鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷檢測新技術(shù)及其評估理論與方法.pdf

1、火災使鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)遭受突發(fā)性的巨大破壞，火災后，即使結(jié)構(gòu)沒有失效、倒塌，但肯定要受到損傷，承載力有不同程度的降低。為了確保修復工程的可靠性和經(jīng)濟性，使之盡可能減輕損失，盡快恢復使用，快速科學地對遭受高溫損傷的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)進行檢測鑒定和評估，是工程實踐中迫切需要解決的實際問題。因此，探索和研究鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷檢測新技術(shù)及其評估理論與方法具有重要的現(xiàn)實意義，亦是當今國際范圍內(nèi)的研究熱點。本文旨在研究探索鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火

2、災損傷檢測評估新技術(shù)，并創(chuàng)建科學的火災損傷評估理論與方法，為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷的診斷評估與修復加固提供科學依據(jù)。本文研究工作主要有以下六方面：1.鋼筋混凝土火災損傷紅外熱像檢測分析模型通過模擬火災實驗，分析研究鋼筋混凝土火災損傷對紅外輻射的影響規(guī)律，創(chuàng)造性地將紅外熱像技術(shù)應用于鋼筋混凝土火災損傷檢測鑒定，建立了鋼筋混凝土火災損傷紅外熱像檢測分析模型。根據(jù)該分析模型，可診斷鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷部位、推定混凝土表面受

3、火溫度以及推定混凝土強度損失率。在推定混凝土表面受火溫度的基礎上，可進一步進行構(gòu)件截面溫度場分析，進而鑒定混凝土構(gòu)件火災損傷深度。2.鋼筋混凝土火災損傷電化學檢測分析模型根據(jù)火災混凝土高溫相變中性化特征以及保護層中性化引起鋼筋表面鈍化膜破壞的現(xiàn)象，借鑒鋼筋銹蝕電化學原理，通過實驗研究，檢測分析與鋼筋鈍化膜變化密切相關(guān)的電化學參數(shù)：鋼筋表面電勢E2、銹蝕電流密度Icoor和混凝土電阻率Ep，建立了火災混凝土鋼筋損傷狀態(tài)電化學檢

4、測分析模型。據(jù)此可推定鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷過程中鋼筋部位的溫度場，鑒定鋼筋機械性能損傷狀況，以及混凝土中性化深度。3.混凝土火災損傷超聲波檢測分析模型超聲波是檢測混凝土缺陷較為有效的手段。混凝土火災損傷疏松層，破壞了混凝土的整體性，使得遭受損傷的混凝土的接收波形畸變嚴重，波幅和頻率值降低，實測的聲時值延長。根據(jù)這一基本原理，對混凝土遭受火災損傷前后進行聲時、衰減、波幅或頻率測量值進行相對比較，建立超聲波檢測分析模型，據(jù)

5、此可判斷混凝土火災損傷的狀況。單面超聲平測檢測混凝土損傷疏松層厚度，可作為火災混凝土損傷疏松層厚度的首要判據(jù)。4.混凝土構(gòu)件截面溫度場數(shù)值計算混凝土構(gòu)件的溫度場分析是其高溫力學分析和火災損傷評估的基礎。根據(jù)傳熱學原理，建立非穩(wěn)態(tài)熱傳導微分方程；利用有限差分法推導了常見結(jié)構(gòu)構(gòu)件溫度場的差分解法；編制了構(gòu)件截面溫度場計算程序(TFACM程序)，試驗驗證表明TFACM程序計算方法正確、運算過程穩(wěn)定、計算結(jié)果準確。本文程序提供了簡

6、捷、明了的VB可視化輸入輸出界面，簡潔直觀，可操作性強。本文程序提供的構(gòu)件截面溫度場分析方法，可作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災損傷評估和抗火分析的有效分析和計算手段。5.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷綜合診斷與評估模型在上述研究工作的基礎上，本文將紅外熱像分析模型、電化學分析模型、超聲波分析模型以及構(gòu)件截面溫度場計算模型按優(yōu)化配伍模式組合成綜合診斷與評估模型，使之多維信息互補、分析項目互補、分析結(jié)果的精度與廣度相結(jié)合、理論與實測相結(jié)合，所建立的

7、評估模型和判據(jù)相互組合、補充修正，使綜合分析結(jié)果更全面、更精確、更科學。6.鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷的診斷與評估方法主要闡述了本文擬定的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷的診斷與評估方法和程序。該方法將整個診斷與評估過程分為初勘、復勘、綜合診斷與評估三個階段。詳細闡述了各個階段主要的工作內(nèi)容和檢測結(jié)果分析評定的標準，并將鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災損傷的最終評估結(jié)果建議分成四個等級，同時制定了各等級的評定標準。應用本文的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)火災損傷