建筑结构检测鉴定与加固--建筑结构损伤机理与危害.pptx

建筑结构检测、鉴定与加固Inspection、appraisalandstrengthingofbuildingstructures第2章建筑结构损伤机理与危害2.1.1混凝土中的钢筋腐蚀世界一些国家的腐蚀损失,平均可占国民经济总产值的2%～4%;其中,被认为与钢筋腐蚀有关者可占40%（至今我国尚无确切统计数据)。美国1984年报道，仅就桥梁而言,57.5万座钢筋混凝土桥,一半以上出现钢筋腐蚀破坏,40%承载力不足和必须修复与加固处理,当年的修复费为54亿美元;1998年报道钢筋混凝土腐蚀破坏的修复费,一年要2500亿美元,其中桥梁修复费为1550亿美元(是这些桥初建费用的4倍);还有报道说,到本世纪末,美国要花4000亿美元用于修复和重建钢筋腐蚀破坏的工程。2.1.1混凝土中钢筋的锈蚀（1）钢筋电化学腐蚀机理（1）钢筋电化学腐蚀机理（1）钢筋电化学腐蚀机理（2）钢筋电化学腐蚀的动力和速度（3）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素－外在因素（3）影响钢筋电化学腐蚀的主要因素－内在因素知识点：氯离子锈蚀机理钢筋的化学锈蚀钢筋的应力腐蚀是电化学腐蚀和高应力复合作用结果。当钢筋中存在较高拉应力时电化学方面比低应力时活跃得多。如果因氯离子侵蚀形成蚀坑，则会形成明显应力集中。对于低韧性高强度钢筋而言，应力集中很难通过塑性变形消除，从而形成微裂缝，可能突然断裂而发生脆性破坏。没有任何征兆，一般发生在预应力混凝土构件中，破坏后果很严重。某立交墩柱钢筋锈蚀情况2.1.2混凝土的碳化混凝土碳化机理混凝土碳化深度公式混凝土碳化影响因素混凝土碳化深度合格性指标混凝土碳化深度计算（1）水泥用量影响系数（2）水水灰比影响系数（3）粉煤灰取代影响系数（4）水泥品种影响系数（5）集料品种影响系数（6）养护方法影响系数碳化深度小结我国作为拥有混凝土结构最多的国家，近年来关于混凝土碳化深度预测模型的研究也很多，理论模型与经验模型两类：碳化深度与碳化时间的平方根成正比。混凝土碳化深度预测方法碳化深度检测方法碳化处理方法2.1.3混凝土的腐蚀混凝土化学腐蚀（1）硫酸盐腐蚀硫酸钠、硫酸镁、硫酸氨等，有两个反应过程：混凝土化学腐蚀混凝土酸侵蚀碱－骨料反应碱－骨料反应海水侵蚀混凝土腐蚀防治措施2.1.4混凝土冻融破坏优点：取材广泛、造价低廉、施工简单等；缺点：开裂、渗漏及基础沉降。云南大理千寻塔，建于南诏时期，距今千年，为聚乙烯醇水泥压力灌浆法加固砖塔。荷载裂缝有：受压裂缝、受弯裂缝、局部受压裂缝、受拉裂缝以及受剪裂缝。荷载裂缝的出现，表明砌体承载力安全度不够，应及时进行加固。受压裂缝受拉裂缝砌体的温度裂缝温度变化所引起的裂缝，在砌体裂缝中所占的比例是最大的。温度裂缝的特点：一般对称分布；温度裂缝始自房屋的顶层，偶尔才向下发展；温度裂缝经一年后即可稳定，不再扩展。温度裂缝顶层斜裂缝砌体的沉降裂缝因地基不均匀沉降引起。一般呈450的斜裂缝。沉降裂缝的特点：1、多层房屋中、下部的裂缝较上部的裂缝大，有时甚至仅在底层出现裂缝；2、沉降缝向上指向哪里，那里下部的沉降量必然是较大的。长高比较大的砖混结构房屋,中部地基沉降大于两端时产生八字裂缝。房屋一端处在软土地基上或较差地基上，该端产生较大沉降而产生裂缝.地震引起的裂缝由钢板、热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢以及钢索为主材建造的工程结构，如房屋、桥梁等，称为钢结构。钢结构的发展简史公元65年，汉明帝时代建造了铁链悬桥——云南“兰津桥”建国以来钢结构的发展概况2003年中国钢铁行业产量、消费量均占世界第一。历史上钢产过亿吨国家仅有前苏联、美国和日本，过2亿吨由中国开创。耐热性较好，耐火性差2007年8月14日正在建设中的上海环球金融中心发生火灾钢结构防火保护措施71721.钢材的疲劳问题钢材在持续反复荷载下会发生疲劳破坏。在疲劳破坏之前，钢材内部并不出现明显的变形或局部的颈缩，钢材的疲劳破坏是脆性破坏。破坏机理是：钢材内部及其外表面有杂质和损伤的存在，在反复荷载作用下，在这些薄弱点附近形成应力集中，使钢材在很小的区域内发生较大的应变，于是在该处首先发生微裂，在反复荷载作用下，微裂扩展，前裂口发展到一定程度，应力超过钢材晶格间的结合力，于是发生脆断。钢材断裂时，相应的最大应力称为钢材的疲劳强度，疲劳强度与荷载循环次数等因素有关，结构工程中是以二百万次循环时产生疲劳断裂的最大应力作为疲劳极限。742.3.3钢材的脆性破坏问题2.低温脆断（冷脆）在常温下钢材本是韧性材料，随着温度的下降，钢材的强度略有提高而塑性和冲击韧性有所下降（变脆），当温度下降到某一数值（冷脆临界温度）时，钢材的冲击韧性突然急剧下降，试件断口发生脆性破坏，这种现象叫低温冷脆现象。氮、磷含量超标会降低钢材的冲击韧性，对冷脆有不利影响。3.应力腐蚀断裂和氢脆所谓应力腐蚀裂缝是指在