試論建筑結構的檢測和加固措施

賈仕軍

（大慶市金城建筑安裝工程有限公司，黑龍江 大慶166300）

建筑結構試驗檢測技術：建國初期建造的大量工業與民用建筑，服役期大都超過了50年，存在各種安全隱患。建筑結構試驗檢測技術是以相應的現行規范為依據、以實驗為技術手段，測量有關參數并能夠反映結構或構件的實際工作性能，為判斷結構的承載能力和安全儲備提供重要依據。建筑物在規定的時間內，在規定的條件下（正常設計、正常施工、正常使用和維護），應滿足安全性、適用性和耐久性的要求。

1 建筑結構檢測在我國的現狀

當需要對建筑物的施工質量進行評定時，或當建筑物因某種原因而不能滿足某項功能時，或對建筑物滿足某項功能的要求產生異議時，就需要對其整體結構或結構的某一部分或是某些構件進行檢測，一般需要對建筑物進行檢測、鑒定和加固處理的情況有：

因設計不周或有誤，如對建筑工程的地質、水文、地基情況了解不全，對地基承載力有過高的估計，從而少算或漏算作用于結構上的荷載；因設計人員受力分析概念不清、結構內力計算錯誤等；因施工質量不高，如混凝土強度低于設計等級的要求，鋼筋混凝土結構構件有孔洞、蜂窩、露筋現象，鋼筋力學性能與設計要求不符合等；砌體砌筑方法不當，從而造成通縫、空心砌塊不按設計要求灌筑混凝土芯柱。對一些重要的歷史性建筑、有紀念意義的建筑需要進行保護時，要對結構進行鑒定和加固；當對建筑物進行改建、擴建和加層時，需對原結構進行鑒定和加固。在對建筑物進行裝修中需對結構構件布置有重大改變而影響原結構受力體系時，應對結構進行鑒定和加固。在已有建筑附近進行深大基坑開挖，并且這種開挖會引起土體位移進而會對基坑周圍的已有建筑產生有害影響時，應對這些建筑進行鑒定和加固。這也是確保基坑周圍已有建筑的安全、確保基坑工程和新建工程順利進行的重要措施之一。我們按所檢的結構種類把建筑結構檢測方法分為：混凝土結構檢測（如：結構性能實荷檢測、混凝土強度回彈法、超聲波法、超聲回彈綜合法、取芯法、拉撥法）、砌體結構檢測（如：軸壓法、扁頂法、原位單剪法、原位單磚雙剪法、推出法、筒壓法、砂漿片剪切法，回彈法、點荷法、射釘法）、鋼結構檢測（如：結構性能實荷檢測與動測、超聲波無損檢測、射線檢測、渦流檢測、磁粉檢測、涂層厚度檢測、鋼材銹蝕檢測）和鋼-混凝土組合結構檢測（如：鋼管混凝土的強度與缺陷檢測）等。

2 我國建筑業的考察檢測基本設計思路與手法

設計思路首先考察建筑的壽命：耐久性——在一定的環境和使用條件下，隨著時間的推移，建筑物對病害及老化的抵抗而保持基本設計功能的能力。設計耐用年限——在正常使用維護條件下，建筑物不需做較大加固處理，就能保證結構安全和主要設計使用功能的年數，在結構設計中又稱為“設計基準使用年限”。使用壽命——建筑物或其重要部分從投入使用到廢棄不用的時間。建筑物的病害及根源：設計質量水平，特別是設計中對耐久性的考慮；建筑材料性質、質量滿足耐久性要求的程度；施工質量和水平、提高混凝土結構耐久性的工藝措施。建筑物使用所處的環境條件：主要是指大氣、地下水、工業環境腐蝕因素。

加固原因大致如下：建筑物年久失修，結構有損傷或破壞，不能滿足目前的使用要求或安全度不足；由于各種災害事件的影響使結構產生裂縫或者破壞；施工質量低劣，如混凝土強度等級低于設計要求，鋼筋混凝土結構構件有蜂窩、孔洞、露筋等缺陷，鋼筋力學性能不符合設計要求；或砌體砌筑方法不當，造成通縫，空心砌塊不按設計要求灌筑混凝土芯柱；或鋼結構的焊接質量或焊縫高度達不到設計要求。修復加固受損構件應著重從安全可靠、簡單易行及經濟合理三方面綜合考慮，加固后還需考慮對受損建筑的應力影響，同時注意被加固構件的施工方法及構造，確保加固構件可以與原結構共同工作。對受災建筑的構件進行修復的施工方法與正常建設建筑物是不同的，修復加固時出現一點差錯都可能導致受災建筑不能再被修復甚至是永久損壞，所以修復加固建筑構件時一定要確保精心施工，保證修復加固的質量。

3 檢測的后續——補修與加固的措施

3.1 加固連接方法的選擇

加固連接方法的選擇應綜合考慮結構加固的原因、目的受力狀態、構造及工作條件和原有結構采用的連接方法，一般可與原有結構的連接方法一致。在鋼結構常用的連接方法中，其連接的剛度，即破壞時抵抗變形能力的大小，依次為焊接、摩擦型高強度螺栓、鉚接和普通螺栓連接。一般應用剛度較大的連接加固比其剛度小的連接，在同一受力部位連接的加固中，不宜采用剛度相差較大的，如焊縫與鉚釘或普通螺栓共同受力的混合連接方法，但剛度較大的連接（如焊縫）承受全部作用力時除外。如有根據可采用焊縫和摩擦型高強度螺栓共同受力的混合連接。

3.2 焊縫連接的加固

可依次采用增加焊縫長度、有效厚度或兩者同時增加的辦法實現。不論采用哪種方法，都應對施焊前后和過程中焊縫連接強度進行計算。負荷下用焊縫加固結構時，應盡量避免采用長度垂直受力方向的橫向焊縫，如果在負荷下加固垂直于受力方向的橫向焊縫時，必須采取適當施焊工藝及安全技術措施，以免施焊中因焊件過熱引起的構件和其連接的承載能力急劇降低而導致事故的發生。當僅用增加焊縫長度、有效厚度或兩者共同的辦法不能滿足連接加固的要求時，可采用附加連接板的辦法，附加連接板可以用角焊縫與基本構件相連，也可用附加節點板與原節點板對接，不論采用何種方法，都需進行連接的受力分析并保證連接（包括焊縫及附加板件、節點板等）能夠承受各種可能的作用力。

3.3 螺栓和鉚釘連接的加固

螺栓或鉚釘因松動、損壞失效或連接強度不足需要更換或新增加固其連接時，應首先考慮采用適宜直徑的高強度螺栓連接。當負荷下進行結構加固，需要拆除結構原有受力螺栓、鉚釘或增加、擴大釘孔時，除應設計計算結構原有和加固連接件的承載能力外，還必須校核板件的凈截面面積的強度。當用摩擦型高強度螺栓部分更換結構連接的鉚釘，組成高強度螺栓和鉚釘的混合連接時，因同直徑的摩擦型高強度螺栓的承載力一般僅為鉚釘連接抗剪承載力的85%，為保證連接受力的勻稱，故應對稱地更換松動、損傷的鉚釘，即將缺損鉚釘和與其對稱布置的非缺損鉚釘一并更換。

4 結語

建筑結構試驗檢測對新建工程安全性能的評定起著重要作用，要真正科學而有效地對建筑物結構進行檢測與加固，只有充分了解了建筑物結構損害程度及受損部位，正確評估建筑受損程度，而且對于危舊房屋的更新改造、古建筑和受損結構的加固修復等提供直接的技術參數，加固施工應重視施工監測，才能保證施工質量和施工安全。

[1]袁海軍，姜紅.建筑結構檢測鑒定與加固手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，2003.

[2]工程安全鑒定與加固技術[M].2004.

[3]建筑結構檢測技術標準[S].2004.