何其斌 孟 琪 山東省建筑科學研究院有限公司
工程實際中,為了保證現(xiàn)澆混凝土樓板或者疊合樓板的安全使用,經(jīng)常需要對樓板進行檢測檢驗,而混凝土樓板的眾多評價手段中,樓板荷載試驗仍然是最為直接、穩(wěn)定、可靠地檢測方法。
樓板的荷載試驗根據(jù)檢驗目的的不同,主要分為適用性檢驗、安全性檢驗和承載力檢驗。
樓板的適用性檢驗荷載應根據(jù)樓板正常使用極限狀態(tài)荷載短期效應組合的設計值和加載圖式經(jīng)換算確定。
樓板的安全性檢驗荷載應根據(jù)結構構件承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合的設計值和加載圖式經(jīng)換算確定。
樓板的承載力檢驗荷載應根據(jù)結構構件承載能力極限狀態(tài)荷載效應組合的設計值、加載圖式和承載力檢驗標志經(jīng)換算確定。
樓板荷載試驗的主要檢測項目:(1)樓板的最大撓度;(2)樓板支座處的最大位移;(3)控制截面的應變;(4)裂縫的出現(xiàn)及擴展情況。
(1)確定加載方式及所需荷載。
(2)根據(jù)規(guī)范要求確定每級加載荷載量。
(3)分級進行加載,并對每級加載后的樓板檢測項目進行檢測并記錄。
(4)加載完畢后對樓板進行卸載,檢測卸載后的樓板檢測項目并記錄。
(5)整理記錄的檢測數(shù)據(jù),根據(jù)規(guī)范要求對板的結構性能進行判定。
樓板適用性檢驗荷載作用下,經(jīng)修正后的實測撓度值和裂縫寬度不應大于現(xiàn)行國家標準GB 50010—2010《混凝土結構設計規(guī)范》等相關設計規(guī)范要求的限值。此時受檢構件適用性可評定為滿足要求。
樓板安全性檢驗荷載作用下只要滿足以下三條之一時,可評定受檢構件安全性滿足要求:(1)實測撓度值小于相應的理論計算值;(2)實測撓度與荷載基本保持線性關系;(3)構件殘余撓度不大于最大撓度的20%。
樓板承載力實驗直到最大加載限值,結構仍未出現(xiàn)任何承載力標志,則應判斷結構滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。
某住宅樓為地下二層地上二十九層剪力墻結構,抗震設防烈度為7度,設計基本地震加速度值為0.10g,設計地震分組為第三組,建筑結構安全等級為二級,設計使用年限為50年,抗震設防類別為標準設防類,建筑場地類別為Ⅲ類。混凝土樓板的設計強度均為C30。在竣工驗收時發(fā)現(xiàn)客廳樓板存在裂縫,為了了解裂縫對板的承載力有無影響,故對該板做荷載試驗。(因樓板需繼續(xù)使用,故不對樓板做承載能力極限狀態(tài)檢驗,只對樓板做安全性檢驗)
根據(jù)設計圖紙、圖集對樓面恒荷載進行統(tǒng)計,具體見表1。該板樓面活荷載按2.0kN/m2取值,樓板厚度為140mm,活荷載準永久值系數(shù)為0.4。依據(jù)GB/T 50784—2013《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》和GB 50009—2012《建筑結構荷載規(guī)范》,經(jīng)計算,該板適用性靜載檢驗的檢驗荷載為6.9kN/m2;該板安全性靜載檢驗的檢驗荷載為10.12kN/m2;該板承載能力極限狀態(tài)靜載檢驗的檢驗荷載為16.20kN/m2。本試驗采用沙袋為加載重物,該板在樓板底面短跨支座及跨中位置設置百分表,加載分10級,其中第1級為板自重狀態(tài);每級荷載持荷時間嚴格按GB/T 50152—2012《混凝土結構試驗方法標準》的規(guī)定執(zhí)行。
表1 樓板樓面恒荷載統(tǒng)計
依據(jù)GB 50204—2015《混凝土結構工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范》及GB/T 50784—2013《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》,現(xiàn)場對該樓板的結構性能(靜載檢驗)進行安全性檢驗。經(jīng)檢驗,在構件安全性檢驗荷載作用下,該樓板在加載至第5級時板底發(fā)現(xiàn)開裂,開裂位置處于板底線管附近,裂縫寬度最大處為0.06mm,加載至第10級時,裂縫寬度最大處為0.08mm,卸載后裂縫寬度最大處為0.02mm。具體檢測數(shù)據(jù)見表2~3及圖1所示。
表2 混凝土樓板各級荷載作用下檢驗結果
表3 樓板結構性能(靜載檢驗)安全性檢驗結果
注:
1.試驗荷載根據(jù)委托方所提供設計圖紙確定。
2.結論僅對受檢結構構件有效。
圖1 樓板荷載撓度曲線
經(jīng)檢測,該樓板在靜載試驗中構件未產(chǎn)生明顯破壞現(xiàn)象,實測撓度值小于相應的理論計算值,實測撓度與荷載基本保持線性關系,板底百分表測得的構件殘余撓度均不大于最大撓度的20%,依據(jù)GB/T 50784—2013《混凝土結構現(xiàn)場檢測技術標準》第12.2.14-2條靜載檢驗結構評定規(guī)定:在構件安全性檢驗荷載作用下,當受檢構件無明顯破壞跡象,實測撓度值滿足下列條件之一時,可評定受檢構件安全性滿足要求。(1)實測撓度值小于相應的理論計算值;(2)實測撓度與荷載基本保持線性關系;(3)構件殘余撓度不大于最大撓度的20%。該板安全性滿足規(guī)范要求。
本文主要講述了樓板荷載檢驗的方法,并結合實例介紹了樓板的安全性荷載試驗。通過試驗,體現(xiàn)了荷載試驗中檢驗荷載量的計算,分級加載的荷載控制,每級荷載下的觀測項目記錄及觀測記錄的數(shù)據(jù)整理,最后通過安全性荷載檢驗的評價指標對樓板的試驗結果做出評定。板的安全性荷載試驗是樓板檢測中非常直白有效地方法,希望本文能為同類樓板荷載試驗的研究提供參考。