石建慧
【摘要】在建筑行业不断发展的同时,我们也看到了很多潜在的安全隐患,建筑工程质量检测决定了工程质量的高低,且避免了工程成本的过度消耗,维护了建筑物的结构安全。建筑工程质量检测作为专门的质量监督部门,要提高认识,重视建筑工程质量检测,及时发现问题并尽快解决,以保证工程施工质量。
【关键词】建筑结构;检测;问题
前言
工程结构在长期使用过程中,在内部的或外部的、人为或自然的因素作用下,随着时间的推移,将发生材料老化与结构损伤,这是一个不可逆转的客观规律。这种损伤累积将导致结构性能劣化、承载力下降、耐久性能降低。如果能够科学地评估这种损伤的规律和程度,及时采取有处理措施,可以延缓结构损伤的进程,达到延长结构使用命的目的。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。特别是最近20多年,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。
1结构检测鉴定标准发展相对滞后
现行的建设标准规范的相关准则大多是针对拟建工程的设计和新建工程的验收而言的,即针对设计、施工阶段的技术行为进行规定,对于在建工程的技术标准几乎是应有尽有。而针对既有建筑检测鉴定的标准发展相对滞后,标准数量少,有些专业尚存在空白,远不能自成体系,且各标准的编制原理与方法不一致,部分内容交叉、重复甚至矛盾,标准之间的协调性较差。目前对既有建筑检测鉴定不得不依据新建建筑的标准,并不能充分反映既有建筑的特点和要求。
既有结构的检测、鉴定规范是相互分离的。既有结构的鉴定不同于拟建结构的设计,鉴定的整个过程都不能脱离客观存在的鉴定个体,鉴定是建立在对既有结构进行现场检测基础上的。通常对于一个检测项目会有不止一种的检测方法,而每种检测方法又可能对应不同的检测精度以及数据处理方法,如只用回弹法检测出的混凝土强度和用超声回弹综合法并经混凝土芯样修正得到的混凝土强度,两者之间显然存在着不同的检测误差,在这种情况下,就应该充分考虑不同的检测方法对鉴定结果的影响。
既有结构或构件的承载能力验算在我国仍然沿用设计规范。如我国《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292一1999)规定,当验算被鉴定结构或构件的承载能力时,结构上作用的分项系数及组合系数,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》的规定执行。而《建筑结构荷载规范》规定的作用分项系数及作用组合系数是以拟建结构为对象确定的,对既有建筑结构并不完全适合。
2没有考虑既有结构的损伤累积
现行的结构鉴定技术规范中的基本假设仍沿用拟建新建筑设计规范,即假设材料、结构无缺陷、无损伤的理想化假定。如果说拟建新建筑物设计为了简化而作了这种理想化假定可理解的话(实际上这也是有待改进的),那么,既有建筑特别是老建筑明显存在许多缺陷、老化、疲劳和腐蚀等各种损伤,对其进行可靠性鉴定时理应放弃无损伤的理想假定。
3对稳定问题没有给予充分重视
结构安全问题通常由强度、变形和稳定三个要素构成,只是对于不同的结构、不同的外界作用,三个因素的侧重点不同。据相关资料统计分析,在所倒塌的建筑工程中,高达36%左右的案例是由于结构失稳造成的,因此稳定问题在结构安全中占有非常重要的作用。然而,建筑物鉴定与加固规范中,关于稳定问题的条文或相关论述内容是很少的(我国仅在钢结构、薄壳等少数设计规范有数量不多的结构稳定内容),有些地方甚至是空白。
4没有形成科学实用的体系可靠性评价方法
工业厂房的可靠性鉴定主要采用的是《工业厂房可靠性鉴定标准》(GB144-90)中提出的传力树方法。对于单棵传力树,该标准规定:取树中各基本构件等级中的最低评定等级,即将单棵传力树模拟成串联结构体系来评估。只要传力树中的某一基本构件失效,整个传力树就算失效。将传力系统形象化,能清晰地显现出树中各个部分所处的地位及其作用,表示构件之间、构件与系统失效之间的内在联系,但传力树方法不能反映结构体系失效模式的多样性。对于十分复杂的结构,划分传力树有时比较复杂,工作量大,而且传力树的划分也没有统一的标准,因此每个人评价的结果可能不一致,容易产生分歧。民用建筑可靠性鉴定主要采用的是《民用建筑可靠性鉴定标准》(GB50292-1999)。该标准给出了民用建筑可靠性鉴定评级的层次、等级划分,从单一构件到一類构件,到一个单元,直至整个结构体系都给出了具体的评级方法和过程。民用建筑可靠性鉴定评级根据其地基基础、上部承重结构和维护系统承重部分等的等级,以及与整幢建筑有关的其它可靠性问题进行评定。在上部承重结构子单元安全性评定中,分别评定各种构件的安全性等级、结构整体性等级,以及结构侧向位移等级。然而,上述方法没有考虑构件的重要性系数。
图1框架结构
如图1所示的框架结构,若梁L1的等级为du级,则根据现有的标准,该结构体系应该评为D级,但梁L1破坏只对最上层的局部影响较大,对整个结构影响并不大,评为D级显然和实际情况有较大差异。
5缺乏既有结构剩余使用寿命的预测
既有结构的寿命评估涉及到结构的耐久性问题。在实际工程中,结构工程师经常会面临这样的问题,即结构在使用若干年后,在限定的使用条件和正常维护条件下,无需采取补强、加固等措施,结构还能继续保持其预定功能的时间。这应该也是检测鉴定规范要回答的问题之一。以钢筋混凝土结构为例,影响其耐久性的因素可分为混凝土质量降低和钢筋锈蚀,混凝土质量降低和钢筋锈蚀将导致结构承载能力的下降。
结束语
既有建筑结构质量检测还存在一些有待完善的问题,如:结构检测鉴定规范发展相对滞后、结构的损伤累积、结构的稳定安全性、科学实用的体系可靠性评价方法、既有结构剩余使用寿命的预测等。在这些方面还需要做进一步的深入研究,尤其在既有建筑的检测、鉴定、加固的统一标准,信息的采集和结构不确定性处理问题,结构鉴定的损伤理论,结构稳定性检测鉴定等方面。在现有的可靠性鉴定中,一定要考虑结构的损伤累积,对结构的稳定安全性给予足够重视,对既有建筑结构剩余使用寿命的准确预测,形成科学、实用的体系可靠性评价方法。
参考文献
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