建筑幕墻槽式預(yù)埋件在混凝土中靜力抗拉、抗剪性能檢測(cè)方法

鐘傳國(guó)

（廣州市建筑材料工業(yè)研究所有限公司）

1 前言

槽式預(yù)埋件為近些年來廣東地區(qū)幕墻施工中大量采用的一種埋件形式，如廣州中環(huán)廣場(chǎng)、深圳平安金融中心、中國(guó)移動(dòng)深圳信息大廈等項(xiàng)目。但玻璃幕墻脫落造成的安全事故近年來頻頻發(fā)生，幕墻預(yù)埋件作為承受幕墻荷載的主要受力構(gòu)件，其承載力水平顯得尤為重要。而且預(yù)埋件本身的質(zhì)量問題、在施工時(shí)垂直度與軸線出現(xiàn)偏差，或者埋設(shè)不牢固導(dǎo)致偏移等[4]，現(xiàn)在預(yù)埋件的檢測(cè)都越來越重視。

關(guān)于預(yù)埋件的抗拉抗剪實(shí)驗(yàn)，國(guó)內(nèi)有周哲秦夢(mèng)宇[1-2]等做的平板式預(yù)埋件的抗剪和抗拉實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在工程實(shí)際應(yīng)用中使用的槽式預(yù)埋件要求檢測(cè)的案例比較多，筆者根據(jù)多年來對(duì)槽式預(yù)埋件的抗拉、抗剪檢測(cè)的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)槽式預(yù)埋件靜力抗拉、抗剪性能檢測(cè)提出具體檢測(cè)儀器、檢測(cè)方法，對(duì)實(shí)際檢測(cè)中的一些問題進(jìn)行探討。

2 最大檢測(cè)荷載的確定

槽式預(yù)埋件通常有外立面和樓面兩種埋置形式，受力為主要由風(fēng)荷載和重力荷載產(chǎn)生的抗拉和抗剪力。可根據(jù)幕墻設(shè)計(jì)計(jì)算書中設(shè)計(jì)的要求確定檢測(cè)荷載，或采用以下方式[5]。

當(dāng)委托方能夠提供設(shè)計(jì)值時(shí)，可按式⑴確定最大檢測(cè)荷載：

式中，

FMAX——最大檢測(cè)荷載(k N)；

γR——錨固承載力分項(xiàng)系數(shù)，可取2.0～3.0；

γn——錨固重要性系數(shù)，對(duì)于錨固安全等級(jí)為一、二級(jí)的錨固，分別取1.1 或1.0；

RRd——承載力設(shè)計(jì)值（k N）。

當(dāng)委托方不能提供設(shè)計(jì)值時(shí)，可按下面方法確定最大檢測(cè)荷載，但其計(jì)算值應(yīng)得到委托方、監(jiān)理及設(shè)計(jì)等有關(guān)單位的確認(rèn)。

最大檢測(cè)荷載按式⑵確定：

式中，

S——單位面積效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值；

B——幕墻分格寬度；

H——幕墻分格立柱長(zhǎng)度。

3 試驗(yàn)裝置

槽式預(yù)埋件是由槽鋼和錨筋兩部分組成，錨筋通過焊接或鉚接的形式同槽鋼連接。

工程中常用的預(yù)埋件檢測(cè)設(shè)計(jì)參數(shù)見表1，委托檢驗(yàn)力通常為設(shè)計(jì)值的1～5 倍。槽孔的T 型錨栓規(guī)格多為M16，使用兩個(gè)T 型錨栓與預(yù)埋件連接。

為適用于不同設(shè)計(jì)間距的預(yù)埋件的檢測(cè)，實(shí)際工程中可按圖1 所示抗拉檢測(cè)裝置，圖2 為抗剪檢測(cè)裝置。圖1 中的抗拉錨固件使用雙U 型卡槽與T 型錨栓連接，U 型卡槽可調(diào)節(jié)間距，能適用于錨栓間距為120～180mm的槽式預(yù)埋件檢測(cè)。圖2 中的抗剪錨固件由于各個(gè)廠家所制造槽式預(yù)埋件規(guī)格不一樣，實(shí)際使用的預(yù)埋件連接錨栓位置不同，可根據(jù)常用的槽式預(yù)埋件參數(shù)設(shè)計(jì)抗剪連接件，也有采用幕墻實(shí)際錨固件的方式。兩套試驗(yàn)裝置亦可同時(shí)使用進(jìn)行抗拉和抗剪檢測(cè)。

圖1 抗拉實(shí)驗(yàn)裝置

圖2 抗剪實(shí)驗(yàn)裝置

4 試驗(yàn)方法

加載方式及測(cè)試內(nèi)容，本試驗(yàn)采用油壓千斤頂同步加載方式測(cè)試，參照廣東省標(biāo)準(zhǔn)《混凝土后錨固件抗剪和抗剪性能檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》(D BJ/T 15-35-2004)有關(guān)規(guī)定進(jìn)行。

檢測(cè)加、卸載分級(jí)及預(yù)埋件變位測(cè)量：

⑴荷載分級(jí)。

加載分別以最大檢測(cè)荷載Nmax的20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%進(jìn)行分級(jí)，以Nmax的10%作為位移的初始值，加載至100% Nmax后，分別以80%、60%、40%、20%分級(jí)卸荷至N=0.00k N，測(cè)讀殘余變形，至此該檢測(cè)終止。

⑵位移測(cè)讀。

單個(gè)預(yù)埋件抗拔檢測(cè)時(shí)預(yù)埋件變位測(cè)量，在預(yù)埋件面的中間位置垂直安裝2 個(gè)百分表，測(cè)量預(yù)埋件在各級(jí)抗拔荷載作用下預(yù)埋件的外拔位移。

每級(jí)荷載施加后按第1、2、3min 測(cè)讀埋件錨板中心位移變形量；當(dāng)位移變化速率連續(xù)兩次小于0.05mm/min 后，施加下一級(jí)荷載；卸荷時(shí)，每級(jí)卸荷后持續(xù)1 分鐘測(cè)讀位移值，然后卸下一級(jí)荷載。

此實(shí)驗(yàn)加載方法為一般應(yīng)遵循過程，筆者認(rèn)為在有經(jīng)驗(yàn)的前提下可適當(dāng)加減分級(jí)及持荷時(shí)間，在部分工程中，亦有客戶要求加載至Nmax的50%后卸載至N=0.00k N后，作為位移的初始值，然后分別以最大檢測(cè)荷載的25%、50%、75%、100%進(jìn)行分級(jí)加載。

5 終止加載條件

⑴達(dá)到對(duì)預(yù)埋件的最大檢測(cè)荷載值；

⑵若同時(shí)滿足以下條件，評(píng)定預(yù)埋件的抗拔力達(dá)到設(shè)計(jì)要求：

①預(yù)埋件錨板中心最大位移變形量小于錨板最大邊長(zhǎng)的L／X，參見文章[5]；

②在各級(jí)檢測(cè)荷載作用下，千斤頂油壓能夠保持相對(duì)穩(wěn)定，埋件錨板無松脫、槽溝無出現(xiàn)較明顯的變形，預(yù)埋件周邊混凝土不出現(xiàn)新的裂縫。

6 常見位移荷載曲線及破壞模式

圖3、圖4 分別為槽式預(yù)埋件比較常見的抗拉、抗剪位移荷載曲線，由于實(shí)際試驗(yàn)時(shí)基本是樓房需使用的預(yù)埋件，最大力都沒達(dá)到極限破壞，曲線基本表現(xiàn)為位移與荷載的線性關(guān)系。抗拉和抗剪實(shí)驗(yàn)最大的區(qū)別是初始階段，抗剪在初始階段由于T 型錨栓螺母擰緊存在摩擦力，在荷載達(dá)到摩擦力臨界值時(shí)，會(huì)突然產(chǎn)生一個(gè)位移，直至T 型錨栓邊緣與錨固件頂緊，通常在檢測(cè)安裝時(shí)應(yīng)避免這個(gè)相對(duì)位移的存在，可采取預(yù)加壓力的方式，以得到真實(shí)的預(yù)埋件受力變形。

圖3 抗拉位移荷載曲線

圖4 抗剪位移荷載曲線

通常當(dāng)委托檢驗(yàn)力較大時(shí)，預(yù)埋件會(huì)出現(xiàn)比較明顯的變形或破壞，基本表現(xiàn)為延性破壞。

槽式預(yù)埋件抗拉、抗剪實(shí)驗(yàn)常見的破壞有[3]：

⑴鋼材破壞，槽鋼槽口卷邊破壞，槽鋼拉彎；

⑵混凝土破壞，混凝土邊緣破壞，混凝土側(cè)面椎體破壞。

7 結(jié)論

在預(yù)埋件的檢測(cè)中，應(yīng)注意以下問題：

⑴檢測(cè)裝置應(yīng)能模擬槽式預(yù)埋件實(shí)際工作狀態(tài)，便于觀察預(yù)埋件破壞過程及形態(tài)；

⑵在滿足實(shí)驗(yàn)要求的前提下適當(dāng)調(diào)節(jié)加載程序及時(shí)間；

⑶應(yīng)做好安全防護(hù)措施，避免儀器的跌落；

以上實(shí)際檢測(cè)的一些經(jīng)驗(yàn)希望能給廣大工程檢測(cè)者提供參考。●