本發(fā)明涉及建筑結(jié)構(gòu)檢測，具體涉及一種射線法檢測樓板內(nèi)部鋼筋的體外標(biāo)定方法及鋼筋直徑算法。

背景技術(shù)：

1、城市更新已經(jīng)成為未來十年的一項(xiàng)重要工作，對已經(jīng)存在的老舊房屋進(jìn)行重新設(shè)計(jì)、翻新和改造，提升其功能性、舒適性、安全性和美觀性。既有建筑的檢測鑒定關(guān)乎結(jié)構(gòu)安全，是城市更新和舊城改造中非常重要的環(huán)節(jié)。對既有混凝土建筑進(jìn)行改造或鑒定評估時(shí)，需要弄清楚混凝土構(gòu)件中的配置鋼筋情況，以計(jì)算構(gòu)件的承載能力。但是許多既有建筑由于建造年代較早，圖紙保存不當(dāng)，因此無法通過圖紙查清鋼筋的配置情況。

2、對混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋直徑的精準(zhǔn)測量一直都是檢測領(lǐng)域的技術(shù)難題。傳統(tǒng)的電磁感應(yīng)法及雷達(dá)法，在探測鋼筋水平位置和深度位置方面尚可保證較高的精度，但對于鋼筋直徑檢測一直未見實(shí)質(zhì)性突破?，F(xiàn)有檢測混凝土構(gòu)件中鋼筋直徑的方法主要采用剔鑿法。剔鑿法即將鋼筋從混凝土中剔鑿暴露出來，使用卡尺直接測量直徑。具體的，需要在構(gòu)件表面剔鑿出很大的孔后才能使一根鋼筋露出大半個(gè)截面以滿足游標(biāo)卡尺測量的要求，如果鋼筋保護(hù)層較大，則剔鑿的范圍更大。為搞清一個(gè)沒有圖紙的混凝土構(gòu)件的各根鋼筋直徑，可能會使該構(gòu)件被剔鑿的千瘡百孔。

3、特別是對于混凝土樓板，其下方通常裝飾有吊頂，上表面通常有木地板、地磚等裝飾層，如果要采用剔鑿法，那么除了要破壞樓板的結(jié)構(gòu)層，還必須要破壞吊頂和木地板、地磚等裝飾層，在檢測結(jié)束后房屋業(yè)主不光要對樓板結(jié)構(gòu)層進(jìn)行修補(bǔ)，還要進(jìn)行二次裝修。為此，很多情況下房屋業(yè)主不同意進(jìn)行剔鑿，導(dǎo)致檢測無法進(jìn)行。

4、為解決混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋直徑的無損檢測問題，公開號為cn117388290a的中國專利文獻(xiàn)“一種建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)部鋼筋和缺陷檢測方法及系統(tǒng)”提出了采用x射線數(shù)字成像技術(shù)檢測結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋直徑的方法。根據(jù)x射線原理，鋼筋在成像板上的投影尺寸一般大于其實(shí)際尺寸，需要對投影尺寸進(jìn)行修正才能得到鋼筋的實(shí)際尺寸。為此，上述專利文獻(xiàn)提供了兩種基于幾何原理的修正方法。第一種修正方法是在同時(shí)已知“射線源至結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的距離”及“結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋至成像板的距離”時(shí)，直接根據(jù)相似三角形原理，計(jì)算得到修正系數(shù)δ及鋼筋直徑c，但是針對樓板這一特殊構(gòu)件，通常情況樓板下方裝飾有吊頂，在不破壞吊頂?shù)那闆r下無法得到”射線源至結(jié)構(gòu)內(nèi)部鋼筋的距離”這一參數(shù)，因此，第一種修正方法不適用于有吊頂?shù)臉前濉５诙N修正方法是采用體外布置標(biāo)定板的方式，在樓板的上表面和下表面分別布置標(biāo)定板，在同時(shí)已知“鋼筋至樓板上表面的距離”及”鋼筋至樓板下表面的距離”兩個(gè)參數(shù)的前提下，計(jì)算得到修正系數(shù)δ及鋼筋直徑c，但是針對樓板這一特殊構(gòu)件，通常情況樓板下方裝飾有吊頂，在不破壞吊頂?shù)那闆r下無法在樓板下表面布置標(biāo)定板，也無法獲得“鋼筋至樓板下表面的距離”這一參數(shù)，因此，第二種修正方法也不適用于有吊頂?shù)臉前?。另外，無論采用以上哪一種修正方法，針對樓板內(nèi)部鋼筋的檢測，都需要檢測人員登高作業(yè)，在樓板下方測得必要的參數(shù)或布置標(biāo)定板。

5、因此，針對下方帶有裝飾吊頂?shù)臉前澹诓捎脁射線法檢測時(shí)，如何進(jìn)行體外標(biāo)定并獲得高精度的鋼筋直徑算法，同時(shí)能夠避免檢測時(shí)的人員登高作業(yè)，是本領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種射線法檢測樓板內(nèi)部鋼筋的體外標(biāo)定方法及鋼筋直徑算法，能夠無損且高效的得到檢測結(jié)果。

2、為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種射線法檢測樓板內(nèi)部鋼筋的體外標(biāo)定方法，包括如下步驟：

3、先從樓板的上表面定位樓板內(nèi)部的鋼筋，并測量鋼筋上邊緣與樓板上表面的距離a；

4、在樓板的上表面布置標(biāo)定板，標(biāo)定板的尺寸記錄為標(biāo)定尺寸f，在樓板的上方且標(biāo)定板的上方架設(shè)成像板，并測量成像板距離樓板上表面的架設(shè)高度b，在樓板的下方且成像板的下方架設(shè)x射線機(jī)；

5、啟動x射線機(jī)進(jìn)行拍攝，拍攝結(jié)果實(shí)時(shí)顯示在計(jì)算機(jī)上，得到樓板內(nèi)部構(gòu)造以及具有標(biāo)定板的成像圖；

6、在成像圖中測量標(biāo)定板的投影尺寸g和樓板內(nèi)鋼筋直徑的投影尺寸d；

7、根據(jù)設(shè)計(jì)資料或工程經(jīng)驗(yàn)給定樓板內(nèi)鋼筋直徑的預(yù)估值e,根據(jù)預(yù)估值e、距離a、架設(shè)高度b、標(biāo)定尺寸f和投影尺寸g計(jì)算修正系數(shù)δ，修正系數(shù)δ根據(jù)以下公式計(jì)算：

8、

9、根據(jù)投影尺寸d與修正系數(shù)δ的乘積計(jì)算得到鋼筋直徑。

10、進(jìn)一步的，標(biāo)定板的形狀為長方形，標(biāo)定板的寬度尺寸不小于30㎜，長度尺寸不小于寬度尺寸的1.5倍；標(biāo)定板的標(biāo)定尺寸f為寬度尺寸，標(biāo)定板的投影尺寸g為標(biāo)定板投影圖像的寬度尺寸；標(biāo)定板的材質(zhì)為鉛或銅；標(biāo)定板在布置時(shí)避開下方樓板內(nèi)的鋼筋，標(biāo)定板的長度方向沿被測鋼筋的走向。

11、進(jìn)一步的，成像板距離樓板上表面的架設(shè)高度為80㎜-100㎜，成像板的有效成像面積不小于300㎜×400㎜。

12、進(jìn)一步的，利用雷達(dá)法或電磁感應(yīng)法，在樓板的上表面通過手持式高頻雷達(dá)或大量程鋼筋掃描儀測量樓板內(nèi)部鋼筋上邊緣與樓板上表面的距離a。

13、進(jìn)一步的，x射線機(jī)的電壓設(shè)定范圍應(yīng)能夠覆蓋150kv-250kv,首次拍攝時(shí)x射線機(jī)的電壓設(shè)定為200kv，然后根據(jù)成像效果顯示為清晰、過曝或未照透三種情況對應(yīng)調(diào)低或調(diào)高電壓值。

14、進(jìn)一步的，當(dāng)樓板下方存在吊頂時(shí)，x射線機(jī)架設(shè)在吊頂面的下方，并通過電動升降架對x射線機(jī)進(jìn)行升降，所述電動升降機(jī)的底部帶有滑輪。

15、進(jìn)一步的，在成像圖中測量標(biāo)定板的投影尺寸g和樓板內(nèi)部鋼筋直徑的投影尺寸d時(shí)，均采用測量三處尺寸后的平均值。

16、進(jìn)一步的，當(dāng)樓板內(nèi)存在上、下雙層鋼筋時(shí)，通過在成像圖中測量并比較鋼筋直徑的投影尺寸來區(qū)別上、下層鋼筋，其中鋼筋直徑的投影尺寸較大的為下層的鋼筋，反之為上層的鋼筋。

17、進(jìn)一步的，給定的樓板內(nèi)鋼筋直徑的預(yù)估值e不大于鋼筋直徑的投影尺寸d。

18、還公開了一種射線法檢測樓板內(nèi)部鋼筋的鋼筋直徑算法，基于上述所述的體外標(biāo)定方法，根據(jù)投影尺寸d及修正系數(shù)δ的乘積計(jì)算得到鋼筋直徑的第一次修正值c1，將鋼筋直徑的第一次修正值c1代替鋼筋直徑預(yù)估值e并代入修正系數(shù)δ的計(jì)算公式中計(jì)算得到新的修正系數(shù)δ’，根據(jù)投影尺寸d及新的修正系數(shù)δ’的乘積繼續(xù)計(jì)算鋼筋直徑的第二次修正值c2，將c2作為鋼筋直徑的最終計(jì)算結(jié)果c。

19、本發(fā)明的有益效果：

20、1、本發(fā)明中采用的體外標(biāo)定方法，無論是標(biāo)定板的設(shè)置還是修正計(jì)算時(shí)所需的相關(guān)參數(shù)的測量，都只需在樓板上方進(jìn)行操作；在樓板的下方僅需通過電動升降架升降射線機(jī)，并不需要測量“射線機(jī)到被測鋼筋的距離”或者“射線機(jī)到樓板下表面的距離”，也不需要在樓板下表面設(shè)置標(biāo)定板；因此，本發(fā)明的檢測方法不會受樓板下方裝飾吊頂?shù)挠绊?，不用為了檢測而損壞吊頂，也不需要檢測人員登高作業(yè)。

21、2、本發(fā)明中采用的體外標(biāo)定方法，利用在樓板上方就能方便測得的兩個(gè)距離參數(shù)“鋼筋上邊緣與樓板上表面的距離”及“成像板與樓板上表面的距離”，以及標(biāo)定板的實(shí)際尺寸和拍攝成像后標(biāo)定板的投影尺寸，用最少的且最易測得的原始參數(shù)，巧妙得利用了相似三角形幾何原理及各參數(shù)之間的相關(guān)性推導(dǎo)出了基于特定體外標(biāo)定方法下的修正系數(shù)。

22、3、本發(fā)明中采用的鋼筋直徑算法，只需通過一次迭代計(jì)算，即使是在“樓板內(nèi)實(shí)際的鋼筋直徑與設(shè)計(jì)資料不對應(yīng)”或是在“設(shè)計(jì)資料缺失”的情況下，只要給定一個(gè)鋼筋直徑預(yù)估值，就能準(zhǔn)確的計(jì)算出鋼筋的真實(shí)直徑，且可以借助計(jì)算機(jī)編程輔助計(jì)算獲得更高的計(jì)算效率。