建筑结构的检测现状与趋势浅析

任晓伟　任洪伟

摘要：随着建筑业的不断发展，建筑结构的检测越来越引起人们的重视。文章正是基于此，对建筑结构的检测现状与趋势进行了浅析。首先，介绍了建筑结构检测的工程背景，其次分析了鉴定方法和检测技术，最后对建筑结构检测鉴定的标准和方法进行了分析。

关键词：建筑结构；检测技术；鉴定方法

中图分类号：TU312

文献标识码：A

文章编号：1009-2374(2009)03-0135-02

一、建筑结构检测的工程背景

20世纪70年代，建筑物检测鉴定与维修改造业发展速度开始加快，各国相应加大了建筑物维修改造的投资比例，行业规模迅速扩大。建筑物检测鉴定与维修改造业能够在当今的经济建设和社会发展中发挥日益突出的作用，与以下原因有关：

(一)建筑物要遭受各种灾害的侵袭

1．地震。这是迄今对建筑物破坏性最大的灾害，我国基本设防烈度达到7度、8度和8度以上的县市分别有700、200和30个左右，46％的城市分布在地震带上，273的大城市处于地震区。

2．火灾。在各类火灾中建筑火灾占80％左右，我国平均每年发生建筑火灾约3万起，直接经济损失约10亿元。

3．水灾。我国大陆海岸线长达1800km，70％以上的城市分布在沿海地带，每年海洋灾害造成的直接经济损失超过20亿元。

4．风灾。全球15％以上的人口居住在有热带暴风雨危险的地区，包括美国东南部、日本、菲律宾、我国沿海等地区。此外，还有爆炸、冰灾等灾害。这些灾害都会遗留下来大量遭受破坏或损坏的建筑物，它们需要通过技术手段进行可靠性检测、鉴定与维修改造加以修复和加固。

(二)工程建筑质量事故难以避免

20世纪80年代经济体制改革初期。工程建设规模迅速扩大，但管理体制不健全，技术力量薄弱，工程建设质量严重下滑。进入20世纪90年代以来，我国国民经济持续快速发展，工程建设一直保持着较大的规模，建设队伍膨胀迅速，但建筑业正处于向市场经济转轨的时期，法制尚不健全，市场竞争中不规范和不正当行为突出，工程建设质量一直成为人们关心的内容。

工程建设中所出现的质量事故同样需要通过技术手段进行检测、分析和评定并进行相应的处理。

(三)老旧建筑物的功能相对滞后

随着社会经济和文化的发展，人们对居住、工作环境的要求也在发生着变化，特别是对建筑空间、光照、通风、节能等方面的要求更是较过去发生了很大变化，这将导致相当数量的老旧建筑物功能标准滞后。

一定数量的建筑物的功能滞后是社会发展、科技进步的必然结果，是任何时期都必须面对的普遍问题，其解决途径之一是对老旧建筑物经检测、分析、鉴定后进行技术改造。

二、鉴定方法和检测技术

(一)鉴定方法

一般将建筑物的鉴定方法划分为三种：传统经验法、实用鉴定法、概率鉴定法。

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作出评价。该法鉴定程序简单，但由于受检测技术和计算工具的制约，鉴定人员难以获得较准确和完备的数据和资料，也难以对结构的性能和状态作出全面的分析，因此评判过程缺乏系统性。对建筑物可靠性水平的判断带有较大的主观性，鉴定结论往往因人而异，而工程处理方案多数偏于保守，造成浪费。

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调查、检查和测试，应用计算机技术以及其他相关技术和方法分析建筑物的性能和状态，全面分析建筑物所存在问题的原因，以现行标准规范为基准，按照统一的鉴定程序和标准，从安全性、适用性多个方面综合评定建筑物的可靠性水平。与传统经验法相比，该法鉴定程序科学，对建筑物可靠性水平的判定较准确，能够为建筑物维修、加固、改造方案的决策提供可靠的技术依据。

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。概率鉴定法是针对具体的已有建筑物，通过对建筑物和环境信息的采集和分析，评定建筑物的可靠性水平，评定结论更符合特定建筑物的实际情况。

(二)检测技术

检测技术是建筑物可靠性鉴定所依赖的重要工程技术，当前建筑物检测技术的发展呈现以下趋势。

1．检测内容趋于系统和深入。除了材料强度、构件尺寸和破损状况、结构变形和位移等，当前检测技术所测试的内容已扩展到材料、构件、结构的其他几何、力学性状以及物理、化学性状，如混凝土材料的含水率、水泥含量、氯离子含量、PH值和抗渗性，混凝土内部钢筋的位置、直径和锈蚀状态，构件内部裂缝、缺陷的发展，构件表面温度，构件的工作应力和静态、动态应变，结构动力特征和动力反应等。这些内容不仅涉及建筑物的安全性和适用性，也涉及建筑物的耐久性和使用寿命，检测内容的完善有助于人们更全面、深入地了解和掌握建筑物的性能和状况，为建筑物的可靠性鉴定提供更充足的依据。

2．检测方法日益先进和丰富。建筑物的检测方法发展较快，有很多技术已相当成熟，进入工程实用，如测试混凝土的回弹法、钻芯法、超声回弹综合法和后装拔出法，测试混凝土缺陷的超声法，测试钢材和焊缝缺陷的超声法、射线法、磁粉法、渗透法和涡流法，测试构件表面稳定的辐射测温法等。目前仍有许多机械、物理和化学的检测方法处于研究、开发之中，较为突出的包括测试混凝土强度的贯入阻力法和测钉压入法，监测混凝土裂缝、缺陷发展和测试混凝土强度、工作应力的声发射法，测试混凝土缺陷和钢筋位置的电磁法和放射线法，测试混凝土缺陷的红外线摄影法，测试混凝土含水率的电阻法、电容率法和中子散射法，测试混凝土水泥含量的中子活化法，测试钢筋锈蚀状态的自然电位法和线性极化等。

3．检测仪器集成化和智能化。集数据采集和分析于一体、功能齐全、操作简便的检测仪器更多地得到了开发和应用。如可自动对建筑物进行多踪时域分析和频域分析的动测设备，根据温差探测混凝土的龟裂、破损部位的红外热摄像仪，采用轮式电极测试混凝土内部钢筋锈蚀状况的电位差式钢筋腐蚀检测仪，自动确定混凝土裂缝分布、宽度、长度等的彩色图像分析系统等。检测仪器的集成化和智能化不仅提高了检测工作的效率，而且可在很大程度上减小测试、分析工作中的人为错误和误差。

三、鉴定标准

现有建筑物多数是依据过去的标准规范设计的，所隐含的可靠度水平和现行的标准规范不同，可靠度是否满足要求应以现行公认的可靠指标限值为基准制定建筑物可靠性评定的标准，遵循当前更为先进的设计思想建立结构力学分析和构件校核的方法，才能保证建筑物的可靠度符合现时的要求。

较为合理的方法是赋予评定标准以一定的弹性；如果现有建筑物的可靠指标仅在较小程度上低于当前规定的可靠指标限值，原则上予以接收，不必进行将加固或仅需局部处理；而不可接受的是那些可靠指标相差较大的建筑物，它们是加固改造的重点对象。

四、检测鉴定的方法

建筑物可靠性鉴定的对象是现实、特定的空间实体，所处的环境提供了可贵的历史和当前信息，有效地描述了建筑物和环境过去的变化轨迹和当前的性状。如混凝土材料当前的强度、构件当前的使用状况、结构曾经遭受到灾害、屋面构造层的实际荷重等，它们对于合理预测建筑物未来时间里的性能和各种作用有着非常重要的意义。建筑物可靠性鉴定应以建筑物和环境自身的信息为依据，与检测工程相结合，这是建筑物可靠性鉴定的一个显著特点。

由于建筑物是空间实体，并经历了一定时间的使用，结构材料、结构构件和结构体系实际的性能在使用过程中得到了历史的检验，并在一定程度上通过建筑物实际的状态表现出来。如变形、外观等状况。可直判定建筑物在目标使用期里的可靠性是否满足要求，这是一种基于状态评估的评定方法。在某些特定情况下。还可以采用基于载荷试验的评定方法，即通过现场或室内载荷试验直接判定结构构件的挠度、裂缝宽度。抗裂度或承载力等是否满足要求。这两种评定方法完全是在建筑物和环境提供的实证信息上的，是建筑物可靠性评定特有的方法。

总之，在现有建筑物的可靠性鉴定中，应明确其目标使用期和前提条件，着眼于建筑物和环境未来可能的变化。以现行标准规范为评定的基准，并赋予评定标准以一定对弹性，采用基于性能分析、状态评估或荷载试验的方法评定建筑物的可靠度水平。