浅谈建筑工程结构检测及加固措施
2015-05-22
1、引言
我国在刚刚建国之时建造的大量工业与民用建筑，至今为止使用的时间大都超过了50年，因为时间较长，所以存在着各种安全隐患。建筑结构试验检测技术指的是使用相应的现行规范为依据、用实验作为技术手段，测量有关参数并且能够反映结构或构件的实际工作性能，并为判断结构的安全储备和承载能力提供了相当重要的理论依据。建筑物在一定的时间内，在一定的条件下即包括正常施工、正常设计、正常使用以及维护等方面的内容，就应该满足安全性、耐久性适和用性的设计要求。
同时在建筑工程在施工的过程中因为配筋的不足混凝土质量的问题以及在使用过程中因为增加载荷以及改建的原因从而引起建筑工程的质量问题。出于这样的原因就需要对建筑物进行加固，充分考虑到加固的安全、快捷以及经济施工等方面的需要，确定好加固设计的最佳方案，同时能够将设计方案实际运用到加固施工中去，这样的话就达到了建筑工程加固效果。同时方案的确定应该遵循经济、便捷、安全以及方便施工这样的原则。这样的话，才可以实现加固工程的社会效益以及经济效益的双丰收。
2、建筑工程结构检测
2.1结构检测概述
结构检测是对建筑物进行鉴定与评估的基本依据，也是对建筑物质量评定的重要依据。伴随着我国经济社会的全面发展，建设事业在这样的大背景下也得到飞速发展,同时建筑工程结构验测技术经历了从简单到完善、从片面到全面、的发展历程, 他的发展与应用可以不断提高建设工程的质量、节省国家与企业的资金、保障企业以及人民生命财产的安全等方面都有着十分了积极的影响。
建筑工程结构检测和建设工程施工阶段的送样之间质量检查有十分明显的区别, 一般来说前者通常表现为事后的检验与测试, 如在浇注好混凝土后, 测定钢筋的配置情况等。从这个角度讲, 这项工作具有难度更大, 技术复杂的特点。 同时也是是材料科学、物理学、化学、电子学与计算机科学等多项学科结合的产物。
2.2几种主要的结构检测
2.2.1混凝土结构检测
混凝土结构工程的质量如何, 将会直接影响到整个房屋建筑工程的实用、安全、经济, 混凝土结构的检测主要可以为构件检测、混凝土材料检测、混凝土强度检测等。
对混凝土材料、构件的检测通常是用超声波检测技术来进行的, 它的主要目标是检测混凝土材料内部出现的缝隙以及空洞等。混凝土是由多种材料混合而成的非均质材料, 这对超声脉冲的吸收、散射衰减比较大, 因此, 当混凝土的材料、检测距离和内部质量处于定值时, 超声波在混凝土中传播的速度、首波幅度等声学参数的数值应该保持基本的一致。一旦混凝土内部出现空洞或者裂缝时, 超声波的声速、信号频率将会有所变化, 且由于超声波在缺陷的层面产生复杂的反射、折射等现象,极容易导致信号波形畸变, 超声波测试正是根据这些明显的变化, 从而来测定混凝土内部的缺陷。我国的工程建筑行业普遍使用的是超声波检测技术。同时与 2000 年由中国工程建设标准化协会批准颁布了《超声法检测混凝土缺陷技术规程》。
2.2.2砌筑结构检测
因为受我国传统建筑结构的影响, 大部分建筑的承载主要采取的是砌体承载, 因为具有取材方便、保温、隔热、隔音等方面的优点， 所以一直使用至今, 并且使用范围相当的广泛。砌体结构的缺点在于自重大、强度较低、砂浆与块体之间的粘接力度较弱等方面, 当遇到外部的强力作用,则极容易出现损坏。因为砌体承担着建筑物的承载作用,所以他损坏程度对建筑物的使用影响将会很大。所以在对建筑物结构检测时, 对砌筑结构的检测将是不可缺少的。砌筑结构检测通常就会对块材强度、砂浆强度、砌体强度等方面进行检测。
根据检测方法的不同, 可以分为静态检测与动态检测等方法。对块材强度的检测方法主要可以分为回弹法、取样结合回弹法以及钻芯法。检测方法对检测的条件有限制, 要求检测时块材的品种应当相同, 强度等级相符,所以在质量上应当保持同等级,且砌筑构件的环境应当有相似之处。根据实际条件对不同的块材材料, 回弹法与钻芯法两种方法的应用同样将会不同,而块材如果是石体, 则多采用钻芯法对块材强度进行检测，当块材是砖体时, 多采取回弹法和取样法结合的方法。
2.2.3钢结构检测
同混凝土结构和砌体结构相比较而言, 工程建设中钢结构的数量相对较少, 由于钢结构的材质比较均匀, 因此具有强度、塑性以及韧性均能较方便地进行测试的优势, 同时因为冶金、交通、航空石油、机械、化工等工业部门对钢材物理力学性能、内部缺陷、焊缝探伤等检验方法比较完善, 所以他的检验测试技术发展之路基本是学习、借鉴国内其他行业的先进方法, 一般采用的方法有: 超声波无损检测、涡流检测、渗透检测、钢材锈蚀检测、磁粉检测、射线检测及涂层厚度检测等方法。
3、建筑工程的加固措施
3.1建筑结构检测在我国的现状
当需要对建筑物的施工质量进行评定时，或者因为当建筑物的某种原因而不能满足某项功能之时，以及对建筑物满足某项功能的要求产生异议时，就需要对其整体结构或结构的某一部分或是某些构件进行检测，当如下情况出现时就需要对建筑物进行检测、鉴定和加固处理,对地基承载力有过高的估计，从而少算或漏算作用于结构上的荷载；因设计不周或，如对建筑工程的地质、水文、地基情况了解不够全面，设计人员受力分析概念不清、结构内力计算错误等情况；因为施工质量不高，如混凝土强度就低于设计等级的要求，钢筋混凝土结构构件往往就有孔洞、蜂窝、露筋现象的发生，钢筋力学性能与设计要求不符合等；因砌体砌筑方法不当，而造成通缝、空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱。同时对于一些具有的历史意义的建筑时、对有纪念意义的建筑需要进行保护，则就要对结构进行鉴定和加固；同时当对建筑物进行改建、扩建和加层时，就需对原结构进行鉴定和加固。在对建筑物进行装修中需对结构构件布置有重大改变从而影响原到结构受力体系时，应该对结构进行鉴定和加固。同时在已有建筑附近进行深大基坑开挖，这种开挖则就会而引起土体位移进对基坑周围的已有建筑产生有害影响，就应该对这些建筑进行鉴定以及加固工作。这也是保证基坑周围已有建筑的安全、确保基坑工程和新建工程顺利进行的重要举措之一。通常我们把建筑结构检测方法分为：混凝土结构检测，比如：结构性能实荷检测、超声波法、超声回弹综合法、混凝土强度回弹法、取芯法、拉拨法等方法、砌体结构检测比如：轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、筒压法、推出法、点荷法、回弹法、砂浆片剪切法、射钉法，钢结构检测的方法有：结构性能实荷检测与动测、超声波无损检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、涂层厚度检测、钢材锈蚀检测以及钢筋混凝土组合结构检测。
3.2 检测的后续——补修与加固的措施
3.2.1加固连接方法的选择
这应该充分考虑到的加固连接方法的选择应该目的受力状态、构造及工作条件、综合考虑结构加固的原因、以及原有结构采用的连接方法。在钢结构常用的连接方法中，连接的刚度，破坏时抵抗变形能力的大小排列，依次分别是焊接、摩擦型高强度螺栓、铆接。一般应用刚度较大的连接加固比其刚度小的连接，在同一受力部位连接的加固中，不适合采用刚度相差较大的，譬如焊缝与铆钉或普通螺栓共同受力的混合连接方法，同时刚度较大的连接比如焊缝这样承受全部作用力时除外。如有根据可采用焊缝和摩擦型高强度螺栓共同受力的混合连接。
3.2.2焊缝连接的加固
要做到焊缝连接的加固可依次采用增加焊缝长度、有效厚度或两者同时增加的办法来做到。然而不管采用哪种方法，都应该对施焊前后和过程中焊缝连接强度进行计算。当负荷下用焊缝加固结构时，同时应该尽量避免采用长度垂直受力方向的横向焊缝，如果在负荷下加固垂直于受力方向的横向焊缝时，就必须采取安全技术措施及适当施焊工艺，这样就可以避免施焊中因焊件过热引起的构件和其连接的承载能力急剧下降从而导致事故的发生。如果一旦出现增加焊缝长度、有效厚度或两者共同的办法都不能满足连接加固的要求时，就采用附加连接板的办法，附加连接板可以用角焊缝与基本构件相连，也可以用附加节点板与原节点板对接，然而不管是采用何种方法，都应该进行连接的受力分析，保证连接可以承受各种可能的作用力。
3.2.3螺栓和铆钉连接的加固
螺栓或铆钉因为松动、损坏失效或者连接强度不足就需要更换以及新增加固其连接之时，首先考虑的是应该采用适宜直径的高强度螺栓将二者之间连接起来。同时当负荷下进行结构加固，就需要拆除结构原有铆钉、受力螺栓或增加钉孔时，除应设计计算结构原有和加固连接件的承载能力之外，还必须校核板件的净截面面积的强度。当用摩擦型高强度螺栓部分更换结构连接的铆钉，组成强度较高的螺栓以及铆钉的混合连接时，同直径的摩擦型高强度螺栓的承载力一般仅为铆钉连接抗剪承载力的85%，确保连接受力的匀称，所以应对称地更换松动、受到损伤的铆钉，即就是把缺损铆钉和与其相对应的非缺损铆钉同时更换。
4、结束语
新建工程安全性能的评定中非常重要的是建筑结构试验检测，同时要真正科学而有效地对建筑物结构进行检测以及加固，在充分了解了建筑物结构损害程度及受损部位，评估建筑受损程度，更加重视施工监测，才能保证施工质量和施工安全顺利进行。
