預制構件結構性能檢測方法

董麗鳳/華北理工大學

預制構件結構性能檢測方法

董麗鳳/華北理工大學

預制構件的結構性能檢驗還沿用預制構件檢驗評定標準GB50152一92《混凝土結構試驗方法標準》的方法來進行結構性能檢測，以下對前人的的成果進行了綜述。

預制構件；試驗方法；結構性能

一、幾類制構件結構性能檢測

（一）簡支構件

1.簡支板和簡支梁。

簡支板和簡支梁[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。簡支板采用荷重塊(鐵塊、水泥塊、磚塊)進行均布加載；也可根據彎矩等效的原則用千斤頂進行二點對稱集中加載。簡支梁因荷載較大均采用千斤頂進行集中加載。加載時被檢內力M和Q可以同步增加，達到一次加載試驗，兩項指標檢驗同時完成的目的。

應該注意的是：剪力跨度集中荷載作用點離支座的距離宜為L/3—L/4(L為跨度),也應考慮加載設備總重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；由千斤頂通過反力架在梁跨中施加集中力。也可以用拉焊聯結將兩個構件連接形成支座，互為依托對頂加載。也可以將構件平放于地面上試驗，但須地面非常光滑平整,原因是摩擦力會影響加載和變形效果。

注意兩個問題：兩點集中加載的剪力差異很大，一般會是一倍以上。相對穩當的方法是采用兩級分配梁實現四點集中加載。另一個問題是支座和加載墊板必須有足夠的尺寸，可以預防局部應力過大而造成擠壓破壞，引起檢驗誤判。

（二）懸臂構件

懸臂構件[1]的反力和固端彎矩由預制板或梁提供。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。應在支座和梁端處接裝位移表測量嵌固端的轉角。

對于荷載不大的懸臂板(陽臺板、挑檐板等)可采用荷重塊進行均布加載。

懸臂構件的撓度檢驗應注意以下兩個問題：

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致構件的轉角。

3.懸臂構件的撓度檢驗指標相對于簡支構件放寬一倍，長期荷載作用下的撓度允許值為1/100。

（三）雙向板

預制雙向板[1,6]的支承方式有兩種。一種是四邊簡支，另一種是四角簡支。方式的選擇原則是：支座處構件應能自由轉動，支承間可以相對地水平移動。對于荷載和尺寸不大的雙向板可采用荷重塊進行均布加載。荷載和尺寸較大的雙向板宜采用千斤頂分配梁系統進行多點集中加載。

要注意，區格內荷重塊的總重應等于該區格內的荷載值；每個加載點所控制的面積不宜大于1m^2；量測雙向板的撓度應布置五個位移表。

（四）預制柱

預制柱[1,5]的標準圖一般只給出了不同型號柱所能承受的允許軸[N]，設計實踐中的彎矩M一般均通過一定的計算方法換算成軸力考慮。因此，除標準圖有特殊規定外，軸壓試驗可在長柱試驗機或剛度足夠的反力架上進行。為避免柱端彎矩所以柱端要支承在球佼支座上，柱頭應能在固定點自由轉動，應對準柱軸心進行加載。為避免試驗時柱端局部承壓破壞，后澆混凝土區域的配箍應該加密，箍筋間距宜較鄰近區段加密一倍。

（五） H型立柱

H型立柱[7]兩支座處以拉焊聯結逐級加壓法以檢驗彎矩20%的級差，加荷至檢驗彎矩的80%，然后按10%的級差加荷至裂縫出現；然后由初裂彎矩荷載卸荷至0，穩定不少于3分鐘后；之后再次以20%的級差加荷至檢驗彎矩的160%，再以10%的級差加荷至檢驗彎矩的210%。

二、結構性能試驗上常見的問題

（一）試件支承方式上的問題

試件支承方式上的問題：試件一端固定，一端滾動，且試件底面不平整，會造成接觸不良，受力不均，支承不穩；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薄砂漿或細砂，有利于墊塊與試件的緊密均勻的接觸。

（二）測量撓度用百分表的安置問題

1.測點位置必須正確。

(1)測量兩端支墩下沉的百分表測點，應布置在、戶試件上表面兩端相對應的支承線上的中點處。

(2)測量跨中撓度的百分表測點，應布置在試件跨中兩側相對的板底或板面上。

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，易造成測量誤差和表頭磨損，故正確的做法是試件測點表面用砂漿抹平或砂輪打平后與玻璃接觸即可。

（三）試驗加載過程中的問題

1.荷重塊的重量與體積將影響到試驗可靠性和工作量。

(l)堅固耐用，便于人工搬運且減少工作量；

(2)重量一般占正常使用短期荷載設計值的1～2%為宜；

2.加載方法不正確：在采用均布荷載試驗時，碼放在構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，荷重塊碼放超出支座外端，減小了荷載重量。

3.試驗荷載分級不當，檢驗指標不準或漏項。

4.荷載持續時間不足：按規定每級荷載加畢后，宜持續10～15分鐘，在標準荷載作用下，宜持續30分鐘。縮短持荷時間實際上是放寬檢驗標準。

（四）觀察、記錄結果應注意的問題

1.抗裂檢驗的觀察記錄分兩種情況進行。

內容 裂縫出現持載時間 少于5分鐘 5～10分鐘 超過10分鐘抗裂荷載實測值 取該級荷載與前一級荷載值取該級荷載與前一級荷載平均值 取該級荷載值

（1）加載后觀察到有明顯裂縫：按下表選取抗裂荷載實測值。

（2）裂縫不明顯或沒有觀察到時，抗裂荷載實測值應在荷載一撓度幾何曲線上查得，即在開始發生裂縫的一級荷載所對應的第一個彎曲點上作一條垂直于法向的切線，切線與原直線相交的點所對應的荷載即為抗裂荷載實測值。

2.承載力檢驗觀察記錄也是分兩種情況進行。

(1)試件出現破壞特征時,應記錄破壞荷載實測值。

(2)試件承載達到承載設極限值而尚未破壞時，終止試驗，則試件承載力實測值為大于承載設計極限值。

三、問題與展望

1.構件自重是否應該作為第二級以后荷載的一部分考慮。

2.因為撓度、試驗荷載等與試件尺寸不構成線性關系，對利用非標準試件尺寸檢驗得出的結果我們應如何評定。

3.規范要求的“在構件側面量測”是出于對人員、儀器的安全防護考慮。裂縫寬度并非所謂對“選取有代表性的部位”量測。我們在保證實驗人員安全的情況下，是否應重新考慮選取“最大裂縫寬度”位置。

4.現有的方法檢測已安裝的橋梁結構性能會造成交通問題，我們可以通過結合現代微電子技術改進檢測方法解決這一問題。

[1]徐有鄰.預制構件的結構性能試驗方法:[J].中國建筑科學研究院結構所,1998.

[2]王濱,高立堂,吳濤,等.某廠房吊車梁結構性能檢測:[J].工程建設,2007,39:(2)18—21.

[3]楊振家.構件結構性能現場簡易試驗方法:[J].長沙市建筑工程公司,2000.

[4]鐘湘江,吳彥.預制空心板結構性能檢驗方法探討:[J].中南公路工程,2003,28(1)39—41.

[5]薛人鏡.論預制構件的結構性能試驗方法:[J].上海市建筑工程材料公司,1994.

[6]徐有鄰.預制混凝土構件結構性能試驗:[J].中國建筑科學研究院,2006.

[7]劉玄.H型預應力混凝土柱結構性能試驗的研究與探討:[J].建筑知識,2016，(2)268—271.