筑工程结构安全性检测鉴定结果，对不符合正常使用极限状态或承载能力极限状态的结构提出原则性的处理措施和建议。对加固后的结构应重新进行建模计算，直到符合要求。例例1 不要影响结构体系不要影响结构体系 某一框架结构，框架梁开裂，其余均完好无损 A后加固的柱AB
34、Baabb鉴定结论：正截面抗弯强度不足，导致开裂（是设计的原因，按上图“后加固的柱”方法行吗?）如何加固？加一立柱行吗？跨度L、弯矩M、钢筋面积As 影响结构体系：二（等）跨成为三（不等）跨 b-b截面上部配筋不足，上部混凝土将开裂。As212b-bA后加固的柱ABBaabb鉴定结论：正截面抗弯强度不足，导致开裂钢筋实配：As=1473mm2 钢筋计算：As=2500mm2 例例2 不要产生新的问题不要产生新的问题 海军干休所，住宅外挑阳台：海军干休所，住宅外挑阳台：支座配筋无富余，花盆多支座配筋无富余，花盆多(荷载增大荷载增大)；施工时钢筋被踩下，开裂；施工时钢筋被踩下，开裂 已采取措施，端
35、点加了钢支撑12345外挑阳台外墙五层砖混结构住宅楼外墙外挑阳台 例例3 个别构件加固不能解决，应做结构体系的加固。个别构件加固不能解决，应做结构体系的加固。10QL1L3承重砖墙L3厅原设计住宅局部平面图1440240X360梯3360间楼圈梁QL1240X360卧室厨房储藏室1420(外挑)被拆除阳台9111025002300某砖混结构住宅住户要求去除轴承重墙，如何加固？去墙，加固QL1跨度加大，加固 L3加固改造后L3有裂缝？开裂原因：只考虑正截面，未考虑斜截面(L，V)新问题：QL1端柱的承载力不足，柱下基础也有问题。结构体系变化(局部底框结构)基础加固。8 维修加固方案维修加固方案2
36、)采用方法采用方法 结构类型加固维修方法混凝土结构加大截面法；化学灌浆加固；外包混凝土加固；外包钢加固法；粘贴钢板加固；预应力加固法；全焊接补筋法；套筋加固法；喷射混凝土补强加固法；植筋法；局部修补加固法；粘贴碳纤维复合材料加固；增加构件法FRP加固技术。砌体结构扶壁柱加固法；钢筋水泥砂浆加固法；加大截面法；外包钢筋混凝土柱加固法；外包钢加固法；圈梁加固法。钢结构改变结构计算简图；加大构件截面；加强连接法等。当有成熟的经验时，也可采用其它的加固方法木结构增大约束法；增大截面法；增设钢拉杆；销栓加固法；纤维束加固法桥梁结构桥面补强层法；体外预应力法；增加构件法；改变受力体系法；粘贴钢板法；粘贴纤
37、维复合材料法；增大截面和配筋法加大截面法加固加大截面法加固加大截面法加固加大截面法加固加大截面法加固加大截面法加固原柱角钢缀板焊缝防护层注胶r原柱角钢缀板外粘型钢加固外粘型钢加固外粘型钢加固外粘型钢加固外粘型钢加固外粘型钢加固图5-12.预应力拉杆竖向张拉竖向收紧装置活动横梁丝杆张拉器梁侧面预应力拉杆弯钩螺栓梁断面预应力法加固预应力法加固预应力法加固预应力法加固碳纤维复合材料碳纤维复合材料碳纤维加固碳纤维加固空间结构健康监测工程实例空间结构健康监测工程实例深圳市民中心深圳市民中心(2002)水立方水立方(2008)济南奥体中心场馆济南奥体中心场馆(2009)深圳大运会主场馆深圳大运会主场馆(2
38、011)高层结构健康监测工程实例高层结构健康监测工程实例深圳地王大厦深圳地王大厦(1996)金茂大厦金茂大厦(1999)杭州市民中心杭州市民中心(2007)广州电视塔广州电视塔“小蛮腰小蛮腰”(2010)1.4 工程结构的动力特性检测与长期健康监测工程结构的动力特性检测与长期健康监测 1 动力特性检测动力特性检测 表表1.12 静态检测与动力检测对比静态检测与动力检测对比 检测方检测方法分项对比法分项对比静态检测静态检测动力检测动力检测基本原理基本原理通过直接量取结构及构件的尺寸、测量材料的强度(通常采用回弹法和取样试验法等手段),进行结构分析以确定结构工作性能与可靠性水平结构的动力响应(频率
39、、振型等)和结构物理特性(质量、阻尼、刚度)之间存在函数变化关系,结构物理特性的变化将在结构的动力响应上得到反映量测对象量测对象结构及构件尺寸、材料强度、裂缝宽度及挠度结构的振动信号(如速度或加速度信号)主要仪器主要仪器回弹仪、钻孔取芯机、卡尺、裂缝观测仪、全站仪等速度传感器、加速度传感器、数据采集系统等适用范围适用范围单个构件、简单结构的整体评定整体结构特别是大型复杂结构(高层、超高层、大跨桥梁及空间结构等)的整体评定优缺点优缺点测试数据处理较为简单，测量结果直接且较为可靠；但对于大型复杂结构,除工作量巨大外,对于其中的隐蔽部分无法进行量测，存在应用条件限制和工作效率相对较低的缺点。且无法满
40、足结构损伤检测的实时性结构的振动信号的测试较为容易，不受结构规模和隐蔽的限制,且目前高效模块化、数字化的动力响应量测技术为其提供了坚实有效的技术支持，可以进行结构特别是大型复杂结构的长期及实时检测；但动力测试数据处理较为复杂，不直观，某些理论算法尚待改进2 结构动力特性测试基本流程结构动力特性测试基本流程 图图1.10 结构动力测试基本流程图结构动力测试基本流程图 图图1.11 结构健康监测基本流程图结构健康监测基本流程图 2 结构动力特性测试基本流程结构动力特性测试基本流程 桥梁承载能力检测评定第四部分上海外白渡桥：上海外白渡桥：1907年建，设计寿命100年。近年英国设计院来函，该桥寿命已
41、到100年，我们的责任已终止。外白渡桥是上海第一座钢结构桥。桥有二孔，共长106.7米，车行道宽11.2米，两侧人行道各宽3.6米，载重为20吨。因它处于旧时的外滩摆渡处，人们过桥不付费，故称外白渡桥。因设计寿命已到，上海对其进行检测，安全评价为89分。为了保证桥体安全再用50年，决定对其进行移桥修护。2008年4月6日，外白渡桥移桥工作正式开始。从上午8时到12时10分许，外白渡桥在原地抬升，由拖船牵引运往船厂维修。上海外白渡上海外白渡外白渡桥夜景外白渡桥夜景外白渡桥分段拆离外白渡桥分段拆离外白渡桥由拖船抬升、转向、待运外白渡桥由拖船抬升、转向、待运外白渡桥分离后在拖船上外白渡桥分离后在拖船
42、上拖船正在将外白渡桥拖往船厂维修拖船正在将外白渡桥拖往船厂维修1.5 1.5 桥梁承载能力检测评定桥梁承载能力检测评定1 桥梁承载能力评定的目的意义桥梁承载能力评定的目的意义 桥梁承载能力反映了结构抗力效应与荷载效应的对比关系，就桥梁结构而言这种关系往往是不确定的，是不断变化的。评定的主要目的是为了维持现有桥梁安全或可靠水平在规范的要求之上或能满足当前荷载的要求，了解桥梁的真实承载性能，综合分析判断桥梁结构的承载能力和使用条件。2 桥梁承载能力检测评定基本流程桥梁承载能力检测评定基本流程图图1.12 公路桥梁承载能力检测评定基本流程图公路桥梁承载能力检测评定基本流程图3 桥梁检测与无损检测的对
43、比桥梁检测与无损检测的对比检测方法 分项对比无损检测桥梁检测基本原理通过直接量取结构及构件的尺寸、测量材料的强度(通常采用回弹法和取样试验法等手段),进行结构分析以确定结构工作性能与可靠性水平通过对桥梁缺损状况检查、材质状况、状态参数等检测，得到检算系数，进行结构检算，进行评定桥梁承载能力，必要时进行荷载试验的方式，得到检算系数。量测对象结构及构件尺寸、材料强度、裂缝宽度及挠度氯离子含量、电阻率、结构固有模态参数、索力、墩台与基础变位等主要仪器回弹仪、钻孔取芯机、卡尺、裂缝观测仪、全站仪等索力测试仪、钢筋锈蚀仪、超声波探测仪、混凝土氯离子含量测定仪等本章展望第五部分1.6 1.6 本章展望本章
44、展望 经过数十年的发展，建筑结构检测、鉴定、加固及改造技术均取得了十分显著的进展，但仍有许多问题亟待解决。1 检测技术检测技术 各种结构材料强度的无损检测技术将是发展的方向。砌体结构的检测手段尚需改进。钢结构焊缝新型探伤技术、钢材在负荷条件下测定力学性能的技术、地下连续墙无损检测、测定材料腐蚀程度等新技术等需进一步研究。2 可靠性鉴定可靠性鉴定 对已有建筑物的鉴定，用什么样方法确定其可靠指标，又如何确定各级建筑物的目标可靠指标，它与设计的目标可靠指标，究竟有怎样的内在关系，用什么样的数学模型进行表达尤其怎样表达与使用时间和使用史的函数关系，现在的研究还是非常初级的。3 加固设计计算理论和实用加固技术的研究加固设计计算理论和实用加固技术的研究 目前，结构加固设计计算方法较为混乱，不少设计人员沿用新设计的结构概念来处理，而忽视了已有结构加固的特点，如加固结构属二次受力结构，新旧结构两部分存在应变滞后和应力超前问题，新加部分的潜力一般不能得到充分发挥。同时，各种加固方法，尚需更加深入研究 4 改造技术研究改造技术研究 建筑物增层、改扩建、抽柱托换、砌体结构承重墙托换等方面的技术改造以及建筑物整体移位、纠倾技术，虽已进行长期的研究，亦完成大量的工程，但缺乏系统的研究，应对改建、扩建工程的合理结构体系和结构方案进行更深入的研究。谢谢 谢谢 ！
