结构检测与鉴定混凝土构件

混凝土结构构件的安全性鉴定,应按承载能力、构造、不适于承载的位移或变形、裂缝或其他损伤等四个检查项目,分别评定每一受检构件的等级,并取其中最低一级作为该构件安全性等级。

1)承载能力

当混凝土结构构件的安全性按承载能力评定时,应按表6.5 的规定分别评定每一验算项目的等级,然后取其中最低一级作为该构件承载能力的安全性等级。 除说明外,本书中R 和S 分别为结构构件的抗力和作用效应,按第6.2.2 节的要求确定；γ0 为结构重要性系数,应按验算所依据的国家现行设计规范选择安全等级,并确定其取值。 结构倾覆、滑移、疲劳的验算,应符合国家现行有关规范的规定。

表6.5　按承载能力评定的混凝土结构构件安全性等级

【例题6.1】某矩形截面简支梁(主要)设计计算跨度6 m,混凝土强度等级C30,截面尺寸为200 mm×450 mm;纵筋采用HRB400 级钢筋,上部为214,下部为322,钢筋保护层厚度为20 mm。 该梁上作用均布荷载,恒载标准值为12 kN/m(含自重),活载标准值为10 kN/m。现场检测结果表明,该梁除下部实配纵筋为320 与原设计不符外,其他均与原设计一致。试按承载能力评定该梁跨中安全性等级。

【解】首先需要明确承载能力等级是通过抗力效应比进行评定的,而不是实配钢筋面积与设计钢筋面积比。

现场检测实配钢筋为:上部214,下部320。 对于梁跨中正截面承载力计算:

按双筋矩形截面计算跨中正面截面抗弯承载力R:

R = 130.3 kN·m

抗力效应比:

γ0R/S = 1.0 ×130.3/137.7 = 0.946 ≈0.95

根据表6.5,该梁按跨中正截面抗弯承载力项目进行评定,其安全性等级为bu 级。

2)构造

混凝土结构构件应按表6.6 规定分别评定每个构造检查项目的等级,然后取其中较低一级作为该构件构造的安全性等级。 其中,应根据其实际完好程度确定为au 级或bu 级；根据其实际严重程度确定为cu 级或du 级。

表6.6　按构造评定的混凝土结构构件安全性等级

3)不适于承载的位移或变形

(1)受弯构件(www.xing528.com)

对于混凝土桁架,当其挠度实测值大于计算跨度的1/400 时,应进行承载力验算。 验算时应考虑由位移产生的附加应力的影响,然后按其承载能力评定构件的安全性等级。 若验算结果不低于bu 级,仍可定为bu 级；若验算结果低于bu 级,应根据其实际严重程度定为cu 级或du 级。

其他受弯构件的挠度或施工偏差超限造成的侧向弯曲,应按表6.7 的规定评级,表中l0为计算跨度。

表6.7　除桁架外其他混凝土受弯构件不适于承载的变形的评定

表6.7 中的挠度限值采用双控方式,主要是为了避免在接近跨度l0 分界处算得的界限值出现突变。 例如,若无50 mm 的限制,将使l0 =9m 和l0 =9.01 m 的挠度界限值分别为60 mm和50.05 mm。 这显然很不合理,容易引起相关方对鉴定结论的争议。

(2)柱顶水平位移

当柱顶水平位移(或倾斜)的实测值大于上部承重结构不适于承载的侧向位移的界限值时(详见表6.19),应考虑其对该构件安全性的影响。 若该位移与整个结构的侧向位移有关,则柱顶水平位移评定等级取上部承重结构子单元中不适于承载侧向位移的评定等级。 若该柱顶水平位移只是孤立事件,则应在其承载能力验算中考虑此附加位移的影响。 当验算结果不低于bu 级时,仍可定为bu 级；当验算结果低于bu 级时,应根据其实际严重程度定为cu 级或du 级。 若该位移尚在发展,应直接定为du 级。

柱顶水平位移之所以划分为“与整个结构侧向位移有关”和“只是孤立事件”两种情况,主要是因为当属于前者情况时,被鉴定柱所在的上部承重结构有显著的侧向水平位移,柱承载能力验算需采用该结构考虑附加位移作用算得的内力；但若属于后者情况,则仍可采用正常的设计内力,仅需在截面验算中考虑位移所引起附加弯矩即可(简化方法应得到有效验证)。 在实际鉴定工作中,部分鉴定人员未考虑附加位移或附加弯矩的影响,造成鉴定结论的争议。

4)裂缝或其他损伤

(1)不适于承载的裂缝

当混凝土结构构件出现表6.8 所列的受力裂缝时,应视为不适于承载的裂缝,并根据其实际严重程度定为cu 级或du 级。 其中,剪切裂缝专指脆性更为明显、破坏后果更为严重的斜拉裂缝和斜压裂缝,应对其采取更严格的评级标准；高湿度环境是指露天环境、开敞式房屋易遭飘雨部位、经常受蒸汽或冷凝水作用的场所(如厨房、浴室、寒冷地区不保暖屋盖等),以及与土壤直接接触的部件等。 表6.8 中括号内的限值适用于热轧钢筋配筋的预应力混凝土构件；裂缝宽度均以表面测量值为准。

表6.8　混凝土结构构件不适于承载的裂缝宽度的评定

(2)非受力裂缝

非受力裂缝是指钢筋锈蚀以及温度、收缩等作用产生的裂缝。 当混凝土结构构件出现下列情况之一的非受力裂缝时,将直接影响构件的承载能力,应视为不适于承载的裂缝,并应根据其实际严重程度评定为cu 级或du 级。

①因主筋锈蚀(或腐蚀),导致混凝土产生沿主筋方向开裂、保护层脱落或掉角。

②因温度、收缩等作用产生的裂缝,其宽度已比表6.8 规定的弯曲裂缝宽度值超过50%,且分析表明已显著影响结构的受力。

应按上述要求分别评定混凝土结构构件受力和非受力裂缝的等级,并取其中较低一级作为该构件的裂缝等级。

(3)其他损伤

当混凝土结构构件有较大范围损伤时,如施工不当引起的蜂窝、空洞、夹杂异物,以及外力因素引起的构件缺损等,则应根据其实际严重程度直接评定为cu 级或du 级。