工程结构鉴定与加固复习题

一. 名词解释

1.混凝土碳化：空气中ＣＯ２气渗透到混凝土内，与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水，使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化，又称作中性化。

2.混凝土碱集料反应：是指混凝土原材料中的碱性物质与活性成分发生化学反应,生成膨胀物质(或吸水膨胀物质) 而引起混凝十产生内部自膨胀应力而开裂的现象。

4.混凝土冻融循环：冷库温度在0℃以上的时间较长，使结构体表面的冰霜融化成水滴，水分将沿着结构表面的孔隙或毛细孔通路向结构内部渗透；当库温降低为0℃以下时，其中的水分结成冰，产生膨胀，膨胀应力较大时，结构出现裂缝。结构件表面和内部所含水分的冻结和融化的交替出现，称为冻融循环

5.地基失稳：失稳是稳定性失效,也就是受力构件丧失保持稳定平衡的能力,比如指结构或构件长细比（如构件长度和截面边长之比）过大而在不大的作用力下突然发生作用力平面外的极大变形而不能保持平衡的现象。地基失稳就是地基稳定性失效。

6.钢结构探伤：探测钢结构的裂纹或缺陷

7.混凝土碳化深度：混凝土碱度降低的程度。

8．可靠性鉴定：产品在规定的条件下、在规定的时间内完成规定的功能的能力的鉴定。

二. 简答题

1.概述常用的混凝土结构加固方法。

答：1.加大截面加固法

加大截面加固法是在构件外部外包混凝土，增大构件截面面积和配筋量的一种加固方法，从而达到提高构件承载能力的目的。

2.外包钢加固法

外包钢加固法是以型钢（一般为角钢）外包于构件四角（或两角）以加强其受力性能的加固方法。

3.预应力加固法

预应力加固法即采用外加预应力钢拉杆或撑杆对结构进行加固的方法，通过施加预应力使拉杆或撑杆受力，影响并改变原结构内力分布，从而降低结构原有应力水平并提高结构的承载能力。

4.粘贴钢板加固法

粘钢加固法是在混凝土构件表面用特制的建筑结构胶粘贴钢板，使其共同工作整体受力，以提高结构承载力的一种加固方法。

5.增设支点加固法

增设支点加固法是通过增设支承点来减小结构计算跨度，改变结构内力分布并提高其承载能力的加固方法。

6.粘贴碳纤维材料加固方法

与传统加固方法和加固技术相比，碳纤维材料加固混凝土结构具有以下技术优势:高强高效，施工简捷，施工周期短，施工机具少，操作简单，具有极佳的耐腐蚀性和耐久性，适用面广，施工质量容易保证，对结构的影响小。

7.防腐高强钢丝加固方法

防腐高强钢丝加固方法是利用镀锌钢绞线和防腐砂浆组成的复合材料对混凝土构件进行补强，两种材料在加固中起着不同的作用，防腐高强钢丝起到增强的作用，防腐乳砂浆起到锚固钢丝和保护层作用，使其共同工作整体受力，以提高构件承载力的一种加固方法。

8.置换混凝土加固法

该法的优点与加大截面法相近，且加固后不影响建筑物的净空，但同样存在施工的湿作业时间长的缺点；适用于受压区混凝土强度偏低或有严重缺陷的梁、柱等混凝土承重构件的加固。

2.概述常用的砌体结构加固方法。（25分）

答：2.1钢筋混凝土外加层加固法

该法属于复合截面加固法的一种。其优点是施工工艺简单、适应性强，砌体加固后承载力有较大提高，并具有成熟的设计和施工经验；适用于柱、带壁墙的加固；其缺点是现场施工的湿作业时间长，对生产和生活有一定的影响，且加固后的建筑物净空有一定的减小。

2.2钢筋水泥砂浆外加层加固法

钢筋水泥砂浆外加层加固法是指把需加固的砖墙表面除去粉刷层后，在砖墙两面附设φ

4~8mm的钢筋网片，然后抹水泥沙浆面层的加固方法如图1所示。

该法属于复合截面加固法的一种。其优点与钢筋混凝土外加层加固法相近，但提高承载力不如前者；适用于砌体墙的加固，有时也用于钢筋混凝土外加层加固带壁柱墙时两侧穿墙箍筋的封闭。

2.3增设扶壁柱加固法

混凝土扶壁柱的形式如图2所示。混凝土扶壁柱与原墙体的连接是十分重要的。

该法属于加大截面加固法的一种。其优点亦与钢筋混凝土外加层加固法相近，但承载力提高有限，且较难满足抗震要求，一般仅在非地震区应用。

3适用于砌体结构的间接加固方法

3.1无粘结外包型钢加固法

用水泥沙浆将角钢粘贴于受荷砖柱的四周，并用卡具卡紧，随即用缀板与角钢焊接连成整体，去掉卡具，粉刷水泥浆以保护角钢如图3所示。

该法属于传统加固方法，其优点是施工简便、现场工作量和湿作业少，受力较为可靠；适用于不允许增大原构件截面尺寸，却又要求大幅度提高截面承载力的砌体柱的加固；其缺点为加固费用较高，并需采用类似钢结构的防护措施。

3.2预应力撑杆加固法

该法能较大幅度地提高砌体柱的承载能力，且加固效果可靠；适用于加固处理高应力、高应变状态的砌体结构的加固；其缺点是不能用于温度在600℃以上的环境中。

4砌体结构构造性加固与修补

4.1增设圈梁加固

当圈梁设置不符合现行设计规范要求，或纵横墙交接处咬搓有明显缺陷，或房屋的整体性较差时，应增设圈梁进行加固。

4.2增设梁垫加固

当大梁下砖砌体被局部压碎或大梁下墙体出现局部竖直裂缝时，应增设梁垫进行加固。

4.3砌体局部拆砌

当房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影响承重及安全时，可将破裂墙体局部拆除，并按提高砂浆强度一级用整砖填砌。

4.4砌体裂缝修补

在进行裂缝修补前，应根据砌体构件的受力状态和裂缝的特征等因素，确定造成砌体裂缝的原因，以便有针对性地进行裂缝修补或采用相应的加固措施。有水泥沙浆填缝修补、配筋水泥砂浆填缝修补、灌浆修复等方法。

4.预应力加固法有哪些优点？ 答：该法能降低被加固构件的应力水平，不仅使加固效果好，而且还能较大幅度地提高结构整体承载力；适用于大跨度或重型结构的加固以及处于高应力、高应变状态下的混凝土构件的加固。

5.简述粘贴钢板加固法的施工工艺流程？ 答：混凝土和钢板表面处理 → 加固构件卸荷 → 配胶 → 粘贴 →固定与加压 → 固化 → 检验 → 防腐处理

6简述钢结构加固方法有哪些?答：减轻荷载、改变计算图形、加大原结构构件截面和连接强度、阻止裂纹扩展等。

三. 问答题

1.钢筋腐蚀对结构有何危害？

钢筋腐蚀对结构受力影响变化过程见表l。

总的说来，由于钢筋与混凝土交界面上钢筋锈胀力的存在，导致混凝土产生顺筋裂缝，甚至使混凝土保护层剥落，使构件截面有效面积减小，更重要的是使钢筋与混凝土间黏接性能退化；同时，由于钢筋锈损，其截面面积减小，延性降低，力学性能退化，使结构或构件受到不同程度的损伤。混凝土中钢筋锈蚀会使构件的承载力下降，使结构的性能劣化。

2.怎样防止钢筋腐蚀？

第一类是内部措施，主要是提高混凝土及其钢筋自身的防护能力，如采用高性能混凝土和特种钢筋(如不锈钢钢筋)；第二类被称作外部措施，主要包括混凝土外涂层、钢筋涂层、阴极保护及钢筋缓蚀剂。

3.混凝土结构中钢筋腐蚀的机理是什么？

钢筋混凝土结构中的钢筋腐蚀主要是电化学腐蚀，这是由于混凝土空隙中的水分通常以饱和的氢氧化钙的溶液形式存在，其中还含有一些氢氧化钠和氢氧化钙，pH值为12．5。在这样的强碱性的环境中，钢筋表面形成钝化膜，阻止钢筋进一步腐蚀。但是，当钢筋表面的钝化膜受到破坏，成为活化态时，钢筋就容易腐蚀。呈活化态的钢筋表面所发生的腐蚀反应的电化学机理是，当钢筋表面有水分存在时，就发生铁电离的阳极反应和溶液中氧还原的阴极反应，相互以等速度进行，其反应式如下：

—阳极反应 2Fe－4e→2Fe2．

—阴极反应 O2+2H2O+4e→4OH¯

腐蚀过程的全反应是阳极反应和阴极反应的组合，在钢筋表面析出氢氧化亚铁，其反应式为

2Fe+O2+2H2O→2Fe2+40H¯→2Fe(0H)2

4Fe(OH)2+O2+2H2O→4Fe(OH)3

该化合物被溶解氧化后生成氢氧化铁Fe(OH) 3，并进一步生成nFe2O3·mH2O (红锈)，一部分氧化不完全的变成Fe3O4 (黑锈)，在钢筋表面形成锈层。红锈体积可大到原来体积的4倍，黑锈体积可大到原来的2倍。铁锈体积膨胀，对周围混凝土产生压力，将使混凝土沿钢筋方向开裂，进而使保护层成片脱落，而裂缝及保护层的剥落又进一步导致钢筋更剧烈的腐蚀。

4.影响钢筋腐蚀的主要因素有哪些？

1．1 氯离子侵蚀

在混凝土中Cl¯与其他离子相比更容易被吸附，所以，钢筋钝化膜附近Cl¯浓度相对较高，根据电中性原理，OH¯的浓度会相对较低，发生局部酸化，当氯离子聚集到一定程度时钝化膜就会破坏，从而使钢筋发生腐蚀。

1．2 混凝土的中性化

当混凝土中的pH

1．3 冻融破坏

冻融破坏会使混凝土孔隙率增大、产生裂缝甚至保护层脱落．从而削弱混凝土对钢筋的保护作用，使钢筋更容易发生锈蚀。

1．4 碱一骨料反应

碱一骨料反应的生成物会发生膨胀．当膨胀压力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土发生开裂，外界有害物质更容易进入混凝土内部，造成钢筋锈蚀。

1．5 火灾或高温作用

在一些特殊的环境下，混凝土会因为高温作用发生劣化，从而失去对钢筋的保护作用； 包括火灾在内的一些高温环境可能造成混凝土的中性化，使钢筋失去碱性环境的保护。