一、引言既有工業(yè)建筑延長使用年限、消除安全隱患、改變用途或使用環(huán)境、改建、擴建以及受損后的修復，均需要進行結構檢測鑒定以及相應的結構設計。隨著我國越來越多的工業(yè)建筑達到或接近其使用年限，對工業(yè)建筑結構鑒定并再次設計將成為未來設計的重要內(nèi)容。在對既有工業(yè)建筑結構構件進行檢測鑒定時，經(jīng)常遇到的問題是各類構件都存在有不同程度的缺陷或損傷。例如鋼結構體系中，桿件局部變形、彎曲以及截面部分缺損等。鋼筋混凝土體系中的構件開裂，露筋銹蝕等。這種情況下評定構件與結構的承載能力時就不能按照原設計的情況進行評估，而應考慮這些缺陷的不利影響。但過分地考慮不利因素勢必會增加不必要的加固工作量，除造成費工、費錢以外，還有可能在加固中由于措施不當再次損傷原結構。所以，在結構檢測鑒定過程中，如何合理地分析帶缺陷損傷的結構構件，是一個值得仔細考慮的問題。本文主要對帶缺陷損傷的混凝土構件和鋼構件承載力的計算方法進行總結。二、構件的缺陷與損傷三、帶缺陷損傷的結構構件校核分析計算分析時應考慮構件變形、缺陷和損傷的影響，并應按下列規(guī)定確定計算方法：①超過允許變形的構件，應計入附加作用效應，必要時，還需單獨對結構變形缺陷部位進行計算分析；②混凝土結構的開裂構件，應計及剛度的降低；③鋼結構強度和整體穩(wěn)定計算時，應計及腐蝕對截面的削弱；④當構件損傷或缺陷可量化時，可扣除損傷或缺陷的截面尺寸后單獨對承載力驗算；⑤對不能量化的構件損傷或缺陷，或雖能量化但不能在計算模型中計及其影響時，可先按無損傷、缺陷的構件計算承載力，再根據(jù)損傷、缺陷程度折減確定構件承載力。混凝土結構（1）銹蝕混凝土構件剛度和承載力計算鋼筋嚴重銹蝕后，粘結性能退化，受彎構件、偏心受壓構件承載力計算時平截面假定不再成立、鋼筋應變沿梁跨趨于均勻而存在應變滯后現(xiàn)象、造成界限相對受壓區(qū)高度變化。對截面配筋小于界限配筋的適筋梁，可能出現(xiàn)受壓區(qū)混凝土先壓壞、受拉鋼筋達不到屈服強度的情況。形成“粘結失效超筋梁”、構件承載力下降。對銹蝕混凝土結構進行可靠性評定時，其承載力和剛度應按GB/T51355-2019《既有混凝土結構耐久性評定標準》第11章中提出的方法進行計算。銹蝕鋼筋混凝土受壓構件承載力的計算方法：1)銹蝕鋼筋應變和混凝土應變不再滿足平截面假定，且偏心距越大，不協(xié)調(diào)程度越大。小偏心受壓構件可以忽略鋼筋應變和混凝土應變差異的影響而大偏心受壓構件不能忽略鋼筋應變和混凝土應變差異的影響；2)銹蝕鋼筋與混凝土之間的粘結性能的退化，造成鋼筋和混凝土之間相對滑移增加，鋼筋應變沿鋼筋長度方向趨于均勻、鋼筋不容易達到屈服；3)銹蝕鋼筋截面損失和粘結性能的退化對偏心受壓構件承載力的影響與偏心距的大小有關；4)銹脹裂縫和混凝土保護層的剝落造成的截面損傷，對偏心受壓構件承載力有很大影響，對小偏心受壓構件的影響尤為顯著?！都扔谢炷两Y構耐久性評定標準》GB/T51355-2019采用保護層損傷系數(shù)方法確定構件等效截面尺寸，計算銹蝕受壓構件承載力。銹蝕鋼筋混凝土受彎構件剛度計算方法：根據(jù)GB/T51355-2019《既有混凝土結構耐久性評定標準》11.3.1條，銹蝕引起鋼筋與混凝土間的粘結性能退化、導致鋼筋與混凝土間的協(xié)同工作性能降低，裂縫間的鋼筋應變趨于均勻、使裂縫間縱向受拉鋼筋應變不均勻系數(shù)有增大趨勢、從而導致銹蝕梁剛度降低。通過無粘結梁模擬試驗也證實、僅粘結力喪失可使混凝土梁在使用階段的剛度削弱40%左右。通過有限元數(shù)值模擬和現(xiàn)有研究成果，當鋼筋與混凝土之間的有效粘結力下降到20%之前銹蝕深度約為0.1mm、粘結力退化對鋼筋應變的影響并不顯著。當裂縫寬度超過1.5mm或鋼筋銹蝕率超過6.0%、或鋼筋銹蝕深度達0.25mm～0.30mm，鋼筋與混凝土之間的粘結力大部分喪失。本標準將銹蝕深度0.1mm作為綜合應變系數(shù)顯著變化的界限、將銹蝕深度0.25mm作為剛度計算中粘結力完全喪失的界限值。（2）截面削弱混凝土構件承載力計算根據(jù)《工業(yè)建筑可靠性鑒定標準》GB50144-2019中5.0.6條，結構或構件的幾何參數(shù)應取實測值，并應考慮結構實際的變形、偏差以及裂縫、缺陷、損傷、腐蝕、老化等影響。故截面削弱后的混凝土構件在計算其強度、穩(wěn)定性時，需按現(xiàn)有的有效截面考慮。（3）帶裂縫混凝土構件承載力計算鋼筋混凝土和預應力混凝土構件，應根據(jù)國家標準《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010中第3.3.4條的規(guī)定，按所處環(huán)境類別確定相應的裂縫控制等級及最大裂縫寬度限值。帶裂縫構件的應力驗算，可參考《混凝土結構設計規(guī)范》GB50010第8.1節(jié)裂縫控制驗算中的相關規(guī)定進行計算。鋼結構考慮缺陷或損傷對構件承載能力的不利影響，可同時考慮由精確計算簡圖、材料性能、荷載等幾方面有利因素形成的承載潛力。帶缺陷構件的承載能力分析與校核可分為帶缺陷構件的整體結構受力分析與帶缺陷構件的精細化分析，分析方法宜采用直接分析法進行。計算帶缺陷、損傷構件的極限承載能力時，宜進行有限元仿真計算，計算模型應能足夠準確的模擬缺陷、損傷，邊界條件和荷載作用。（1）缺損、變形鋼結構承載力計算有缺損鋼結構構件的強度驗算，可按下列規(guī)定進行：1)截面有缺損（孔洞、切口、燒穿或磨損）的構件，應按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017進行毛截面屈服和凈截面拉斷驗算。進行凈截面拉斷驗算時，應取缺損最大處的最不利截面；2)對有彎曲缺陷的受拉桿件，當彎曲值小于L/750時，可不考慮承載力的降低。否則應按拉彎構件核算；有缺損鋼結構軸壓構件的穩(wěn)定驗算，應按下列規(guī)定進行：1)局部截面有缺損，但截面缺損率不大于25%且構件整體彎曲變形小于L/1000時，整體穩(wěn)定計算可近似按下式進行：

式中：N—軸向壓力設計值An—扣除孔洞后的凈截面面積；—原截面受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)，按現(xiàn)行國家標準《鋼結構設計標準》GB50017取用。2)對于有彎曲缺陷的軸壓桿件，當彎曲值大于L/1000時，應按壓彎構件核算。3)對于沒有明顯局部缺陷，但有雙向整體彎曲缺陷的雙角鋼受壓腹桿，可按下式進行計算。式中

—考慮整體彎曲缺陷的折減系數(shù)，可按下表采用。

有雙向彎曲缺陷的雙角鋼受壓腹桿的承載能力表注：Δy—平面外彎曲；Δx—平面內(nèi)彎曲。4)兩端有節(jié)點板的除雙角鋼外的其他截面形式屋架腹桿按壓彎桿件驗算時，應按國家標準《鋼結構設計標準》GB50017-2017第8.5節(jié)的規(guī)定進行驗算。結構或構件的總體變形和局部變形可采用激光掃描與數(shù)字圖像法進行精細化建模。（2）銹蝕鋼構件承載力計算腐蝕鋼構件應按下列規(guī)定考慮腐蝕對鋼材性能和截面損失的影響：1)對于普通鋼結構，當腐蝕損傷平均量超過初始厚度的10％且剩余厚度不大于5mm時，鋼材強度應乘以0.8的折減系數(shù)。對于冷彎薄壁鋼結構，當截面腐蝕大于5%時，鋼材強度應乘以0.8的折減系數(shù)。2)強度和整體穩(wěn)定性驗算時，鋼構件截面積和截面模量的取值應考慮腐蝕對截面的削弱。對于帶裂縫鋼吊車梁構件的承載能力分析與校核，可建立帶裂縫構件的精確有限元模型，進行裂紋擴展分析，裂縫的識別可采用數(shù)字圖像法。缺陷或損傷對疲勞抗力的影響可采用下列比對試驗的方法確定折減系數(shù)：1)比對試驗應為有缺陷或損傷與無缺陷無損傷試件之間的比較；2)有缺陷或損傷試件的缺陷與損傷宜與現(xiàn)場實際情況接近；3)試驗采用的應力幅宜為試驗設備所能完成的最大應力幅；4)有缺陷或損傷試件的疲勞破壞循環(huán)次數(shù)與無缺陷無損傷試件疲勞破壞循