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摘要:建筑装饰饰面砖坠落,会导致安全事故,具有很大的危害性。基于此,该文章提出采用振动测试法间接地判定了饰面砖的脱落概率,从而实现预判。并以某住宅装修项目为例,根据模型分析,归纳了不同脱粘率条件下,准确检测饰面砖脱落风险的方法,并对其进行了风险评价。
关键词:建筑工程;饰面贴砖;失效检测;风险评估;
0引言
建筑饰面砖是房屋建筑施工中常用的一种装饰材料,随着建筑项目使用年限的延长,饰面砖与外墙的附着力会逐步下降,容易出现脱落、开裂等问题,同时也会导致建筑物的主体结构长期暴露在自然环境中,从而危及建筑安全。
1工程概况
某房屋建筑翻新项目是一项重大的环境改善项目,其中包括翻新建筑立面,美化建筑外观。本次研究结合该房屋建筑工程探讨现场检测建筑饰面砖粘结失效的的原理和方法,并对饰面砖的脱落风险进行评估,以评估建筑物外墙翻新的必要性。
2基于固有频率变化的饰面贴砖脱粘失效现场检测
2.1检测装置
(1)测量设备主要包括动载荷激振装置、信号处理系统;
(2)用木制锤子施加动载荷,信号处理系统的位移传感器采集位移信号;
(3)采集到的信号经过放大处理后传输至频谱分析仪,进行频谱特性分析,通过相关计算机软件对检测数据进行分析处理,得到相应频谱以及饰面砖的固有频率。
2.2检测步骤
(1)饰面砖的尺寸必须通过现场测量得到,测量精度控制在1mm以内;
(2)使用振动监测仪测量饰面砖的固有频率。为避免测量误差,每个测量点至少应记录3个数据,并且测量误差控制在0.1Hz以内;
(3)如果同一块饰面砖两次测量的固有频率的误差超出5%,必须重新测量,直到测量误差在合理范围内,然后计算三组测量数据的平均值;
(4)结合现场监测环境优化测试参数,进而优化对应的频率响应曲线;
(5)根据测量得到的数据,利用计算机软件获得对应的振动频谱图,并从频谱图中读取固有频率。
3饰面贴砖脱粘失效的风险评估
3.1饰面贴砖脱落风险等级划分
3.1.1相对比较法
(1)从建筑结构来看,饰面砖彼此独立,在实践中饰面砖的整体安全性并不重要,因此可以通过对比分析,来造出脱落风险较大的饰面砖;
(2)对比分析的前提是外设条件相同,在工程实践中,同一个建筑结构的饰面砖外设条件相同,可以采用对比分析的方法来确定评估饰面砖的脱落风险;
(3)在现场测量了饰面砖的固有频率后,将同等条件的饰面砖进行对比分析,根据固有频率变化规律来判断饰面砖是否粘结失效,如果固有频率较低,则需要进行加固补强。
3.1.2安全频率区间法
(1)安全频率区间法的基本原理是基于安全频率值预先划分安全区间,在分区之前必须合理确定安全频率的参考值,主要方法包括:1)按照频率从大到小的顺序将在相同条件下饰面砖进行排序;2)根据现有建筑结构的饰面砖粘结力测量标准,选择频率最高的饰面砖进行粘结强度试验;3)如果测量结果符合要求,则可以将相应的固有频率视为标准值,如果达不到要求,则说明这批饰面砖存在脱落风险;
(2)本文根据测试数据提取的完成情况以及确定的安全频率标准值,结合实践经验确定分区标准,具体如表1所示:
表1:饰面贴砖脱落风险等级划分标准
序号 | 风险等级 | 风险分级标准 | 饰面贴砖实测固有频率 | 饰面贴砖使用状态 |
1 | Au级 | 达标 | ≥标准值90.0% ≤标准值 | 安全可靠 |
2 | Bu级 | 欠佳 | ≥标准值80.0% ≤标准值90.0% | 可正常使用 |
3 | Cu级 | 较差 | ≥标准值50.0% ≤标准值80.0% | 需要维修 |
4 | Du级 | 不达标 | ≤标准值50.0% | 风险严重 |
3.2现场检测实例
(1)该房屋建筑翻新项目的建筑饰面砖主材为陶瓷,砖的大小相同,长度、宽度、厚度分别为500mm、360mm、8mm,砖通过水泥砂浆与建筑外立面粘结;
(2)使用振动监测仪现场测量砖的固有频率,获取与砖的振动频谱以及振动波形,更多信息请参见下面的图1和图2,并结合图2中的相应峰值以获得饰面砖的固有频率大小;
图1:陶瓷砖振动典型波形图
图2:陶瓷砖振动典型频谱图
(3)实践中共现场测量了16块饰面砖,通过上述安全频率区间划分方法,找出固有频率最大的饰面砖。结果显示3#饰面砖的固有频率最大,达到256.0Hz,通过对其进行粘结强度试验,结果显示砖与墙的粘结强度为0.8MPa,符合相关标准,即该批饰面砖的安全频率标准值为0.8MPa;
(4)将这批砖的固有频率与安全频率的标准值进行比较,结果显示6#和9#砖的频率值分别达到175.0Hz、187.0Hz,达到Cu安全性。对9#砖进行粘结强度试验,结果显示9#砖的粘结强度为0.3MPa,无法满足强度要求;
(5)其他砖的现场测量频率范围在155-195.0Hz之间,安全等级已达到Cu和Du等级。可知该房屋建筑工程饰面砖存在较大的脱落风险,需要进行需要重建和修复。最终的翻新方案决定使用真石漆、铝单板安装,石材墙面、铝合金更换,建筑外墙的空调统一安装装饰性空调架。
结论
建筑饰面砖结构简单,维修方便,色彩持久,在建筑外墙装修中得到了广泛的应用,但随着使用年限的延长,其粘着力会下降,易造成砖块脱落。在相同条件下,利用比较分析法,对外观尺寸相同的饰面砖,进行自振频率大小的排列,进而选取最大固有频率的饰面砖作为试验材料。该频率被作为在强度达到规定时的安全频率基准,与其它参数检测方法相比,固有频率检测精度高,指标不易失真,是一种非常适宜的饰面砖脱粘风险检测方法。
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