本书根据我国当前对混凝土结构进行检测和评估的需要,立足于工程实践,并附以必要的理论解释,从混凝土的力学性能检测、结构静载试验、结构动力试验到混凝土结构的无损检测,进行了详细的阐明,并重点介绍了混凝土桩基和预应力混凝土结构的试验、检测和控制。
本书适合于从事混凝土结构试验与检测的工程技术人员,同时亦可作为建设工程一般技术人员和相关专业高校师生及科研人员学习参考用书。
前 言
自20世纪80年代以来,人们对混凝土现场测试技术的兴趣大大地增加了。在我国,已有相当数量的混凝土结构,特别是近十几年来建造的一些结构,已经表现出损坏的特征。在世界其他各地也出现了类似的问题。水泥生产工艺的变化,水泥掺合料和其他外加剂的应用,工艺标准的差异,施工条件和控制等因素,都具有一定的影响。
怎样评估已出现缺陷以及已"服役"期满的混凝土结构的安全性、寿命;尤其是混凝土主体结构封顶竣工验收阶段, 当已经出现一些表观缺陷或损伤,如裂缝、混凝土集料或试件试验资料缺失、露筋等,怎样确定责任者并承担一定的经济赔偿,对许多工程师来说,由于对现有试验方法和它的适用条件不甚了解,往往把问题交给"专家",由"专家"提出评估或提出试验方案,再委托给具有资质的法定检测单位检测。在缺少对试验工作一般性了解的情况下,把评估和试验方案的制定交给"专家"去完成是必要的。但是在试验的实施过程中,往往也会由于仪器的配置、测定和传感器的选择与匹配以及试验数据的统计分析不完善,而导致颇多争议,即使凭借"专家"的知识有时也难以给出利益各方均能接受的结论。
本书的目的在于为从事普通混凝土结构检测的工程技术人员提供试验方案和试验操作以及试验资料的整理等综合性知识。严格遵守我国现在执行的有关标准、规范以及行业标准,在此前提下,简明扼要地介绍了有关方法的发展史以及基本原理。本书对于具有大专基础知识以上的从业人员,在使用过程中除有时参考现行有关规范和规程外,无需补习其他基础知识,也就是本书具有一定"手册"性的功能。
本书的编撰内容比较广泛,力求做到介绍更多的混凝土结构试验方法,并着重阐述了试验方法、范围、条件以及注意事项,达到了较高的深度和广度,足以使从业的工程师可与技术专家就其试验进行有意义的讨论。
本书由太原理工大学结构实验室(山西省建设厅委托的一级土木工程检测中心)和材料力学实验室(山西省材料强度与结构冲击重点实验室)长期从事检测、事故处理等试验以及教学的教授、博士生导师、高级工程师、讲师编撰。第1章绪论由蔡中民教授编写,第2章由王显耀高级工程师编写,第3章由马成理高级工程师编写,第4章由魏剑伟工程师编写,第5章由李兵博士编写,第6章由梁卫民讲师编写,第7章由梁卫民、王显耀编写。蔡中民教授对全书进行了两次审定并参与了定稿。
书末列出了重要参考文献,供深入研究者参考。参考文献甚多,不能一一列入,未列入者请见谅。
由于篇幅有限和目的不同,未能详细介绍所引用的标准,规范、规程。由于作者学术水平和实践经验有限,书中会有不少缺点错误,恳请广大读者批评指正。
我们非常感谢李兵博士和梁卫民讲师对本书的出版做了大量排版和整理工作,在此表示诚挚谢意。
2005年5月
前言
第1章 概述 1
1.1 定义和发展梗概 1
1.2 混凝土的特性 3
1.3 混凝土结构质量的控制 4
1.4 试验工作程序和基本要求 8
1.5 试验方法的选择 12
1.6 传统混凝土质量检验的缺点 14
1.7 未来展望 17
第2章 混凝土的力学性能检测 20
2.1 概述 20
2.2 混凝土 21
2.3 试验设备仪器 41
2.4 混凝土力学性能试验 48
2.5 高性能混凝土 57
2.6 混凝土化学试验及有关技术 66
第3章 结构静载试验 91
3.1 概述 91
3.2 结构静载试验的量测仪器 94
3.3 加载设备 119
3.4 试验荷栽和加载方法 128
3.5 试验前的准备工作 152
3.6 观测方案的制定 157
3.7 试验资料的整理与分析 164
3.8 结构试验范例(预应力多孔板结构性能检验) 193
第4章 结构动力试验 201
4.1 概述 201
4.2 振动对建筑物、人和仪器设备的影响及允许振动标准 203
4.3 振动信号的分类及数据特征 216
4.4 振动系统自由度及振动"拍" 225
4.5 振动试验系统 228
4.6 数据采集系统 247
4.7 现代测振仪器 256
4.8 测试仪器的标定 259
4.9 常用的测量方案和步骤 262
4.10 动荷载的特性与试验测定 264
4.11 建筑结构的振动试验方法 268
4.12 结构动力试验 269
4.13 结构疲劳试验 280
第5章 预应力混凝土结构试验与控制 286
5.1 概述 286
5.2 预应力试验常用设备与仪器 287
5.3 预应力钢绞线试验方法 305
5.4 预应力锚具硬度试验 308
5.5 预应力钢材的防腐试验 310
5.6 预应力筋的张拉施工与控制 312
5.7 试验时预应力混凝土的外观监测 315
5.8 预应力数字化张拉技术研究 316
第6章 混凝土结构的无损检测 322
6.1 概述 322
6.2 回弹法 336
6.3 超声法检测混凝土强度 363
6.4 混凝土质量的冲击振动法检测 377
6.5 结构混凝土强度的半破损法检测 382
第7章 混凝土桩基试验与检测 399
7.1 概述 399
7.2 基桩静荷载试验 422
7.3 桩基础动力检测理论基础 449
7.4 低应变法测试与分 460
7.5 高应变法 484
7.6 声波透射法 501
参考文献 505