董麗鳳/華北理工大學(xué)

預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)方法

董麗鳳/華北理工大學(xué)

預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)還沿用預(yù)制構(gòu)件檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)GB50152一92《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的方法來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)，以下對(duì)前人的的成果進(jìn)行了綜述。

預(yù)制構(gòu)件；試驗(yàn)方法；結(jié)構(gòu)性能

一、幾類(lèi)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)

（一）簡(jiǎn)支構(gòu)件

1.簡(jiǎn)支板和簡(jiǎn)支梁。

簡(jiǎn)支板和簡(jiǎn)支梁[1,4]支承方式(如空心板、屋面板等)采用一端鉸支一端固支支承。簡(jiǎn)支板采用荷重塊(鐵塊、水泥塊、磚塊)進(jìn)行均布加載；也可根據(jù)彎矩等效的原則用千斤頂進(jìn)行二點(diǎn)對(duì)稱(chēng)集中加載。簡(jiǎn)支梁因荷載較大均采用千斤頂進(jìn)行集中加載。加載時(shí)被檢內(nèi)力M和Q可以同步增加，達(dá)到一次加載試驗(yàn)，兩項(xiàng)指標(biāo)檢驗(yàn)同時(shí)完成的目的。

應(yīng)該注意的是：剪力跨度集中荷載作用點(diǎn)離支座的距離宜為L(zhǎng)/3—L/4(L為跨度),也應(yīng)考慮加載設(shè)備總重G的影響。

2.重型梁。

重型梁[1-5]的支承方式是一端鉸支，一端固支；由千斤頂通過(guò)反力架在梁跨中施加集中力。也可以用拉焊聯(lián)結(jié)將兩個(gè)構(gòu)件連接形成支座，互為依托對(duì)頂加載。也可以將構(gòu)件平放于地面上試驗(yàn)，但須地面非常光滑平整,原因是摩擦力會(huì)影響加載和變形效果。

注意兩個(gè)問(wèn)題：兩點(diǎn)集中加載的剪力差異很大，一般會(huì)是一倍以上。相對(duì)穩(wěn)當(dāng)?shù)姆椒ㄊ遣捎脙杉?jí)分配梁實(shí)現(xiàn)四點(diǎn)集中加載。另一個(gè)問(wèn)題是支座和加載墊板必須有足夠的尺寸，可以預(yù)防局部應(yīng)力過(guò)大而造成擠壓破壞，引起檢驗(yàn)誤判。

（二）懸臂構(gòu)件

懸臂構(gòu)件[1]的反力和固端彎矩由預(yù)制板或梁提供。固端支座可采用剛度足夠的鋼架挾持，也可用上下兩個(gè)支座模擬固端的嵌固作用。荷載較大的懸臂梁宜采用后一形式。應(yīng)在支座和梁端處接裝位移表測(cè)量嵌固端的轉(zhuǎn)角。

對(duì)于荷載不大的懸臂板(陽(yáng)臺(tái)板、挑檐板等)可采用荷重塊進(jìn)行均布加載。

懸臂構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)應(yīng)注意以下兩個(gè)問(wèn)題：

1.在支座最大彎矩等效的情況下剪力不等效，甚至差別很大。

2.因嵌固端支座沉陷導(dǎo)致構(gòu)件的轉(zhuǎn)角。

3.懸臂構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)指標(biāo)相對(duì)于簡(jiǎn)支構(gòu)件放寬一倍，長(zhǎng)期荷載作用下的撓度允許值為1/100。

（三）雙向板

預(yù)制雙向板[1,6]的支承方式有兩種。一種是四邊簡(jiǎn)支，另一種是四角簡(jiǎn)支。方式的選擇原則是：支座處構(gòu)件應(yīng)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)，支承間可以相對(duì)地水平移動(dòng)。對(duì)于荷載和尺寸不大的雙向板可采用荷重塊進(jìn)行均布加載。荷載和尺寸較大的雙向板宜采用千斤頂分配梁系統(tǒng)進(jìn)行多點(diǎn)集中加載。

要注意，區(qū)格內(nèi)荷重塊的總重應(yīng)等于該區(qū)格內(nèi)的荷載值；每個(gè)加載點(diǎn)所控制的面積不宜大于1m^2；量測(cè)雙向板的撓度應(yīng)布置五個(gè)位移表。

（四）預(yù)制柱

預(yù)制柱[1,5]的標(biāo)準(zhǔn)圖一般只給出了不同型號(hào)柱所能承受的允許軸[N]，設(shè)計(jì)實(shí)踐中的彎矩M一般均通過(guò)一定的計(jì)算方法換算成軸力考慮。因此，除標(biāo)準(zhǔn)圖有特殊規(guī)定外，軸壓試驗(yàn)可在長(zhǎng)柱試驗(yàn)機(jī)或剛度足夠的反力架上進(jìn)行。為避免柱端彎矩所以柱端要支承在球佼支座上，柱頭應(yīng)能在固定點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，應(yīng)對(duì)準(zhǔn)柱軸心進(jìn)行加載。為避免試驗(yàn)時(shí)柱端局部承壓破壞，后澆混凝土區(qū)域的配箍應(yīng)該加密，箍筋間距宜較鄰近區(qū)段加密一倍。

（五） H型立柱

H型立柱[7]兩支座處以拉焊聯(lián)結(jié)逐級(jí)加壓法以檢驗(yàn)彎矩20%的級(jí)差，加荷至檢驗(yàn)彎矩的80%，然后按10%的級(jí)差加荷至裂縫出現(xiàn)；然后由初裂彎矩荷載卸荷至0，穩(wěn)定不少于3分鐘后；之后再次以20%的級(jí)差加荷至檢驗(yàn)彎矩的160%，再以10%的級(jí)差加荷至檢驗(yàn)彎矩的210%。

二、結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)上常見(jiàn)的問(wèn)題

（一）試件支承方式上的問(wèn)題

試件支承方式上的問(wèn)題：試件一端固定，一端滾動(dòng)，且試件底面不平整，會(huì)造成接觸不良，受力不均，支承不穩(wěn)；也容易造成試件剪切破壞。支座與試件接觸處加鋼板墊塊，在墊塊與試件接觸面鋪設(shè)薄砂漿或細(xì)砂，有利于墊塊與試件的緊密均勻的接觸。

（二）測(cè)量撓度用百分表的安置問(wèn)題

1.測(cè)點(diǎn)位置必須正確。

(1)測(cè)量?jī)啥酥Ф障鲁恋陌俜直頊y(cè)點(diǎn)，應(yīng)布置在、戶試件上表面兩端相對(duì)應(yīng)的支承線上的中點(diǎn)處。

(2)測(cè)量跨中撓度的百分表測(cè)點(diǎn)，應(yīng)布置在試件跨中兩側(cè)相對(duì)的板底或板面上。

2.百分表的表頭不能直接接觸試件表面，因試件表面少平整、不光滑，易造成測(cè)量誤差和表頭磨損，故正確的做法是試件測(cè)點(diǎn)表面用砂漿抹平或砂輪打平后與玻璃接觸即可。

（三）試驗(yàn)加載過(guò)程中的問(wèn)題

1.荷重塊的重量與體積將影響到試驗(yàn)可靠性和工作量。

(l)堅(jiān)固耐用，便于人工搬運(yùn)且減少工作量；

(2)重量一般占正常使用短期荷載設(shè)計(jì)值的1～2%為宜；

2.加載方法不正確：在采用均布荷載試驗(yàn)時(shí)，碼放在構(gòu)件上的荷重塊中間不留置空陳間隔，造成拱作用，改變了均布荷載的性質(zhì)，荷重塊碼放超出支座外端，減小了荷載重量。

3.試驗(yàn)荷載分級(jí)不當(dāng)，檢驗(yàn)指標(biāo)不準(zhǔn)或漏項(xiàng)。

4.荷載持續(xù)時(shí)間不足：按規(guī)定每級(jí)荷載加畢后，宜持續(xù)10～15分鐘，在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下，宜持續(xù)30分鐘?？s短持荷時(shí)間實(shí)際上是放寬檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。

（四）觀察、記錄結(jié)果應(yīng)注意的問(wèn)題

1.抗裂檢驗(yàn)的觀察記錄分兩種情況進(jìn)行。

內(nèi)容 裂縫出現(xiàn)持載時(shí)間 少于5分鐘 5～10分鐘 超過(guò)10分鐘抗裂荷載實(shí)測(cè)值 取該級(jí)荷載與前一級(jí)荷載值取該級(jí)荷載與前一級(jí)荷載平均值 取該級(jí)荷載值

（1）加載后觀察到有明顯裂縫：按下表選取抗裂荷載實(shí)測(cè)值。

（2）裂縫不明顯或沒(méi)有觀察到時(shí)，抗裂荷載實(shí)測(cè)值應(yīng)在荷載一撓度幾何曲線上查得，即在開(kāi)始發(fā)生裂縫的一級(jí)荷載所對(duì)應(yīng)的第一個(gè)彎曲點(diǎn)上作一條垂直于法向的切線，切線與原直線相交的點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的荷載即為抗裂荷載實(shí)測(cè)值。

2.承載力檢驗(yàn)觀察記錄也是分兩種情況進(jìn)行。

(1)試件出現(xiàn)破壞特征時(shí),應(yīng)記錄破壞荷載實(shí)測(cè)值。

(2)試件承載達(dá)到承載設(shè)極限值而尚未破壞時(shí)，終止試驗(yàn)，則試件承載力實(shí)測(cè)值為大于承載設(shè)計(jì)極限值。

三、問(wèn)題與展望

1.構(gòu)件自重是否應(yīng)該作為第二級(jí)以后荷載的一部分考慮。

2.因?yàn)閾隙取⒃囼?yàn)荷載等與試件尺寸不構(gòu)成線性關(guān)系，對(duì)利用非標(biāo)準(zhǔn)試件尺寸檢驗(yàn)得出的結(jié)果我們應(yīng)如何評(píng)定。

3.規(guī)范要求的“在構(gòu)件側(cè)面量測(cè)”是出于對(duì)人員、儀器的安全防護(hù)考慮。裂縫寬度并非所謂對(duì)“選取有代表性的部位”量測(cè)。我們?cè)诒ＷC實(shí)驗(yàn)人員安全的情況下，是否應(yīng)重新考慮選取“最大裂縫寬度”位置。

4.現(xiàn)有的方法檢測(cè)已安裝的橋梁結(jié)構(gòu)性能會(huì)造成交通問(wèn)題，我們可以通過(guò)結(jié)合現(xiàn)代微電子技術(shù)改進(jìn)檢測(cè)方法解決這一問(wèn)題。

[1]徐有鄰.預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)方法:[J].中國(guó)建筑科學(xué)研究院結(jié)構(gòu)所,1998.

[2]王濱,高立堂,吳濤,等.某廠房吊車(chē)梁結(jié)構(gòu)性能檢測(cè):[J].工程建設(shè),2007,39:(2)18—21.

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[5]薛人鏡.論預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)方法:[J].上海市建筑工程材料公司,1994.

[6]徐有鄰.預(yù)制混凝土構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn):[J].中國(guó)建筑科學(xué)研究院,2006.

[7]劉玄.H型預(yù)應(yīng)力混凝土柱結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)的研究與探討:[J].建筑知識(shí),2016，(2)268—271.