既有结构混凝土强度的信度推断方法研究

发表时间:2020/7/14   来源:《基层建设》2020年第8期   作者:姚新华
[导读] 摘要:混凝土强度分析信度评估与研究,是建筑项目既定结构管理的主要内容。
        上海浦东房屋质量检测有限公司
        摘要:混凝土强度分析信度评估与研究,是建筑项目既定结构管理的主要内容。基于此,本文结合上海浦东房屋质量检测有限公司提供的相关材料,着重从回弹测定、钻孔取样等方面,对既有结构混凝土强度的信度推断方法进行要点归纳,以达到明晰方法实现条件,促进国内建筑工程行业发展的目的。
        关键词:混凝土;强度判断;信度评价
        引言
        混凝土强度判断,是确保建筑项目整体承重能力和品质的重要性条件。为了确保建筑后续应用过程中的护养费用控制到最低,就要精准的在项目施工环节对材料本身的承重能力做出相应的判断。而关于既有结构混凝土强度的信度判断,刚好迎合了这一需求,这是当前工程中资源有效判断的条件。
        一、既有结构与混凝土强度概述
        (一)既有结构
        既有结构,是当代工程结构中的一种,它是指项目工程建设完成后的现实结构,或者说,它是已经建成的结构实体,属于现实性事物[1]。从其结构当前状态而言,其性能与质量具有确定性,是可以被描述的,不存在数值的非确定问题。随着当代建筑工程施工范围逐步扩大,既有建筑结构覆盖的范围也在不断的扩张。为了将既有结构应用寿命延长,也降低结构维护费用,就要加大对此类建筑结构的关注度,实现资源修缮工作的有序化安排。
        (二)混凝土强度
        混凝土强度,是指混凝土材料可抵抗外部冲击力的能力,也就是材料可以保障基本结构完整,以及所能承受的最大应力。一般来说,混凝土强度测定的指标,是以边长为150mm的立方体作为强度测定的试件,然后通过回弹法、钻芯法强度测定中的不确定因素进行信度推断等,对混凝土的强度特征进行分析[2]。
        二、既有结构混凝土强度的信度推断方法
        既有结构混凝土强度的信度推断常用方法包括:
        (一)回弹式不确定因素信度推断法
        回弹式测定法,是既有结构内混凝土测定的主要方法手段,它是指在被测混凝土结构表面进行应对和碳化深度性的分析,从而对测定结构的压力承载能力进行相应判断。运用专业的原理对这一测定方式进行说明,它对结构的抗压强度和表面硬度之间的关系进行判断。当结构回弹值变大时,说明结构的应对值相对较低,材料可承载的压力就越大;反之,当结构回弹值变小时,说明结构的应对值相对较高,材料可承载的压力就越小[3]。但当既有结构混凝土强度回弹测定时,每一个构件测定过程中都存在着误差、非限定值等不确定性干扰因素。一旦外部干扰因素的数量多于强度回弹核心测定结果时,既有结构混凝土强度的测定结果的信度就将受到影响。
        一般来说,能够对既有结构混凝土强度测定信度产生影响的因素中,水泥、骨料、以及配合比等因素占据主导地位。但在具体进行既有结构混凝土强度测定时,若既有结构混凝土应用年限较长,材料本身也会出现氧化、变质等问题,若此类问题干扰严重,既有结构混凝土强度回弹测定的结果将出现可信度不高的问题。比如,既有结构建设期间水泥比重较多、骨料比例较少,建筑结构形成后的表层硬度就会较大,但抗压能力却相对较低。如果既有结构混凝土强度的应用年限较长。进行回弹测定时,回弹测定的结果本身也就会出现既有结构混凝土强度测定信度结果受干扰的问题。
        某地区既有结构运用回弹法进行混凝土强度探究过程中,所选定的测定实践的系列要点可概括为:(1)结合既有结构混凝土强度回弹测定的要求,将所有非确定性因素设定为一个集合范围,并定义不确定因素的范围为Y;(2)在既有结构混凝土强度测定区域内选定2-4个回弹强度测定点,针对进行测定;(3)将所有测定数据进行整理,按照公式U=`B-f/(S/ )进行计算。其中“U”表测区回弹强度测定可信度,“f”表示第n个点部分的测定值,“s”表示回弹测定强度值,“n”表示单个点回弹强度测定值。(4)依据回弹可信度计算数值,对混凝土结构的强度可信度进行评估。如果测定可信度值≥1,说明可信度不高。也就是说,既有结构混凝土强度回弹测定过程中,测定结果受到非确定性因素干扰的强度比重较大。如果测定可信度结果<1,说明可信度较高。也就是说,既有结构混凝土强度回弹测定过程中,测定结果受到非确定性因素干扰的强度比重较小。依据测区回弹强度测定可信度的结构数据反馈信息,测定人员就要在后续房屋修复过程中,针对回弹点数值较高的部分进行重点修缮,测定结果变化较小的区域可进行一般修整即可。这是当前既有结构测定中最为便捷、也是最为常见的操作方式。
        (二)钻芯测定方法的运用
        钻芯测定法,是针对既有结构进行破坏性检测的主要方式。实际操作过程中,技术人员要利用专业的钻芯测定设备进行取样分析。

其操作的基本原理可概括为:采用专业设备在混凝土表层进行取样,并运用抗压强度推断法对混凝土的承重和抗压水平进行评估。该种分析方法的评估计算公式为:f=F/A,其中“f”表示取样混凝土抗压强度测定值,“F”表示抗压试验测定的最大压力,“A”表示承载物体横截面的抗压状况。一般来说,钻芯测定方法的分析,是凭借着取样位置中混凝土内部材料的分布均衡度来进行分析和判断。若混凝土施工搅拌时比较均衡,建筑结构的稳定性就比较高,材料本身的重力承载能力也比较强;反之,建筑结构的稳定性就比较低,材料本身的重力承载能力也比较弱。
        某区域进行既有结构后续修缮过程中,考虑到修缮范围较大,且既有结构建设年限较长的状况,准备采用钻芯取样的方法给予评估测定。技术人员为确保修缮工作的有序开展,将系列性工作要点规整安排如下:(1)分别在房屋建筑墙体、地表、以及屋顶边缘区域进行取样,并采用专业的分析设备对材料进行分析;(2)按照计算公式F1=F1-K1S (1),F2=F2-K2S(2),Fc= /n(3),分别计算出上限值、下限值、以及平均值。其中“F1(最高)、F2(最低)、Fc(平均值)”表示芯样抗压值,“S”表示样本分析的标准差,“n”表示区域测定范围。(4)按照分析计算的区域波动空间范围,对三次钻芯取样的基本状态进行反馈。如果前期测定结果在区间范围内波动,说明房屋建筑表层混凝土的强度和抗压能力还保持在较好的状态;若测定结果已经超出了测定空间范围,说明既有结构中的混凝土部分需要给予完善。(5)考虑到房屋建筑整体建设年限较为久远,技术人员首先对承载能力较差的部分进行了优化,待局部问题得以解决后,再从项目整体建设部分入手,集中进行混凝土结构的调节。
        钻芯取样方式,主要采取取样评估分析方式,依据已有结构的基本状态,对混凝土资源的应用状况给予相应判断。这种测定方式具有较强的针对性,且测定分析结果可行性较高。但它属于损伤性检测方法,技术人员日常应用期间,应依据具体情况进行针对性筛选。
        (三)统计推断测定法
        统计推断类方式,也是当前既定结构混凝图材料强度测定信度分析的一种手段。简单来说,统计推断判断测定的过程,就是针对既定结构中混凝土应用的基本状况,对材料框架应用的基本抗力和组件情况进行推断。其一,既定结构混凝土材料分析与评估过程中,需要设定一个规范性分析构件探索范围,并依据材料的强度不同,对应给予标准值的分析与探讨。其二,按照初步统计分析结果中的Δ变化对结构强度分析的信度进行判断。
        比如,某地区既定房屋结构建设时长在5-10年之间,建筑施工单位想要对高区域的房屋建筑的混凝土承载力和承受能力进行分析。但考虑到该区房屋建筑数量较多、且覆盖面积较大,逐一测定会消耗大量的人力和物力。为此,技术人员选定了统计判断分析法进行情况评估。本次系列性工作的安排要点整合为:(1)依据当地房屋建筑的基本情况,实行了参数评估和假设检验两个步骤进行研究探索。其中参数评估部分,主要是结合国内既定结构混凝土规范性检测管理指标文件,对分析的基本状况进行基础实践条件的定位;(2)在空间变化区域范围之内,确定分析参数母体,并对应找到多个围绕分别的子体,设备本次测定参数范为1-100;(3)将母体值作为各个区域子体数据分布的基础,并运用T=`X-μ/(A/ )计算和推断混凝土结构强度分析信度。其中“T”表示混凝土强度数值分析可信度,“`X 表示字体初始值,“μ”表示测定角度,“A”表示母体单项信度空间,“K”表示当地房屋基础结构;(4)本次技术人员测定分析后,将该区域既定结构的混凝土强度评推断值定为70%。也就是说,当地既定房屋结构具有一定的结构性,但其中也存在着房屋混凝土结构强度控制不够合理的状况,维修技术人员可以依据区域建设的基本情况,将其分为初始测定和深入性测定完善的两个部分。其中初始测定部分是直接依据当前测定成果进行后续完善即可,而深入形成测定部分,是要在后续具体修缮时,再给予更进一步的勘察。
        统计推断测定法,可依据既定房屋结构的基本状况,实行批量性、综合化的测定,后续进行操作完善期间,可实现既定结构的综合评估与整合分析。同时,既有结构混凝土强度的信度推断,也是从客观的角度上进行建筑结构的规划,它是一种高品质的建筑控制策略。
        结论
        综上所述,既有结构混凝土强度的信度推断方法研究,是当代建筑项目工程操作方法的理论归纳。在此基础上,本文通过回弹式不确定因素信度推断法、钻芯测定方法的运用、统计推断测定法等方面,分析既有结构混凝土强度分析方法。因此,文章研究结果,将为当代建筑行业发展提供新思路。
        参考文献
        [1]牟龙,于方,熊建波,等.C100超高强泵送混凝土的配制研究[J/OL].隧道建设(中英文):1-8.
        [2]柯晓军,杨林杰,安进.钢管高强混凝土组合柱地震损伤性能试验研究[J/OL].华中科技大学学报(自然科学版):1-7.
        [3]袁爱民,赵雪茹,陆荣伟.纤维高强混凝土干接缝剪切性能试验研究[J/OL].中国公路学报:1-16.
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