浅谈房屋结构设计的检测

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　　 摘要：房屋结构检测是确保建筑设计可靠性的重要环节。对房屋进行结构检测，能够排除影响房屋正常使用的安全隐患。
　　关键词：房屋 结构设计 检测
　　
　　1 房屋结构的检测必要性
　　房屋建筑结构的设计涉及六种建筑结构，按梁、柱、墙等承重构件的建筑材料进行划分，是房屋设计可靠性的重要因素。在工程施工结束后要对房屋的结构进行检测，评定施工的质量，确保房屋结构设计中不存在安全隐患和漏洞，能够满足业主的功能需求。同时，在特定的环境或者时期也需要对房屋结构进行工程检测，以确保房屋结构能够满足某项功能的需要或者能够适应特定的环境、条件，保证已经使用一段时期的房屋的结构完好无缺陷，并对房屋的结构进行详细的检测，系统地验证房屋的功能性和安全性是否适应新的需要。一旦在房屋结构检测中发现整体结构或者局部结构中存在安全隐患，就需要对其进行加固处理，在加固处理无效或者成本过高的情况下，再对其进行拆除。
　　房屋结构的检测不仅仅关系着施工质量的高低，同时也关系着房屋主体的安全系数。只有对房屋结构进行详细的检测，才能排除安全隐患，防患于未然。同时，也确保房屋能够满足新的需求。
　　
　　2 房屋结构检测的对象
　　由于过去一段时期内建造的房屋数量较少，质量标准较为统一，因此以前检测的对象多是已经有一定使用年限的旧楼，检测的目的多数只是为了预测拆除的时间。随着经济的迅速发展，房屋建筑建设量增长很快，在建筑体制方面的弊端很快表现出来了，建筑材料种类越来越多，虽然种类丰富了，但是制造标准不一，质量参差不齐。同时，迅速发展的房屋建设领域也需要较多的施工人员和技术人员，需求的迫切导致在选择施工人员和技术人员的时候放低的门槛、降低了要求，导致了施工人员技术水平差异较大。因此大量不符合建筑标准和安全要求的房屋涌现出来，面对这样的新形势，对新建造的房屋进行检测势在必行。同时，随着建筑施工水平的不断提高，对旧楼的修复、加固技术也得到了发展，因此，对旧楼进行检测，可以及时发现安全隐患，对其进行加固、修复，以延长房屋的设计寿命。目前，重点检测的对象主要有以下几种：
　　2.1建筑结构设计有问题的房屋。建筑设计人员在设计之初就考虑不周，或者出现明显的错误。典型的考虑不周就如对工程水质情况了解不够全面，在计算建筑结构上的荷载的过程中少算、漏算了一部分荷载，或者过高地估计了地基的承载能力，同时建筑设计人员也有可能出现失误，对工程的受力分析错误。
　　2.2施工质量存在严重问题的房屋。施工质量较低甚至是出现严重问题的房屋，导致房屋结构出现强度不足的现象。这样的房屋施工质量不符合标准，在很多方面短斤缺两、粗制滥造。采用的混凝土材料、构建强度等级低于设计要求，构件存在孔洞、缝隙等结构缺陷，力学性能不符合设计要求，或者砌体砌筑方法不得当，造成通缝。再有空心砌块不按设计要求灌筑混凝土芯柱，或者钢结构的焊接质量或焊缝高度达不到设计标准等。
　　2.3存在使用、改造不当问题的房屋。使用过程中因为改造或使用的原因长期超过设计荷载致使房屋结构处于超负荷使用状态，第一有可能因为改造而造成结构的承载能力下降，特别是在改造过程中随意拆除承重墙或者打洞。第二有可能会因为超荷载使用而导致房屋结构出现变形、缺陷等安全隐患。
　　2.4使用环境的恶劣的房屋。房屋周围的环境条件对房屋结构不利，比如处在高温、温差较大、化学腐蚀、物理振动等条件下的房屋，结构容易腐蚀、变形。
　　2.5缺少维护和保养的房屋。房屋建好后没有得到定期的维护和保养，引起房屋的结构出现损伤或者破坏，降低房屋的安全系数，同时也影响房屋的功能。
　　2.6遭受意外事故破坏的房屋。由于各种意外事故比如地震、火灾等对房屋结构的损坏。
　　
　　3 设计结构检测的一般方法
　　随着房屋结构检测水平的发展，检测的内容不仅包括了建筑材料强度、构件尺寸和破损状况、结构变形和位移等，也扩展到了房屋结构的更多方面，材料、构件与结构的力学、电化学特性等都包括在内，通过测量钢筋导电能力，已经能判断钢筋的锈蚀状态；检测混凝土内部的钢筋的位置等。这些检测的内容大大扩展了房屋结构检测的作用，能够帮助人们更全面更深入的了解房屋的状况，确保了房屋的安全性和功能性，使得房屋的寿命更为持久、更加耐用。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。一般按照建筑结构类型的划分来分类待检测结构，主要的检测结构类型有混凝土结构检测、砌体结构检测、钢结构检测和钢一混凝土组合结构检测。
　　3.1 混凝土结构检测
　　l、超声脉冲法。利用超声脉冲通过混凝土时的反射、绕射和衍射的特定，来检测混凝土内部缺陷。这是检测混凝土最普遍的方法。向待检测结构混凝土发射超声脉冲，混凝土中一旦存在缺陷，就会使超声波发生绕射，通过测量传播的声速以及接受到的信号的波形，可发现结构混凝土中较小的缺陷。超声波在有缺陷的结构混凝土中传播，速度会慢于在正常结构混凝土传播的速度，同时波形中的波幅、频率也会发生相应的变化。通过对比标准结构混凝土的波形、波速，就可以参考得出测量的结构混凝土存在的缺陷以及缺陷的严重程度。这种方法由于其无损、方便、准确可靠等特性，在房屋结构检测中应用广泛，为房屋的加固与修复提供了可靠的证据。
　　2、回弹法。混凝土的抗压强度和表面硬度存在一定的相关关系，因此利用回弹仪大忌混凝土，通过回弹仪读出的回弹高度，就能反映混凝土的表面硬度。通过表面硬度与抗压强度对应的关系，就能间接计算出混凝土的抗压强度。虽然检测精度不高，但是方法的优势明显：设备简单、操作方便、测试迅速，以及检测费用低廉，且不破坏混凝土的正常使用，故在现场直接测定中使用较多。但是该法也有其局限性，表层及内部质量有明显差异的混凝土构件，或内部存在缺陷的混凝土构件以及特种成型工艺制作的混凝土，都不能适用。这使其检测范围大大缩小。
　　
　　3.2 钢结构检测
　　l、表面硬度法。对已经建成的钢结构，一般采用表面硬度法来间接检测其强度、屈服强度。测定时，锤击硬度计纵轴顶部，由硬度计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。测定钢材的极限强度后，可依据同种材料的屈强比计算得到钢材的屈服强度。
　　2、超声法检测钢材和焊缝缺陷。超声波脉冲经换能器发射进入被测材料传播时，当通过材料不同界面(构件材料表面、内部缺陷和构件底面)时，会产生部分反射。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。由缺陷反射波与起始脉冲和底脉冲的相对距离可确定缺陷在构件内的相对位置。如材料完好内部无缺陷时，则显示屏上只有起始脉冲和底脉冲，不出现缺陷反射波。
　　
　　3.3 砌体结构检测法
　　使用无损检测试验方法来检测砌体结构，能够最大程度地还原切体结构的真实状况，取得较为准确、科学的数据，避免在取样过程中对样品造成的损伤和破坏。因此，在现场检测中，取样进行抗压强度试验的方法已经逐步淡出了房屋结构检测的领域，而无损、半破损的方法逐渐成为砌体结构检测的主流，在实际房屋检测中受到检测人员的青睐，在工程应用中日益广泛。砌体结构的检测方法可分为直接检测法和间接检测法两种。
　　3.3.1直接检测法
　　(1)取样检测法。可利用切割法或者取芯法取得砌体结构中的样品，切割法取得的样品过于庞大，一般不适用于普通的房屋结构检测，多用于事故现场的检测。而取芯法对样品的破坏较大，造成测量的误差较大。两者缺点都很明显，因此房屋检测中较少应用。
　　(2)原位检测法。这种检测方法有扁顶法、原位轴压法和原位剪切法等。原位轴压法是用原位压力机在烧结普通砖墙体上进行抗压测试，检测砌体抗压强度的方法。
　　(3)动测法。动测综合法是振动反演理论在工程上的应用。在脉动、起振机共振、自由释放或冲击等激振方式的作用下，通过测量砌体结构的频率和振型等参数，根据系统识别理论得到层间刚度，推算出各层砌体轴心抗压强度，此法从房屋整体出发，不仅能得到砌体的强度，鉴定房屋的质量，便于对房屋进行安全性评定，随着检测仪器技术的改进，算法的优选，结果的精度不断提高，很有发展前途。与静载测试相比，动力测试具有简便、对结构不造成新的伤害等优点，特别当有可供对比数据利用时其优势十分明显。
　　
　　3.3.2 间接检测法
　　(1)冲击法。根据经验可推导出单位功表面积增量和抗压强度的关系公式，在应用中测量破碎所需要做的功，以及新产生表面积，即可求得砂浆或砖块试样的强度。
　　(2)推出法。只测量单砖一个面，其余面的砂浆都清除干净，用千斤顶将其顶出，极限状态下可测得砖与砂浆的粘接抗剪强度，根据一定的对应关系，可得抗压强度。
　　
　　引用：
　　[1] 刘飞雁,某办公楼的检测、鉴定和加固[J],《内蒙古科技与经济》,2009(23)
　　[2] 黄迪,浅议建筑混凝土质量检测[J],《中国高新技术企业》,2010(5)
　　[3] 黄红兵,浅谈建筑结构设计的检测[J],《中国科技博览》,2009(19)
　　

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