第1章工程結構檢測鑒定與加固概論

第1章工程結構檢測鑒定與加固概論本章學習目的(1)了解工程結構進行檢測鑒定及加固的原因；(2)了解現行工程結構檢測鑒定及加固的國家規(guī)范、規(guī)程、標準的應用；(3)了解工程結構鑒定加固行業(yè)目前的研究現狀及發(fā)展前景。本章學習目的(1)了解工程結構進行檢測鑒定及加固的原因；

工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀工程結構鑒定與加固的一般程序

工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測橋梁承載能力檢測評定

本章小結本章PPT組成工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀本章PPT組成工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀第一部分工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀第一部分地震后的北川縣城浙江奉化樓房粉碎性坍塌地震地震后的北川縣城浙江奉化樓房粉碎性坍塌地震911撞擊撞擊911撞擊撞擊中南大學火災火災中南大學火災火災風暴潮對結構的影響風暴潮風暴潮對結構的影響風暴潮橋梁索力測試

橋梁健康監(jiān)測

橋梁檢查、檢測

橋梁動、靜載試驗

橋梁檢測橋梁索力測試橋梁健康監(jiān)測橋梁檢查、檢測橋梁動、靜載試驗橋梁樁基檢測橋梁撓度檢測橋梁檢測橋梁樁基檢測橋梁撓度檢測橋梁檢測通過回彈儀測定結構材料強度測定樓板厚度樓板厚度檢測儀建筑結構檢測通過回彈儀測定結構材料強度測定樓板厚度樓板厚度檢測儀建筑結構1.1工程結構檢測鑒定與加固的目的和意義

1

近代建筑業(yè)發(fā)展階段：1)過去——大規(guī)模新建階段2)現在——新建與維修加固并重3)將來——工程結構維修加固階段

1.1工程結構檢測鑒定與加固的目的和意義1近代建筑業(yè)發(fā)2我國建筑業(yè)發(fā)展階段：2我國建筑業(yè)發(fā)展階段：3我國建筑業(yè)現狀：1)建筑工程質量穩(wěn)中有升，但不少工程存在嚴重隱患，質量通病普遍存在，如混凝土出現蜂窩、麻面、墻體開裂等

混凝土出現“蜂窩麻面”

墻體開裂3我國建筑業(yè)現狀：1)建筑工程質量穩(wěn)中有升，但不少工程3我國建筑業(yè)現狀：2)建筑工程事故依然存在2009年2月，CCTV配樓起火2009年6月，上上海蓮花河畔在建小區(qū)倒塌

CCTV主配樓起火上海蓮花河畔在建小區(qū)倒塌3我國建筑業(yè)現狀：2)建筑工程事故依然存在CC3

我國建筑業(yè)現狀：3)自然災害造成的建筑事故頻頻發(fā)生，災后檢測鑒定與加固工程增多。四川地震后產生的交叉斜裂縫3我國建筑業(yè)現狀：3)自然災害造成的建筑事故頻頻發(fā)生，典型的底框結構破壞

框架柱·典型的底框結構破壞框架柱·3我國建筑業(yè)現狀：4)新規(guī)范不斷修訂，已有建筑不滿足要求

3我國建筑業(yè)現狀：4)新規(guī)范不斷修訂，已有建筑不滿足要1.2工程結構檢測鑒定與加固的現狀

1我國工程質量現狀：1)工程質量逐步提高，主要表現在：2)工程結構安全性的高度重視與適用性、耐久性的認識不足，導致實際工程中往往由于耐久性不足最終導致結構失效。

3)工程結構在偶然性作用(強震、爆炸、撞擊、強風、風暴潮等)下的結構動力災變及其設計施工理論的不完善，工程結構存在安全隱患。(1)設計理論不斷發(fā)展及相關規(guī)范、規(guī)程的逐漸完善；(2)第三方監(jiān)理執(zhí)行的工程管理水平顯著提高；(3)先進施工理論及技術的創(chuàng)新及其應用；(4)新材料的研制及應用。1.2工程結構檢測鑒定與加固的現狀1我國工程質量現狀：2目前我國工程結構檢測鑒定與加固存在的問題：1)我國工程結構抵御地震、火災作用的設計要求相對而言偏低2)現有的檢測標準與鑒定規(guī)范的不協調3)結構承載能力驗算在我國仍然沿用設計規(guī)范4)檢測儀器設備落后5)既有建筑結構剩余使用壽命預測能力不夠2目前我國工程結構檢測鑒定與加固存在的問題：1)我國工程工程結構鑒定與加固的一般程序第二部分工程結構鑒定與加固的一般程序第二部分1.3工程結構檢測鑒定與加固一般程序工程結構檢測鑒定基本流程1.3工程結構檢測鑒定與加固一般程序工程結構檢測鑒定基本流1損傷調查1)調查內容1損傷調查1)調查內容1損傷調查鋼筋混凝土結構的裂縫損傷成因A類－－與材料性質有關的損傷水泥安定性不好或施工養(yǎng)護不充分，裂縫位于表面，短而不規(guī)則。鋼筋阻擋使混凝土成形過程中產生延鋼筋的沉陷裂縫。對大體積混凝土，應水化熱引起混凝土裂縫。1損傷調查鋼筋混凝土結構的裂縫損傷成因A類－－與材料性質有因骨料含泥土量大產生的混凝土表面網狀裂縫潮濕場所因骨料含風化巖引起的裂縫上部結構混凝土干縮受基礎結構約束引起的墻面干縮裂縫B類－－與施工有關的損傷混凝土澆灌施工縫處理不當出現截面裂縫模板變形引起的構件外形扭曲支撐下沉或拆模過早導致的負彎矩裂縫1

損傷調查因骨料含泥土量大產生的混凝土表面網狀裂縫潮濕場所因骨料含風化C類－－與使用或環(huán)境有關的損傷混凝土墻面橫向膨脹受約束引起的八字裂縫混凝土構件受凍脹作用引起的飾面層凸起其他損傷：構件長期受高溫作用使混凝土表面產生網狀裂縫；長期受凍融循環(huán)作用，使混凝土起鱗等現象；保護層碳化出現的延筋裂縫或保護層剝落；酸、鹽類化學介質的長期作用，致使保護層剝落，鋼筋銹蝕等。1

損傷調查C類－－與使用或環(huán)境有關的損傷混凝土墻面橫向膨脹受約束引起的C類－－與結構設計及外力有關的損傷由于受彎、受剪、受壓、受拉、受扭承載力不足而產生的裂縫。往復水平荷載作用下出現的剪切性質的交叉斜裂縫混凝土梁出現的拉彎性質裂縫局部構造不當，使預應力混凝土錨固區(qū)端部出現裂縫由于沉降變形過大，使混凝土板出現酥碎裂縫1

損傷調查C類－－與結構設計及外力有關的損傷由于受彎、受剪、受壓、受拉磚砌體結構的裂縫損傷成因A類－－地基不均勻沉降產生的裂縫中部沉降較大時上部結構產生的裂縫一層窗臺下的裂縫B類－－溫度變形產生的裂縫特點：兩端重中間輕；頂層重往下輕；陽面重陰面輕。(1)頂層墻體裂縫磚砌體結構的裂縫損傷成因A類－－地基不均勻沉降產生的裂縫中部(4)壁面溫差產生墻體外側單面裂縫(5)砌塊砌體干縮引起的裂縫(2)長度過長在房屋中部產生豎向裂縫(見圖1)(3)支撐混凝土因溫度變形引起墻體開裂(見圖2)圖1圖2(4)壁面溫差產生墻體外側單面(5)砌塊砌體干縮引起的裂C類－－承載力不足產生的裂縫豎向承載力不足水平往復荷載和豎向荷載共同作用下的裂縫抗剪強度不足產生的階梯型裂縫縱橫墻連接不好或被剪斷1損傷調查C類－－承載力不足產生的裂縫豎向承載力不足水平往復荷載和豎向1損傷調查混凝土梁裂縫1損傷調查混凝土梁裂縫1損傷調查砌體裂縫1損傷調查砌體裂縫1損傷調查鋼結構桿件變形及連接破壞1損傷調查鋼結構桿件變形及連接破壞1損傷調查木結構損傷1損傷調查木結構損傷1損傷調查橋梁結構局部破壞1損傷調查橋梁結構局部破壞1損傷調查2)損傷檢測方法1損傷調查2)損傷檢測方法裂縫探測儀鋼筋位置定測儀裂縫探測儀鋼筋位置定測儀超聲波探傷儀激光測距儀超聲波探傷儀激光測距儀全站儀經緯儀水準儀全站儀經緯儀水準儀2荷載與作用調查1)調查目的：

盡量通過調查或實測對作用在結構的上的荷載與作用情況予以核實和確定，以保證后期建模計算結果的準確性。2)采用方法(1)荷載調查恒荷載：應根據現行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》的規(guī)定采用,對其中尚未規(guī)定單位自重標準值的材料或構件，或對該材料或構件的單位自重標準值有懷疑時，應通過現場實測確定材料或構件的單位自重；2荷載與作用調查1)調查目的：2)采用方法恒荷載：應根2荷載與作用調查2)采用方法(1)荷載調查活荷載：古建筑或者投入使用時間較長的工程荷載——需要調查結構荷載的歷史沿革,如無過大堆載時，可采用《建筑結構荷載規(guī)范》的具體規(guī)定取值，否則按最不利荷載取值。民用建筑、工業(yè)建筑——樓(屋)面活荷載、吊車荷載、基本風壓以及基本雪壓應按《建筑結構荷載規(guī)范》的具體規(guī)定取值。2荷載與作用調查2)采用方法活荷載：2)采用方法(2)作用效應的調查地震作用

αmaxT

=kTα·αmax(1-1)表1.4水平地震影響系數最大值的目標服役期修正系數kTα2)采用方法地震作用αmaxT=kTα·αmax2)

采用方法(2)作用效應的調查時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值可按下式確定:表1.5地震加速度時程曲線最大值目標服役期修正系數kTg(cm/s2)gmaxT

=kTg·gmax2)采用方法時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值可按下式2荷載與作用調查2)采用方法(2)作用效應的調查撞擊911撞擊2荷載與作用調查2)采用方法撞擊911撞擊2)采用方法(2)作用效應的調查撞擊b.汽車撞擊的荷載、直升飛機非正常著陸的撞擊荷載可參照《建筑結構荷載規(guī)范》取值。a．電梯豎向撞擊荷載標準值可在電梯總重力荷載的(4~6)倍范圍內選取；2荷載與作用調查2)采用方法撞擊b.汽車撞擊的荷載、直升飛機非正常著陸的2荷載與作用調查爆炸青島化工廠區(qū)爆炸2荷載與作用調查爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸b.在常規(guī)爆炸動荷載作用下，結構等效均布靜力荷載標準值，可按下式計算a.由爆炸、燃氣、粉塵等引起的爆炸荷載宜按等效靜力荷載采用。qce=Kdcpc

c.對于具有通口板的房屋結構，當通口板面積Av與爆炸空間體積V之比在0.05~0.15之間且體積V小于1000m3時，燃氣爆炸的等效均布靜力荷載pk可按公式(1-3)，(1-4)計算并取其較大值：

pk=3+pv(1-3)

pk=3+0.5pv+0.04(Av

/v)2(1-4)2)采用方法(2)作用效應的調查爆炸b.在常規(guī)爆炸動荷載作用下，結構等效均布靜力荷載標準值3結構承重體系確認1)確認目的確定好結構的形式，明確結構豎向、水平方向傳力體系(2)無原始設計圖紙的情況，應進行現場測繪，尤其近代優(yōu)秀保護建筑和古建筑（包括結構布置、主要結構尺寸、配筋、連接節(jié)點構造等）2)采用方法

(1)對于有原始設計圖紙的情況即使有原始設計圖紙，也應根據建筑物的實際情況對其進行復核，最終根據綜合信息確定結構類型和傳力體系注意：節(jié)點的構造直接影響到結構計算簡圖中的節(jié)點形式(鉸接、剛接或半剛接)，對計算分析結果影響重大，需要重點檢查確認。3結構承重體系確認1)確認目的(2)無原始設計圖紙的情框架結構簡化框架結構簡化排架結構簡化排架結構簡化砌體結構簡化砌體結構簡化4幾何尺寸、材料強度檢測1)確認目的結構構件的幾何尺寸及截面尺寸、結構材料強度，直接關系到構件的剛度和承載力。正確測量構件尺寸，測定材料強度可為結構受力性能評估提供依據(2)材料強度檢測2)采用方法(1)幾何尺寸檢測包括構件截面尺寸、標高、軸線尺寸、預埋件位置、構件垂直度、表面平整度等4幾何尺寸、材料強度檢測1)確認目的2)采用方法4幾何尺寸、材料強度檢測4幾何尺寸、材料強度檢測砌體抗壓強度原位測定法

1．手泵

2．壓力表

3．高壓油管

4．扁式千斤頂

5．拉桿

6．反力板

7．螺母

在磚墻內安放專用扁式千斤頂檢測砌體抗壓強度的破損檢測方法。砌體抗壓強度原位測定法1．手泵在磚5實驗室數據處理1)處理目的結構檢測結果正確與否直接影響到評定結果，進而影響到結構加固處理意見的正確性。2)采用方法

(1)建筑部分缺少圖紙，根據檢測數據將結構平、立、剖面圖、節(jié)點詳圖畫出；結構部分缺少圖紙，需將結構平面布置圖、承重構件配筋圖、樓梯配筋圖、基礎配筋圖畫出。存在設計圖紙，但與設計圖紙、使用功能不符的地方，應根據實際情況進行修正。5實驗室數據處理1)處理目的2)采用方法(2)

建模的數據處理根據前期工作確定結構的尺寸以及構件的截面尺寸。根據荷載（作用）的統(tǒng)計數據，并進行相應的組合，最終確定最不利荷載（作用）數值。根據材料強度測定的數據，最終評定得出材料的實際強度值。根據損傷調查結果，確定工程結構的外觀情況、裂縫位置及形狀、撓度、變形、位移等具體內容。2)采用方法5實驗室數據處理(2)建模的數據處理2)采用方法5實驗室數據處理6工程建模計算1)處理目的

通過前期測得的結構損傷、荷載及作用、結構形式、尺寸及材料強度以及后期的數據處理，盡量合理的建立與實際情況接近的模型，進而得到結構體系的內力包絡圖(軸力、彎矩、剪力、扭矩等)，算出構件的承載力、裂縫寬度、撓度，作為結構受力性能評定的依據。6工程建模計算1)處理目的2)采用方法

(1)當針對單個構件，可以采取手算的方法；當對整個結構或者結構形式比較復雜的情況可以采用電算的方法。如計算結構內力可參照結構力學知識或采用中國建筑科學研院開發(fā)應用的PKPM結構計算軟件。6工程建模計算PKPM模型2)采用方法6工程建模計算PKPM模型2)采用方法

(2)建筑結構按承載能力極限狀態(tài)復核時，按前面計算的荷載和作用，對單構件最不利截面進行截面承載力復核、撓度、裂縫計算。

(3)在所有情況下均應對結構的整體進行分析。結構中的重要部位、形狀突變部位以及內力和變形有異常變化的部分，必要時應作詳細的局部分析。(4)為了真實反映既有結構的受力性能，結構的幾何、物理參數應盡量采用實測值。各種簡化和近似假定應有理論和試驗依據。

6工程建模計算2)采用方法(3)在所有情況下均應對結構的整體進行(5)當無法通過計算得出可靠的結構分析結果時，可輔助現場結構試驗。(6)通過檢測確定環(huán)境對結構的影響程度以及結構的損傷狀況時，應對結構的理論計算模型做必要修正，以考慮環(huán)境和初始損傷對結構性能的影響。6工程建模計算(5)當無法通過計算得出可靠的結構分析結果時，可輔助現場結7結構受力性能評判1)評判目的

通過前期建模計算、結構分析對建筑物結構進行可靠性能評定，得出結構的工作狀態(tài)，當其不符合正常使用狀態(tài)或承載能力狀態(tài)時，需要進行維修加固處理，否則可以維持現狀。評定時應充分利用已有的數據及既有結構的特點，參照相應規(guī)范進行判定。

7結構受力性能評判1)評判目的2)采用方法(1)混凝土結構混凝土結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。

a.當混凝土結構構件的安全性按承載力進行等級評級時，應按下表1.7的規(guī)定執(zhí)行。表1.7混凝土結構構件承載能力等級的評級7結構受力性能評判2)采用方法a.當混凝土結構構件的安全性按承載力進2)采用方法(1)混凝土結構

b.當混凝土結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當混凝土結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移和裂縫兩個檢查項目進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級。評定時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。7結構受力性能評判2)采用方法7結構受力性能評判

(2)砌體結構砌體結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。

a.當砌體結構構件的安全性按承載力進行等級評級時，應按下表1.8的規(guī)定執(zhí)行。

表1.8砌體結構構件承載能力等級的評級

(2)砌體結構a.當砌體結構構件的安全性按承載力(2)砌體結構

b.當砌體結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當砌體結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移、非受力裂縫和風化(或粉化)三個檢查項目分別進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級。(2)砌體結構(3)鋼結構

對于鋼結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)等三個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。a.當鋼結構構件的安全性按承載力進行等級評定時，應按表1.9的規(guī)定執(zhí)行。表1.9鋼結構構件承載能力等級的評級(3)鋼結構a.當鋼結構構件的安全性按承(3)鋼結構

b.當鋼結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。

c.當鋼結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移和銹蝕(腐蝕)兩個檢查項目分別進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級，評定時可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。(3)鋼結構(4)木結構

木結構構件的安全性應分別按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)、裂縫、危險性的腐朽和蟲蛀等六個項目進行評定，取其中最低一級作為構件的安全性等級。

a.當木結構構件及其連接的安全性按承載力進行等級評定時，應按表1.10的規(guī)定執(zhí)行。表1.10木結構構件承載能力等級的評級(4)木結構a.當木結構構件及其連接的安全性按承載力(4)木結構

b.當木結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫或危險性的腐朽和蟲蛀等進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當木結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移、干縮裂縫和初期腐朽三個檢查項目進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級，評定時可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292)相關規(guī)定進行。(4)木結構8維修加固方案1)處理目的

根據既有建筑工程結構安全性檢測鑒定結果，對不符合正常使用極限狀態(tài)或承載能力極限狀態(tài)的結構提出原則性的處理措施和建議。對加固后的結構應重新進行建模計算，直到符合要求。8維修加固方案1)處理目的

例1不要影響結構體系

某一框架結構，框架梁開裂，其余均完好無損

（是設計的原因，按上圖“后加固的柱”方法行嗎?）例1不要影響結構體系（是設計的原因，按上圖“后加固的柱

如何加固？加一立柱行嗎？跨度L

、彎矩M

、鋼筋面積As

影響結構體系：二（等）跨成為三（不等）跨

b-b截面上部配筋不足，上部混凝土將開裂。

鋼筋實配：As=1473mm2

鋼筋計算：As=2500mm2如何加固？加一立柱行嗎？跨度L、彎矩M、鋼筋面積As鋼

例2不要產生新的問題

海軍干休所，住宅外挑陽臺：支座配筋無富余，花盆多(荷載增大)；施工時鋼筋被踩下，開裂

例3個別構件加固不能解決，應做結構體系的加固。

某磚混結構住宅住戶要求去除⑩軸承重墻，如何加固？去墻，加固QL1跨度加大，加固L3加固改造后L3有裂縫？開裂原因：只考慮正截面，未考慮斜截面(L，V)新問題：QL1端柱的承載力不足，柱下基礎也有問題。結構體系變化(局部底框結構)基礎加固。例3個別構件加固不能解決，應做結構體8維修加固方案2)采用方法

8維修加固方案2)采用方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鋼綴板焊縫防護層注膠原柱角鋼綴板外粘型鋼加固原柱角鋼綴板焊縫防護層注膠原柱角鋼綴板外粘型鋼加固外粘型鋼加固外粘型鋼加固外粘型鋼加固外粘型鋼加固預應力法加固預應力法加固預應力法加固預應力法加固碳纖維復合材料碳纖維復合材料碳纖維加固碳纖維加固工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測第三部分工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測第三部分空間結構健康監(jiān)測工程實例深圳市民中心(2002)水立方(2008)濟南奧體中心場館(2009)深圳大運會主場館(2011)空間結構健康監(jiān)測工程實例深圳市民中心(2002)水立方(20高層結構健康監(jiān)測工程實例深圳地王大廈(1996)金茂大廈(1999)杭州市民中心(2007)廣州電視塔“小蠻腰”(2010)高層結構健康監(jiān)測工程實例深圳地王大廈(1996)金茂大廈(1.4工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測

1動力特性檢測表1.12靜態(tài)檢測與動力檢測對比1.4工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測1動力特性檢2結構動力特性測試基本流程

圖1.10結構動力測試基本流程圖

2結構動力特性測試基本流程圖1.10結構動力測試基本流圖1.11結構健康監(jiān)測基本流程圖

2結構動力特性測試基本流程

圖1.11結構健康監(jiān)測基本流程圖2結構動力特性測試基本橋梁承載能力檢測評定第四部分橋梁承載能力檢測評定第四部分上海外白渡橋：

1907年建，設計壽命100年。近年英國設計院來函，該橋壽命已到100年，我們的責任已終止。

外白渡橋是上海第一座鋼結構橋。橋有二孔，共長106.7米，車行道寬11.2米，兩側人行道各寬3.6米，載重為20噸。因它處于舊時的外灘擺渡處，人們過橋不付費，故稱外白渡橋。因設計壽命已到，上海對其進行檢測，安全評價為89分。為了保證橋體安全再用50年，決定對其進行移橋修護。2008年4月6日，外白渡橋移橋工作正式開始。從上午8時到12時10分許，外白渡橋在原地抬升，由拖船牽引運往船廠維修。上海外白渡橋：外白渡橋是上海第一座鋼結構橋。上海外白渡外白渡橋夜景上海外白渡外白渡橋夜景外白渡橋分段拆離外白渡橋由拖船抬升、轉向、待運外白渡橋分段拆離外白渡橋由拖船抬升、轉向、待運外白渡橋分離后在拖船上拖船正在將外白渡橋拖往船廠維修外白渡橋分離后在拖船上拖船正在將外白渡橋拖往船廠維修1.5橋梁承載能力檢測評定1橋梁承載能力評定的目的意義

橋梁承載能力反映了結構抗力效應與荷載效應的對比關系，就橋梁結構而言這種關系往往是不確定的，是不斷變化的。評定的主要目的是為了維持現有橋梁安全或可靠水平在規(guī)范的要求之上或能滿足當前荷載的要求，了解橋梁的真實承載性能，綜合分析判斷橋梁結構的承載能力和使用條件。1.5橋梁承載能力檢測評定1橋梁承載能力評定的目的意義2橋梁承載能力檢測評定基本流程圖1.12公路橋梁承載能力檢測評定基本流程圖2橋梁承載能力檢測評定基本流程圖1.12公路橋梁承載能力3橋梁檢測與無損檢測的對比3橋梁檢測與無損檢測的對比本章展望第五部分本章展望第五部分1.6本章展望

經過數十年的發(fā)展，建筑結構檢測、鑒定、加固及改造技術均取得了十分顯著的進展，但仍有許多問題亟待解決。1檢測技術

各種結構材料強度的無損檢測技術將是發(fā)展的方向。砌體結構的檢測手段尚需改進。鋼結構焊縫新型探傷技術、鋼材在負荷條件下測定力學性能的技術、地下連續(xù)墻無損檢測、測定材料腐蝕程度等新技術等需進一步研究。2可靠性鑒定對已有建筑物的鑒定，用什么樣方法確定其可靠指標，又如何確定各級建筑物的目標可靠指標，它與設計的目標可靠指標，究竟有怎樣的內在關系，用什么樣的數學模型進行表達尤其怎樣表達與使用時間和使用史的函數關系，現在的研究還是非常初級的。

1.6本章展望經過數十年的發(fā)展，建筑結構檢

3加固設計計算理論和實用加固技術的研究

目前，結構加固設計計算方法較為混亂，不少設計人員沿用新設計的結構概念來處理，而忽視了已有結構加固的特點，如加固結構屬二次受力結構，新舊結構兩部分存在應變滯后和應力超前問題，新加部分的潛力一般不能得到充分發(fā)揮。同時，各種加固方法，尚需更加深入研究4改造技術研究建筑物增層、改擴建、抽柱托換、砌體結構承重墻托換等方面的技術改造以及建筑物整體移位、糾傾技術，雖已進行長期的研究，亦完成大量的工程，但缺乏系統(tǒng)的研究，應對改建、擴建工程的合理結構體系和結構方案進行更深入的研究。

謝謝！謝謝！第1章工程結構檢測鑒定與加固概論

第1章工程結構檢測鑒定與加固概論本章學習目的(1)了解工程結構進行檢測鑒定及加固的原因；(2)了解現行工程結構檢測鑒定及加固的國家規(guī)范、規(guī)程、標準的應用；(3)了解工程結構鑒定加固行業(yè)目前的研究現狀及發(fā)展前景。本章學習目的(1)了解工程結構進行檢測鑒定及加固的原因；

工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀工程結構鑒定與加固的一般程序

工程結構的動力特性檢測與長期健康監(jiān)測橋梁承載能力檢測評定

本章小結本章PPT組成工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀本章PPT組成工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀第一部分工程結構鑒定與加固的目的意義及現狀第一部分地震后的北川縣城浙江奉化樓房粉碎性坍塌地震地震后的北川縣城浙江奉化樓房粉碎性坍塌地震911撞擊撞擊911撞擊撞擊中南大學火災火災中南大學火災火災風暴潮對結構的影響風暴潮風暴潮對結構的影響風暴潮橋梁索力測試

橋梁健康監(jiān)測

橋梁檢查、檢測

橋梁動、靜載試驗

橋梁檢測橋梁索力測試橋梁健康監(jiān)測橋梁檢查、檢測橋梁動、靜載試驗橋梁樁基檢測橋梁撓度檢測橋梁檢測橋梁樁基檢測橋梁撓度檢測橋梁檢測通過回彈儀測定結構材料強度測定樓板厚度樓板厚度檢測儀建筑結構檢測通過回彈儀測定結構材料強度測定樓板厚度樓板厚度檢測儀建筑結構1.1工程結構檢測鑒定與加固的目的和意義

1

近代建筑業(yè)發(fā)展階段：1)過去——大規(guī)模新建階段2)現在——新建與維修加固并重3)將來——工程結構維修加固階段

1.1工程結構檢測鑒定與加固的目的和意義1近代建筑業(yè)發(fā)2我國建筑業(yè)發(fā)展階段：2我國建筑業(yè)發(fā)展階段：3我國建筑業(yè)現狀：1)建筑工程質量穩(wěn)中有升，但不少工程存在嚴重隱患，質量通病普遍存在，如混凝土出現蜂窩、麻面、墻體開裂等

混凝土出現“蜂窩麻面”

墻體開裂3我國建筑業(yè)現狀：1)建筑工程質量穩(wěn)中有升，但不少工程3我國建筑業(yè)現狀：2)建筑工程事故依然存在2009年2月，CCTV配樓起火2009年6月，上上海蓮花河畔在建小區(qū)倒塌

CCTV主配樓起火上海蓮花河畔在建小區(qū)倒塌3我國建筑業(yè)現狀：2)建筑工程事故依然存在CC3

我國建筑業(yè)現狀：3)自然災害造成的建筑事故頻頻發(fā)生，災后檢測鑒定與加固工程增多。四川地震后產生的交叉斜裂縫3我國建筑業(yè)現狀：3)自然災害造成的建筑事故頻頻發(fā)生，典型的底框結構破壞

框架柱·典型的底框結構破壞框架柱·3我國建筑業(yè)現狀：4)新規(guī)范不斷修訂，已有建筑不滿足要求

3我國建筑業(yè)現狀：4)新規(guī)范不斷修訂，已有建筑不滿足要1.2工程結構檢測鑒定與加固的現狀

1我國工程質量現狀：1)工程質量逐步提高，主要表現在：2)工程結構安全性的高度重視與適用性、耐久性的認識不足，導致實際工程中往往由于耐久性不足最終導致結構失效。

3)工程結構在偶然性作用(強震、爆炸、撞擊、強風、風暴潮等)下的結構動力災變及其設計施工理論的不完善，工程結構存在安全隱患。(1)設計理論不斷發(fā)展及相關規(guī)范、規(guī)程的逐漸完善；(2)第三方監(jiān)理執(zhí)行的工程管理水平顯著提高；(3)先進施工理論及技術的創(chuàng)新及其應用；(4)新材料的研制及應用。1.2工程結構檢測鑒定與加固的現狀1我國工程質量現狀：2目前我國工程結構檢測鑒定與加固存在的問題：1)我國工程結構抵御地震、火災作用的設計要求相對而言偏低2)現有的檢測標準與鑒定規(guī)范的不協調3)結構承載能力驗算在我國仍然沿用設計規(guī)范4)檢測儀器設備落后5)既有建筑結構剩余使用壽命預測能力不夠2目前我國工程結構檢測鑒定與加固存在的問題：1)我國工程工程結構鑒定與加固的一般程序第二部分工程結構鑒定與加固的一般程序第二部分1.3工程結構檢測鑒定與加固一般程序工程結構檢測鑒定基本流程1.3工程結構檢測鑒定與加固一般程序工程結構檢測鑒定基本流1損傷調查1)調查內容1損傷調查1)調查內容1損傷調查鋼筋混凝土結構的裂縫損傷成因A類－－與材料性質有關的損傷水泥安定性不好或施工養(yǎng)護不充分，裂縫位于表面，短而不規(guī)則。鋼筋阻擋使混凝土成形過程中產生延鋼筋的沉陷裂縫。對大體積混凝土，應水化熱引起混凝土裂縫。1損傷調查鋼筋混凝土結構的裂縫損傷成因A類－－與材料性質有因骨料含泥土量大產生的混凝土表面網狀裂縫潮濕場所因骨料含風化巖引起的裂縫上部結構混凝土干縮受基礎結構約束引起的墻面干縮裂縫B類－－與施工有關的損傷混凝土澆灌施工縫處理不當出現截面裂縫模板變形引起的構件外形扭曲支撐下沉或拆模過早導致的負彎矩裂縫1

損傷調查因骨料含泥土量大產生的混凝土表面網狀裂縫潮濕場所因骨料含風化C類－－與使用或環(huán)境有關的損傷混凝土墻面橫向膨脹受約束引起的八字裂縫混凝土構件受凍脹作用引起的飾面層凸起其他損傷：構件長期受高溫作用使混凝土表面產生網狀裂縫；長期受凍融循環(huán)作用，使混凝土起鱗等現象；保護層碳化出現的延筋裂縫或保護層剝落；酸、鹽類化學介質的長期作用，致使保護層剝落，鋼筋銹蝕等。1

損傷調查C類－－與使用或環(huán)境有關的損傷混凝土墻面橫向膨脹受約束引起的C類－－與結構設計及外力有關的損傷由于受彎、受剪、受壓、受拉、受扭承載力不足而產生的裂縫。往復水平荷載作用下出現的剪切性質的交叉斜裂縫混凝土梁出現的拉彎性質裂縫局部構造不當，使預應力混凝土錨固區(qū)端部出現裂縫由于沉降變形過大，使混凝土板出現酥碎裂縫1

損傷調查C類－－與結構設計及外力有關的損傷由于受彎、受剪、受壓、受拉磚砌體結構的裂縫損傷成因A類－－地基不均勻沉降產生的裂縫中部沉降較大時上部結構產生的裂縫一層窗臺下的裂縫B類－－溫度變形產生的裂縫特點：兩端重中間輕；頂層重往下輕；陽面重陰面輕。(1)頂層墻體裂縫磚砌體結構的裂縫損傷成因A類－－地基不均勻沉降產生的裂縫中部(4)壁面溫差產生墻體外側單面裂縫(5)砌塊砌體干縮引起的裂縫(2)長度過長在房屋中部產生豎向裂縫(見圖1)(3)支撐混凝土因溫度變形引起墻體開裂(見圖2)圖1圖2(4)壁面溫差產生墻體外側單面(5)砌塊砌體干縮引起的裂C類－－承載力不足產生的裂縫豎向承載力不足水平往復荷載和豎向荷載共同作用下的裂縫抗剪強度不足產生的階梯型裂縫縱橫墻連接不好或被剪斷1損傷調查C類－－承載力不足產生的裂縫豎向承載力不足水平往復荷載和豎向1損傷調查混凝土梁裂縫1損傷調查混凝土梁裂縫1損傷調查砌體裂縫1損傷調查砌體裂縫1損傷調查鋼結構桿件變形及連接破壞1損傷調查鋼結構桿件變形及連接破壞1損傷調查木結構損傷1損傷調查木結構損傷1損傷調查橋梁結構局部破壞1損傷調查橋梁結構局部破壞1損傷調查2)損傷檢測方法1損傷調查2)損傷檢測方法裂縫探測儀鋼筋位置定測儀裂縫探測儀鋼筋位置定測儀超聲波探傷儀激光測距儀超聲波探傷儀激光測距儀全站儀經緯儀水準儀全站儀經緯儀水準儀2荷載與作用調查1)調查目的：

盡量通過調查或實測對作用在結構的上的荷載與作用情況予以核實和確定，以保證后期建模計算結果的準確性。2)采用方法(1)荷載調查恒荷載：應根據現行國家標準《建筑結構荷載規(guī)范》的規(guī)定采用,對其中尚未規(guī)定單位自重標準值的材料或構件，或對該材料或構件的單位自重標準值有懷疑時，應通過現場實測確定材料或構件的單位自重；2荷載與作用調查1)調查目的：2)采用方法恒荷載：應根2荷載與作用調查2)采用方法(1)荷載調查活荷載：古建筑或者投入使用時間較長的工程荷載——需要調查結構荷載的歷史沿革,如無過大堆載時，可采用《建筑結構荷載規(guī)范》的具體規(guī)定取值，否則按最不利荷載取值。民用建筑、工業(yè)建筑——樓(屋)面活荷載、吊車荷載、基本風壓以及基本雪壓應按《建筑結構荷載規(guī)范》的具體規(guī)定取值。2荷載與作用調查2)采用方法活荷載：2)采用方法(2)作用效應的調查地震作用

αmaxT

=kTα·αmax(1-1)表1.4水平地震影響系數最大值的目標服役期修正系數kTα2)采用方法地震作用αmaxT=kTα·αmax2)

采用方法(2)作用效應的調查時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值可按下式確定:表1.5地震加速度時程曲線最大值目標服役期修正系數kTg(cm/s2)gmaxT

=kTg·gmax2)采用方法時程分析所用地震加速度時程曲線的最大值可按下式2荷載與作用調查2)采用方法(2)作用效應的調查撞擊911撞擊2荷載與作用調查2)采用方法撞擊911撞擊2)采用方法(2)作用效應的調查撞擊b.汽車撞擊的荷載、直升飛機非正常著陸的撞擊荷載可參照《建筑結構荷載規(guī)范》取值。a．電梯豎向撞擊荷載標準值可在電梯總重力荷載的(4~6)倍范圍內選取；2荷載與作用調查2)采用方法撞擊b.汽車撞擊的荷載、直升飛機非正常著陸的2荷載與作用調查爆炸青島化工廠區(qū)爆炸2荷載與作用調查爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸青島化工廠區(qū)爆炸爆炸b.在常規(guī)爆炸動荷載作用下，結構等效均布靜力荷載標準值，可按下式計算a.由爆炸、燃氣、粉塵等引起的爆炸荷載宜按等效靜力荷載采用。qce=Kdcpc

c.對于具有通口板的房屋結構，當通口板面積Av與爆炸空間體積V之比在0.05~0.15之間且體積V小于1000m3時，燃氣爆炸的等效均布靜力荷載pk可按公式(1-3)，(1-4)計算并取其較大值：

pk=3+pv(1-3)

pk=3+0.5pv+0.04(Av

/v)2(1-4)2)采用方法(2)作用效應的調查爆炸b.在常規(guī)爆炸動荷載作用下，結構等效均布靜力荷載標準值3結構承重體系確認1)確認目的確定好結構的形式，明確結構豎向、水平方向傳力體系(2)無原始設計圖紙的情況，應進行現場測繪，尤其近代優(yōu)秀保護建筑和古建筑（包括結構布置、主要結構尺寸、配筋、連接節(jié)點構造等）2)采用方法

(1)對于有原始設計圖紙的情況即使有原始設計圖紙，也應根據建筑物的實際情況對其進行復核，最終根據綜合信息確定結構類型和傳力體系注意：節(jié)點的構造直接影響到結構計算簡圖中的節(jié)點形式(鉸接、剛接或半剛接)，對計算分析結果影響重大，需要重點檢查確認。3結構承重體系確認1)確認目的(2)無原始設計圖紙的情框架結構簡化框架結構簡化排架結構簡化排架結構簡化砌體結構簡化砌體結構簡化4幾何尺寸、材料強度檢測1)確認目的結構構件的幾何尺寸及截面尺寸、結構材料強度，直接關系到構件的剛度和承載力。正確測量構件尺寸，測定材料強度可為結構受力性能評估提供依據(2)材料強度檢測2)采用方法(1)幾何尺寸檢測包括構件截面尺寸、標高、軸線尺寸、預埋件位置、構件垂直度、表面平整度等4幾何尺寸、材料強度檢測1)確認目的2)采用方法4幾何尺寸、材料強度檢測4幾何尺寸、材料強度檢測砌體抗壓強度原位測定法

1．手泵

2．壓力表

3．高壓油管

4．扁式千斤頂

5．拉桿

6．反力板

7．螺母

在磚墻內安放專用扁式千斤頂檢測砌體抗壓強度的破損檢測方法。砌體抗壓強度原位測定法1．手泵在磚5實驗室數據處理1)處理目的結構檢測結果正確與否直接影響到評定結果，進而影響到結構加固處理意見的正確性。2)采用方法

(1)建筑部分缺少圖紙，根據檢測數據將結構平、立、剖面圖、節(jié)點詳圖畫出；結構部分缺少圖紙，需將結構平面布置圖、承重構件配筋圖、樓梯配筋圖、基礎配筋圖畫出。存在設計圖紙，但與設計圖紙、使用功能不符的地方，應根據實際情況進行修正。5實驗室數據處理1)處理目的2)采用方法(2)

建模的數據處理根據前期工作確定結構的尺寸以及構件的截面尺寸。根據荷載（作用）的統(tǒng)計數據，并進行相應的組合，最終確定最不利荷載（作用）數值。根據材料強度測定的數據，最終評定得出材料的實際強度值。根據損傷調查結果，確定工程結構的外觀情況、裂縫位置及形狀、撓度、變形、位移等具體內容。2)采用方法5實驗室數據處理(2)建模的數據處理2)采用方法5實驗室數據處理6工程建模計算1)處理目的

通過前期測得的結構損傷、荷載及作用、結構形式、尺寸及材料強度以及后期的數據處理，盡量合理的建立與實際情況接近的模型，進而得到結構體系的內力包絡圖(軸力、彎矩、剪力、扭矩等)，算出構件的承載力、裂縫寬度、撓度，作為結構受力性能評定的依據。6工程建模計算1)處理目的2)采用方法

(1)當針對單個構件，可以采取手算的方法；當對整個結構或者結構形式比較復雜的情況可以采用電算的方法。如計算結構內力可參照結構力學知識或采用中國建筑科學研院開發(fā)應用的PKPM結構計算軟件。6工程建模計算PKPM模型2)采用方法6工程建模計算PKPM模型2)采用方法

(2)建筑結構按承載能力極限狀態(tài)復核時，按前面計算的荷載和作用，對單構件最不利截面進行截面承載力復核、撓度、裂縫計算。

(3)在所有情況下均應對結構的整體進行分析。結構中的重要部位、形狀突變部位以及內力和變形有異常變化的部分，必要時應作詳細的局部分析。(4)為了真實反映既有結構的受力性能，結構的幾何、物理參數應盡量采用實測值。各種簡化和近似假定應有理論和試驗依據。

6工程建模計算2)采用方法(3)在所有情況下均應對結構的整體進行(5)當無法通過計算得出可靠的結構分析結果時，可輔助現場結構試驗。(6)通過檢測確定環(huán)境對結構的影響程度以及結構的損傷狀況時，應對結構的理論計算模型做必要修正，以考慮環(huán)境和初始損傷對結構性能的影響。6工程建模計算(5)當無法通過計算得出可靠的結構分析結果時，可輔助現場結7結構受力性能評判1)評判目的

通過前期建模計算、結構分析對建筑物結構進行可靠性能評定，得出結構的工作狀態(tài)，當其不符合正常使用狀態(tài)或承載能力狀態(tài)時，需要進行維修加固處理，否則可以維持現狀。評定時應充分利用已有的數據及既有結構的特點，參照相應規(guī)范進行判定。

7結構受力性能評判1)評判目的2)采用方法(1)混凝土結構混凝土結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。

a.當混凝土結構構件的安全性按承載力進行等級評級時，應按下表1.7的規(guī)定執(zhí)行。表1.7混凝土結構構件承載能力等級的評級7結構受力性能評判2)采用方法a.當混凝土結構構件的安全性按承載力進2)采用方法(1)混凝土結構

b.當混凝土結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當混凝土結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移和裂縫兩個檢查項目進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級。評定時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。7結構受力性能評判2)采用方法7結構受力性能評判

(2)砌體結構砌體結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)和裂縫等四個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。

a.當砌體結構構件的安全性按承載力進行等級評級時，應按下表1.8的規(guī)定執(zhí)行。

表1.8砌體結構構件承載能力等級的評級

(2)砌體結構a.當砌體結構構件的安全性按承載力(2)砌體結構

b.當砌體結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當砌體結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移、非受力裂縫和風化(或粉化)三個檢查項目分別進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級。(2)砌體結構(3)鋼結構

對于鋼結構構件的安全性評級應按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)等三個檢查項目進行評級，取其中最低一級作為該構件安全性等級。a.當鋼結構構件的安全性按承載力進行等級評定時，應按表1.9的規(guī)定執(zhí)行。表1.9鋼結構構件承載能力等級的評級(3)鋼結構a.當鋼結構構件的安全性按承(3)鋼結構

b.當鋼結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。

c.當鋼結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移和銹蝕(腐蝕)兩個檢查項目分別進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級，評定時可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》或《工業(yè)廠房可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。(3)鋼結構(4)木結構

木結構構件的安全性應分別按承載能力、構造、不適于繼續(xù)承載的位移(或變形)、裂縫、危險性的腐朽和蟲蛀等六個項目進行評定，取其中最低一級作為構件的安全性等級。

a.當木結構構件及其連接的安全性按承載力進行等級評定時，應按表1.10的規(guī)定執(zhí)行。表1.10木結構構件承載能力等級的評級(4)木結構a.當木結構構件及其連接的安全性按承載力(4)木結構

b.當木結構構件的安全性按構造、不適于繼續(xù)承載的位移或裂縫或危險性的腐朽和蟲蛀等進行評級時，可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》的相關規(guī)定進行。c.當木結構構件的安全性按正常使用性能進行評級時，應按位移、干縮裂縫和初期腐朽三個檢查項目進行評定，取其中較低一級作為該構件的正常使用性等級，評定時可參照《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292)相關規(guī)定進行。(4)木結構8維修加固方案1)處理目的

根據既有建筑工程結構安全性檢測鑒定結果，對不符合正常使用極限狀態(tài)或承載能力極限狀態(tài)的結構提出原則性的處理措施和建議。對加固后的結構應重新進行建模計算，直到符合要求。8維修加固方案1)處理目的

例1不要影響結構體系

某一框架結構，框架梁開裂，其余均完好無損

（是設計的原因，按上圖“后加固的柱”方法行嗎?）例1不要影響結構體系（是設計的原因，按上圖“后加固的柱

如何加固？加一立柱行嗎？跨度L

、彎矩M

、鋼筋面積As

影響結構體系：二（等）跨成為三（不等）跨

b-b截面上部配筋不足，上部混凝土將開裂。

鋼筋實配：As=1473mm2

鋼筋計算：As=2500mm2如何加固？加一立柱行嗎？跨度L、彎矩M、鋼筋面積As鋼

例2不要產生新的問題

海軍干休所，住宅外挑陽臺：支座配筋無富余，花盆多(荷載增大)；施工時鋼筋被踩下，開裂

例3個別構件加固不能解決，應做結構體系的加固。

某磚混結構住宅住戶要求去除⑩軸承重墻，如何加固？去墻，加固QL1跨度加大，加固L3加固改造后L