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结构检测与加固技术论文篇一
结构的检测与加固技术
摘要：结构的检测与加固技术可分为检验测试技术、鉴定评估技术和加固改造技术。检验测试技术的基础，为鉴定与评估工作提供必要的信息和基本数据。鉴定与评估技术是该项技术的关键，是连接检验测试技术与加固改造技术的重要环节，通过计算、分析、比较和论证，确定影响结构性能的因素、各因素影响的程度、存在问题的性质，确定问题的处理方案。结构的加固与改造是针对结构存在问题的处理，包括施工图设计和施工操作，是对全套技术先进性、科学性和合理性的验证阶段。
关键字：结构检测 结构加固
中图分类号：TU318 文献标识码：A
一、概述
50年来，我国的结构验测与加固技术经历了从无到有、从单项到全面、从局部构件到整体结构的发展过程。尤其是近20多年来，结构的检测与加固技术得到快速的发展，其应用对象已从开始阶段的单层的破旧民居扩展到建设工程中的各类结构。结构检测与加固技术的发展与应用对于提高建设工程的质量起到了积极的作用，在节省国家与企业的资金、保障企业生产安全和人民生命财产的安全方面也起到了一定的作用。
二、检验与测试技术
结构的检验测试与建设工程施工阶段的送样和质量检查有明显的区别，它通常为事后的检验与测试，检验与测试技术一般为材料科学、物理学、化学、电子学与计算机科学等多学科紧密结合的技术。我国的结构检验测试技术走的是“引进—消化—提高”和“借鉴—独创”相结合的发展之路。
混凝土结构
建国初期，我国基本上没有什么现代的检测手段。到目前为止，关于混凝土强度的检测已有回弹法、超声法、钻芯法、拔出法和灌入法等，以及由上述基本方法组合而成的超声回弹综合法、钻芯回弹综合法等。混凝土强度的检测技术已基本成熟，成熟的标志在于测试理论的完善和测试仪器性能，目前我国已经有了第二代钢筋测定仪，该仪器可测定120mm厚混凝土层下的钢筋，并可测定钢筋直径，其测试原理为电磁感应。国产仪器可基本上满足建筑结构检测的需要。经济发达的国家的同类仪器性能略好一些。国内有关钢筋锈蚀速度和锈蚀量测定的研究起始于八十年代中期，到八十年代末，交通部门和冶金部门的科研单位研制出钢筋电位测定仪。这种仪器可定性地判别钢筋是否锈蚀，九十年代国外的测试仪器可初步定量测试钢筋的锈蚀速度和锈蚀量，但测试结果有一定的误差。实际工程检测中采用的是综合的方法，仪器测定、现场实测与计算分析相结合。
2、砌筑结构
如果说混凝土结构的检验与测试走的是“引进—消化—提高”之路，则砌筑结构的检验与测试的发展则走的是“借鉴—独创”之路。砌筑结构检测方法的研究开始于七十年代末，主要是将测定砌筑砂浆强度作为砌筑结构抗震鉴定和加固的评定指标。为了改变“眼观手捏”的判断方法，而进行了回弹法检测强度等方法的研究。到八十年代中后期，冶金建筑研究院和中国建筑科学研究院分别研究出冲击法和点荷法砂浆强度检测方法;四川省建筑科学研究院、北京市建筑工程研究院、西安砖瓦研究所等单位进行了砌筑用砖强度等级的回弹检测的研究。此后许多省市的建筑科学研究所都进行了砌体强度、砌筑砂浆强度或砌体块材强度等级检测方法的研究。砌筑结构检验测试技术起步比混凝土结构略晚一些，技术成熟程度比混凝土强度检测技术略差，但该项技术的发展势头猛，在国内形成了百家争鸣的可喜局面。可以说，按“借鉴—独创”之路发展起来的砌筑结构检测技术已经达到了经济发达国家的技术水平。
3、钢结构
与混凝土结构和砌体结构相比，工程建设中钢结构的数量相对较少，加之冶金、机械、交通、航空、石油、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，因而其检验测试技术发展之路基本是借鉴学习国内其他行业的先进方法，如焊缝和钢材的超声波探伤方法、射线探伤方法、磁粉探伤方法和渗透探伤方法等。在大型体育场馆、展览馆、机场、码头、火车站等公共建筑中，采用钢网架作为屋盖结构的愈来愈多。钢网架的检测受到普遍重视。钢结构的检验测试技术在学习借鉴的基础上已经可以有效地解决实际问题，应该说，该技术还有很大的发展空间，需要继续研究与开发。
三、结构的加固与改造技术
除了单层居民住宅的修缮外，五十年代至六十年代加固较多的是单层工业厂房中的薄腹梁和混凝土柱。常见的薄腹梁的加固方法为体外拉杆方法，拉杆中施加的拉力多采用电热张拉法。常见的混凝土柱加固方法有外包钢法和外包混凝土法或称为增大截面法。此外尚有环氧砂浆修补法，此法常见于掺加氯盐混凝土构件的修复。这些方法主要源于前苏联，目前还在使用，但从理论上和操作工艺上都有了改善和提高。
七十年代中后期，砌体结构抗震加固的问题日益突出，特别是砖墙的加固问题。中国建筑科学研究院等单位开发了钢筋网水泥砂浆面层(俗称“加板墙”)加固技术，该技术至今仍然广泛用于砌筑墙体的加固。
八十年代初，辽宁省首先引进了法国混凝土构件加固技术，并用于实际工程。此后，辽宁省建筑科学研究院和中国科学院大连物化所研制成功用于混凝土构件粘钢加固的JGN结构加固胶，使粘钢加固技术得以在国内迅速推广应用。由粘钢加固技术还派生出来锚粘带钢加固技术和劲性外包钢加固技术。前一技术将锚栓固定技术与粘钢加固技术相结合，用于受弯构件抗弯和抗剪能力不足的加固。后项技术将前项技术与钢-混凝土组合结构技术相结合，用于受弯构件抗弯抗剪能力不足和钢度不足的加固。
九十年代初，中国建材院研制出高流动性修补砂浆，使得混凝土构件的局部修补技术得以提高。该项新材料使得混凝土柱的制约加固技术成为现实。九十年代中后期，纤维类材料用于加固的研究掀起了高潮，冶金建筑研究院引进碳纤维加固技术，河北省建筑科学研究院开发了丙纶纤维混凝土加固技术，中国建筑科学研究院开发了玻璃纤维水泥砂浆面层组合砌体加固技术等。
最近，国外金属锚栓进入中国市场，这一技术在结构的加固与改造中得到应用。中国建筑科学研究院正在编制金属锚栓的产品标准和工程标准。
随着结构加固技术的发展，结构的改造技术也得到了发展，结构的加固技术在结构的改造中发挥了作用。此外，替代结构技术、改变传力途径技术、预应力技术、托梁拔柱技术、结构增层和加层技术，在结构的改造中由广大的科技人员和工程技术人员发明和创造出来。
新的加固材料的研制是推动加固技术发展的动力。以往的经验告诉我们，检测鉴定技术的发展依赖于检验测试仪器的发展，加固技术的发展依赖于新材料的发展。由轻质、高强、抗腐蚀、耐高温的新材料构成的效果好、易施工的加固方法可推动加固材料的发展。
加固改造理论的提高是该项技术发展的另一个方面。目前的加固基本上是针对构造和承载能力不足的构件，缺乏从结构总体上的把握与判别。在结构设计领域则有相应的理论，如建筑抗震设计中的概念设计，混凝土结构设计中的强柱弱梁强节点等。目前的加固有时会适得其反。此外还有加固后构件的承载能力提高，防火等级大幅度下降等问题。这些问题需要从总体上把握，靠加固理论的提高来解决。加固改造技术的提高还体现在施工技术改善和提高及施工机具上，而在这方面的研究一直相对较少。
参考文献：
[1] 蒋晓燕、贾锦龙. 钢筋混凝土构件的安全鉴定[J].建材技术与应用.2004(03)
[2] 张益多、刘荣桂.混凝土结构加固技术研究及应用综述[J].江苏大学报(自然科学版).2003(06)
[3]。樊磊.建筑结构加固技术及其应用研究[J]. 科技风. 2010(22)
结构检测与加固技术论文篇二
浅谈结构的检测鉴定与加固技术
作者简介：赖家林(1990—)，男，汉族，四川资阳人，郑州大学水利与环境学院，道路桥梁与渡河工程
代小兵(1991—)，男，汉族，河南焦作人，郑州大学水利与环境学院，道路桥梁与渡河工程
摘要：当今，建筑物越来越多，建筑物使用者关心的核心问题就是建筑物在实际的使用过程中是否真正的安全可靠，是否能够满足预定的功能要求。在腐蚀、碰撞、振动、冻融等的长期作用下，建筑物的性能会逐渐衰退，导致建筑物的可靠度水平降低，甚至倒塌。因此，对建筑物的鉴定和加固过程不容忽视。
关键词：建筑结构;鉴定;加固
一、工程结构检测鉴定
1、鉴定的方法
(1)传统经验法
由有经验的专家通过现场观察和简单的计算分析，以原设计规范为依据，根据个人专业知识和工程经验直接对建筑物的可靠性进行评价。这种方法因人而异，所以结果也是有所差异，容易引起争议。
(2)实用鉴定法
应用各种检测手段对建筑物及其环境进行周密的检查测试，应用计算机技术以及其他的相关技术和方法分析建筑物的性能和状态 ，以现行标准规范为基准，综合评定建筑物的可靠性水平。
(3)概率鉴定法
在实用鉴定法的基础上，进一步利用统计推断方法分析影响特定的建筑物可靠性的不确定因素，更直接地利用可靠性理论评定建筑物的可靠性水平。
目前我国结构物可靠性坚定的任务十分艰巨，所采用的方法仍然是传统经验法和实用鉴定法，其中实用鉴定法是目前最常用的方法，概率法尚未进入实用阶段。
2、 混凝土结构的检测鉴定
鉴定混凝土结构时，应根据实际情况进行检查，其鉴定目的是检查结构的完损状态，画出外观破损图，通过观察混凝土结构表面状态，分析其结构破损的原因、腐蚀和损伤程度。
(1) 钻芯取样法
钻芯取样法是在结构构件上直接钻取混凝土圆柱形芯样，进行抗压强度试验，确定混凝土抗压强度等级，得到的抗压强度等级能真实反映结构混凝土质量。在非破损检测方法中，一定以钻芯取样法。
(2) 回弹法
回弹法是目前各种混凝土强度检测中方法最简单的一种，尤其是有的重要构件不允许破损取芯厚实有些构件用其他方法检测方法有困难时，则需要采用回弹法。用回弹仪对混凝土结构检测简单、方便、可以重复检测，特别与钻取芯样法一起用，更为可靠。
(3) 超声波法
混凝土是具有相当显著弹性特征的材料，而弹性模量与声速又具有相关性，故混凝土强度与声速具有相关性，此外，声速与混凝土的密度有关，混凝土密度高，则其强度高，传播速度快，反之，传播速度慢。根据这个原理，在测得超声波在混凝土中的传播速度后，根据强度与速度之间的关系可推断混凝土的强度了。
(4) 拉拔法
拉拔法是用专用工具拔出已置入混凝土的锚具，来测定结构混凝土的抗压强度的测试方法。拉拔法测定混凝土抗压强度又分为扩孔张管拔出法、预埋部件拔出法、锚杆拔出法和表面环氧粘结拉脱法。其中扩孔张管拔出法是在硬化混凝土表面上，先钻直径为20mm、深为30mm左右的小孔，然后在孔底研磨扩孔。待孔清理干燥后，放入拉拔张管，张管道孔底后张开锚固，拔出张管，记录拔出力，以拔出力推算混凝土的抗压强度。
(5) 混凝土测强的综合法
只是采用一种方法可能局限性很大，测试不准。所以采用两种或是多种的检测的方法，这样能互相取长补短，而且可以减少龄期和含水率的影响，从而提高测量精度。
3、 钢结构的检测鉴定
钢结构引起的原因可以归纳为三个方面：
(1) 力作用引起的损伤或是破坏，如断裂等;钢结构因力作用产生的损伤和破坏，与结构方案、节点连接、构造设计以及处理有直接的关系。
(2) 温度作用引起的损伤和破坏，如高温引起的变形等;一般钢结构构件表面温度达到200-250°C时，油漆涂层破坏，达到300-400°C时，构件会因为温度作用，发生扭曲变形，超过400°C时，钢材的强度特征和结构的承载能力急剧下降。
(3) 化学作用引起的损伤和破换，如钢筋的锈蚀等。钢结构及其他金属结构在使用的过程中，经受环境的作用，发生腐蚀等，将使得建筑物或构筑物的使用期限缩短，并因此也导致其功能失效而引发工程事故。
二、 工程结构加固技术
1、 增大截面加固法
混凝土梁板的承载力相差较大且其刚度也不满足要求时，用加大截面来加固较为有效。这个方法也叫做为外包混凝土加固法，它通过增大构件的截面和配筋，来提高构件的强度、刚度、稳定性和抗裂性。
2、 置换混凝土加固法
此法适用于承重构件受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的局部加固。当混凝土置换构件的置换部分界面处理及其施工质量符合加固规范的要求时，加固构件可以按整体工作计算。这样，置换混凝土加固法不仅可以用于新建工程混凝土质量不合格的返工处理，而且可以用于已有混凝土承重结构受腐蚀、冻害、地震、强风和人为破坏后的修复。
3、 外加预应力加固法
外加预应力加固法是采用预应力筋对建筑物的梁板柱或桁架进行加固。此法不仅具有施工简便的特点，而且可以在基本不增加梁板截面高度和不影响结构使用空间的条件下，提高梁、板的受弯、受剪承载能力，改善其在试用阶段的性能。外加预应力加固法适用于下列场合的梁、板、柱和桁架的加固：
(1) 原构件截面偏小或需要增加其使用荷载;
(2) 原构件需要改善其使用性能;
(3) 原构件处于高应力、应变状态，且难以直接卸除其结构上的荷载。
4、 外粘型钢加固法
外粘型钢加固法是钢筋混凝土梁、柱周围包以型钢的一种加固法。此法的优点是构件截面尺寸增加不多，而构件承载力可以大幅度地提高，而且经加固后原构件混凝土受到外包钢的约束，原柱子的承载力和延性得到改善。
5、 粘贴碳纤维增强复合材加固法
粘贴碳纤维结构加固技术是指采用高性能粘结剂将碳纤维布粘贴在建筑结构构件表面，使两者共同工作，提高结构构件的抗弯抗剪承载能力，由此而达到对建筑物进行加固、补强的目的，但是这种方法难点在于如何让碳纤维增强聚合物与混凝土这两种不同性质材料在加固后能够与原结构协调受力。
7、 粘贴钢板法
粘贴钢板法是现在建筑结构工程中的加固最新技术。其采用特制的结构胶黏剂，将钢板粘贴在钢筋混凝土结构的表面，能达到加固和增强原结构强度和刚度的目的。
8、 植筋法
这个方法需要先确定了所需钢筋的数量规格和位置，然后在旧结构上钻孔、清孔、注入胶黏剂，在插入钢筋，增强结构抗弯抗拉强度。这种方法就是要钢筋与混凝土粘结在一起，达到共同作用、整体受力的目的。在增加钢筋上，可以采用全焊接、半焊接、粘结。
小结： 在结构加固上，当然最简单的是裂缝修补技术了，而且可以增加拉结连系来增强结构的承载能力。建筑物的维修检测与加固技术，在维持结构的安全适用耐久性方面不可或缺，在加固技术上面重在提高加固材料的强度与使用性能，如果能在材料上有所突破，那么加固技术的效能也能更上一层。(作者单位：郑州大学水利与环境学院)
参考文献：
[1]卜良桃、周锡全《工程结构可靠性鉴定与加固》中国建筑工业出版社2009年
[2]吕西林《建筑结构加固设计》科学出版社2001年
