高密市工业厂房承重检测/厂房安全鉴定中心

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分析既有混凝土受弯构件承载性能首先应确定混凝土构件的材料性能和几何尺寸。一般情况下, 既有混凝土构件几何尺寸的变化相对较易检测和确定, 对此不做重点论述。既有混凝土构件中钢筋的力学性能根据以往的工程经验和实际试验研究可知若不存在钢筋锈蚀或腐蚀问题, 则钢筋的力学性能指标将不会发生变化, 即在分析既有混凝土受弯构件承载性能时可不考虑由钢筋力学性能变化引发的相关问题。
在实际混凝土工程中由于混凝土碳化、腐蚀环境、湿热变化、雨淋作用等因素的影响, 既有混凝土构件中钢筋存在不同程度的锈蚀现象。钢筋锈蚀主要有两种不同的表现形式, 即均匀锈蚀和局部锈蚀又称为点蚀或坑蚀。当钢筋表面钝化膜大面积破坏形成大阳极、小阴极的电化学反应时, 钢筋发生均匀锈蚀。这种锈蚀类型以大气环境下碳化引起的钢筋锈蚀居多。氯离子活性大, 容易吸附在钝化膜有缺陷的地方, 如位错区或晶界区等, 使钢筋表面的
钝化膜局部破坏, 构成一个大阴极、小阳极的活代钝化电池, 钢筋因此发生坑蚀。在实际工程中均匀锈蚀和局部锈蚀对既有混凝土构件力学行为的影响不同, 局部锈蚀对既有混凝土构件性能的危害较大。由于钢筋材料及外形的差别, 严格按均匀锈蚀和局部锈蚀分别计算锈蚀钢筋剩余截面是非常困难的。当钢筋发生均匀锈蚀时, 钢筋截面锈蚀率与重量损失率是一致的, 由于测量锈蚀后螺纹钢筋的直径非常困难, 且暂时还未见统一的标准, 故此, 通常用钢筋总体锈蚀率重量损失率W来计算锈蚀钢筋的剩余截面面积。

厂房承重安全检测——锈蚀构件的度分析

混凝土中的钢筋锈蚀是影响混凝土耐久性的较主要因素,钢筋锈蚀对混凝土影响主要表现为:锈蚀引起钢筋截面减小、锈蚀物膨胀引起顺筋裂缝、保护层剥落。这两种影响都会降低钢筋与混凝土的粘接协调工作,从而降低混凝土结构构件的承载力。
3.1、钢筋锈蚀的计算模型
钢筋的锈蚀是通过电化学机理进行的,通过反复的试验研究,国内外学者得出,影响钢筋锈蚀的主要因素可归纳为混凝土的状态及环境状态二因素。其中混凝土状态可描述为混凝土密实性、混凝土的液相pH 值、保护层厚度;环境状态可描述为混凝土所处环境的温度、湿度及氯离子的含量。钢筋的锈蚀发展程度在锈蚀引起钢筋混凝土保护层开裂前后是不同的,开裂前的发展通常较缓慢,而开裂后则发展较快,所以国内外学者普遍认为应把钢筋锈蚀分为混凝土保护层开裂前和开裂后两种计算模型。钢筋的锈蚀程度用钢筋锈蚀率ρ表示,国内有学者指出模型为下面两种 :
1) 混凝土保护层开裂前钢筋锈蚀率为:
ρ′前=WtW0=2135 PRH D0RK2CW0R2 - ( R + C - KC t ) 2 -( R + C - KC t ) arccosR + C - KC tR(15)
修正后的模型为:
ρ( t) = kρ′前=ρ1ρ′前( t0 )ρ′前(16)
式中,W0 为单位长度的钢筋重量;ρ1 为实测钢筋锈蚀率;
PRH为修正系数; D0 为氧气扩散系数; R 为钢筋原直径; C 为混凝土保护层厚度; Kc 为混凝土的碳化系数。

2) 混凝土保护层开裂后钢筋锈蚀率为:
ρ′后=WtrW0=Wcr + 11173 PRH D0 ( t - tcr )W0(17)
式中,Wcr为混凝土保护层开裂钢筋锈蚀率。修正后的模型为:
ρ( t) = kρ′后=ρ1ρ′后( t0 )ρ′后(18)
3.2、极限状态方程及度计算
钢筋锈蚀导致截面减小,粘结力降低,承载力下降及影响美观、适用,严重时会出现钢筋锈断现象,但作为耐久性考
虑的钢筋锈蚀问题主要通过钢筋锈蚀率来反映钢筋的锈蚀程度,因而我们采用“容许锈蚀率”这一概念,即钢筋锈蚀引起保护层开裂和粘结力都达到极限状态时的锈蚀率。在具体确定钢筋的容许锈蚀率时要经过实际试验综合分析构件承载力极限状态和正常使用极限状态两种情况。把钢筋锈蚀达到“容许锈蚀率”这一状态作为钢筋锈蚀的极限状态,因而钢筋锈蚀的极限状态方程可表示为:
z = [ρ] - ρ( t) (19)
式中,[ρ]为容许钢筋锈蚀率。
31211 　t0 时刻度计算
假设t0 时刻钢筋锈蚀率实测值服从正态分布,极限状态方程表示为:
z0 = [ρ] - ρ1 (20)

较终可求得t0 时刻的度指标为:
β0 =μz0σz0=[ρ] - μρ1σρ1(21)

一、单个构件的鉴定评级，应对其安全性等级和使用性等级进行评定，需要评定其性等级时，应根据安全性等级和使用性等级评定结果按下列原则确定：

1当构件的使用性等级为c级，安全性等级不**b级时，宜定为c级；其他情况应按安全性等级确定。

2位于生产流程关健性部位的构件，可按安全性等级和使用性条块结合中的较低等级确定或调整。

二、构件的安全性等级和使用性等级，应根据实际情况按下列规定评定：

1构件的安全性等级应通过承载能力项目（构件的抵抗力R与作用效应γ0S的比值R/γ0S）的校核和连接构造项目分析评定，构件的使用性等级应通过裂缝、变形、缺陷和损伤、腐蚀等项目对构件正常使用的影响分析评定。砼构件、钢构件和砌体构件的安全性等级和使用性等级的校核分析评定，应分别按本标准*6.2节至*6.4节的规定进行。

2当构件的状态和条件符合下列规定时，可直接评定其安全性等级或使用性等级：

1）已确定构件处于危险状态时，构件的安全性等级应评定为d级；

2）已确定构件符合本标准*6四条或*五条规定的条件时，构件的安全性等级或使用性等级可分别按*四条或*五条的规定评定。

3当构件不具备分析验算条件且结构载荷试验对结构性能的影响能控制在可接受的范围时，构件的安全性等级和使用性等级可通过载荷试验按本标准*6.1.3条的规定评定。

4当构件的变形过大、裂缝过宽、腐蚀以及缺陷和损伤严重时，除应对使用性等级评为c级外，尚应结合工程实际经验、严重程度以及承载能力验算结果等综合分析对其安全性评级的影响。

三、当构件按结构载荷试验评定其安全性等级和使用性等级时，应根据试验目的和检验结果、构件的实际状况和使用条件，按国家现行有关检测技术标准的规定进行评定。

四、当同时符合下列条件时，构件的安全性等级可根据实际情况评定为a级或b级：

1经详细未发现有明显的变形、缺陷、损伤、腐蚀，无疲劳或其他累积损伤。

2构件受力明确、构造合理，在传力方面不存在影响其承载的缺陷，无脆性破坏倾向。

3经过长期的使用，构件对曾出现的较不利作用和环境影响仍具有良好的性能。

4在目标使用年限内，构件上的作用和环境条件与过去相比不会发生变化。

5构件在目标使用年限内仍具有足够的耐久性能。