CN111175118B - 砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，属于土木工程耐久性评定技术领域。包括如下步骤：第一步：分别确定受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1和未受侵蚀影响的砌筑块材的回弹测试代表值N2；对受到侵蚀影响和未受侵蚀影响的砌筑块材分别进行回弹测试，以回弹测试的平均值作为代表值；第二步：估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2；第三步：计算受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数t3。本发明能反应环境侵蚀作用对砌体结构耐久性的影响程度，为保障砌体结构在设计使用年限内的耐久性能奠定了基础。

Description

砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法
技术领域
本发明涉及一种砌体结构耐久性评定方法，特别是一种砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，属于土木工程耐久性评定技术领域。
背景技术
结构耐久性，是指在预定作用和预期的维护与使用条件下，结构及其部件能在预定的期限内维持其所需的最低性能要求的能力。耐久性设计的主要目标，是为了确保主体结构能够达到规定的设计使用年限，满足建筑物的合理使用寿命要求。主体结构的设计使用年限虽然与建筑物的合理使用寿命源于相同的概念但数值并不相同。合理使用寿命是一个确定的期望值，而设计使用年限则必须考虑环境作用、材料性能等因素的变异性对结构耐久性的影响，需要有足够的保证率，这样才能做到所设计的工程主体结构满足《建筑法》规定的“确保”要求(我国《建筑法》(2011年修订版)第60条规定：“建筑物在合理使用寿命内，必须确保地基基础工程和主体结构的质量”)。
环境作用下的耐久性问题十分复杂，存在较大的不确定和不确知性，目前尚缺乏足够的工程经验与数据积累。目前，我国规范增加了混凝土结构耐久性设计和评定技术的基本原则和有关规定。但是对砌体结构的耐久性问题，至今没有相应的设计及检测标准规范。
砌筑块材剩余使用年数是指砌筑块材不出现明显表面损伤的剩余时间。砌体结构受到的侵蚀作用包含环境侵蚀和化学物质的侵蚀，环境侵蚀包括风沙的磨蚀、冻融的影响等，化学物质的侵蚀包括工业生产中酸、碱、盐类的侵蚀和土壤中硫酸盐侵蚀等。
发明内容
为了克服现有技术的上述问题，本发明提出了一种砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，用以解决砌体结构耐久性评定问题。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，所述推定方法基于表面强度指标对砌体结构耐久性剩余使用年数进行了推定，包括如下步骤：
受到侵蚀影响的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法如下：
第一步：分别确定受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1和未受侵蚀影响的砌筑块材的回弹测试代表值N2；
对受到侵蚀影响和未受侵蚀影响的砌筑块材分别进行回弹测试，以回弹测试的平均值作为代表值；
第二步：估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2，具体方法如下：
1)受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2的比值可记为ζ，具体如下：
Figure BDA0002375687370000021
2)当受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1明显低于未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2时，按式(2)估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2：
t2＝t1/(1-ζ) (2)
式中：
t1—受到侵蚀影响砌筑块材的实际受侵蚀影响年数；
ζ—受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值的比值，小于1.0；
t2—按线性规律预估受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数；
第三步：计算受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数t3，具体方法如下：
t3＝(t2-t1)/2 (3)
式中：t3—受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数。
进一步地，所述第一步中，回弹测试采用的回弹仪应使用砌筑块材强度测试相应的回弹，回弹在每个砌筑块材上的弹击次数按该类回弹测强的规定确定。
进一步地，所述第一步中，回弹的测试无需确定砌筑块材的强度，但是要确保砌筑块材表面在回弹测试时处于干燥状态。
进一步地，所述第一步中，所有砌筑块材的弹击角度和被弹击面均相同。
对于现有技术，本发明具有如下技术效果：
本发明基于表面强度指标对砌体结构耐久性剩余使用年数进行了推定，简便易行，具有很强的创新性及实用性，能反应环境侵蚀作用对砌体结构耐久性的影响程度，为保障砌体结构在设计使用年限内的耐久性能奠定了基础。
具体实施方式
本发明的一种受到侵蚀影响的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法如下：
第一步：分别确定受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1和未受侵蚀影响的砌筑块材的回弹测试代表值N2；
对受到侵蚀影响和未受侵蚀影响的砌筑块材分别进行回弹测试，以回弹测试的平均值作为代表值。
回弹测试采用的回弹仪应使用砌筑块材强度测试相应的回弹，回弹在每个砌筑块材上的弹击次数按该类回弹测强的规定确定。所测试块材的数量可根据具体情况确定。测试的数量多则代表性强。回弹的测试无需确定砌筑块材的强度，但是要确保砌筑块材表面在回弹测试时处于干燥状态。所有砌筑块材的弹击角度和被弹击面均相同。
第二步：估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2，具体方法如下：
1)受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2的比值可记为ζ，具体如下：
Figure BDA0002375687370000031
2)当受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1明显低于未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2时，按式(5)估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2：
t2＝t1/(1-ζ) (5)
式中：
t1—受到侵蚀影响砌筑块材的实际受侵蚀影响年数；
ζ—受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值的比值，小于1.0；
t2—按线性规律预估受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数；
第三步：计算受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数t3，具体方法如下：
t3＝(t2-t1)/2 (6)
式中：t3—受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数。
以下结合具体实例详述本发明所提供的受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数推定方法：
以工程：某单层单跨工业厂房长80m，宽12m，纵向共11轴，围护墙采用MU10级普通烧结砖。厂房1～3轴区域于3年前发生硫酸盐泄露，硫酸盐侵蚀范围包含1～3轴烧结砖围护墙，未影响到其他区域。为推测硫酸盐侵蚀对1～3轴烧结砖产生的影响，使用砖回弹仪对硫酸盐侵蚀过和未侵蚀过的烧结砖分别进行回弹测试，选择十块受到侵蚀影响的砖和十块未受到侵蚀影响的表面干燥的砖，每块砖上布置5个测点，在围护墙内侧面进行水平方向回弹，测试结果如表1所示。
表1受到侵蚀影响和未受到侵蚀影响的砖回弹结果
Figure BDA0002375687370000041
(1)根据表1提供的数据，分别确定受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1和未受侵蚀影响的砌筑块材的回弹测试代表值N2，得到N1＝28.7，N2＝36.9。
(2)因此，受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值明显低于未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值。计算受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值的比值ζ，得到
Figure BDA0002375687370000042
(3)已知t1＝3年，继而按下式估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数：t2＝t1/(1-ζ)＝3/(1-0.78)＝13.6。
(4)因此，受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数为：
t3＝(t2-t1)/2＝(13.6-3)/2＝5.3。
上述实施例只是为了更清楚说明本发明的技术方案做出的列举，并非对本发明的限定，本领域的普通技术人员根据本领域的公知常识对本申请技术方案的变通亦均在本申请保护范围之内，总之，上述实施例仅为列举，本申请的保护范围以所附权利要求书范围为准。

Claims (4)

1.砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，所述推定方法基于表面强度指标对砌体结构耐久性剩余使用年数进行了推定，包括如下步骤：
受到侵蚀影响的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法如下：
第一步：分别确定受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1和未受侵蚀影响的砌筑块材的回弹测试代表值N2；
对受到侵蚀影响和未受侵蚀影响的砌筑块材分别进行回弹测试，以回弹测试的平均值作为代表值；
第二步：估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2，具体方法如下：
1)受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2的比值可记为ζ，具体如下：
Figure FDA0002375687360000011
2)当受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值N1明显低于未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值N2时，按式(2)估算受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数t2：
t2＝t1/(1-ζ) (2)
式中：
t1—受到侵蚀影响砌筑块材的实际受侵蚀影响年数；
ζ—受到侵蚀影响砌筑块材的回弹代表值与未受侵蚀影响砌筑块材的回弹测试代表值的比值，小于1.0；
t2—按线性规律预估受到侵蚀影响砌筑块材出现耐久性极限状态标志的总年数；
第三步：计算受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数t3，具体方法如下：
t3＝(t2-t1)/2 (3)
式中：t3—受到侵蚀影响砌筑块材的剩余使用年数。
2.根据权利要求1所述的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，其特征在于：所述第一步中，回弹测试采用的回弹仪应使用砌筑块材强度测试相应的回弹，回弹在每个砌筑块材上的弹击次数按该类回弹测强的规定确定。
3.根据权利要求2所述的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，其特征在于：所述第一步中，回弹的测试无需确定砌筑块材的强度，但是要确保砌筑块材表面在回弹测试时处于干燥状态。
4.根据权利要求1所述的砌筑块材耐久性剩余使用年数的推定方法，其特征在于：所述第一步中，所有砌筑块材的弹击角度和被弹击面均相同。
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