浅析既有建筑结构的检测与鉴定及加固技术方法(乔旭东)

浅析既有建筑结构的检测与鉴定及加固技术方法

乔旭东

（淮北矿业集团海孜煤矿，安徽淮北 235147）

摘要：分析结构材料的检测与鉴定方法、建筑物的可靠性鉴定与评估方法、建筑结构加固与改造的原则及方法。

关键词：既有建筑物；检测与鉴定；加固技术

既有建筑的检测及鉴定不可少的工作，尤其是结构状况的检测与鉴定，它是对结构及部件的材料质量和工作性能所存在的缺损状况进行详细检测、试验、判断和评价的过程。内容可分两方面工作：一是结构材料缺损状况诊断（包括材料损坏程度检测，材料物理、化学和力学性能测试及缺损原因的分析判断等）；二是结构整体性能、功能状况鉴定（包括结构承载能力等)。

1 结构材料的检测与鉴定方法

1）混凝土强度测定方法。测试方法主要有：回弹法(即Schmidt锤法或表面硬度法)、超声波法、超声波一回弹综合法、贯入法、断裂法、拔拉法、拉脱法和取芯样试验法等。

2）构件材料缺损的检验方法。混凝土构件中常见的缺损有：裂缝、碎裂、剥落、层离、蜂窝、空洞、环境侵蚀和钢筋锈蚀等。钢构件的缺损主要是：锈蚀、裂缝、机械损伤、局部变形、焊缝缺陷和防护层损坏等（包括由于应力集中和疲劳等引起的裂缝）。检测方法：目视检查的辅助方法、超声波探伤技术、声波检测法、声发射(AE)检测、射线照相技术、放射测定技术、红外线一热检测技术等。

3）钢筋锈蚀的检测技术方法。混凝土的密实度、渗水性、含水量、含氯盐量、碳化深度、保护层厚度不足和开裂等缺损，这是导致钢筋锈蚀的诸多因素，锈蚀又促使混凝土进一步破损。对钢筋锈蚀的评定技术可分为直接评定和间接评定。检测技术方法主要有：直接评定钢筋锈蚀技术、间接评定钢筋锈蚀技术等。

2 建筑物的可靠性鉴定与评估方法

1）建筑物可靠性鉴定的基本目的。既有建筑物进行可靠性鉴定的主要目的：①为日常技术管理和大、中、小修或抢修提供技术依据。②为改变使用条件、改建或扩建提供技术依据。③为确定遭受事故或灾害后的损坏程度、制定修复或加

固方案提供技术依据。④为错误设计、施工的事故处理提供技术依据。

2）理论根据。可靠性鉴定是对结构实际的可靠状态作出鉴定，而结构的可靠性属于体系的可靠性问题。结构可靠性可以用结构体系出现破坏(失效)的概率表示，这需要分析结构的各种倒塌机制。在体系失效与组成构件的失效上，既有联系又有区别。体系失效模式与单个构件失效模式之间存在着复杂的逻辑关系，通常用串、并联模拟。体系失效模式呈现出明显的层次性（上一层次的失效模式与下一层次的失效模式有关）。单个失效模式之间存在相关性时，串并联系统的可靠性分析相当复杂，实用上仅能估计失效概率的范围。直接用结构体系的失效概率衡量结构可靠性的困难还在于，某些用于判别结构是否失效的极限状态尚无法用数学方程表示，即涉及破坏准则的确定。在用房屋的损伤构件材料性能统计特性、损伤结构的内力分析计算模式等还有待研究。因此，在用结构的可靠性鉴定大多采用评级的方法，而不是直接计算结构体系的可靠度。

3）鉴定建筑物的方法。以前检验法鉴定建筑结构中，先由建筑物使用单位或通过上级主管部门提出鉴定的任务交有关技术部门，然后由技术部门派专家前往调查、分析，提出鉴定报告或会议纪要供有关部门决策处理。上世纪后期，国家对既有建筑物的可靠性鉴定，并开始组织专家、学者和有经验的工程技术人员研究，编制了已有建筑物可靠性鉴定的标准、规程；成立了专门从事建筑物鉴定的机构；采用了新的实用鉴定法，将结构可靠性理论引入鉴定之中。这可按照统一鉴定标准下结论。

3 建筑结构加固与改造的原则及方法

结构加固改造的全过程包括结构可靠性鉴定、方案设计和施工三个阶段，已有结构现状的鉴定，加固方法选择和加固施工组织是加固改造涉及的主要技术内容，是关键环节。通过可靠性检测和鉴定分析，对已有结构的结构构成、材料、结构损伤及缺陷和使用历史情况及结构上的作用等进行详尽了解，并依据有关标准对结构构件的可靠性现状进行鉴定，为维修和抢修提供技术依据；为建筑物改变使用条件、改建或扩建提供技术依据；为建筑结构或构件制定修复或加固方案提供技术依据。结构加固方案的选择和加固设计对加固改造工程的质量和经济性有很大的影响，这是成功与否的关键。结构加固方案选择和设计时，应根据可靠性鉴定结果，根据原有结构的实际情况和加固改造的目的和加固后的使用要求，

在对加固后结构体系和结构构件受力状况进行全面分析的基础上，充分考虑施工的技术水平和施工场地条件，进行综合分析，选择合理的加固方案，使其达到加固效果好，对结构使用功能影响小，技术可靠，施工方便，经济合理，外观整齐。

加固设计与施工关键技术：加固设计包括被加固构件的承载力验算、构件处理和施工图绘制；加固施工是加固改造过程的主要环节，是实施加固设计、保证加固质量的关键，应考虑生产与加固施工的相互影响。

结构构件加固改造的原则：①全面了解原有结构的材料和结构体系：在结构加固方案确定前，须对已有结构进行检查和可靠性鉴定分析，了解结构的材料性能、结构构造和结构体系以及结构缺陷和损伤等结构信息，分析结构的受力现状和持力水平，为确定加固方案打基础。②方案应技术可靠、经济合理、方便施工：加固方案的选择应充分考虑已有结构实际现状和加固后结构的受力特点。对结构整体进行分析，保证加固后结构体系传力线路明确，结构可靠。措施应保证新旧结构或材料的可靠连接，并要考虑综合技术指标及加固施工的具体特点和技术水平。在加固方法的设计和施工组织上采取有效措施，减少对使用环境和相邻建筑结构影响，缩短施工周期。③减少对原有建筑的损伤，利用原有结构的承载力：确定加固方案时，应尽量减少对原有结构或构件的拆除和损伤。对已有结构或构件经检测和可靠性鉴定分析后，对承载能力等有全面了解，尽量保留并利用其作用。④加固实施过程中应加强对实际结构的检查，及时消除隐患：对实际状况及结构损伤和缺陷情况虽然不能都掌握，但应加强对实际结构的检查，发现与鉴定结论不符或检测鉴定时未发现的结构缺陷和损伤，应及时采取措施消除隐患，以最大限度地保证加固的效果和结构的可靠性。

结构加固方法：①减轻荷载：即改用轻质材料或其他减少荷载的方法。像厂房的屋架可在下弦增设临时支柱，或组成撑杆式结构的方法卸荷；托架的卸荷可以采用此方法，也可利用吊车梁作为支点使托架卸荷；柱子一般采用设置临时支柱卸掉屋架和吊车梁的荷载；平台结构因高度不高，可采用临时支柱进行卸荷。

②改变结构的静力计算图形：要使结构发生符合设计意图的内力重分布，以调整原有结构中的应力，改善被加固构件的受力情况。假如增加支撑或辅助构件以增加结构或构件的刚度，要使结构可按空间结构进行验算，挖掘结构潜力，也可改善结构的抗振性能；变更荷载的分布，或变更构件的支座，或施加预应力等改变