土木工程结构检测与
加固
土木工程结构检测与加固
郭厉奇
摘要：结构的检测与加固技术可细分为检验测试技术、鉴定评估技术和加固改造技术。实验测试技术的基础，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。
由于多种原因，建筑物的质量事故时有发生，如何对受损结构进行鉴定、加固是～个非常棘手的问题。针对这一情况，以具体的某住宅楼质量事故处理为基础，运用先进的检测方法对该建筑进行了鉴定、分析，总结出一套切实可行的加固工作的程序。同时针对梁、板及砌体不同的损害情况分别采取了加大截面法、粘钢加固法以及增设钢筋网面层等补强方法，使受损结构的使用功能得以快速有效的恢复。
关键词：砌体结构检测与加固，钢筋混凝土结构检测与加固，钢结构检测与加固，桥梁检测与加固
概述：在现代建筑结构设计和施工中，建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。建筑物在规定的时间内，在规定的条件下，即正常设计、正常施工、正常使用和维护的条件下，应满足安全性，适用性和耐久性的要求。在需要对建筑物的施工质量进行评定时，或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时，就应该对其进行加固处理，或者拆除。
建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段，测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数，为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用，而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。
1、常用检测方法
结构检测工作包括的内容比较多，一般有结构材料的力学性能检测、结构的构造措施检测、结构构件尺寸检测、钢筋位置及直径检测、结构及构件的开裂和变形情况检测及结构性能实荷检测等。我们按所检的结构种类把建筑结构检测方法分为：混凝土结构检测包括结构性能实荷检测、混凝土强度回弹法、超声波法、超声回弹综合法、取芯法、拉拨法；砌体结构检测包括轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法，回弹法、点荷法、射钉法；钢结构检测包括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、钢材锈蚀检测和钢－混凝土组合结构检测包括钢管混凝土的强度与缺陷检测等。
对某些结构或构件为获得其结构承整体受力性能或构件承载力、刚度或抗裂性能，可进行结构或构件的整体性能的静力实荷检验。对某些重要建筑和大型的公共建筑还可进行结构的动力测试。其中静力实荷检验可分为使用性能检验、承载力检验和破坏性检验。使用性能的检验主要用于验证结构或构件在规定荷的作用下不出现过大的变形和损伤，结构或构件经过检测后还必须满足正常使用要求；承载力检验主要用于验证结构或构件的设计承载力；破坏性检验主要用于确定结构或模型的实际承载力。
对混凝土结构的混凝土材料强度目前广泛应用的检测方法是钻芯法和回弹法。钻芯法是在建筑构件上钻取混凝土芯样直接进行抗压强度检验，结果准确可靠，但会造成对结构物局部的损坏，尤其是对
重要的结构部位，无法进行大量的检测。非破损法中的回弹法、超声法、超声一回弹综合法所测定的参数(回弹值、声速值)对混凝土强度来说并不很敏感，测试结果精度不高。拔出法是一种介于钻芯法和非破损检测方法之间的混凝土强度微破损检测方法，操作简便易行，对结构物损伤极小，又有足够检测精度，尤其是近20年才出现的后装拔出法无需预先在混凝土中埋置锚固件，而是在己硬化的混凝土上通过钻孔、扩槽、嵌入的方法将锚固件置入并固定其中，因此，在己硬化的新旧混凝土的各种构件上都可以使用，适应性很强，检测结果的可靠性也较高，特别是当现场结构缺少混凝土强度的有关试验资料时，是非常有价值的一种检验评定手段。但在我国，研究起步较晚，且受各种因素限制，其应用却不及回弹法和超声法那么广泛和普遍，仍有待于加强对拔出法的深入研究以及在工程实践中的推广与应用。对砌体结构的检测目前主要使用轴压法、扁顶法、原位单剪法、原位单砖双剪法、推出法、筒压法、砂浆片剪切法、回弹法、点荷法、射钉法。这些检测方法大致可分为两类：直接法和间接法，前者为检测砌体抗压强度和砌体抗剪强度的方法，后者为测试砂浆强度的方法。
由于钢结构的材质均匀，因此具有强度、塑性与韧性均能较方便地进行测试的优势。但其最大的缺点是：钢材易腐蚀，耐火性差，同时钢结构是一类缺陷敏感性结构，所以钢结构的检测主要是针对材料与连接缺陷以及锈蚀程度与涂层厚度的检测。通常所采用的方法
有：超声波无损检测、渗透检测、射线检测、涡流检测、磁粉检测、钢材锈蚀检测及涂层厚度检测等。
2、常用结构加固方法
2.1加大截面加固法：加大截面加固法是在钢筋混凝土构件外部外包混凝土(通常是在钢筋混凝土受弯构件受压区增加混凝土现浇层，受拉区增加配筋量)，增大构件截面积和配筋量，增加截面有效高度，从而提高构件正截面抗弯、斜截面抗剪能力和截面刚度，起到加固补强的作用。在适筋范围内，由于混凝土受弯构件正截面承载力随着钢筋截面积和强度的增大而提高。在原构件正截面配筋率不太高的情况下，增大主筋截面积或强度，增加现浇钢筋混凝土围套增大构件截面，通过新加部分和原构件共同工作，可有效地提高原构件正截面抗弯、斜截面抗剪承载力和截面刚度，改善正常使用性能。
优点：加大截面加固法施工工艺简单、适应性强，并具有成熟的设计和施工经验；适用于梁、板、柱、墙等构件和一般构造物的钢筋混凝土加固。
缺点：现场施工的湿作业工作量大，养护时间较长，对生产和生活有一定的影响，而且加固后构件的截面增大，对建筑物的净空和外观有不小影响。更为重要的是增加的外包混凝土与原有构件的混凝土材龄相差较大，要解决好新加部分与原有部分混凝土的整体工作共同受力，是一个很复杂的问题，并且受制的因素较多，现阶段只能增加有利的构造措施。
2.2置换混凝土加固法：该法是剔除部分陈旧的混凝土，置换成新的混凝土，新混凝土的强度等级应比原结构、构件提高一级，且不得低于c20级。比较适用于钢筋混凝土构件的局部加强处理，有时也用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等钢筋混凝土结构构件的加固。
优点：与加大截面加固法相近，而且构件加固后不影响结构原先的净空，能恢复结构原先的外观。缺点：同样存在施工的湿作业时间长、养护时间较长的缺点，而且剔除陈旧混凝土的工作量大，容易伤及原构件的钢筋，所以在施工过程中对原构件可能造成的屈服、疲劳、失稳等破坏状态要进行全面严密的评估。
2.3粘结外包钢加固法：粘结外包型钢加固法是把型钢(钢板)包在被加固构件的外边，即采用环氧树脂化灌浆等方法把型钢与被加固钢筋混凝土构件粘结成一整体，使钢材与原构件整体工作共同受力。加固后的构件，由于受拉、受压区钢材截面积增大，从而正截面承载力和截面刚度都有大幅度提高。该方法常用干柱、桁架、梁和一般钢筋混凝土结构物的加固，特别是构件加固后不允许显著增大原构件截面尺寸，但又要求大幅度提高构件承载能力的钢筋混凝土构件。
优点：受力可靠，施工简便，现场工作量较小，能显著提高结
构、构件的承载能力而且对结构使用空间的影响小，施工简便且湿作业量较少。
论混凝土结构得鉴定与加固 自改革开放以来，我国建筑行业快速发展，由于各种原因，已有建筑物得鉴定、维修与加固，也日趋被人们所重视。 结构为什么需要鉴定，通过总结，我们可以概括如下。需要进行建筑结构检测鉴定得情形大致可分为十类： 1）建筑结构拟改变使用用途、改变使用条件与使用要求时。该情形较为常见，即建筑结构改变了原有得设计状态，小至沿街店面房得改动大至世博奥运场馆使用用途得改变理论上都需进行检测鉴定。当新用途增加了建筑结构得荷载、改变了原来结构布局，如拆除或削弱了部分承重构件或改变了承重构件得使用状态，在改建与扩建中经常出现上述情形，该情形必须进行检测鉴定，评估改变后建筑结构得安全性与正常使用性。 2）拟对建筑结构进行加层、插层或其她形式结构改造时。该情形直接会影响建筑结构得安全性与使用性，必须进行鉴定评估。 3）拟对建筑物进行整体移位时。整体移位需要专业性很强得团队运作且少见，毫无疑问，该情形必须进行详细鉴定评估，给出移位时可能出现得问题，并提供相关整体移位建议。 4）建筑结构本身出现明显得建筑功能退化或有明显得倾斜时。所谓建筑功能退化就是指建筑结构抗力衰减，抗力就是一个专业性术语，可通俗表达为：建筑结构抵抗外部荷载或作用得能力，即“抗打击能力”，当建筑结构出现裂缝、梁柱出现变形、楼板已经出现漏筋、建筑结构出现振动等情形时，可认为建筑结构出现明显建筑功能退化。
5）由于外在作用导致建筑结构可能出现损伤时。所谓外在作用，通常指出现意外事故，如遭受到汽车或坠物得撞击、爆炸物得冲击、腐蚀性气体或液体泄漏及人为破坏等，为保证建筑结构得安全使用，需对其进行必要得检测鉴定评估。 6）由于设计、施工及使用原因引起相关方有根据怀疑建筑结构出现问题而引起纠纷时。该种情形也较为常见，甚至直接导致为司法鉴定，通常就是业主怀疑施工方在建筑施工过程中存在偷工减料行为或者 施工质量粗糙而可能导致建筑结构出现质量问题，从而与施工方产生纠纷矛盾，此时需要由第三方给出客观公正得评定。 7）出于维护建筑结构得角度出发，了解建筑结构得当前状态及在目标使用期内得可靠性时。能享受该情形待遇得建筑结构身份一般比较高贵，如历史建筑、纪念性建筑、大型公共建筑等。所谓目标使用期，即业主希望通过必要得修缮与维护能继续使用得年限。 8）建筑结构超过设计使用年限。目前规范规定一般建筑结构设计使用年限为50年，当建筑结构达到设计使用年限时而想继续安全使用时，需要进行必要得检测鉴定。 9）建筑结构遭受灾害而未引起毁灭性倒塌，相关方想加固继续使用时。灾害通常有火灾、地震及水灾等，该情形对检测鉴定团队技术水平要求较高。 10）建筑外观改造或建筑装修产生荷载得变化或引起结构改变时。该情形具体解释可参考第一种类型。 同时结构得加固也有其需求得原因。我们很容易概括结构为什么
关于土木工程结构检测技术的研究程志奇 发表时间：2018-12-25T11:24:29.830Z 来源：《基层建设》2018年第33期作者：程志奇 [导读] 摘要：土木工程的结构标准是根据实际的施工要点并以合理的建筑施工需求为基础，对可能存在需要检测的内容进行分析，确保土木工程整体结构检测的合理性。 湖北昌泰建筑工程有限公司湖北省鄂州市 436000 摘要：土木工程的结构标准是根据实际的施工要点并以合理的建筑施工需求为基础，对可能存在需要检测的内容进行分析，确保土木工程整体结构检测的合理性。基于此，本文对土木工程结构检测技术进行分析。 关键词：土木工程；结构检测；技术 1土木工程结构检测技术 1.1混凝土结构检测 混凝土土木建筑结构检测技术在土木建筑结构检测过程中主要运用的是钻芯法和回弹法。无论使用哪种方法，都需要保证混凝土现有的强度符合标准，混凝土的温度在适宜的范围内。只有确保混凝土符合标准，才能避免混凝土表面发生溶解、出现裂缝。以上问题常出现在土木工程地下室底板设计中，因技术人员失误，导致施工技术的运用出现问题，从而影响工程的施工效率和质量。 混凝土结构检测中的回弹法主要是通过对回弹值的测定来获取相关检测材料，找出有利用价值的参数，采用正确的方式进行强度抗压。回弹法测定混凝土强度是属于一种表面硬度法，其主要根据回弹高度与混凝土强度成正比的关系推算混凝土强度。在实际应用时，回弹法具有使用设备构造简单、方便工作人员操作的优势，能在较短的检测时间内，利用最少的资金来获取想要的数据。回弹法不适用于表层和内部之间的质量差异检测，对一些已经呈现出缺陷的内部构件检测结果也不理想。 1.2砌体结构检测 砌体结构检测技术在土木建筑结构检测过程中主要运用的是直接法和间接法。 1.2.1直接法 直接法主要是用来测量砌体强度和砌体抗剪强度的，其优点是可以直接测量出这些参数来反应材料和施工的质量，但是它存在一定的缺点，即操作量大且会对砌体造成一定的损伤。直接法能直接反应出结果，简明易懂，且具有很强的针对性。但是，其本身属于破坏性试验，也就是说直接法在建筑检测过程中会对砌体的结构造成损伤，因此，这种检测方式会被逐渐取代。 1.2.2间接法 和直接法不同的是，间接法在进行土木建筑结构检测过程中，是通过对砌体有关的砂浆的检测来获取相关参数，通过公式进行推演和计算，从而得到砌体结构的强度。这种测试方法的工作流程十分简单，主要判断砌体主体结构是否存在损伤，但其检测并没有直接针对砌体结构，所检测的结果存在很大误差。 1.3钢结构检测 与前两种检测方式相比，钢结构材料检测具有明显的应用优势。在施工过程中，钢结构能充分发挥出自身所具有的韧性，同时，其还具有很强的可塑性，且钢结构材质非常均匀。这些优势让钢结构在土木建筑结构的施工过程中得到广泛应用。钢结构的广泛应用使得钢结构检测的重要性凸显。为了使建筑能被稳定使用，就需要严格控制钢结构的质量和性能，确保其不会发生变形，定期开展检测工作，及时掌握钢结构的应用情况。当前，我国钢结构检测技术还不够成熟，大多单位主要采用一些国外的先进技术来进行土木建筑结构检测。常见的钢结构检测方法有结构性能实荷检测与动测、涂层厚度检测、涡流检测、超声波无损检测、射线检测、钢材锈蚀检测和磁粉检测等。我国一直致力于土木建筑结构检测方法的研究，为建筑使用寿命的稳定提供了保证，结构检测技术的应用使土木工程的整体质量得到了质的飞跃，对保证建筑的安全使用发挥了积极影响。同时，新型检测技术的运用，为国家和相关企业节约了一大笔资金，切实保证了人民的财产安全。 2土木工程结构质量检测方法的应用 2.1土木工程准备阶段的检测 对于土木工程主体结构进行质量检测是一项非常复杂的工作，因为我们在对其检测过程中需要对整个土木工程施工、材料、技术等进行有效的管理，因此我们必须要结合实际的要求，选择合适的检测方法。一般，我们在土木工程的准确阶段，为了能够有效的对土木建筑结构主体质量进行检测，需要我们对施工方案、材料质量、人员技术、施工技术等进行有效的管理。在工程建设施工开始前，必须要审查每一个施工单位的施工资质，确保施工单位具备相应的施工能力。并且还要对相关的技术人员、施工设备进行审查，确保施工设备的完整，人员技术符合施工要求。此外，作为重要的一个检测核心就是对施工方案的检测，通过应用先进的BIM技术对其整体结构方案进行三维模型检验。通过对施工土木建筑结构进行反复的撞击试验，从而将土木建筑结构施工方案中的一些问题进行查找，然后及时的进行解决，从而保证土木建筑结构施工方案的有效性。 2.2土木工程施工阶段的检测 当土木工程主体结构进入到施工阶段后，施工过程中我们针对土木工程主体结构的检测要求更加严格，保证检测过程中要认真、负责、抓重点，并且在检测过程中对于一些细节的把握要重视起来，不能够出现任何的遗漏，从而确保土木工程主体结构质量检测的有效性。施工阶段我们对于施工规范性、施工材料质量、施工过程中土木建筑结构的沉降率等都要进行及时的检测。就以沉降率的检测为例，一般在施工过程中都会存在沉降情况发生，这主要是由于建筑主体结构重量较大造成的，而普通的沉降不会造成太严重的后果，但是因为土木工程的所在地质不同，则沉降的后果也有所差异，从而给土木建筑结构的安全带来严重隐患。因此必须要对沉降问题进行及时的检测，首先将监测点布置在建筑主体结构的不同方位，并对土木建筑结构进行第一轮沉降检测，通过记录所有基准点数据作为参考，然后每天进行一次检测与记录，通过比较数值的变化，在正常沉降范围内则表示土木建筑结构主体安全，但是超出正常沉降值则需要及时的进行处理，防止发生严重的事故。 3加强土木工程检测技术的措施 3.1合理布置传感器 传感器在检测中有重要作用，传感器摆放位置是检测中一项非常重要的工工作。为了保证检测的准确性，必须对恰当、合理地摆放传
《工程结构检测与加固》复习题2 （答案仅做参考不一定全对） 一、单项选择题 1. 改变结构布置及荷载传递途径的加固方法，称为（）。 A. 直接加固法 B. 改变荷载传递加固法 C. 外套结构加固法 D. 增大截面法 正确答案：B 2. 下列选项中,( )不是混凝土柱的加固方法。 A. 增大截面法 B. 置换法 C. 预加应力法 D. 内包钢法 正确答案：D 3. 外加圈梁加强砌体结构整体性的方法优先选用（）。 A. 素混凝土圈梁 B. 型钢圈梁 C. 预制钢筋混凝土圈梁 D. 现浇钢筋混凝土圈梁 正确答案：D 4. ( )是工程中最常用的墙体加固方法。 A. 增大截面法 B. 外包角钢法 C. 扶壁柱法 D. 增设钢筋网面层 正确答案：C 5. 对受拉区加厚并加配筋的情况，验算正截面承载能力时，其新增纵向钢筋的抗拉强度设计值应乘以（）的强度利用系数。 A. 0.85 B. 0.90 C. 0.95 D. 0.80 正确答案：B 6. 当墙体裂缝数量较少，开裂墙体数量较多时，可采用( )。 A. 灌浆加固法 B. 拆除预应力板 C. 非预应力板 D. 预制空心板 正确答案：A 7、当砖柱承载力不足时，下列说法错误的是（ D ）。 A．采用侧面加固时，新旧柱的连接和接合非常重要 B．双面加固应采用连通的箍筋 C．单面加固应在原砖柱上打入混凝土钉或膨胀螺栓等物件，以加强两者的连结
D．无论是单面加固还是双面加固，应将原砖柱的角砖每隔３皮打掉一块 8. 提高钢筋混凝土受弯构件抗弯刚度（减小扰度）最有效的措施是（）。 A. 提高混凝土强度等级 B. 增加受拉钢筋的截面面积 C. 加大截面的有效高度 D. 加大截面宽度 正确答案：C 9. 结构在规定的时间内、在规定的条件下完成预定功能的能力，称为结构的（）。 A. 可靠性 B. 适用性 C. 安全性 D. 耐久性 正确答案：A 10. 下列各项中不属于可变荷载的是（A）。 A．结构构件的自重 B．屋面积灰 C．风荷载 D．吊车荷载 二、多项选择题 1、建筑结构加固设计与新设计的区别在于要着重于考虑（AB）。 A．构件的实际受力情况 B．周围环境 C．安全因素 D．经济因素 2、变形缝包括（ACD ）。 A．温度伸缩缝 B．施工缝 C．沉降缝 D．防震缝 3、加固混凝土结构的施工过程，应遵循（ABCD ）工序和原则。 A．应对原构件混凝土存在的缺陷清理至密实部位 B．将原构件表面凿毛或打成沟糟 C．被包的混凝土棱角应打掉，同时应除去浮碴、尘土 D．原有混凝土表面应冲洗干净，浇注混凝土前，原混凝土表面应以新鲜水泥浆或其它界面剂进行处理4、试验研究和工程实践表明( ABC )是增强房屋整体性的有效方法。 A．外加钢筋混凝土构造柱 B．外加圈梁 C．外加钢拉杆 D．增设箍筋 5. 增大截面法加固混凝土柱的方法有( )。 A. 四周外包 B. 单面加厚 C. 两面加厚 D. 三面加厚 正确答案：ABC 6. 如果是超筋梁，应采用（）方法。
选择题： 15.动力系数总是（） A．大于1 B.等于1 C小于1 D小于0 填空题： 1工程结构试验所用试件尺寸的大小，总体上分为…………和………决定 2 仪器设备应满足……和……的要求。 3荷载分级的目的一方面是…………另一方面是…………。 4确立模拟工作##共有……和…………两种。 5.双向应变场下，由于应变计的横向效应，使得应变计的灵敏度系数K一般比单丝灵敏度系数＿＿＿ 6.电阻应变片的温度补偿技术常用的有两种方法，分别是…………和…………互补偿。 7.动力试验的振源有两大类：一类是……………，另一类是…………。 8.动荷载特性的测定方法包括…………和…………。 名词解释题： 1.量纲： 2.工程结构静力试验： 3.量程： 4.结构动力系数的定义为： 5.尺寸效应： 问答题： 1.土木工程结构试验的任务是什么？ 答：是在结构物或试验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数，从强度、刚度、抗裂性以及结构的破坏形态等各个方面来判断结构的实际工作性能（2分),估计结构的承载能力，确定结构使用要求的符强度，并用以分检验和发展设计的计算论（2分） 2．在试验前对试件进行预加载的目的是什么？ 答：27、首先是使结构进人正常的工作状态（1分)。其次，通过顼载可以检査现场的试验组织工作和人员情况，检查全部试验装置和荷载设备的可靠性，对整个试验起演习作用（2分)。通过预载试验发现的问題，必须逐一加以解决（1分) 计算题： 1.已知某混凝土简支梁加载如题36图所示，梁宽b=200mm，高h=400mm，在梁跨中设应变片，
浅谈现代建筑结构检测与加固施工技术于洋 发表时间：2019-03-26T17:00:15.537Z 来源：《基层建设》2018年第34期作者：于洋[导读] 摘要：自改革开放以来, 我国的社会和经济都在持续不断的进行发展, 城市化的脚步也在不断的加快, 一座座现代化的高层建筑拔地而起, 相应的这也对房屋建筑的材料和施工技术提出了更高的要求和目标。 身份证号：12011319850829XXXX 天津 300402 摘要：自改革开放以来, 我国的社会和经济都在持续不断的进行发展, 城市化的脚步也在不断的加快, 一座座现代化的高层建筑拔地而起,相应的这也对房屋建筑的材料和施工技术提出了更高的要求和目标。现代建筑结构的检测, 是针对建筑物的整体结构及建筑质量进行检测。当建筑结构检测发现存在安全隐患时, 应该及时的对建筑物进行加固处理, 问题严重的还需要对建筑物进行拆除和重建。本文就现代建筑物 结构检测与加固的施工技术进行深入的分析和讨论。 关键词：现代建筑; 建筑结构; 检测; 加固施工; 1 引言 现如今, 人们对于建筑质量的要求越来越高, 对既有建筑进行结构加固处理不仅能够满足社会经济发展和城镇化发展需要, 而且还能促进建筑业的可持续发展。在实际工程应用中, 首先需要对建筑物结构、环境条件等因素进行综合考察, 然后再进行建筑加固设计, 然后再严格按照选定的施工技术标准进行加固施工, 保证建筑加固效果。 2 常用的建筑结构检测方法 建筑物的结构检测工作十分的复杂并具有一定的多样性, 其主要包括对于建筑材料的质量及性能检测、建筑物的基本结构检测、结构构件规格的检测、钢筋的位置及尺寸检测、建筑的变形和开裂情况检测以及结构性能的实际承载力检测等等。可以按照所要进行监测的建筑物的类型来对检测方法进行系统的分类, 主要包括: 混凝土建筑的结构检测、砌体建筑的结构检测和钢建筑的结构检测以及刚混建筑的结构检测等[1]。所谓的动力检测是针对一些重要的建筑物或者是比较大型的公共设施所进行的。 2. 1 对混凝土建筑结构的检测方法 钻芯法和回弹法是对混凝土建筑的材料质量和结构进行检测的主要方法。钻芯法是通过对建筑物外部钻取混凝土芯的方式进行建筑材料受力强度的检验, 它的优点是对数据的测量准确, 缺点是会对建筑物的外部造成较为严重的损坏, 因此并不适合进行大规模的结构检验。而除此之外的回弹法、超声法等检测方式虽然不会对建筑物造成损坏, 但相对的对于数据的测量并不是十分的灵敏, 测验的准确性不高[2]从而影响对最终的结果的分析和测评。拔出法是介于钻芯法和回弹法、超声法之间的现代建筑结构检测方法, 其集合了这几种方法的优点, 在保证数据精确度的同时, 拔出法的操作更加简单方便, 不具有局限性, 同时也不会对建筑物造成太大的损伤, 特别是在最近二十年才开始投入使用的后装型拔出法更是省去了前期的打孔、扩槽、嵌入等许多复杂的工作, 直接对锚固件进行固定, 这种方法可以在各类新旧混凝土的建筑物上进行使用, 打破了传统检测方式的局限性和复杂性, 避免了许多由于人为操作的不稳定的因素对最终数据所产生的影响, 从而保证了检测结果的准确性, 是一种十分值得推广的建筑结构检测方法[3]。 2.2 对砌体建筑结构的检测方法 对砌体建筑的结构检测方法有很多种, 其中较为常见的包括回弹法、轴压法、推出法、扁顶法、原位单双剪法等。依据其自身的基本性质和施工特点可以将这些检测方法大致分成直接检测法和间接检测法两种。其中, 直接检测法主要是检测砌体建筑结构的抗压能力, 这种检测法的优点在于能够较为直观的反应被测建筑物的建筑材料质量和结构的牢固性, 其缺点是会在一定程度上对建筑物造成损坏, 并且这种检测方式的实施难度较大, 施工人员的工作量较大。另外, 间接检测法是对建筑结构的砂浆强度进行测试的方法, 这种检测法的优点是检测操作比较便捷, 对于技术的要求不高, 并且对建筑本身不会造成损坏, 但是其应用缺点在于所测量数据的准确性较低, 容易产生较大的误差, 从而影响最终检测结果的判定。因此, 必须结合工程实际情绪选择具体的检测技术。 3 常见的建筑结构类型 3.1 砖体结构。 砖体结构是一种传统的建筑结构, 其主要利用组砖头、木材、石材等来进行搭建, 此类结构的优势在于成本低廉, 但是在性能上体现出诸多劣势, 例如承重柱与墙体连接不紧密, 容易造成位移等现象, 所以砖体结构在现代城市当中基本被淘汰, 但在一些经济不发达地区依旧以此结构为主要建筑结构[1]。 3.2 砖混结构。 砖混结构同样是一种较为传统的建筑结构, 其主要在砖体结构之上, 混合了混凝土材质来提高砖头、木材等结构之间的稳固性, 因此在现代城市当中也较为常见。一般情况下, 因为砖混结构提供的稳固性力度限制, 砖混结构时常用于中低层建设当中, 即层数低于20层的建筑, 在应用表现上来看, 砖混结构的各项性能表现良好, 但无法达到较高的水平。 3.3 钢筋混凝土结构。 钢筋混凝土结构是以钢筋为核心, 以混凝土为辅助混合而成的一种结构, 此结构因为钢筋骨架的高韧性、高强度、高稳定性等, 已经被利用于一些大型高层建筑当中。目前, 因为钢筋混凝土结构的性能优势, 其产生了三种结构形式, 即框剪、框筒、框架形式, 此三种结构形式各自应力结构不同, 适用于不同的地质环境与建筑形式内。 3.4 钢结构。 钢结构即采用全钢来构建建筑结构, 此结构的性能并不弱于钢筋混凝土结构, 因此在工程建筑本质上其应用价值较高, 并且钢结构因为只采用了钢材, 同时工艺上也不需要制备混凝土等, 所以不会造成扬尘, 具有较高的环保价值。此外, 钢结构之间的连接多数依靠钢制零件来实现, 此举操作的便捷性较高, 所以钢结构施工周期较短, 有助于施工成本的降低。 4 现代建筑结构加固方法 4.1 混凝土结构加固方法。 针对混凝土类结构, 可以采用钢筋植入法来进行加固, 因为钢筋本身的力学性能良好, 所以在理论上, 其能够给混凝土结构提供良好的应力。此方法施工十简便, 成本相对较低, 因此具有较高的应用价值。此外, 在使用此方法时, 应当注意钢筋的选型, 除普通钢筋以外, 还可以选择螺栓式钢筋。
土木工程结构检测与 加固
土木工程结构检测与加固 郭厉奇 摘要：结构的检测与加固技术可细分为检验测试技术、鉴定评估技术和加固改造技术。实验测试技术的基础，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。 由于多种原因，建筑物的质量事故时有发生，如何对受损结构进行鉴定、加固是～个非常棘手的问题。针对这一情况，以具体的某住宅楼质量事故处理为基础，运用先进的检测方法对该建筑进行了鉴定、分析，总结出一套切实可行的加固工作的程序。同时针对梁、板及砌体不同的损害情况分别采取了加大截面法、粘钢加固法以及增设钢筋网面层等补强方法，使受损结构的使用功能得以快速有效的恢复。
关键词：砌体结构检测与加固，钢筋混凝土结构检测与加固，钢结构检测与加固，桥梁检测与加固 概述：在现代建筑结构设计和施工中，建筑结构的安全、可靠是建筑工程的头等大事。建筑物在规定的时间内，在规定的条件下，即正常设计、正常施工、正常使用和维护的条件下，应满足安全性，适用性和耐久性的要求。在需要对建筑物的施工质量进行评定时，或当建筑物由于某种原因不能满足某项功能的要求或对满足某项功能的要求产生怀疑时，就需要对建筑物的整体结构、结构的某一部分或某些构件进行检测。当判定被检结构存在安全隐患时，就应该对其进行加固处理，或者拆除。 建筑结构试验检测技术是以相应现行规范为根据、以实验为技术手段，测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数，为判断结构的承载能力和安全储备提供重要依据。建筑结构试验检测不仅对新建工程安全性能的评定起重要作用，而且对于危旧房屋的更新改造、古建筑和受损结构的加固修复等提供直接的技术参数。 1、常用检测方法
一、单项选择题 1．土木工程结构试验中，常用生产鉴定性试验解决的问题是（ C ）。A.验证结构设计理论的假定B.提供设计依据 C.处理工程事故，提供技术依据 D.提供实践经验 2．工程结构试验的四个阶段中，哪一个阶段是整个试验工作的中心环节？（ C ） A.试验规划阶段 B.试验准备阶段 C.试验加载测试阶段 D.试验资料整理和分析阶段 3．在结构试验中应优先选择的结构就位形式是（ A ）。 A.正位试验 B.卧位试验 C.反位试验 D.原位试验 4．结构试验中，钢结构的荷载持续时间一般不少于（ B ）。 A.5min B. 10min C. 15min D. 30min 5．对于量测振动频率、加速度等参数的动测仪表，要求仪表的频率、加速度范围（ A ）被测动态参数的上限。 A.大于 B.等于 C.小于 D.大于等于 6．工程结构的模型试验与实际尺寸的足尺结构相比，不具备的特点是（ D ）。 A.经济性强 B.数据准确 C.针对性强 D.适应性强 7．集中荷载相似常数与长度相似常数的（ B ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4 8．弯矩或扭矩相似常数与长度相似常数的（ C ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4 9．弹性模型材料中，哪一种材料的缺点是徐变较大，弹性模量受温度变化的影响较大？（ D ） A.金属材料 B.石膏 C.水泥砂浆 D.塑料 10．哪一种模型的制作关键是“材料的选取和节点的连接”？（ C ）A.混凝土结构模型B.砌体结构模型C.金属结构模型D.有机玻璃模型11．强度模型材料中，哪一种材料需要经过退火处理？（ A ） A.模型钢筋 B.微粒混凝土 C.模型砌块 D.水泥砂浆 12．下列哪一种加载设备属于机械力加载设备？（ B ） A.杠杆 B.弹簧 C.手动液压千斤顶 D.水 13．机械力加载设备中下列哪一种加载设备常用于结构的持久荷载试验？（ D ） A.卷扬机 B.吊链 C.螺旋千斤顶 D.弹簧 14．支座的型式和构造与试件的类型和下列何种条件的要求等因素有关。（ A ） A.实际受力和边界条件 B.位移的边界条件 C.边界条件 D.平衡条件 15．结构试验时，试件的就位型式最符合实际受力状态而应优先采用的是
研究性试验：验证结构设计的某一理 论，或验证各种科学的判断、推理、假设 及概念的正确性，或者为了创造某种新型 结构体系及计算理论，而系统地进行的试 验研究。静力试验：所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动均加速度 效应（惯性力效应）可以忽略不计。单调静力荷载试验：试验荷载逐渐单调增 加到结构破坏或预定的状态目标，研究结 构受力性能的试验。拟静力试验：也叫低周期反复荷载试验或伪静力试验。利用 加载系统对结构施加逐渐增大的反复作 用荷载或交替变化的位移，使结构或构件 受力的历程与结构在地震作用下的受力 历程基本相似，属于结构抗震试验方法， 但其加载速度远低于实际结构在地震作 用下所经历的变形速度。结构动力试验主要包括：①动荷载的特性试验方法：直接测定法、间接测定法、比较测定法。 ②结构动力特性试验；③结构的动力反应 试验；④模拟振动地震台试验； ⑤风洞试验；⑥疲劳试验。实体试验和模 型试验；试验室试验和现场试验；非破坏 性试验和破坏性试验。 结构检测：是为了评定结构工程的质量 或鉴定既有结构的性能等所实施的检测 工作。研究性试验包括哪几个阶段？设计阶段→准备阶段→实施阶段→总结阶段。试验阶段试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）称为加载图示。试验装置：①试验装置应有足够的刚度，在最大的试验荷载作用下，应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。②试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。④应满足试件就位支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。加载制度：是指试验进行期间荷载与时间的关系。测点的选择与布置：用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的量测时，测点的选择与布置应满足以下原则。仪器选择与测读原则：①选择的仪器，必须能满足试验所需的精度与量程要求。②仪器的量程应满足最大应变和扰度需要。试验中若仪器量程不够，中途调整必然会增加量测误差，应尽量避免。③现场试验时，仪器所处条件和环境较复杂，影响因素较多，电测仪器的适应性就不如机械式仪表。而测点较多时，机械式仪表却不如电测仪表灵活、方便。因此，选用对应做具体分析和技术比较。④为了简化工作，避免差错，量测仪器的型号、规格应尽可能一致，种类越少越好。结构试验准备阶段：将设计阶段确定的试件按要求制作、安装就位，将加载设备和测试仪器率定、安装就位，准备设计记录表格，算出各加载阶段试验结构各特征部位的内力及变形值。重物加载：它是利用物体本身的重量施加在结构上作为模拟荷载，在实验室内可以采用的重物有专门制作的标准铸铁砝码、混凝土试块和水箱等；在现场试验可以就地取材如砖、砂、石、袋装水泥等建筑材料作为加载物。气压加载：它分为正压加载与负压加载。正压加载是利用压缩空气的压力对结构施加压力负压加载是利用将实验结构物下面密封室内的空气抽出，使之形成真空，结构的外表面收到的大气压，就成为施加在结构上的均布荷载，由真空度可得出加载值。液压加载：液压千斤顶、大型结构试验机、电液伺服加载系统。电液伺服加载系统的组成：1、液伺服加作动器2、控制系统3、液压源。模拟地震振动台设备的组成：振动台台面与基础、液压驱动和动力系统、控制系统、测试和分析系统、动力加载法 冲击力加载：特点是荷载作用时间极为 短暂，在它的作用下被加载结构产生自由 振动，适用于进行结构动力特性的试验。加载方法：分为初位移法和初速度法。（1）初位移加载法：在结构上拉一钢丝绳，使结构产生一个人为的初始强迫位移，然后突然释放，使结构在静力平衡位置附近作自由振动。（2）初速度加载法：利用摆锤或荡重的方法使结构在瞬时内受到水平或垂直的冲击，产生一个初速度，同时使结构获得所需的冲击荷载。离心力加载：离心力加载一般采用机械式激振器，激振器由机械和电控两部分组成，机械部分主要是由两个或多个偏心质量组成。直线位移惯性力加载：电磁加载在磁场中通电的导体将受，到与磁场方向垂直的作用力，电磁加载就是根据这个原理工作的。现场激振方法：1、人体激振2、人工爆炸激振3、环境随机振动例：微小的地震活动、机器运作、车辆行驶。人体激振产生的方式:人的身体作与结构自振同步结构运动，产生足够大的惯性力，就有可能形成适合共振实验的振幅。人工爆炸激振产生的方式：在实验结构附近场地采用炸药进行人工爆炸，利用爆炸产生的冲击波对结构进行瞬时激振，使结构产生强迫震动。环境随机震动的产生方式：建筑物常处于微小的而不规则的脉动之中，这种微小而不规则的震动来源于微小的地震活动、机器运作和车辆行驶等，使地面存在着连续不断的运动，采用高灵敏的传感器、放大记录设备，量测结构的反映。试验台座：1、槽式试验台座2、地锚式试验台座3、箱式试验台座4、锚槽式试验台座5、梁式台座6、空间桁架式台坐水平反力装置：主要由反力墙（或反力架）及千斤顶水平连接件等组成。试验支座和支墩各有什么作用？对其有何要求？ 结构试验中的支座与支墩是试验装置中 模拟结构受力和边界条件的重要组成部 分，是支撑结构、正确传递作用力和模拟 实际荷载图式的设备。 支座要求：①保证试件在支座处能自由 转动。②保证试件在支座处力的传递。支墩要求：①有足够的刚度与承载力，在试验荷载下的总压缩变形不易超过试验构件饶度的1/10。②应具有相同的刚 度。（当试验需要使用两个以上的支墩时） ③偏差不应大于试件跨度的1/50。④双 向板支墩在2个跨度方向的高差和偏差 也应满足上述要求.⑤连续梁各中间支墩 应采用可调式支墩，必要时还应安装测力 计，按支座反力的大小调节支墩高度，因 为支墩的高度对连续梁的内力有很大影 响。支座有哪些类型？活动铰支座、固 定铰支座、球铰支座、刀口支座。简述 常用的试验台座及其特点：①槽式试 验台座：沿台座纵向全长布置几条槽轨。 槽轨由型钢制成的纵向框架式结构，埋置 在台座的混凝土内，它的作用在于锚固加 载支架，用以平衡结构物上的荷载产生的 发力。②地锚式试验台座：这种台座在台 面上每隔一定间距设置一个地脚螺栓，螺 栓下端锚固在混凝土内，顶端伸出到台座 表面特质的地槽内，并略低于台座表面标 高。③箱式试验台座：它本身就是一个刚 度很大的箱形结构，台座顶板沿纵、横两 个方向按一定间距留有竖向贯穿的孔洞， 以固定立柱或梁式槽轨。台座配备有短的 梁式活动槽轨，便于沿孔洞连线的任意位 置加载，即先将槽轨固定在相邻的两孔 间，然后将立柱按加载的位置固定在槽轨 中。④槽锚式试验台座：此台座兼有槽式 及地锚式台座的特点，同时，由于抗震试 验的需要，利用锚栓一方面可固定试件， 另一方面可承受水平剪力。⑤梁式台座： 在预制构件厂和小型结构实验室中，当缺 少大型试验台座时，也可以采用抗弯大梁 式和空间桁架式台座，以满足中小型构件 试验或混凝土制品检验的要求。⑥空间桁 架式台座：一般用于进行中等跨度的桥架 及层面大梁的试验。量测仪器的组成： 分为：感受、放大、显示。感受：直接与 被测对象相连。放大：将感受部分传来的 被测参数通过各种方式进行放大。显示： 将放大部分传来的量测结果通过指标、电 子数码器、屏幕等显示出来，或通过各种 记录设备将试验数据或曲线记录下来。 量测仪器的主要指标：1、量程；2、 刻度值；3、分辨率；4、灵敏度；5、精 确度；6、滞后；7、线性范围；8、频响 特性；9、相移特性。量程：仪器能测 围。刻度值：仪器指示装置的最小刻度 灵敏度：使仪器指示值发生变化的最 小输入变化值。分辨率：单位输入量 所引起的仪表指示值的变化。精确度： 仪表指示值与被测真值的符合程度。量 测仪器的选用：1、符合量测所需的量 程及精度要求。2、动力试验量测仪器， 其线性范围，频响特性及相移特性等都应 满足试验要求。3、对于安装在结构上的 仪器或传感器，要求自重轻，体积小，不 影响结构的工作。特别要注意夹具安装的 设计是否合理正确，不正确的夹具安装将 使试验结果带有很大误差。4、同一试验 中选用的仪器种类应尽可能少，以便统一 数据的精度，简化量测数据的整理工作和 避免差错。5、选用仪器时应考虑试验的 环境条件。选用仪器前，应先对被测值进 行估算。一般应使最大被测值控制在仪器 的213量测范围附近，以防仪器超量程而 损坏。同时，为保证量测精度，应使仪器 的最小刻度值不大于最大被测值的5%。 量测方法的分类？应变量测、位移量 测、力值量测、裂缝观测、温度量测等等 应变量测的方式机测引伸仪：1、手持 式应变仪；2、千分表测应变装置。电阻 应变计的技术指标？1.标距L 2、电阻 值R 3、灵敏系数K。位移测量的方法 有哪些？线位移传感器、角位移传感 器、光纤位移传感器。线位移量测仪器 传感器有哪些？机械式百分表和千分 表、张拉式位移传感器、电阻应变式位移 传感器、滑动电阻式位移传感器、线性差 动电感式位移传感器。角位移传感器有 哪些？水准式倾角仪、电子倾角仪力值。 有哪些？机械式力传感器、电阻应变式 力传感器、震动弦式力传感器。裂缝观 测的方法？1.肉眼观测2.贴应变片3涂 导电膜漆4超声波检测。裂缝宽度测量 仪器有哪些？读数显微镜、裂缝读数 卡。读数显微镜的使用方法？读数轮 上标有刻度，旋动读数鼓轮，使镜内长线 分别处于裂缝量测边缘并读出两次刻度 值。两次读数差即为裂缝宽度。温度量 测的方法有哪些？从测试元件与被测 材料是否接触来分，分为接触式测温和非 接触式测温两大类，接触式测温仪器有： 水银温度计和热电偶温度计。非接触式测 温仪器有红外温度计振动参数测量设 备有哪些？作用分别是什么？1.感 受：感受部分通常称为拾震器，是将机械 信号处理成电信号的2放大：放大器不仅 将信号放大，还可将信号进行积分、微分 和滤波等处理，可分别测量出振动参量中 的位移、速度及加速度3显示记录：显示 自振频率、振型、位移、速度和加速度等 震动参量，记录这些震动参数随时间历程 变化的全部数据。测振仪器一般有哪些 传感器？磁电式速度传感器、压电式加 速传感器。数据采集系统的组成有哪 三个部分？作用分别是1.计算机的作 用：数据后处理、打印输出、实时屏幕图 像显示、存入文字、计算处理、从数据采 集仪读入数据2.数据采集仪的作用：打 印输出、存入磁盘、放入内存、系统换算、 A/D换算、扫描采集3.传感器的作用：把 物理量转变为电信号、感受各种物理量。 数据采集系统的分类大型专用系统；2、 分散式系统；3、小型专用系统；4、组成 式系统。数据采集系统的过程有哪 些？单调静力荷载试验：它是指试验 荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的 状态目标，研究结构受力性能试验。单 调静力荷载试验加载制度：它是指试 验实施过程中荷载的施加程度或步骤，从 试验实施的进程来看，加载制度也可以认 为是施加的荷载与时间的关系。试验加载 程序是指试验进行期间荷载与时间的关 系。三个阶段：预载、正常使用荷载、 极限荷载。1、预载：一般分为三级进行， 每级取正常使用荷载的20%，然后分级卸 载，2～3级卸完。每加（卸）一级荷载， 停歇10min。目的：①使试件各部分接 触良好，进入正常工作状态，荷载与变形 关系趋于稳定；②检验全部试验装置的可 靠性；③检验全部量测仪表工作正常与 否；④检查现场组织工作和人员的工作情 况，起演习作用。2、正式加载空载时间： 受载结构卸载后到下一次重新开始受载 之间的间歇时间。满载时间：对需要进 行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短 期荷载作用下的持续时间。拟静力试验 加载制度及加载方法：1、单向反复加 载制度（1）变形控制加载法：Ⅰ.变幅加 载；Ⅱ.等幅加载；Ⅲ.变幅等幅混合加载； （2）荷载控制加载法；（3）荷载—变形 双控制加载法。注意事项：①试验时应首 先施加轴向荷载，并应在施加反复试验荷 载时保持轴向荷载值稳定；反复试验荷载 的加载程序宜采用荷载—变形双控制加 载法；在结构构件达到屈服荷载前，宜采 用荷载（或应力）控制；在结构构件达到 屈服荷载后宜采用变形（应变）控制。② 在结构构件的荷载达到屈服荷载前宜取 屈服荷载值的0.5倍、0.75倍和1.0倍 作为回载控制点；在结构构件的荷载达到 屈服荷载后宜取屈服变形的倍数点作为 回载控制点。③反复加载次数应根据试验 目的的确定。一般情况下，反复加载次数 宜为3次。若结构构件的残余变形很小， 则进行一次反复杂加载；当研究承载力退 化率时，在相应于某一位移延性系数下反 复加载次数不宜少于5次；当研究刚度退 化率时，在选定荷载作用下反复加载次数 不宜少于5次；试验中应保证反复加载过 程的连续性，每次循环时间宜一致。双 向反复加载制度：x、y轴双向同步加 载x、y轴双向非同步加载开裂荷载：取 试验结构或构件出现第一条垂直裂缝或 斜裂缝时的荷载。屈服荷载和屈服变 形：取试验结构构件在荷载稍有增加而 变形有较大增长时所能承受的最小荷载 和其相应的变形为屈服变形。极限荷载： 取试验构件所能承受的最大荷载值。破 坏荷载和极限变形：当试验构件丧失承 载力或超过极限荷载后，下降至85%极限 荷载时，所对应的荷载值即为破坏荷载， 其相应变形为极限变形。延性系数：它 是试验结构构件塑性变形能力的一个指 标。退化率：反映试验结构构件抗力随 反复加载次数增加而降低的指标。拟动 力试验的设备：它的加载设备一般由计 算机、加载装置与加载控制系统组成。 （1） 计算机：试验系统的心脏，加载过程的控 制和试验数据的采集都由它来完成。同时 对试验结构和其它反应参数进行演算和 处理。（2）加载装置与加载控制系统： 根据该时刻由计算机传来的位移指令转 换为电压信号输入，用于电液伺服系统， 使加载器按指令工作。实验步骤①在计 算机系统中输入地震加速度时程曲线，并 按一定的时间间隔数字化。②把几时刻的 地震加速度值代入运动方程，解出几时刻 的地震反应位移X。③由计算机控制电液 伺服加载系统，将X施加到结构上，实现 这一步的地震反映。④量测此时试验结构 的反力Fn，并代入运动方程，按地震反 应过程的加速度进行n+1时刻的位移 Xn+1的计算，量测试验结构反力Fn+1。 ⑤重复以上步骤，按输入n+1时刻的地震 加速度值，解位移Xn+2和结构反力Fn+2， 连续进行加载实验，直到实验结束。异 常数据的剔除：1.σ3检测；（2）格 拉布斯方法；（3）肖维纳准则。误差的 类型：（1）过失误差；（2）系统误差； （3）随机误差。过失误差：由于量测人 员粗心大意，不当操作或思想不集中所造 成。系统误差：仪器的缺陷，外界因素影 响或观测者感官不完善等固定原因引起。 随机误差：①在一定的量测条件下，随机 误差的绝对值不会超过一定的限度。②随 机误差数值是有规律的，绝对值小的出现 的机会多，绝对值大的的机会少。③绝对 值相等的正负误差出现的机会相同。④它 在多次量测中具有抵偿性质，即对于同一 物理量进行等精度量测时，随着量测次数 的增加，随机误差的算术平均值将逐渐趋 于0。试验结果表达：表格法；（2）图 形法；（3）函数方式。系统识别方法： 用数学的方法，由已知系统的输入和输 出，找出系统的特性或它的最优的近似 解。在模拟地震动振动台中，可以用系统 识别方法来确定试验结构的某些参数、刚 度、阻尼、质量和恢复模型。步骤：1、 建立数学模型和选定需要识别的参数；2、 构造误差函数；3、对选定的系统参数进 行优化。动力荷载试验的类型：结构 动力特性试验、结构动力反应试验、模拟 地震震振动台实验、模拟地震震振动台实 验、风洞实验、结构疲劳试验。动荷载 的特性试验：动荷载的特性包括作用力 的大小、方向、频率及其作用规律等。 主振源的测定：首先要找出对结构振动 起主导作用即危害最大的主振源，然后测 定其特性。在工业厂房内有多台动力机械 设备时，可以逐个开动，观察结构在每个 振源影响下的振动情况，从中找出主阵 源，但是这种方法往往由于影响生产而不 便实现。也可以分析实测振动波形，根据 不同振源将会引起不同规律的强迫振动 这一特点，来间接判断振源的某些性质， 作为探测主振源的参考依据。分析结构振 动的频率，可作为进一步判断主振源的依 据。由于结构强迫振动的频率和作用力的 频率相同，因此具有这种频率的振源就可 能是主振源。对于简谐振动可以直接在振 动记录图上量出振动频率，而对于复杂的 合成振动则需将合成振动记录图作进一 步分析，做出复合振动频谱图，在频谱图 上可清楚地看出合成振动由哪些频率成 分组成的，哪一个频率成分有较大的幅 值，从而判断哪一个振源为主振源。动 荷载的参数测定（1）直接测定法：它 是通过测定动荷载本身参数以确定其特 性。2）间接测定法：它是把要测定动力 的机器安装在有足够性变形的专用结构 上。3）比较测定法：它是通过比较振源 的承载结构在已知动荷载作用下的振动 情况和待测振源作用下的振动情况，进而 得出荷载的特性数据。自由振动法：它 是设法使结构产生的自由振动，通过记录 仪器记下有衰减的自由振动曲线，由此求 出结构的基本频率和阻尼系数。共振法： 它是利用专门的激振器，对结构式加简谐 动荷载，使结构产生恒定的强迫简谐振 动，借助对结构受迫振动的测定，求得结 构动力特性的基本参数。脉动法：它是 一种很微小的振动，脉动源来自地壳内部 微小的振动，地面车辆运动，机器运转所 引起的微小振动及风引起的建筑物的振 动等。1、基本假设①假设建筑物的脉 动是一种各态历经的随机过程。②对于多 自由度体系，多个激振输入时，在共振频 率附近所测得的物理坐标的位移幅值，可 以近似地认为就是纯模态的振型幅值。③ 假设脉动源的频谱是较平坦的，可以把它 近似为有限带宽的白噪声，即脉动源的傅 里叶谱或功率谱是一个常数。2、测试方 法1）对仪器的要求1、应注意下限频率； 2要求高灵敏度的传感器；3、要有足够 数量的传感器及相应的放大记录设备。 （2）传感器布置原则1、找好中心位置 平移振动测点；2、在建筑物的两侧布置 扭转测点；3、在结构突变处布置测点；4、 在特殊部位处布置测点；5、测点数量和 测试步骤的确定；6、传感器数量受限时 测点的布置。3、数据分析（1）模态分析 法；（2）主谐量法6.3结构动力反应试 验。结构动力系数的测定动挠度和静挠 度的比值称为动力系数。为了求得动力系 数，先是移动荷载以最慢的速度驶过结 构，测得扰度图，然后使动力荷载按某种 某度驶过，这时结构产生最大扰度yd。 从图上量得最大静桡度yj，和最大动桡 度yd；即可求得动力系数。强震观测目 的：强震观测能够为地震工程科学研究和 结构抗震设计提供确切数据，并用来验证 抗震理论和抗震措施是否符合实际。基本 任务：①取得地震时地面运动过程的记 录，为研究地震影响场和烈度分布规律提 供科学资料。②取得结构物在强震作用下 振动过程的记录，为结构抗震分析与试验 研究及设计方法提供客观的数据。6.4 模拟地震震振动台实验6.4.1试验模 型（1）模型结构与原型结构几何相似； （2）应采用与实际结构性能相近的材料 制作模型；（3）振动台试验模型制作工 艺应严格要求。风洞试验：钝体模型： 用于研究风荷载作用下，结构表面各个位 置的风压。气弹模型：主要用于研究风致 振动以及相关的空气动力学现象。结构 疲劳试验目的：了解在重复荷载作用下 结构的性能及变化规律。疲劳：结构物或 构件在重复荷载作用下达到破坏时的应 力比其静力强度要低得多。荷载：上限荷 载疲劳次数下限荷载1、预加静载试验 对构件施加不大于上限荷载20%的预加 静载1～2次，消除松动及接触不良，并 使仪表运动正常。2、正式疲劳试验① 做疲劳前的静载试验，目的主要是为了对 此构件经受反复荷载后受力性能有何变 化。荷载分级加到疲劳上限荷载，每级荷 载可取上限荷载的20%，临近开裂荷载 时应适当加密，第一条裂缝出现后仍以 20%的荷载施加，每级荷载加完后停歇 10～15min，记录读数，加满载后分两次 或一次卸载，也可采取等变形加载方法。 ②进行疲劳试验，首先调节疲劳机上下限 荷载，待示值稳定后读取第一次动载读 数，以后每隔一定次数读取数据。根据要 求也可在疲劳过程中进行静载试验，完毕 后重新启动疲劳机继续疲劳实验。③破坏 试验，达到要求的疲劳次数后进行破坏试 验时有两种情况。一是继续施加疲劳荷载 直至破坏，得到承受疲劳荷载的次数。另 一是做静载破坏试验，这时方法同前，荷 载分级可加大。振动信号处理及分析振 动按其特性可分为确定性振动和随机振 动两大类。确定性振动：按确定规律变 化的运动，它可用确定的数学表达式加以 描述，它又包括简谐振动、复杂周期振动、 非周期振动等形式。随机振动：一种非 确定性振动，不能用确定函数来描述这种 振动。周期性振动信号（1）单一简谐 振动波形分析；（2）两个简谐振动合成 的信号分析；（3）间歇非周期振动信号 分析.随机数据的统计特征1、幅值域的 统计参量（1）概率密度函数：研究随机 振动的瞬时幅值落在某指定范围内的概 率值。（2）均值：随机过程的一个非常 重要的特征参数，表示一个变化着的量是 否有恒定值。（3）均方值：只能描述振 动信号中的恒定分量，而不能描述波动情 况。（4）方差：均方指—均值的差。2、 时域的统计参量（1）自相关函数（2）互 相关函数3、频域的统计参量（1）自功 率谱密度（2）互功率谱密度（3）传递函 数4）相干函数随机数据的分析：采集 原始数据→剔除不合理数据→A/D转换 →数据预处理→数据检验→数据分析1、 原始信号的处理2、模数转换3、数据预 处理（1）确定经过量化后的数字量与被 测参量单位之间的换算关系，即校正数据 的物理单位（2）进行中心化处理，即将 原始数据减去平均值的处理，以便简化计 算公式。（3）消除趋势项，趋势项是指 样本记录周期大于记录长度的频率成分， 它可能是由于仪器的零点漂移或测试系 统引起的，或是变化缓慢的误差等，如果 不把它事先消除，在相关分析和功率谱分 析时将引起很大的畸变，会导致低频谱的 估计值完全失真。4、数据检验5、数据 分析。结构检测程序结构检测分为哪 几类的结构检测？1混凝土2.钢筋混 凝土强度的检测方法1回弹法2.钻芯 法3.超声法4.超声回弹综合法5.后装拔 出法。回弹法、钻芯法、超声法、超 声回弹综合法、后装拔出法适用条件 1。采用回弹法时被检测混凝土的表层质 量应具有代表性，且混凝土的抗压强度和 龄期不应超过相应技术规程限定的范围 2.采用超声综合回弹法时，被检测混凝土 的内外质量应无明显差异，且混凝土的抗 压强度不应超过相应技术规程限定的范 围3.采用后装拔出法时，被检测混凝土的 表层质量应具有代表性，且混凝土的抗压 强度和混凝土粗骨料的最大粒径不应超 过相应技术规程限定的范围。4.在回弹 法、超声回弹综合法或后装拔出法适用的 条件下，宜进行钻芯修正或利用同等条件 养护立方体试块的抗压强度进行修正五、 回弹法的测定方法测试时，打开按钮，弹 击杆伸出筒身外然后把弹击杆垂直顶住 混凝土测试面使之徐徐压入筒身，这时筒 内弹簧和重锤逐渐趋于紧张状态，当重锤 碰到挂钩后即自动发射，推动弹击杆冲击 混凝土表面后回弹一个高度，回弹高度在 标尺上示出，按下按钮取出仪器，在标尺 上读出回弹值。回弹法检测注意的几 个问题①用回弹仪测试混凝土的强度时, 必须注意其限制条件。龄期3年以上的混 凝土,其表面混接土的碳化可能达到相当 深度,回弹值已不能准确反映混凝土的强 度,因此,不宜采用回弹法测定龄期超过3 年的老混凝土。回弹仪的弹击锤回弹距离 受到回弹仪本身的限制,其有效回弾最大 距离决定了回弹法能够测试的最大混凝 土强度,当混凝土强度超过C60级时,不能 采用回弾法检测混疑土的强度。对混凝土 的成型工艺、潮湿状态等也有限制。②回 弹法实际上是利用混凝土的表面信息推 定混凝土的强度,很多因素影响测试结果, 如原材料构成、外加剂品种、混凝土成型 方法、养护方法及湿度、碳化及龄期、模 板种类、混凝土制作工艺等,这些因素使 测试结果在一定范围内表现出离散性。③ 对于建筑工程和公路工程中的混凝土构 件,都有相应的技术规程,如建筑工程的? 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 ?(JGJ/T 23-2001)和公路工程的?回弹仪 检测水泥混凝土强度试验方法?(T 0954-1995)。在这些技术规程中,对回弹仪 的操作与维护、回弹值的修正、测强曲线 及混凝土强度推定的方法等方面,做出了 具体的规定。采用回弹法检测混凝土的强 度时,必须遵守有关技术规程的规定。超 声回弹法的定义是什么？超声回弹综 合法是指采用超声检测仪和回弹仪，在结 构或构件混凝土的同一测区分别测量超 声声时和回弹值，再利用已建立的测强公 式，推算该测区混凝土强度的方法。超 声回弹法的优点是什么1.超声回弹综 合法是指采用超声检测仪和回弹仪，在结 构或构件混凝土的同一测区分别测量超 声声时和回弹值，再利用已建立的测强公 式，推算该测区混凝土强度的方法与单一 的回弹法或超声法相比，超声回弹综合法 具有以下优点。2.混凝土的龄期和含水率 对回弹值和声速都有影响。混凝土含水率 大，超声波的声速偏高，而回弹值偏低； 混凝土的龄期长，回弹值因混凝土表面碳 化深度增加而增加，但超声波的声速随龄 期增加的幅度有限。两者结合的综合法可 以减少混凝土龄期和含水率的影响。3回 弹法通过混凝土表层的弹性和硬度反映 混凝土的强度，超声法通过整个截面的弹 性特性反映混凝土的强度、回弹法测试低 强度混凝土时，由于弹击可能产生较大的 塑性变形影响测试精度，而超声波的声速 随混凝土强度增长到一定程度后，增长速 度下降，因此，超声法对较高强度的混凝 土不敏感。采用超声回弹综合法，可以内 外结合，相互弥补各自不足，较全面的反 映了混凝土实际质量。浅裂缝和深裂缝 取什么方法检测：对于结构混凝土开裂 深度小于500MM的裂缝，可用平测法或 斜测法进行检测。对于大体积混凝土中预 计深度在500MM以上的深裂缝，采用平 测法和斜测法有困难时，可采用钻孔探 测。超声波检测内部缺陷的方法：超 声检测混凝土内部的不密实区域或空洞 是根据各测点的声时(或声速)、波幅或频 率值的相对变化，确定异常测点的坐标位 置，从而判定缺陷的范围。 砌体块材的检测方法强度检测一般可 采用取样法、回弹法、取样结合回弹或钻 芯的方法检测。砌筑砂浆的检测方法检测 砌筑砂浆的强度宜采用取样的方法检测， 如推出法、筒压法、砂浆片剪切法、点荷 法等。砌体强度的检测方法1、扁顶法 2.原位轴压法 3.原位单剪法 4.原位单砖双 剪法砌筑的质量的检测砌筑质量检测可 分为砌筑方法、灰缝质量、砌体偏差、砌 体中的钢筋检测和砌体构造检测等项目。 怎么来测定钢材的强度：可采用表面 硬度的方法检测。表面硬度法主要利用布 氏硬度计测定，由硬度端部的钢珠受压时 在钢材表面和已知硬度标准试样上的凹 痕直径，测得钢材的硬度，并由钢材硬度 与强度的相关关系，经换算得到钢材的强 度超声探伤方法超声法检测钢材和焊缝 缺陷的工作原理与检测混凝土内部缺陷 相同，试验时较多采用脉冲反射法超声波 脉冲经换能器发射进入被测材料传播时， 当通过材料不同介面(构件材料表面、内 部缺陷和构件底面)时，会产生部分反射， 这些超声波各自往返的路程不同，回到换 能器时间不同，在超声波探伤仪的示波屏 幕上分别显示出各界面的反射波及其相 对的位置，分别称为始脉冲、伤脉冲和底 脉冲磁粉探伤的原理融粉探伤的原理：铁 磁材料(铁、钴、镍及其合金)置于磁场中、 即被磁化。如果材料内部均匀一致而截面 不变时，则其磁力线方向也是一致的和不 变的，当材料内部出现缺陷，如裂纹、空 洞和非磁性夹杂物等，则由于这些部位的 导磁率很低，磁力线产生偏转，即绕道通 过这些缺陷部位.当缺陷距离表面很近 时，此处偏转的磁力线就会有部分越出试 件表面，形成一个局部磁场。这时将磁粉 撒向试件表面，落到此处的磁粉即被局部 磁场吸住，于是显现出缺陷的所在。射 线探伤有哪两种？射线探伤有x射线 和 γ 射线