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既有钢结构鉴定评估研究现状
来源: | 发布时间:2019-8-13 9:24:43 | 浏览次数:

目前,我国已进入工程建设改造和新建并重的重要发展阶段,其中,相当一部分既有钢结构建筑已进入功能退化期甚至出现安全性失效风险。如何确定既有钢结构建筑是否安全可靠,对既有钢结构建筑进行检测、对其可靠性进行科学的鉴定评估?同济大学土木工程学院教授、博士生导师,钢结构理论与施工技术研究室主任罗永峰与同济大学土木工程学院博士研究生罗立胜针对既有钢结构建筑鉴定评估的研究现状撰写了《既有钢结构鉴定评估研究现状》一文,本报自今日起将连续刊载,敬请关注。——编者

一、引言

随着我国改革开放的持续推进和经济的稳定增长,特别是材料科学、计算与设计方法、制作与安装技术、施工技术的发展,钢结构在我国应用越来越广。然而,钢结构在得到大力发展推广的同时,由于自然环境因素、荷载作用以及边界条件的改变等原因,使得结构系统在使用过程中产生缺陷、变形、损伤和抗力衰减、甚至导致工程事故。近年来,国内外都曾发生过不同类型、不同原因、不同程度的钢结构质量事故,有些甚至造成钢结构倒塌毁损,造成了严重的人员伤亡和经济损失。2000年4月,湖南耒阳电厂大型储煤库空间结构在使用5年后由于环境腐蚀等原因发生倒塌事故;2002年9月,山西省某俱乐部观众厅网架发生整体垮塌事故;2003年,韩国济州岛某体育场在强风作用下倒塌;2004年5月,法国戴高乐机场2E候机厅发生坍塌事故;2005年7月,内蒙古新丰热电有限责任公司机房发生坍塌;2006年2月,加拿大温哥华2010年冬奥会穹顶在积雪与大风作用下发生坍塌;2008年2月,我国南方雪灾导致大量加油站屋盖坍塌。

目前,我国已经进入工程建设改造和新建并重的重要发展阶段,其中相当部分既有钢结构已进入功能退化期甚至出现安全性失效风险。基于目前的国情,将这部分既有钢结构拆除后重建,势必会造成极大的资源浪费,同时也会造成严重的环境问题。因此,合理利用和改造既有钢结构才是一种可持续发展的正确战略。为确定既有钢结构是否安全可靠,就需要对既有钢结构进行检测并对其可靠性进行科学的鉴定评估,然后,根据鉴定评估结论进行合理必要的维修和加固,以提高既有钢结构的安全性和延长结构寿命。因此,建立既有钢结构鉴定方法与评定标准,具有重要的理论价值和工程实用意义。

对既有结构的检测、可靠性评估以及加固技术等理论和技术的研究,已经逐渐成为建筑工程领域科学研究和工程界的热点问题,许多专家学者和工程技术人员已经将注意力聚焦到该领域,在国外已经发展成为一项专门的研究学科。混凝土结构因其应用历史悠久,结构数量多,因此,人们对既有混凝土结构的检测、鉴定和安全性评定研究已较为成熟,国内外已经取得了大量的研究和应用成果。然而,钢结构尤其是大型复杂钢结构作为新型结构体系,应用时间较短,人们对于既有大型复杂钢结构安全性评定的研究,国内尚处于起步阶段,尚未形成完整系统的理论体系。本文根据国家标准《高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准》编制过程中的研究课题,针对目前该领域的研究现状,介绍部分具有价值的科研成果,最后列出目前该领域亟待解决且具有较高学术价值和实际工程意义的热点课题。

二、既有结构鉴定评估发展历史

对既有工程结构的检测鉴定评估,自建筑结构诞生之时就存在,但由于当时的检测技术手段落后以及缺乏系统理论指导,工程技术人员只能依据工程经验对既有工程结构做出定性评估。直到上世纪40年代,随着现代工程科学技术的发展以及数理统计理论在工程领域的应用,既有结构检测鉴定才形成一门学科。国外自上世纪40年代至今,对既有结构鉴定评估研究大致可分为3个阶段:

①探索阶段。该阶段大致从20世纪40年代到20世纪50年代末期,该阶段的主要特点是注重对结构缺陷原因的分析和维修方法的研究。

②发展阶段。该阶段大致从20世纪60年代到20世纪70年代末期,主要特点是注重对结构检测技术和评估方法的研究。这一阶段出现了破损检测、非破损检测、物理检测等几十种现代检测技术,也提出了诸如分项评价、综合评价等多种评价方法。

③完善阶段。该阶段大致从20世纪80年代至今,主要特点是引入工程学科知识,获取专家的个人知识研制专家系统;注重规范、评价标准的制订,注重检测手段、检测技术的更新,强调综合评判和宏观经济效果。

我国针对既有建筑物的鉴定评估研究工作始于文革之后。1976年,为配合唐山大地震之后的既有结构的鉴定加固,科研部门以及部分高校开展了相关的研究。自此之后,我国进行了系列研究,并陆续颁布了一系列规范。

 
 
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