无损检测结构的评估

这篇文章描述了无损检测可以帮助结构工程师在现有建筑物的结构状态评估,如车库、公寓等设施。

结构状态评估通常指的是收集的过程观察和数据对现有结构的条件系统的和科学方法。根据专业工程师安大略省指南”结构状态评估的现有建筑和指定的结构”(PEO, 2016年11月)、结构状态评估是在专业工程的实践。它主要是两类:

• 初步评估
• 详细的条件评估

根据评估的目标条件,身体状况的结构,和建筑配置,评估方法可能不同。例如,可以是有限的非侵入性的评估目视检查只有在初步评估(主要),或者可能需要侵入性和破坏性的方法来获得样品(主要是在详细的条件评估)。

使用无损检测结构状态评估是一种常见的做法。多元技术的方法使用不同的无损检测方法可以帮助工程师在不同的工程应用,并以不同的方式。在本文中,我们将简要地回顾一些最常见的挑战在评估现有的结构工程师的脸。我们将回顾各种无损检测方法如何帮助工程师获得不同的材料、机械和持久性属性信息和结构组件。

结构状态评估

一个可靠的结构评估严重依赖于严格的条件观察,收集准确的数据可以充分描述结构的现有条件,调查。在这一过程中,工程师们正在寻找的迹象缺陷和结构元素的痛苦在第一步。近距离视觉元素的检验提供了一种有效的方法快速筛选的结构体系。然而,这并不提供任何材料的属性信息,或隐藏的次表面缺陷。以下总结了一些感兴趣的最重要的问题是结构工程师:

1 -结构细节

为了评估结构体系的承载能力,工程师必须获得准确信息的大小和配置现有的元素。下面列出了其中一些重要的细节:

• 横截面尺寸
• 钢筋尺寸
• 钢筋间距和模式
• 混凝土保护层厚度
• 混凝土元件厚度与访问只有一面
• 位置/后张肌腱筋预应力混凝土梁和板。

目视检查和磁带测量可以帮助确定访问的总横截面尺寸结构组件。然而,它并不提供关于地下组件的信息。

非破坏性测试可以用来帮助工程师更好的理解这些细节。例如,探地雷达(GPR)可以用来准确地定位钢筋。这是一个快速,成本效益和100%的非侵入性的方法。GPR可以帮助核查人员和工程师确认竣工强化,识别顶部和底部钢筋位置(即在板和墙),并找到横向钢筋的配置。例如,如果结构工程师需要验证钢筋的间距在潜在的塑料铰链区,GPR可以帮助验证箍筋的间距。

测试混凝土超声检测的另一个重要群体。超声波方法等超声波脉冲回波可以用来预测混凝土的厚度与单面访问元素。这是重要的在隧道衬砌,树干下水道和桥台的墙壁。评估衬砌的厚度可以帮助工程师在评估整体实力和更高的精度。

2 -结构完整性和缺陷

表面和次表面缺陷会影响结构完整性。获取信息是很重要的潜在问题的结构组件。下面是一个重要的缺陷,可能影响结构性能的列表。

• 混凝土裂缝
• 在混凝土孔隙
• 在混凝土板分层,大桥等。
• 债券发行(新老混凝土)
• 质量差的材料(蜂窝)
• 混凝土恶化(Alkali-Silica反应、风化混凝土等)

无损测试方法对结构状态评估可用于评估结构完整性和定位潜在的结构缺陷。混凝土的超声检测提供了一个有效的方法来评估混凝土材料,并在混凝土结构裂缝深度。超声波脉冲速度(UPV)可用于评价混凝土材料的质量,以及研究裂纹深度。测试还可以用来识别地下缺陷,和空洞在混凝土元素,如混凝土板、混凝土墙。如果工程师有兴趣评估混凝土的质量在关键位置,如列基地,或剪力墙,这种方法可以帮助。另一个应用程序是当混凝土板受其他领导或活载。测试的可靠性提供了一个很好的工具来研究现有新加载条件下混凝土元素。在钢结构中,超声检测可用于评估硬度、锚杆的焊接质量和条件。

3 -混凝土材料的强度

详细的结构状态评估理论的一个关键方面是评估结构成员的能力。除了横截面尺寸,工程师经常寻找方法来帮助他们在评估材料的强度。在混凝土结构,开发和使用适当的方法来估算混凝土强度一直是一个热门话题在过去的二十年里。已经几次关联与结果不同混凝土强度无损检测方法。

是使用最广泛的方法回弹锤(施密特锤)测试。同时据报道,没有理论的混凝土强度之间存在相关性,反弹数,测试通常用于比较评估的力量。此外,通过开发一个特定项目的反弹数量与混凝土强度之间的相关性,可以显著减少侵入性测试的数量。

另一个主要的非侵入性的测试,不是100%,拉拔力测试,测试结果可用于评价混凝土的抗压强度。

4 -腐蚀检查和监控

腐蚀通常被观察到在现有钢筋混凝土结构。当执行结构性条件评估,工程师需要找到合适的回答以下三个问题:

• 结构的当前状态是什么?
• 腐蚀速率是多少?(腐蚀动力学)
• 剩余的容量和使用寿命是多少?

无损检测长期以来一直用于钢筋混凝土结构的腐蚀检测和监控。(腐蚀检测的无损检测方法)的研究人员已经开发出各种工具和方法评估钢筋混凝土结构腐蚀活动。

半电池腐蚀电位映射是一个快速的无损评价方法在混凝土结构腐蚀的可能性。它可以用来评估的概率活跃的腐蚀。测试的简单性使它流行的大面积进行检查,如停车场板和甲板的桥梁。测试也可以用来验证修复混凝土结构的质量。

腐蚀速率测量将添加一个新的信息方程。腐蚀速率测量可用于评估发生的腐蚀速度。这通常是每年报告为截面损失。腐蚀速率可以确定通过侵入性和非侵入性的程序。大多数商业设备工作基于估计极化电阻,半电池电位的变化在哪里应用电流/电压下测量。

表面电阻率是另一个重要的测试,提供了混凝土材料的导电率的信息。测试可以帮助评估混凝土的电阻对激进的代理商,如氯离子。

从这些测试获得的信息可以用于确定结构的剩余使用寿命。

5 -地下空洞

空洞在混凝土板级在旧混凝土建筑是一个常见的问题。下面的土壤可能已经褪色随着时间的推移,留下空洞和空心区域可能影响安全性和可靠性。脉冲响应方法是一个伟大的非破坏性方法无效的调查在混凝土板等级。

另一个重要的问题是空洞和凹陷在隧道混凝土衬砌,下面和树干下水道。水可以洗掉土壤下面衬,留下空白。超声脉冲回波和超声断层扫描可以用来评估地下空洞的程度。

侵入性的方法

而非侵入性的方法通常是首选,有些情况下,工程师需要仔细看看细节。以核心样本或切割钢筋混凝土结构成为必要为了评估材料的某些力学性能。

多元技术结构状态评估方法

使用的组合无损检测结构状态评估可以帮助工程师收集关键信息存在的缺陷有更好的精度。这些测试的主要优势是,他们是重复的,并且可以用于定期检查和监控。如果一个或两个进行的测试表明,现有的问题,将提高诊断的准确性。此外,这些测试可以互补的好方法。例如,探地雷达扫描和超声断层扫描可以结合收集的信息结构厚度等细节元素,配置钢筋和次表面缺陷的存在。

另一个很好的例子,多使用半电池腐蚀电位映射,表面电阻率,覆盖厚度测量,可以帮助工程师参与情况调查的桥梁。