一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法

摘要

一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法，包括以下步骤：（1）定位；（2）取芯；（3）芯样加工；（4）侧压试验；（5）编制混凝土深度‑侧压值统计表，确定温度梯度；（6）计算原有混凝土侧压值；（7）计算钢筋火灾影响温度；（8）计算钢筋强度折减系数。本发明设计路线科学，准确性高、实用性强。

说明书

技术领域

本发明涉及一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法。

背景技术

火灾后混凝土需要进行加固修复设计，就必须通过检测鉴定，取得一些重要的技术参数。其中，钢筋强度折减系数是相当重要的技术指标，中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表G.0.1-2规定了不同火灾影响温度下的钢筋强度折减系数。因此，检测鉴定火灾后混凝土钢筋强度折减系数是一项非常重要的工作。

要检测鉴定火灾后混凝土钢筋强度折减系数，就必须知道钢筋火灾影响温度。现有技术中，用于检测火灾后混凝土结构性能的方法有多种，文献《火灾后混凝土结构损伤检测技术与发展》(何春丽，河南建材，2013(5)：9-11)、中国工程建设标准化协会标准CECS252-2009 《火灾后建筑结构鉴定标准》作了汇总。其中，可以检测鉴定混凝土火灾影响温度梯度，计算火灾后混凝土钢筋强度折减系数的方法，简介如下：(1)表观检测法。观察颜色、裂缝等外观情况，推测混凝土火灾影响温度。该检测方法的不足之处：只能作为其他方法辅助手段。 (2)电镜分析法。采用电镜观察分析火灾后混凝土的物相组成，推定混凝土变化实质，为检测鉴定混凝土火灾影响温度提供信息。该方法的不足之处：仪器贵重，检测环境要求高，由于是取样微量检测，取样的代表性和均匀性受到限制，影响实用性；(3)热发光法。取混凝土中的石英颗粒，进行热发光量测量，推定其受热上限温度。该检测方法的不足之处：仪器昂贵，检测环境要求高，只能推定受热上限温度，无法定量检测，影响实用性。(4)化学分析法。主要是检测混凝土中的残留结合水和温度之间的关系，得出混凝土构件的温度梯度和强度损失。该方法的不足之处：混凝土是非均物质，残留结合水不仅受温度影响，还受到微观结构组成的影响，影响准确性；由于是取样微量检测，取样的代表性和均匀性受到限制，影响实用性；(5)X射线衍射法。根据火灾后混凝土的物相组成，推定混凝土经历了哪些变化，为检测鉴定混凝土火灾影响温度提供信息。该方法的不足之处：仪器贵重，检测环境要求高，由于是取样微量检测，取样的代表性和均匀性受到限制，影响实用性；(6)数值模拟法。利用有限元分析软件进行数值模拟，推测混凝土火灾影响温度。该方法的不足之处：需输入一些经验的边界条件和参数，只能作为其他方法的辅助手段。

综上所述，目前尚无准确、有效、实用的火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法，故需要进行创新设计。

发明内容

本发明提出了一种设计路线科学、准确性高、实用性强的火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法。该方法能够解决目前尚无火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法的问题。

本发明采用的技术方案是：一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法，包括以下步骤：(1)定位：采用钢筋探测仪，确定火灾后混凝土中钢筋位置和深度；(2)取芯：在钢筋旁边合适位置，钻取芯样；(3)芯样加工：打磨芯样表面与底面至平整，芯样侧面割制对称分布于芯样两侧的受压面，风干；(4)侧压试验：把芯样一侧受压面平放在安装有侧压头的压力机的承压板上，另一侧受压面且距表面15mm厚度混凝土与侧压头接触，开启压力机施压，直至距表面15mm厚度混凝土侧压破坏，记录破坏瞬间的侧压值；(5)编制混凝土深度-最大侧压值统计表，确定温度梯度：切除已经侧压破坏的距表面15mm厚度混凝土，重复步骤(1)～(4)，记录多个不同混凝土深度及相应的侧压值，编制混凝土深度-侧压值统计表，确定温度梯度；(6)计算原有混凝土侧压值：侧压值从最大值下降后，不包括最高点的连续3个侧压值，其最大值或最小值与平均值的偏差不大于10％，则取3个侧压值的平均值作为原有混凝土侧压值；(7)计算钢筋火灾影响温度：以在混凝土深度-最大侧压值统计表中查取或采用插入法计算的钢筋深度对应的侧压值为分子，原有混凝土侧压值为分母，求出比值；依据中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表F.0.1-2，采用插入法计算的混凝土火灾影响温度，作为钢筋火灾影响温度；(8)计算钢筋强度折减系数：根据钢筋火灾影响温度，依据中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表G.0.1-2，计算钢筋强度折减系数。

进一步，所述步骤(2)芯样，直径不小于90mm，长度不小于90mm，纵轴垂直于钢筋。

进一步，所述步骤(3)受压面，呈矩形，长边与芯样等长且与芯样纵轴平行，短边与芯样纵轴垂直且分别位于芯样表面与底面平面内，短边长度为30mm。

进一步，所述步骤(4)侧压头为钢制，由直径30mm的圆柱体沿纵轴切割而成，纵切面与受压面垂直且与芯样表面同一平面；所述侧压头一端整个端面与受压面接触，另一端安装于压力机上。

本发明的有益效果：(1)把现有标准规定的火灾后无法定量检测的抗压强度比值，转化为火灾后可以进行定量检测的侧压值比值，确定温度梯度，依据标准计算，把相同深度的混凝土火灾影响温度，作为钢筋火灾影响温度，设计路线科学；(2)在同一个芯样上，直接求出原有混凝土与受火灾影响混凝土的侧压值，消除了系统误差，准确性高；(3)不需要高端检测设备，所需仪器设备均购置加工方便，实用性强；(4)解决了目前尚无火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法的问题。

附图说明

图1是本发明的使用主视示意图。

图2是本发明的使用D-D截面示意图。

图3是本发明的使用A-A截面示意图。

图4是本发明的使用B-B截面示意图。

图5是本发明的使用C-C截面示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例来对本发明进行进一步说明，但并不将本发明局限于这些具体实施方式。本领域技术人员应该认识到，本发明涵盖了权利要求书范围内所可能包括的所有备选方案、改进方案和等效方案。

实施例一。

参照图1-5，一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法，包括以下步骤：(1) 定位：采用钢筋探测仪，确定火灾后混凝土钢筋位置和深度，深度为30mm；(2)取芯：在钢筋旁边合适位置，钻取芯样3；(3)芯样3加工：打磨芯样3表面与底面至平整，芯样3 侧面割制对称分布于芯样3两侧的受压面5与受压面6，风干；(4)侧压试验：把芯样3一侧受压面6平放在安装有侧压头2的压力机1的承压板4上，另一侧受压面5且距表面15mm 厚度混凝土与侧压头2接触，开启压力机1施压，直至距表面15mm厚度混凝土侧压破坏，记录破坏瞬间的侧压值；(5)编制混凝土深度-侧压值统计表，确定温度梯度：切除已经侧压破坏的距表面15mm厚度混凝土，重复步骤(1)～(4)，记录多个不同混凝土深度及相应的侧压值，编制混凝土深度-侧压值统计表，确定温度梯度，结果见表1；

表1

(6)计算原有混凝土侧压值：(10010+10280+9940)/3＝10080N；(7)计算钢筋火灾影响温度：因为钢筋深度30mm，取表1中混凝土深度30mm对应的侧压值7720N，比值＝7720/10080＝0.78；查中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表F.0.1-2，采用插入法计算混凝土火灾影响温度为320℃，则钢筋火灾影响温度320℃；(8)计算钢筋强度折减系数：钢筋火灾影响温度320℃，查中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表G.0.1-2，采用插入法计算钢筋屈服强度折减系数0.95、极限抗拉强度折减系数0.95。

本实施例所述步骤(2)芯样3，直径100mm，长度160mm，纵轴垂直于钢筋。

本实施例所述步骤(3)受压面5与受压面6，呈矩形，长边长度160mm且与芯样3 纵轴平行，短边与芯样3纵轴垂直且分别位于芯样3表面与底面平面内，短边长度为30mm。

本实施例所述步骤(4)侧压头2为钢制，由直径30mm的圆柱体沿纵轴切割而成，纵切面与受压面5垂直且与芯样3表面同一平面；所述侧压头2一端整个端面与受压面5接触，另一端安装于压力机1上。

实施例二。

参照图1-5，一种火灾后混凝土钢筋强度折减系数检测鉴定方法，包括以下步骤：(1) 定位：采用钢筋探测仪，确定火灾后混凝土钢筋位置和深度，深度为40mm；(2)取芯：在钢筋旁边合适位置，钻取芯样3；(3)芯样3加工：打磨芯样3表面与底面至平整，芯样3 侧面割制对称分布于芯样3两侧的受压面5与受压面6，风干；(4)侧压试验：把芯样3一侧受压面6平放在安装有侧压头2的压力机1的承压板4上，另一侧受压面5且距表面15mm 厚度混凝土与侧压头2接触，开启压力机1施压，直至距表面15mm厚度混凝土侧压破坏，记录破坏瞬间的侧压值；(5)编制混凝土深度-最大侧压值统计表，确定温度梯度：切除已经侧压破坏的距表面15mm厚度混凝土，重复步骤(1)～(4)，记录多个不同混凝土深度及相应的侧压值，编制混凝土深度-侧压值统计表，确定温度梯度，结果见表2；

表2

(6)计算原有混凝土侧压值：(10010+10280+9940)/3＝10080N；(7)计算钢筋火灾影响温度：因为钢筋深度40mm，根据表2，采用插入法计算火灾混凝土深度40mm对应的侧压值8910N，比值＝8910/10080＝0.88；查中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表F.0.1-2，采用插入法计算混凝土火灾影响温度为188℃，则钢筋火灾影响温度 188℃；(8)计算钢筋强度折减系数：钢筋火灾影响温度188℃，查中国工程建设标准化协会标准CECS 252-2009《火灾后建筑结构鉴定标准》表G.0.1-2，采用插入法计算钢筋屈服强度折减系数0.95、极限抗拉强度折减系数1.00。

本实施例所述步骤(2)芯样3，直径100mm，长度160mm，纵轴垂直于钢筋。

本实施例所述步骤(3)受压面5与受压面6，呈矩形，长边长度160mm且与芯样3 纵轴平行，短边与芯样3纵轴垂直且分别位于芯样3表面与底面平面内，短边长度为30mm。

本实施例所述步骤(4)侧压头2为钢制，由直径30mm的圆柱体沿纵轴切割而成，纵切面与受压面5垂直且与芯样3表面同一平面；所述侧压头2一端整个端面与受压面5接触，另一端安装于压力机1上。