第6章_结构试验现场检测技术要点
(整理)工程结构检测与试验技术重点
1、土木工程结构检测与试验的目的：通过各种不同的手段及方法，确定结构工作性能和实际承载能力、检测机构的内在质量、分析结构病害原因及其变化规律等，并准确判断结构的实际工作情况。
2、土木工程结构试验用于科学研究性试验，结构检测用于生产鉴定性检测。
（单选）3、土木工程结构试验研究内容：验证结构计算理论的假定；为制定设计、检测规范提供依据；为发展和推广新结构新材料与新工艺提供实践经验；为开发研制新型检测理论、方法与仪器提供技术支持。
结构检测内容：综合鉴定结构设计和施工的可靠程度；检验预制构件或部件的结构性能，判定构件的设计及制作质量；判断既有结构的实际承载能力，估计结构的剩余寿命，为工程改建和加固提供依据；为处理工程事故提供技术依据。
（多选）4、整个结构或试件从弹性到塑形直到极限破坏各阶段工作性能的全过程，分析结构超载后的工作情况、破坏机制并获得结构安全储备，因此一般试验需要进行到结构破坏阶段。
5、结构和构件的试验可以在有专门设备的实验室内进行，也可以在现场进行。
6、结构检测与试验一般都包括规划设计、现场准备、正式实施及分析评定四个阶段。
7、检测与试验的规划设计阶段内容：明确试验目的；阅读有关文献；收集相关资料；确定试验检测技术依据；明确试验检测对象的形式、尺寸、数量以及构造要求；确定试验检测内容与量测项目，选定试验加载方法和量测设备；计算各加载阶段试件各特征部位的内力及变形值；明确试验检测人员的组织分工；制订安全措施；确定试验期限；明确经费预算；明确辅助试验内容；制订详细的试验检测方案。
（多选）8、检测与试验现场准备阶段内容：试件制作与选定；试件尺寸及外观检查；试验场地的选定及考察；设备仪表的选定；荷载试验试件及加载设备的安装就位；仪表的安装、连接、调试；做辅助试验；记录表格的设计准备。
（多选）9、在实施过程中，除了观测记录试验数据外，还要对试验检测结构中的关键部位进行观测，记录试验检测过程中出现的异常现象以及在现场考察中没有发现的结构损伤等，为试验数据的分析处理提供依据，必要时及时调整试验方案，以确保结构安全。
结构试验现场检测技术
结构试验现场检测技术
1.结构试验现场检测技术是用来检查结构实际状态的技术。
它通过对
结构的外观、尺寸和一定程度上的性能，运用诸如检查、测量、跟踪的方法，来诊断结构的当前状况，以及发现结构可能存在的问题，以实现安全、可靠、及时的施工。
2.现场检测技术是把结构的实际条件作为重点，而不是根据设计图纸
进行检测，通过实时观察，获取结构的当前状况，以便及时了解结构实际
状况，及时纠正施工质量问题。
它可以采用诸如现场拍照、拐角检查、结
构尺寸测量、支撑体系检查、螺栓紧固度测量等多种方法，检测结构抗力
及结构稳定性的性能，以确保结构物的安全使用。
3.使用结构试验现场检测技术的过程，基本上包括：现场有关结构的
检查，现场测量，结构图纸比对，结构及其设备检查，结构强度检查，结
构分析，结构元素检查，结构完整性检查等。
根据结构材料、构件类型和
结构类型，选择并结合各种不同测试技术，对结构的给定性能进行检测。
4.现场检测技术不仅可以及时掌握结构的实际情况，而且还能够对结
构的抗力性能和稳定性进行检测。
结构试验要点总结分析
结构试验要点总结绪论考核要点1．在“钢筋混凝土结构”及“砖石结构”课程中讲到的试验研究绝大多数是用模型试验做出来的。
2. 真型与模型要做到几何相似、力学相似与材料相似。
3．动力试验包括振动试验和疲劳试验。
4．用周期性的反复的静力荷载施加于结构上，研究结构抗震强度的一种静力试验，称为低周期反复加载试验，也称为伪静力试验。
6．在生产检验性试验中，为工程验收与预制构件产品检验而进行的试验称为结构性能检验。
7．构件抗裂检验系数就是构件开裂荷载实测值与构件正常使用荷载标准值之比。
8．承载力极限荷载实测值与承载力检验荷载设计值之比称为承载力检验系数。
9．“制作复杂，技术要求高”、“能表达实体的一切特征”不是建筑结构的模型试验的优点。
10．“服役结构的可靠性鉴定”不属于科学研究性试验。
11．按试验的目的可将建筑结构试验分为生产检验性试验和科学研究性试验。
12．“验证结构计算理论的假定”不属于生产检验性试验。
13．静力试验的最大优点是所有加载设备相对简单，荷载逐级施加，可以停下来仔细观测结构变形，给人一明晰的破坏概念。
问题：依据不同标准，结构试验如何进行分类？试验装置与加载设备考核要点1．静荷加载的方法有：重物加载、机械式加载、气压加载、液压加载。
2．动荷加载的方式有：惯性力加载、激振器加载、爆炸加载、液压加载。
3．通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载，也可以实现集中荷载的加载。
4．液压加载能实现多点同步加载，在建筑结构试验中是理想的加载方法之一，它不但可以对建筑结构物施加静荷载，也可施加动荷载。
5．激振器加载方法属于动荷加载方法。
6．电液伺服作动器和控制系统可以完成：结构静载试验、结构动载试验、结构低周期疲劳试验、模拟地震试验等。
7．电液伺服加载系统具有频响快，灵敏度高，控制精度好，适应性强等优点，在建筑结构试验中得到广范应用。
8．电液伺服作动器和控制系统投资较大，维修费用较高，使用条件比较苛刻，对试验人员的试验技能要求较高，因此，它的使用受到一定限制。
结构试验教学课件 本课程重点归纳
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三、结构试验加载方法与设备
4. 荷载支承装置
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条
件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座 铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由转动。 2、保证试件在支座处可将力良好传 递。 3、试件支座处铰的上线垫板要有一 定得刚度。
b.制订结构设计规范和标准。
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一、绪论
2. 结构试验的分类
结
按试验目的分类
构 试
按试验对象分类
验 分
按荷载性质分类
类
按试验时间分类
按试验场合分类
(1) 原型试验
原型试验的试验对象是实际结构或是按实 物结构足尺复制的结构或构件。
对于实际结构试验一般均用于生产鉴定性 试验。例如核电站安全壳加压整体性的试 验，工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载 能力试验以及桥梁在移动荷载下的动力特 性试验等均在实际结构上加载量测
模型是仿照原型（真实结构）并按照一定 比例关系复制而成的试验代表物，它具有 实际结构的全部或部分特征。设计制作及 试验是根据相似理论，用适当的比例和相 似材料制成与原型几何相似的试验对象， 在模型上施加相似力系（或称比例荷载） ，使模型受力后重演原型结构的实际工作 ，最后按照相似理论由模型试验结果推算 实际结构的工作。目前在试验室内进行的 大量结构试验均属于这一类。
直接作用分类
结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载条件下进 行的。
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三、结构试验加载方法与设备
1. 概述
1.2 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： (1)选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一致
建筑结构之结构试验现场检测技术
建筑结构之结构试验现场检测技术引言在建筑结构设计和施工过程中，结构试验是非常重要的环节。
试验可以验证设计方案的合理性，评估结构的安全性能，并发现设计和施工中的问题。
为了确保试验的准确性和可靠性，结构试验现场检测技术起着关键的作用。
本文将介绍一些常用的结构试验现场检测技术，包括应力应变测量、位移监测、振动分析等，以及它们在建筑结构试验中的应用。
1. 应力应变测量应力应变测量是结构试验中最常用的技术之一。
其通过安装应变片、应力计等传感器来测量结构体的应变和应力。
常见的应力应变测量技术有：1.1 应变片应变片是一种用于测量结构体应变的传感器。
它通常由金属或聚合物材料制成，可通过粘合或焊接固定在结构表面。
应变片的工作原理是根据材料在受力时的形变产生的电阻变化来测量应变。
它具有灵敏度高、响应快的特点，适用于各种材料和结构形式的应变测量。
1.2 应力计应力计是一种用于测量结构体应力的传感器。
它可以直接测量结构中的力或力矩，并转化为相应的应力值。
常见的应力计有应变式应力计、电阻片应力计等。
应力计通常需要通过安装孔固定在结构体上，适用于静态和动态应力测量。
2. 位移监测位移监测是结构试验中另一个重要的技术。
它通过测量结构的变形和位移来评估结构的稳定性和变形性能。
常见的位移监测技术有：2.1 精密测绘仪精密测绘仪是测量结构位移的常用工具。
它通过观测仪器与参考点之间的方位角和距离变化，来计算结构位移的大小和方向。
精密测绘仪适用于大范围的位移监测，具有测量精度高、适应性强的优点。
2.2 位移传感器位移传感器是一种直接测量结构位移的传感器。
常见的位移传感器有激光位移传感器、光纤位移传感器等。
它们可以通过光学或电子原理来测量结构的线性或非线性位移。
位移传感器具有测量范围广、响应速度快的特点，适用于各种结构位移变化的监测。
3. 振动分析振动分析是衡量结构动力性能的重要手段之一。
它通过测量结构的振动特性，包括自振频率、阻尼比等来评估结构的稳定性和耐久性。
建筑结构现场检测技术
缺 陷或 损伤 时 ，超 声 脉冲 通 过缺 陷时 会 产 生 绕 射 ，传 播 的 声速 要 比相 同种类 材 质 无 缺 陷 混 凝 土 的传播 声速 要 小 ， 声时 偏长 敲 陷 界面 上产 生反 射 ， 因而 能 量 显著 衰 减 ， 幅 和频 率 波 明显 降低 ， 收信 号 的 波形 平 缓 ， 至 发 生 畸 接 甚 变， 因此 可 判 别混 凝 土 的缺 陷与 损伤 ， 在 工 这
冲 击法 依据 物 体 破碎 时 所 消耗 的 功与 破 碎 过 程 中新 产 生 表 面 积 成 正 比 的 基 本 原 理 由事 先 建 立 的单 位功 表 面 积增 量 和抗 压 强度 之 间 的经 验 公式 ，求 得 砂 浆或 砖 块 试样
的强 度
混 凝 土 结构 宏 观性 能试 验 方法 是 “ 件 螺 栓 被拔 出 时 的 拉力 ， 由被 拔 出时 的 锥 台型 试 回 弹法 检 测 砖 块 和砂 浆 强度 的 基 本原 试 验 ” 这 类 方法 以 试件 破 坏 时 的实 测值 ， 作 混 凝 土块 的投 影 面 积 确 定 混 凝 土 的 拔 出 强 理 与 混 凝 土强 度检 测 的 回弹 法 相 同， 只 是采 为判 断混 凝 土性 能 的 依据 较 为 直观 ， 称 为破 度 ， 由此 推 算 出混 凝 土的 抗压 强 度 并 用 专 门 的砂 浆 回弹 仪 ， 因为 砖 的表 面 硬度 与 损性 实验 ， 由于 试 件 中 的混 凝 土与 结 构 中的 １ 超 声 脉冲 法 强度 有 良 好 的 相 关性 ， 以 ， 法 精度 高 ， 所 此 且 混凝土质量 受力状况及各种条件不可能完 超 声脉 冲法 是 检 测混 凝 土 内部 缺 陷 和操 简 单 适用 全 一 致， 而 且对 于 建 筑 结构 的 现场 检 测也 不 作应 用 最广 泛 的 方法 ， 当结 构混 凝 土 中 存在 推 出法 具体 称单 砖 单 剪法 ， 把一 单砖 即 太适 用 ， ｎ世 纪 ｎ年 代混 凝 土 非 破 损检 测 方法 发 展 起来 了 ， 回弹 法 超 声 脉 冲法 等 在 不破 如 损混凝土的条件下进行现场检测
结构试验重要知识点
P5 静力试验的最大优点是加载设备相对来讲比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停下来仔细观测结构变形的发展，给人们以最明确、最清晰的破坏概念。
P14 结构试验的PPIS循环规律：1.计划阶段P2.准备阶段P3.实施阶段I4.总结阶段SP14 规划阶段首先要反复研究试验目的，充分了解体会试验的具体任务，进行调查研究，搜集相关资料。
P14 结构试验PPIS循环四阶段的内容及关系示意图P16 研究路线的含义：研究路线也叫技术路线，是指完成一项试验研究任务要经过的起始点、中转点和结束点等若干个技术环节上所有内容顺序的方式。
P16 研究路线的内容：研究路线的内容一是指项目研究能够进行的条件，如已经建成的基础，包括理论基础和试验基础。
二是指完成本项目研究内容必须经过的技术途径与理论依据，以及针对难点问题的对策等。
P23 荷载图式：试验荷载在实验结构构建上的布置形式，包括荷载的类型、分布方式等。
P23 对实验结构原有设计计算所采用的荷载图式的合理性有所怀疑，经认真分析后，在试验荷载设计时可采用某种更接近于结构实际受力情况的荷载布置方式。
P23 在不影响结构工作和试验成果分析的前提下，由于受试验条件的限制和为了加载的方便，可以改变加载图式，要求采用与计算简图等效的荷载图式。
P24 荷载程序可以有多种，根据试验的目的、要求来选择，一般结构静力试验的加载分为预载、标准荷载（正常使用荷载）、破坏荷载三个阶段。
每次加载均采用分级加载制，卸荷有分级卸荷和一次性卸荷两种。
P25 进行结构低周反复加载静力试验的目的，首先是研究结构在地震荷载作用下的恢复力特征，确定结构构件恢复力的计算模型。
通过低周反复加载试验所得的滞回曲线和曲线所包的面积求得结构的等效阻尼比，衡量结构的耗能能力。
从恢复力特征曲线尚可得到与一次加载相接近的骨架曲线及结构的初始刚度和刚度退化等重要参数，其次是通过试验可以从强度、变形和能量三个方面判别和鉴定结构的抗震性能，第三是通过试验研究结构构件的破坏机理，为改进现行抗震设计方法和修改规范提供依据。
6 《混凝土结构现场检测技术标准》的技术要点
1.17458
2.39600
1.27113
k0.05,l (0.1) 3.39983 3.09188 2.89380 2.75428 2.64990 2.56837 2.50262 2.44825 2.40240 2.36311 2.32898 2.29900 2.27240 2.24862 2.22720 2.20778
专题6 《混凝土结构现场检测技术标准》的技术要点
编号为GB/T50784-2013，自2013年9月1日起实施
中国建筑科学研究院国家建筑工程质量监督检验中心
目次 一、总 则 二、术语、符号 三、基本规定 四、混凝土力学性能检测
【抗压强度、劈裂抗拉强度、抗折强度、弹性模量】 五、混凝土长期性能和耐久性能检测 【抗渗性能、抗冻性能、氯离子渗透性能、抗硫酸盐侵蚀性能】 六、有害物质含量及其作用效应检验
9
现有混凝土强度检测方面的规程有： 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》JGJ/T 23-2011
《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》CECS 02:2005 《钻芯法检测混凝土强度技术规程》CECS 03:2007 《拔出法检测混凝土强度技术规程》CECS 69:2011 《剪压法检测砼抗压强度技术规程》CECS278:2010
k0.05,u (0.1) 1.02822
0.73445
0.54418
0.92037
3.39947
1.06516
0.66983
0.50025
0.95803
3.18729
1.09570
0.61985
0.46561
0.98987
3.03124
1.12153
0.57968
0.43735
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6.2 混凝土现场检测技术
6.2.6 超声法检测混凝土缺陷 在施工验收、事故处理、加固改造和已建建筑物可靠性鉴定 中，都必须进行混凝土缺陷和损伤检测。 1、混凝土裂缝检测 ① 浅裂缝检测：对混凝土开裂深度小于或等于500mm的裂缝 检测 ♦检测方法 平测法：结构裂缝部位只有一个可测表面 斜测法：结构裂缝部位有两个可测表面 ② 深裂缝检测：对在大体积混凝土中预计裂缝宽度>500mm 的裂缝检测 ♦ 钻孔探测还可用于钻孔灌注桩的质量检验。
6.2.1回弹法检测混凝土强度
回弹法适用于龄期14～365天、C10～C50级、
自然养护的普通混凝土，不适用于内部有缺 陷或遭化学腐蚀、火灾、冻害的混凝土和其 它的混凝土。 《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》 JGJ/T23-2001
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.2超声脉冲法检测混凝土强度
6.3.1
6.3 砖砌体结构的现场检测技术
6.3.2
砖砌体原位轴心抗压强度测定法
扁顶法：由扁式液压加载器量测，可以测定砌体抗 压强度、原位工作应力、应力－应变曲线等。 原位轴压法：可以测定结构不受扰动情况下的抗压 强度，结果较为可靠，而且试验对结构造成的局部 损失易修复。
6.4 钢结构现场检测技术
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.5 拔出法检测混凝土强度 定义：属于半破损检测法。 试验方法有两种：预埋法、后装法。 ① 预埋法，也称无装法、LOK试验，适用于工程 施工和验收 ② 后装法，也称CAPO试验，适用于已建结构检测 特点：能比较直接反映混凝土的强度，虽然仅仅测 量表面以下一定深度，但比回弹法深，比超声法影 响因素少，比取芯法方便、费用低、损伤范围小。
第六章 结构试验现场检测技术
主要内容
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6.1 概述 6.2 混凝土结构现场检测技术 6.3 砖砌结构的现场检测技术 6.4 钢结构现场检测技术
6.1 概述
结构现场检测结构可靠性鉴定 ♦ 结构现状及剩余寿命预测 ♦ 加固工程，改造工程（发达国家的热点，我国今 后数十年的发展方向之一） 结构检测按破损情况分类 ♦ 破损检测：破损检测或荷载试验主要用于整体结 构和构件承载力、变形的测定。这明显区别于无损 和半破损检测。 ♦ 半破损检测 ♦ 非破损检测
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.4 钻心法检测混凝土强度 定义：使用取芯钻机从被检测结构上直接钻取圆柱 形的混凝土芯样，并由芯样的抗压强度推算结构混 凝土的强度。 ������ 特点：①属于半破损检测方法，需及时修补； ②试验结果直观可靠，从某种意义上比预留混凝土 试块更能反映实际情况；③试验费用高，试验周期 长（需取芯，芯样需处理）；④不宜用于混凝土强 度低于C10的情况。
6.4.1
钢材强度测定
表面硬度法：利用布式硬度计测定
6.4 钢结构现场检测技术
6.4.1 钢材和焊缝缺陷检测
超声法：能探测试件深处的缺陷，在钢材中可深达 1.5m。频率较高（0.5-2MHz） ♦ 脉冲反射法：又分为纵波探伤和横波探伤两种 ♦ 透射法 磁粉探伤：利用钢材或焊缝缺陷处磁力线发生偏转 的原理。 射线探伤：利用钢材或焊缝缺陷处射线衰减较少的 原理。
6.4.1 钢材和焊缝缺陷检测
脉冲反射法：
透射仪
6.4.1 钢材和焊缝缺陷检测
磁粉探伤：
射线探伤
第六章 结构试验现场检测技术
思考题： 1、超声回弹综合法中是否还要进行混凝土碳化深度的修正？ 为什么？ 2、超声法检测混凝土强度，混凝土强度和超声波波速度关 系是什么？ 3、简述超声回弹综合法检测混凝土强度的工作原理以及测 区的选择方法。 4、混凝土强度的局部破损检测技术有哪几种？各自特点？ 5、简述混凝土内部缺陷的超声法检测技术。 6、阐述混凝土强度与缺陷的几种检测方法。 7、试对比混凝土内部钢筋位置和内部钢筋锈蚀的几种检测 技术？ 8、砌体结构强度的非破损检测技术有哪几种，原理是什么？ 9、钢材强度测定方法及原理？
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.7混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的检测 1、钢筋位置的检测 钢筋位置测试仪：利用电磁感应原理，可以检测钢 筋混凝土结构中钢筋的位置、直径和保护层厚度。 电磁感应检测适用于：配筋稀疏、保护层不太大、 钢筋在同一平面内。 2、钢筋锈蚀的检测 检测方法：半电池电位法、双极法、磁差频率法。
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.1回弹法检测混凝土强度
回弹法定义：指在结构混凝土上测得回弹值
和碳化深度值来评定混凝土强度的方法。回 弹值越大、碳化深度越浅，混凝土强度越高。 回弹法的特点：仪器简单、使用方便、测试 速度快、试验费用低、误差一般在±13％以 内。
6.2 混凝土现场检测技术
混凝土结构检测方法的比较
试验方法 破坏荷载试 验 试验目的 构件强度和性能 破坏情况 试件破坏 代表性 优 可靠性 高 主要限制条件 必须从结构上取出，试验 条件应与计算条件一致 构件宜从结构上取出，试 验条件与计算条件一致， 当做原位试验时，应考虑 相邻构件的影响 取芯试件尺寸和分布有限 制和要求 最小边距和构件厚度限制 应做对比试验，被测面要 处理 有条件限制，并需测碳化 深度 应有计划，分布取样
超载试验
构件强度和性能
构件可能破 坏
优
高
取芯试验 拔出试验 超声波试验
混凝土强度 混凝土强度 混凝土强度、密实 度、缺陷
应修补 应修补 无损伤
良 接近表面 优
高 中 中
回弹试验
化学分析法
混凝土强度
混凝土质量、配合 比、水泥含量
无损伤
微破损
表面
接近表面
低
中
6.3 砖砌体结构的现场检测技术
砖砌体强度的间接测定法 冲击法：适用于M5-M15的砂浆和MU5-35的 砖块的抗压强度检测。 回弹法：利用专门的砖块回弹仪和砂浆回弹 仪检测抗压强度。 推出法：通过测定水平砂浆的抗剪强度推算 其抗压强度。
6.2 混凝土现场检测技术
2、混凝土内部空洞缺陷的检测 ������ 具体检测方法有：声速法、波形法、振幅法、频率 法等。 有缺陷处：变慢 波形畸变首波滞后 减小 高频分量减少低频分量增加 3、混凝土表层损伤的检测 ������ 混凝土结构由火灾、冻害、化学侵蚀等引起的混凝 土表层损伤，其损伤厚度可用表面平测法检测。 ������ 此外，超声法还可测定施工缝的质量、加固修补结构 面质量、混凝土匀质性的检测。
基本原理：超声波在混凝土中传播时，其速
度的平方与混凝土的弹性模量Ec成正比、与 混凝土的密度成反比、与混凝土的强度成正 比。 在普通混凝土检测中，常用500KHz以下的低 频超声波，在探测大体积混凝土时用20～ 30KHz的超声波。
6.2 混凝土现场检测技术
6.2.3 超声回弹综合检测混凝土强度 定义：是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗 压强度之间相互关系的基础上，以声速和回弹值综 合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。首 先在罗马尼亚提出，得到国际上的普遍认可。 特点：①检测精度高于回弹法和超声法；②既能反 映混凝土的弹性性质（超声），又能反映混凝土的 塑性性质（回弹）；③既能反映混凝土的表层状态 （回弹），又能反映混凝土混凝土的内部构造。
6.1 概述
结构检测的主要方法有： 1、材料强度检测
混凝土结构:
钢结构:
砌体结构:
非破损检测：表面硬度法
6.1 概述
材料强度检测来自回弹仪钻心机6.1 概述
回弹仪构造
6.1 概述
现场取样：
6.1 概述
2、材料内部缺陷、探伤检测（均为非破损检测）
混凝土结构
混凝土：超声法 钢筋：半电池电位法、钢筋位置检测法 钢结构：超声法