建筑結構檢測方法研究

陳吉龍

摘要：建筑結構檢測作為評價在建結構的工程質量或既有建筑結構性能的檢測手段，是在建建筑工程質量安全保障及既有建筑正常使用的的前提。本文介紹了鋼筋混凝土、砌體結構及鋼結構等結構類型的檢測內容、常用方法的主要特點、用途和適用范圍。對今后的建筑結構檢測具有一定的指導意義。

關鍵詞：結構檢測；損傷；工程應用；效果評定

中圖分類號： TU3 文獻標識碼： A

引言

上世紀70、80年代期間全國各地建造了大量鋼筋混凝土住宅、公共建筑及辦公樓。這些房屋使用至今已有三十四十年的歷史，由于使用維修不當或結構自身老化的原因，許多房屋存在或多或少的安全問題，有些相當嚴重，危及結構安全。但是由于拆除新建投資大，所以結構存在一些問題，往往不會因此拆除重建，而是采用結構加固的辦法，只要花少量的投資來維修、加固就可以恢復其承載力，確保結構能夠繼續安全使用。

此外，由于結構使用功能的變化或既有建筑不能滿足現行規范的要求，那就需要對結構按照新功能新標準進行檢測、如不能達標，則需要進行加固改造，以滿足新規范、新功能的要求。

1鋼筋混凝土結構檢測方法

鋼筋混凝土結構檢測的主要內容有：1）安全性檢測（強度、彈性與塑性、斷裂性能、結構缺陷及損傷等）；2）功能完整性檢測（變位及變形檢測、整體試驗及觀感評測等）；3）耐久性檢測（抗滲、抗凍、鋼筋銹蝕及碳化影響等）。

1.1回彈法

回彈法是指在混凝土結構或構件上測得回彈值和碳化深度來評定結構構件的一種無損檢測方法，其目的主要在于檢測結構構件混凝土抗壓強度?；貜椃z測儀器簡單方便，便于現場使用操作、檢測速度快和檢測費用低的有點，且在一定條件下能滿足結構構件混凝土強度的測試要求，其檢測精度誤差一般可以控制在±15%以內。

混凝土碳化是影響回彈法檢測值的主要因素。碳化后的混凝土表面檢測回彈值一般偏高，因此必須在回彈測試后立即進行碳化的確定及其影響深度，并以此作為確定混凝土強度的一個重要依據

1.2超聲檢測

其原理是一種電磁感應，即由于鋼筋的存在，使檢測儀形成的電磁場受到影響，使線圈中產生感應電流，感應電流放大后，驅動顯示儀表給出測試結果。超聲波法屬于無損傷檢測，一般可以檢測混凝土的強度、均勻性、彈性模量和內部缺陷問題。

超聲波探傷優點是檢測厚度大、靈敏度高、速度快、成本低、對人體無害，能對缺陷進行定位和定量。超聲波探傷對缺陷的顯示不直觀，探傷技術難度大，容易受到主客觀因素影響，以及探傷結果不便于保存，超聲波檢測對工作表面要求平滑，要求富有經驗的檢驗人員才能辨別缺陷種類、適合于厚度較大的零件檢驗，使超聲波探傷也具有其局限性。

1.3超聲-回彈法檢測

超聲回彈綜合法是建立在超聲波傳播速度和回彈值與混凝土抗壓強度之間相關關系的基礎上，以聲速和回彈值綜合確定混凝土抗壓強度的一種非破損方法，其適用范圍與回彈法基本相同。此外，當對結構的混凝土強度有懷疑時或在具有鉆心試件作校核的條件下，可按本規程進行檢測，以推定混凝土強度，并作為確定混凝土質量及長齡期混凝土強度值推定的一個主要依據。

1.4鉆芯取樣法

鉆芯取樣法檢測混凝土強度，是近年來國外推行較廣的一種半破損檢測結構中混凝土強度的有效方法。其適用范圍為：1）對試塊抗壓強度的測試結果有懷疑時。 2）因材料、施工或養護不良而發生混凝土質量問題時。3）混凝土遭受凍害、火災、化學侵蝕或其他損害時。 4）需檢測經多年使用的建筑結構或構筑物中混凝土強度時。鉆芯取樣檢測混凝土強度和其它性能，可靠性表較大，但是檢測費用較高，取樣復雜，試驗周期長，而且會造成結構構件的局部損傷等，因此應與其它非損傷方法綜合分析和評定，以提高效益。

2 砌體結構檢測方法

砌體結構在受力特性上而言，砌體的抗壓性能較好，但抗彎、抗拉及抗裂性能較差。砌體結構由砌塊和砂漿砌在一起組成，在拉力或剪力作用下，容易沿砂漿或者砌塊出現裂縫，最終造成砌體結構的破壞。砌體結構的裂縫一般由兩種情況引起：

1）由荷載引起的破壞：受壓破壞

彎拉破壞

受剪破壞

2）由變形引起的破壞：地基不均勻沉降

溫度變形

根據砌體結構的破壞形式和特點可以看出，砌塊及砂漿的強度是影響砌體結構承載力的主要因素，因此在砌體結構現場檢測時，主要針對砌塊強度、砂漿強度、砌體的抗壓及抗剪強度進行檢測和評定。目前我國常用的砌體結構檢測方法主要有：回彈法、扁頂法、軸壓法、砂漿片剪法、原位單剪法、單磚雙剪法、推出法、筒壓法、點荷法、射釘法等?？梢愿鶕煌臋z測目的、檢測設備和外部條件因素選擇不同的檢測方法來檢測和鑒定砌體結構的強度等級。

3 鋼結構檢測方法

鋼結構的主要缺陷有：1）制造缺陷：在制造中產生的缺陷主要有幾何尺寸偏差、結構焊接和鉚接質量低劣、底漆和涂刷厚度質量差等。2）安裝缺陷：主要有結構的位置偏差、運輸和安裝時由于機械作用而引起結構構件的扭曲和局部變形、連接節點處構件的裝配不精確、安裝連接質量差、漏裝某些扣件或綴板、焊縫尺寸偏差等。3）使用缺陷：在使用過程中，由于材料的腐蝕和因腐蝕引起的截面面積的減小，在交變荷載作用下金屬內部結構強度發生變化和疲勞影響以及引起的連接破壞等。

鋼結構強度及變形的常用檢測方法有電測法、機測法、表面硬度法等。電測法就是利用電學量的變化及其點穴變化量與力學量的關系來測定其力學量，其檢測范圍有靜態和動態兩種。機測法主要是測定其撓度、傾角與伸縮變形值等。表面硬度法用來檢測鋼結構的抗拉強度，也可以截取標準試件進行拉伸試驗來測定其抗拉強度，但在缺少預留試驗件或為避免結構損傷的情況下，可采用HB2型錘擊式布氏硬度計在結構上用錘擊法來直接判定。

關于鋼結構缺陷的檢測，常用的有超聲波法和磁探傷法。鋼結構的超聲波檢測與混凝土結構不同，主要用于探測內部缺陷（如裂紋、孔洞、雜質等）。磁探傷法是用磁粉探傷機探測鋼結構內部缺陷，可顯示氣孔、夾渣和分布于近表面的裂縫，此法簡單直觀，且對技術操作的要求不難，但是注意用肉眼觀察帶有一定的主觀性，并且顯示的只是大致的缺陷，而不是確切的尺寸，因此其應用范圍有一定的局限性。

4 結語

建筑結構的檢測是建筑工程質量安全保障及正常使用的的前提。隨著工程技術的發展和檢測要求的提高，不斷有新的問題擺在我們前面，如高強混凝土的強度檢測、混凝土缺陷的準確判定、預應力筋管道灌漿飽滿度測試、新型砌體材料的強度測試與質量評定方法等。

鋼結構的檢驗與測試是一門今后極具發展前景的科學技術。在對鋼結構進行鑒定時，鋼構件材料物理力學性能的現場無損驗測技術、鋼構件應力的現場無損測定技術和結構關鍵部位應力分布及損傷現場測試技術等是未來亟需發展的技術

參考文獻

[1] 羅福午，等.建筑結構缺陷事故的分析及防治[M].北京：清華大學出版社，1996.

[2] 混凝土無損檢測技術手冊[M].北京：人民交通出版社，2003.

[3] GBT 50315-2011砌體工程現場檢測技術標準[S]中國環境科學出版社，2011

[4] YB 9257-1996鋼結構檢測評定及加固技術規程[S] 1997

[5] 張立人.建筑結構檢測、鑒定與加固[M]武漢：武漢理工大學出版社，2003