GBT 50784-2013《混凝土结构现场检测技术标准》宣贯课件三

1、1混凝土力学性能检测混凝土力学性能检测 2混凝土性能形成中的标准体系混凝土性能形成中的标准体系n砂、石、水泥、外加剂、掺合料、水砂、石、水泥、外加剂、掺合料、水C20C25C30C35C40C45C50C55C600.180.160.140.130.120.120.110.110.10kcuf,n正态分布正态分布n变异系数已知变异系数已知3混凝土力学性能现场检测项目混凝土力学性能现场检测项目NbhfVAfAfNahAfxhbxfMtsycssyc07. 0175. 19 . 02/0001决定构件截面抗力的因素：决定构件截面抗力的因素：材料性能材料性能几何参数几何参数计算模式计算模式抗弯抗弯抗

2、压抗压抗剪抗剪4混凝土力学性能现场检测项目混凝土力学性能现场检测项目n混凝土抗压强度混凝土抗压强度n抗拉强度抗拉强度n抗折强度抗折强度n静力受压弹性模量静力受压弹性模量5混凝土力学性能现场检测必要性混凝土力学性能现场检测必要性 结构设计规范采用的两个假设，仅具有统计意结构设计规范采用的两个假设，仅具有统计意义上的合理性。义上的合理性。混凝土试块强度实体混凝土强度混凝土其他力学性能混凝土抗压强度6混凝土抗压强度混凝土抗压强度混凝土特点：抗压能力远大于抗拉能力。混凝土特点：抗压能力远大于抗拉能力。混凝土结构设计是以混凝土抗压强度为依据。混凝土结构设计是以混凝土抗压强度为依据。其他的力学性能指标（抗

3、拉）是根据混凝土抗其他的力学性能指标（抗拉）是根据混凝土抗压强度按照一定的换算关系得到的。压强度按照一定的换算关系得到的。这种换算关系不具有普适性这种换算关系不具有普适性。结构性能评定过程中特别是对火灾后结构混凝结构性能评定过程中特别是对火灾后结构混凝土的性能评定有时需要这些参数的实测值。土的性能评定有时需要这些参数的实测值。7混凝土力学性能的测区或取样位置混凝土力学性能的测区或取样位置混凝土力学性能的测区或取样位置应布置在构件混凝土力学性能的测区或取样位置应布置在构件无缺陷、无损伤且具有代表性的部位无缺陷、无损伤且具有代表性的部位；混凝土强度非破损检测方法的测强曲线都是基于混凝土强度非破损检

4、测方法的测强曲线都是基于表面无损伤和无缺陷的试件建立的，当用于有缺表面无损伤和无缺陷的试件建立的，当用于有缺陷和损伤部位测试时，测试结果会有系统的测试陷和损伤部位测试时，测试结果会有系统的测试不确定性或偏差。不确定性或偏差。缺陷与强度是两个性质不同的问题，应分别检测。缺陷与强度是两个性质不同的问题，应分别检测。8混凝土力学性能的测区或取样位置混凝土力学性能的测区或取样位置当发现构件存在缺陷、损伤或性能劣化现象时，当发现构件存在缺陷、损伤或性能劣化现象时，应在检测报告中予以描述。应在检测报告中予以描述。当委托方有特定要求时，可对缺陷、混凝土性能当委托方有特定要求时，可对缺陷、混凝土性能劣化或损伤

5、部位混凝土的力学性能进行劣化或损伤部位混凝土的力学性能进行专项检测专项检测。9混凝土强度现场检测中常见问题混凝土强度现场检测中常见问题n实体混凝土强度是否能够准确检测实体混凝土强度是否能够准确检测? ?n检测强度是如何进行抽样，究竟该抽多少？检测强度是如何进行抽样，究竟该抽多少？n各种间接检测方法在精度方面是否存在优劣各种间接检测方法在精度方面是否存在优劣? ?n地方曲线在精度方面是否一定优于统一曲线地方曲线在精度方面是否一定优于统一曲线? ?n芯样强度是否应乘以修正系数芯样强度是否应乘以修正系数n钻芯修正的依据、目的和方法如何？钻芯修正的依据、目的和方法如何？n如何进行推定？如何进行推定？n

6、仲裁检测采信究竟依据什么原则仲裁检测采信究竟依据什么原则? ?n检测推定与检验评定的依据为什么存在较大区别？检测推定与检验评定的依据为什么存在较大区别？10两个基本问题两个基本问题n单个测区强度的检测单个测区强度的检测 检测方法固有的不确定性检测方法固有的不确定性 操作过程的正确性操作过程的正确性n批量检测批量检测检验批划分的正确性检验批划分的正确性样本抽取的随机性样本抽取的随机性样本数量的充分性样本数量的充分性推定准则的合理性推定准则的合理性混凝土抗压强度的相关概念混凝土抗压强度的相关概念追根求源追根求源立方体抗压强度标准值棱柱体抗压强度标准值抗压强度设计值标准状态下立方体试块强度强度等级同

7、条件同条件试块试块实体实体强度强度12kcu,14 . 1/76. 088. 0ffc抗压强度设计值立方体抗压强度标准值棱柱体/立方体抗压换算系数混凝土材料分项系数养护条件、尺寸差异、持荷时间、收缩、徐变等综合折减系数混凝土抗压强度设计值13混凝土抗压强度的相关概念混凝土抗压强度的相关概念追根求源追根求源混凝土强度等级混凝土强度等级C;C;混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值: :批的概念，批的概念，用于混凝土材料性能的相对比较用于混凝土材料性能的相对比较，按，按混凝土强度检验评定标准混凝土强度检验评定标准进行评定。进行评定。标准试件、标准状态标准试件、标准状态具有具有95%9

8、5%保证率保证率混凝土轴心抗压强度标准值：混凝土轴心抗压强度标准值：14混凝土抗压强度的相关概念混凝土抗压强度的相关概念混凝土抗压强度设计值：用于设计，混凝土抗压强度设计值：用于设计，针对的是尚针对的是尚未存在的实体未存在的实体。混凝土抗压强度推定值：结构混凝土在检测龄期混凝土抗压强度推定值：结构混凝土在检测龄期相当于的相当于的150mm150mm立方体抗压强度特征值。立方体抗压强度特征值。针对的是针对的是已存在的实体。已存在的实体。同条件试块抗压强度值；解决的是混凝土成熟度同条件试块抗压强度值；解决的是混凝土成熟度的问题，采用试块进行试验，也未考虑施工因素。的问题，采用试块进行试验，也未考虑

9、施工因素。15混凝土强度等级混凝土强度等级C C20202525303035354040混凝土立方体抗压强度标准值混凝土立方体抗压强度标准值20202525303035354040棱柱体折减系数棱柱体折减系数a10.760.760.760.760.760.760.760.760.760.76脆性系数脆性系数a21.001.001.001.001.001.001.001.001.001.00尺寸、加载方式、养护条件折尺寸、加载方式、养护条件折减系数减系数0.880.880.880.880.880.880.880.880.880.88混凝土轴心抗压强度标准值混凝土轴心抗压强度标准值13.413.4

10、16.716.720.120.123.423.426.826.8混凝土材料分项系数混凝土材料分项系数1.41.41.41.41.41.41.41.41.41.4混凝土抗压强度设计值混凝土抗压强度设计值9.69.611.911.914.314.316.716.719.119.1混凝土抗压强度推定值混凝土抗压强度推定值混凝土强度换算关系16混凝土强度检验评定混凝土强度检验评定n混凝土强度检验标准混凝土强度检验标准GB50107GB50107针对的是混凝土材料；针对的是混凝土材料；采用的标准条件；采用的标准条件；基于全国平均质量水平；基于全国平均质量水平；验收方案同时控制生产方风险和用户方风险验收方

11、案同时控制生产方风险和用户方风险kcucufkcufkcucukcufffsfmfffmcucucu,2min,1,min,7 . 07 . 017混凝土强度现场检测目的混凝土强度现场检测目的混凝土结构设计是以混凝土混凝土结构设计是以混凝土强度标准值强度标准值为依据；为依据；结构实体混凝土每个检验批客观存在一个具有结构实体混凝土每个检验批客观存在一个具有95%95%保证率的保证率的特征值特征值。现场检测的目的是：根据样本参数对总体中具有现场检测的目的是：根据样本参数对总体中具有95%95%保证率的特征值进行推定保证率的特征值进行推定推定值推定值。结构混凝土一般不具备标准养护的条件，检测时结构混

12、凝土一般不具备标准养护的条件，检测时的龄期又不能正好是的龄期又不能正好是28d28d，现场抽样检测只能提供，现场抽样检测只能提供检测龄期结构混凝土相当于检测龄期结构混凝土相当于150mm150mm立方体试件抗压立方体试件抗压强度具有强度具有95%95%的特征值的推定值。的特征值的推定值。18混凝土强度现场检测目的混凝土强度现场检测目的现场检测提供结构混凝土在标养条件下现场检测提供结构混凝土在标养条件下28d28d的立的立方体抗压强度的标准值方体抗压强度的标准值既无可能也无必要既无可能也无必要，而且，而且会有较大的争议。会有较大的争议。l无法建立可靠、公认的换算关系；无法建立可靠、公认的换算关系

13、；l对于一个存在的实体，真正起作用的就是实体的对于一个存在的实体，真正起作用的就是实体的混凝土强度。混凝土强度。19n混凝土抗压强度混凝土抗压强度的检测可采用的检测可采用间接间接法法中的回弹法、超中的回弹法、超声声- -回弹综合法或回弹综合法或后装拔出法，也可后装拔出法，也可采用采用直接直接测定抗压测定抗压强度的钻芯法。强度的钻芯法。混凝土力学性能检测方法间接法直接法钻芯法回弹法 超声回弹综合法后装拔出法剪压法混凝土抗压强度现场检测方法混凝土抗压强度现场检测方法20取样位置取样位置取样操作取样操作芯样缺陷芯样缺陷加工质量：直径、垂直度、端头处理方法加工质量：直径、垂直度、端头处理方法芯样状态：

14、含水率芯样状态：含水率试验方法：加荷速度试验方法：加荷速度钻芯法检测混凝土强度钻芯法检测混凝土强度21钻芯法检测混凝土强度钻芯法检测混凝土强度64.984.278.050.572.358.676.630.178.978.169.376.751.551.259.878.842.147.8均值： 66.5, 76.9, 48.1标准差： 13.6, 2.45, 10.9变异系数： 0.20, 0.03, 0.2322均无明确的理论公式，测强曲线都是回归的经均无明确的理论公式，测强曲线都是回归的经验曲线。验曲线。测强曲线的适应性差，对于一个具体的实体，测强曲线的适应性差，对于一个具体的实体，测试结果

15、的准确性无法保证。测试结果的准确性无法保证。对检测仪器和操作条件有严格的要求。对检测仪器和操作条件有严格的要求。l检测操作的不确定性；检测操作的不确定性；l检测方法的不确定性（系统偏差）检测方法的不确定性（系统偏差）l样本不完备性造成的不确定性。样本不完备性造成的不确定性。间接法存在的问题间接法存在的问题23回弹法不同曲线回弹法不同曲线间接法存在的问题间接法存在的问题24n制定更小范围的专用曲线制定更小范围的专用曲线行业曲线行业曲线地方曲线地方曲线更小地方曲线更小地方曲线专用曲线专用曲线n采用钻芯法进行修正采用钻芯法进行修正间接法存在问题的解决方法间接法存在问题的解决方法25芯样强度与对应测区

16、回弹换算强度的关系芯样强度与对应测区回弹换算强度的关系钻芯修正的目标钻芯修正的目标钻芯修正时芯样数量的确定钻芯修正时芯样数量的确定修正方法的分类修正方法的分类钻芯法修正的依据钻芯法修正的依据26n芯样强度与对应测区回弹换算强度芯样强度与对应测区回弹换算强度应该应该存在某存在某种相关关系种相关关系n工程实际经验表明，两者之间不存在工程实际经验表明，两者之间不存在确定确定的相的相关关系关关系n采用芯样回归是行不通的采用芯样回归是行不通的直接法检测和间接法检测是两个独立的随机事件，一一直接法检测和间接法检测是两个独立的随机事件，一一对应修正系数法采用了两个独立随机事件的个体进行比对应修正系数法采用了

17、两个独立随机事件的个体进行比较，其比值较，其比值也是随机的、也是随机的、波动大。波动大。芯样强度与对应测区回弹换算强度的关系芯样强度与对应测区回弹换算强度的关系27芯样强度与对应测区回弹换算强度的关系芯样强度与对应测区回弹换算强度的关系21组数据385组数据28u修正的目的修正的目的保证检测结果的准确保证检测结果的准确u修正修正退而求其次退而求其次 修正的目标至少应保证修正的目标至少应保证混凝土抗压强度检测值混凝土抗压强度检测值与真实值在平均意义上是相等的。与真实值在平均意义上是相等的。能实现吗？能实现吗？如何实现？如何实现？芯样修正的目的和目标芯样修正的目的和目标29芯样修正的目的和目标芯样

18、修正的目的和目标实体强度平均值钻芯法强度平均值回弹法强度平均值A=B；B=C A=C30前提：前提：钻芯法检测结果是可靠的钻芯法检测结果是可靠的。ntxsntxnstxxr2/12/12/11)(2/2/nstxnstxPaa222/1400rtn修正用芯样数量修正用芯样数量修正用芯样修正用芯样数量宜与混凝数量宜与混凝土标准差建立土标准差建立联系联系。当采用小直当采用小直径芯样试件时，径芯样试件时，由于样本的标由于样本的标准差增大，芯准差增大，芯样试件的数量样试件的数量宜相应增加。宜相应增加。31前提：前提：钻芯法检测结果是可靠的钻芯法检测结果是可靠的修正用芯样数量修正用芯样数量r试测，最大值

19、试测，最大值0.15，混凝土结构设计规混凝土结构设计规范范 0.10222/1400rtn0.10.140.1260.15932芯样修正方法芯样修正方法 总体修正量总体修正量 对应样本修正量对应样本修正量 对应样本修正系数对应样本修正系数 一一对应修正系数一一对应修正系数mdmccuRf0358. 00108. 210*02497. 0mdmccuRf0358. 00108. 210*02497. 0)10*02497. 0(0358. 00108. 2mdmccuRf33总体修正量的方法是用被修正样本全部推定数值总体修正量的方法是用被修正样本全部推定数值的均值与修正用样本（芯样试件换算抗压强

20、度）的均值与修正用样本（芯样试件换算抗压强度）均值与进行比较确定修正量。当采取总体修正量均值与进行比较确定修正量。当采取总体修正量法时，对芯样试件换算立方体抗压强度的样本均法时，对芯样试件换算立方体抗压强度的样本均值提出相应的要求。值提出相应的要求。对应样本修正量用两个样本均值之差值作为修正对应样本修正量用两个样本均值之差值作为修正量，两个样本的容量相同，测试位置对应；量，两个样本的容量相同，测试位置对应；对应样本修正系数是用两个样本均值的比值作为对应样本修正系数是用两个样本均值的比值作为修正系数，对于样本的要求与对应样本修正量的修正系数，对于样本的要求与对应样本修正量的要求相同。要求相同。3

21、4一一对应修正系数的方法将两个样本中的对一一对应修正系数的方法将两个样本中的对应个体逐一进行比较，将所有个体比值的均值应个体逐一进行比较，将所有个体比值的均值作为修正系数，对于样本的要求与对应样本修作为修正系数，对于样本的要求与对应样本修正量的要求相同。正量的要求相同。35 批量检验混凝土抗压强度的一般程序批量检验混凝土抗压强度的一般程序检测批的划分检测批的划分样本容量的确定及样本的选取样本容量的确定及样本的选取检测方法的选择检测方法的选择异常数据的处理异常数据的处理数据的统计分析数据的统计分析检测结果的推定检测结果的推定检测结果的应用检测结果的应用检测结果的可接受性检查检测结果的可接受性检查

22、36检测批的划分检测批的划分n检测批的划分原则检测批的划分原则混凝土设计强度等级相同；混凝土设计强度等级相同；原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致；原材料、配合比、成型工艺、养护条件基本一致；龄期相近；龄期相近； 混凝土强度增长规律；前快后慢；混凝土强度增长规律；前快后慢；1.1d质量状况相近质量状况相近损伤，由现场具体情况定；损伤，由现场具体情况定；同一种检测方法；同一种检测方法；同类构件同类构件梁、板、柱、墙。梁、板、柱、墙。 37检测批的划分检测批的划分l只有检验批划分准确，检测结果才能可靠。检验只有检验批划分准确，检测结果才能可靠。检验批划分不准确，生产方（施工方）的风险会增大。

23、批划分不准确，生产方（施工方）的风险会增大。l检验批的容量越大，检测数量相对减少检验批的容量越大，检测数量相对减少处理的处理的风险会增大。风险会增大。l检验批宜按同一楼层或同一施工段中的相同构件检验批宜按同一楼层或同一施工段中的相同构件进行划分。进行划分。l既有信息详细、可靠既有信息详细、可靠，检验批的容量可适当增大。，检验批的容量可适当增大。38样本容量的确定样本容量的确定单位样本的定义单位样本的定义单位样本数量的确定单位样本数量的确定单位样本的抽取单位样本的抽取39单位样本的定义单位样本的定义测区换算强度的含义测区换算强度的含义制定各种换算曲线时，一个测区换算强度对应于制定各种换算曲线时，

24、一个测区换算强度对应于一个试块抗压强度；拔出法对应于一组试块抗压一个试块抗压强度；拔出法对应于一组试块抗压强度强度一个测区就是一个试块（一组试块），也就一个测区就是一个试块（一组试块），也就是评价混凝土强度的最小检测单位。是评价混凝土强度的最小检测单位。单位样本就是单位样本就是测区换算强度。测区换算强度。40样本容量的确定原则样本容量的确定原则检测的根本目的检测的根本目的是尽可能准确得到受检参数的实是尽可能准确得到受检参数的实际值。际值。检测结果的准确性与检测结果的准确性与标准差和样本容量标准差和样本容量密切相关密切相关, 检测结果的准确性通过控制推定区间的大小来保检测结果的准确性通过控制推定

25、区间的大小来保证。证。推定区间控制的准则为小于推定区间控制的准则为小于5MPa和和0.1倍均值两倍均值两者中的较者中的较小小值。值。41确定样本容量时存在的问题确定样本容量时存在的问题 不同的混凝土构件可以采用同一批次的混凝土不同的混凝土构件可以采用同一批次的混凝土进行浇筑，实体中混凝土强度的随机分布是由进行浇筑，实体中混凝土强度的随机分布是由混凝土材料的变异性和施工水平的变异性混凝土材料的变异性和施工水平的变异性共同共同作用作用引起的。引起的。 当当单位样本为单位样本为测区换算强度时，检验批总的容测区换算强度时，检验批总的容量不好确定。当抽样量不好确定。当抽样单位为单位为构件时，检验批总构件

26、时，检验批总的容量就是确定的。的容量就是确定的。42分分 层层 抽抽 样样 为了解决上述问题，兼顾实际操作性和其他检为了解决上述问题，兼顾实际操作性和其他检测标准协调，提出测标准协调，提出分层抽样，即先抽取构件，分层抽样，即先抽取构件，再在受检构件上布置测区。再在受检构件上布置测区。检验批（全体构件集）受检构件集随机抽样样本容量测区集均匀布置标准差准确度要求43分层抽样布置测区的原则分层抽样布置测区的原则 无需推定检验批中单个构件混凝土抗压强度特无需推定检验批中单个构件混凝土抗压强度特征值时，把测区尽量布置在较多的构件上，使征值时，把测区尽量布置在较多的构件上，使检测结果更具有代表性，此时每个

27、构件上的测检测结果更具有代表性，此时每个构件上的测区数量可不受相关检测技术规程的限制。区数量可不受相关检测技术规程的限制。 需要推定检验批中单个构件混凝土强度特征值需要推定检验批中单个构件混凝土强度特征值时，每个构件上的测区数量受相关检测技术规时，每个构件上的测区数量受相关检测技术规程的限制。程的限制。 样本容量为受检的测区总量。样本容量为受检的测区总量。44单位样本的抽取流程单位样本的抽取流程 确定每个构件布置的测区数确定每个构件布置的测区数 预估测区总数或取样的总数预估测区总数或取样的总数 每个构件布置的测区数每个构件布置的测区数 混凝土强度变异系数混凝土强度变异系数45确定检验批受检构件

28、数量确定检验批受检构件数量n 检验批受检构件数量宜按下列方法中检验批受检构件数量宜按下列方法中最多的情最多的情况确定况确定。 按委托方的要求确定的抽检构数量按委托方的要求确定的抽检构数量用户至上用户至上； 按表按表3.4.4确定的抽检构件的数量确定的抽检构件的数量控制大批量控制大批量检测检测； 按第按第4.2.7条确定的抽检构件的数量条确定的抽检构件的数量控制检测控制检测精度精度。46检测方法的选择检测方法的选择就具体工程而言：就具体工程而言： 各种间接法的准确度优劣各种间接法的准确度优劣无法确定无法确定； 同种检测方法不同测强曲线的准确度优劣同种检测方法不同测强曲线的准确度优劣无法无法确定确

29、定； 经过芯样修正后，各种检测方法检测结果基本经过芯样修正后，各种检测方法检测结果基本一致。一致。47异常数据的来源异常数据的来源测量误差系统误差粗大误差随机误差变异异常数据48异常数据的处理异常数据的处理n 稳健方法：剔除稳健方法：剔除3个最大，个最大，3个最小。个最小。n 经验判断：经验判断：n 数据分析方法数据分析方法 基于正态分布假设基于正态分布假设 拉依达法拉依达法 肖维纳法肖维纳法 格拉布斯法格拉布斯法异常数据关键看其分布情况：异常数据关键看其分布情况：单独出现（操作误差）、连续出现（个别构件）单独出现（操作误差）、连续出现（个别构件）在一定空间范围出现（检验批划分是否正确）在一定

30、空间范围出现（检验批划分是否正确）。49检测结果的推定检测结果的推定nifnm1cicu,f1ccu1)(12fcicu,fccuccunmfsnijnijfnm1ci j,cu,f1cjcu,修正后的测区强度构件测区强度平均值50检测结果的推定检测结果的推定ccuccuf,05. 0fucu,skmfuccuccuf,05. 0flcu,skmflccuccuffecu,645. 1smfmin,ecu,cuffccuccuffecu,ksmfmin,ecu,mcuff建筑结构现场检建筑结构现场检测技术标准测技术标准回弹法等检测技回弹法等检测技术规程术规程民用建筑可靠性民用建筑可靠性鉴定标准鉴定标准建筑基桩检测技建筑基桩检测技术规范术规范51检测结果的推定检测结果的推定当推定区间上限与下限差值不大于当推定区间上限与下限差值不大于5.0MPa5.0MPa和和0.10.1两者之间的较大值时，检验批混凝土抗压强度可两者之间的较大值时，检验批混凝土抗压强度可根据实际情况在推定区间内取值。根据实际情况