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灾后建筑抗震性能评估数据准确性如何保证检测质量

三方检测单位 2021-10-01

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灾后建筑抗震性能评估是保障震后人员安全、指导建筑修复或拆除的核心依据,而评估结果的可靠性完全依赖于检测数据的准确性——数据偏差哪怕10%,都可能导致对建筑“可修复”或“需拆除”的误判。如何从检测全流程入手,用技术、流程、管理手段保证数据准确性,进而提升检测质量,成为灾后抗震评估的关键课题。

明确检测指标体系:从抗震核心需求锚定数据维度

灾后建筑抗震性能的核心是“能否承受后续地震或正常使用荷载”,因此检测指标必须紧扣结构抗震的关键要素——结构完整性、材料力学性能、节点连接状况、整体变形程度。结构完整性方面,混凝土构件的裂缝宽度、深度及分布是重点:比如框架梁的斜裂缝可能提示剪切破坏,柱的水平裂缝可能是弯曲破坏,这些裂缝数据直接反映构件的损伤程度。材料力学性能中,混凝土立方体抗压强度、钢材屈服强度是基础:混凝土强度下降15%,构件承载力可能下降20%以上,而钢材屈服强度不足会导致构件提前进入塑性变形,丧失抗震能力。节点连接状况尤其关键,比如框架节点的箍筋间距、锚固长度,地震中节点容易因箍筋不足发生脆性破坏,因此检测时必须覆盖节点区域的钢筋配置情况。只有指标体系全面对应抗震需求,检测数据才不会“漏项”,避免因关键指标缺失导致评估错误。

比如某灾后框架结构,检测时只测了梁的混凝土强度,没测节点的箍筋间距,结果评估为“可修复”,但后续修复中发现节点箍筋间距远超规范要求(规范要求不大于200mm,实际为350mm),最终不得不加固节点,增加了成本——这就是指标体系不完整导致的问题。因此,检测前必须依据《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009等规范,明确每类构件的必测指标,确保数据覆盖抗震核心要素。

选择适配的检测技术:用技术精度对冲环境干扰

灾后现场环境复杂:废墟堆积导致部分构件无法接近,水电中断限制了部分设备使用,结构受损后表面不平整(比如混凝土构件表面有剥落、油污)。这时必须选择适配的检测技术,避免技术与环境不匹配导致数据偏差。比如测混凝土强度,若构件表面剥落严重,回弹法的结果会偏低(因为回弹值反映的是表面硬度,剥落导致表面不平整,回弹仪冲击能量损失),这时用超声回弹综合法更合适——超声法通过声速反映混凝土内部密实度,能弥补回弹法对表面状态的敏感;若构件表面有油污,红外热成像技术能穿透油污检测隐藏裂缝,因为裂缝处的热传导率与混凝土不同,会在热像图上显示为异常区域。

再比如测钢材的屈服强度,灾后现场无法使用实验室的万能试验机,这时用便携式里氏硬度计测硬度,再通过硬度-强度换算公式(比如低碳钢的硬度HB与屈服强度σs的关系:σs≈0.36HB)计算屈服强度,既便携又能满足现场需求。但要注意,换算公式只适用于特定钢种,检测前得确认钢材牌号,避免用错公式导致误差。

规范检测流程:从样本选取到操作执行的全链条管控

样本选取是检测的第一步,必须保证代表性。比如检测框架柱的混凝土强度,应选取不同楼层(1层、顶层、中间层)、不同位置(边柱、中柱、角柱)的柱,每个柱选取不少于10个检测点(根据《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T 23-2011,单个构件的测区数不应少于10个),不能只测1层的中柱——因为1层柱受荷载最大,损伤可能更严重,只测这部分会高估整体损伤;也不能只测顶层柱,会低估损伤。

操作执行要严格遵循规范。比如回弹法检测时,回弹仪要与被测面垂直,角度偏差超过5度会导致回弹值降低(比如角度为15度,回弹值会减少约2);测区要清理干净,去除表面的浮浆、油污,否则回弹仪的冲击头无法有效接触混凝土表面;超声检测时,耦合剂要涂均匀,避免出现气泡——气泡会反射超声波,导致声时测量偏大,进而计算的混凝土强度偏低。

比如某检测人员在测混凝土强度时,没清理测区的浮浆,导致回弹值比实际低3,计算的强度比实际低10MPa,结果评估该构件“承载力不足”,后来重新清理测区再测,结果符合要求——这就是操作不规范导致的误差,规范流程能有效避免这类问题。

校准检测设备:用计量溯源保证数据可信度

灾后检测设备可能经历运输震动、现场使用磨损,导致性能下降。比如回弹仪在运输中经过剧烈震动,弹簧的刚度会变化,导致回弹值不准确;超声仪的换能器可能因碰撞出现裂缝,导致声能发射效率降低。因此,检测前必须校准设备。

回弹仪的校准用标准钢砧,根据《回弹仪检定规程》JJG 817-2011,标准钢砧的回弹值应为80±2,若检测时回弹仪的读数偏差超过±1,必须调整弹簧刚度;超声仪的校准用标准混凝土试块(比如C30的标准试块,声速约为4000m/s),检测试块的声时,计算声速,若与标准值偏差超过±50m/s,必须校准设备的声时测量模块。

比如某超声仪在灾后检测前没校准,用它测C30混凝土的声速为3800m/s,比标准值低200m/s,计算的强度为25MPa,后来校准后再测,声速为4050m/s,强度为31MPa——设备校准与否直接影响结果的准确性。

交叉验证数据:用多源方法降低单一技术的局限性

单一检测技术有局限性。比如超声回弹法测混凝土强度,受混凝土碳化深度影响——碳化深度超过6mm时,回弹值会偏高(因为碳化层硬度比内部混凝土高),导致计算的强度偏高;这时用钻芯法验证,钻取直径100mm的芯样,测其抗压强度,能准确反映混凝土内部的强度,校准超声回弹法的结果。

再比如测结构的整体变形,用全站仪测顶层的水平位移(比如框架结构的层间位移角),再用应变仪测柱的局部应变——层间位移角反映整体变形,局部应变反映构件的受力状态,若全站仪测的位移角为1/500(规范限值为1/550),应变仪测的柱应变超过屈服应变(低碳钢的屈服应变约为0.002),说明构件已进入塑性变形,整体变形和局部应变一致,数据可信;若不一致,比如位移角符合要求,但应变仪测的应变超过屈服应变,可能是全站仪的测点数不够,或应变仪的粘贴位置不对,需要重新检测。

比如某灾后剪力墙结构,用超声回弹法测混凝土强度为C25,钻芯法测为C20,差异原因是超声回弹法没考虑碳化深度(碳化深度达8mm),后来修正超声回弹法的结果,与钻芯法一致——交叉验证能发现单一技术的误差,提升数据准确性。

记录与追溯:用全量信息还原检测场景

检测记录是数据的“档案”,必须详细、准确。比如检测点的位置要记录轴线编号(比如1轴/A列)、构件类型(框架柱)、楼层(3层);环境条件要记录温度(比如检测时温度为8℃,低于10℃,需按规范修正混凝土强度)、湿度(湿度大于80%会影响超声检测的声速);设备信息要记录回弹仪编号(HT-001)、校准时间(2023年10月1日)、超声仪编号(CS-005);还有现场照片——拍检测点的位置、清理后的测区、设备操作过程,视频记录检测的全流程。

比如某检测结果出现异常:某框架梁的混凝土强度为C15,远低于设计值C30,通过记录追溯,发现检测时温度为5℃,没修正,修正后强度为C20,还是偏低,再看现场照片,发现该梁表面有严重的冻害裂缝(灾后下雨,温度降低导致混凝土受冻),说明强度低是冻害导致的,不是原结构问题——记录能还原检测场景,解释数据异常的原因,避免误判。

人员能力管控:用专业素养避免人为失误

检测人员的专业能力是数据准确的“人因保障”。首先,人员必须有资质:比如注册结构工程师(能判断抗震关键构件)、检测师(熟悉检测技术和规范);其次,要接受灾后检测的专项培训:比如如何在废墟中寻找检测点(避开危险区域,比如倾斜的墙体)、如何处理现场的突发情况(比如检测时构件开裂,要及时撤离并标记该构件)。

比如某检测人员没经过专项培训,在检测某倾斜的框架柱时,没注意柱顶的砖块松动,砖块掉落砸坏了回弹仪,不仅导致检测中断,还差点受伤;而有经验的检测人员会先观察构件的稳定性,用支撑杆固定倾斜的构件,再进行检测,确保安全和数据准确。

还有,人员要具备判断能力:比如某框架节点的箍筋间距设计为150mm,检测时发现实际为250mm,有经验的检测人员会意识到这是抗震薄弱环节,会增加该节点的检测点(比如测箍筋的直径、锚固长度),而没经验的人员可能只记录间距,忽略其他指标——专业素养能保证检测覆盖关键环节,避免遗漏。

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