1 結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)的內(nèi)容及概念
1.1 結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)的內(nèi)容
預(yù)應(yīng)力砼空心板結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)內(nèi)容包括:撓度檢驗(yàn)、抗裂檢驗(yàn)及承載力檢驗(yàn)三項(xiàng)指標(biāo)。
1.2 檢測(cè)內(nèi)容的一般概念
1)“承載能力檢驗(yàn)”即為[ru] 檢驗(yàn)。“承載力”是構(gòu)件的承載能力,它包括強(qiáng)度、穩(wěn)定、疲勞等問(wèn)題。從內(nèi)容和意義上看,要比單純的強(qiáng)度問(wèn)題廣泛得多。
2)“撓度檢驗(yàn)”即為[as] 檢驗(yàn)。撓度是構(gòu)件在荷載作用下抵抗變形的能力,是通過(guò)在一定荷載作用下測(cè)得的變形值來(lái)反映的。因此,構(gòu)件的剛度檢驗(yàn)實(shí)質(zhì)上就是對(duì)其撓度的檢驗(yàn)。
3)“抗裂檢驗(yàn)”即為[rcr] 檢驗(yàn)?沽咽菢(gòu)件在荷載作用下抵抗開裂的能力,是用出現(xiàn)裂縫前一級(jí)的荷載值與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)荷載值來(lái)表示的。
2 結(jié)構(gòu)性能檢測(cè)指標(biāo)的確定及有關(guān)計(jì)算概念
預(yù)應(yīng)力砼空心板的結(jié)構(gòu)性能,檢測(cè)指標(biāo)在03ZG401的標(biāo)準(zhǔn)圖集中均已給出,根據(jù)實(shí)測(cè)板的型號(hào),從標(biāo)準(zhǔn)圖集中可以查出承載力系數(shù)值[ru],短期允許撓度值[as],抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值[rcr],承載力檢驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)值Qd,正常使用短期荷載檢驗(yàn)值Qs,板的自重標(biāo)準(zhǔn)值Gk1等,這些值,可直接應(yīng)用于計(jì)算中,但在計(jì)算時(shí)注意以下兩個(gè)指標(biāo)的計(jì)算概念:
2.1 短期荷載檢驗(yàn)值:
短期荷載檢驗(yàn)值是使用荷載與結(jié)構(gòu)自重的和。但實(shí)際施加的荷載應(yīng)小于此值。因?yàn),試?yàn)起點(diǎn)荷載不為零,已經(jīng)有了構(gòu)件自重Gk1,因此,實(shí)際加載值應(yīng)扣除構(gòu)件的自重Gk1。當(dāng)忽略粉刷、灌溉等裝修重時(shí)預(yù)應(yīng)力板在均布加載情況下,實(shí)際上短期荷載檢驗(yàn)值就是(Qs- Gk1)。有些同志在實(shí)際檢驗(yàn)中,將表中給出的Qs當(dāng)作短期荷載檢驗(yàn)時(shí)的外加荷載值,結(jié)果導(dǎo)致施加的外載值過(guò)大,從而增加了板的負(fù)荷,對(duì)板的檢測(cè)是很不利的,結(jié)果也不準(zhǔn)確。這一點(diǎn)一定要引起注意
2.2 短期實(shí)測(cè)撓度值
撓度測(cè)試是結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)中由始至終的一個(gè)重要檢測(cè)項(xiàng)目,測(cè)量撓度的目的不僅是為了在正常使用短期荷載檢驗(yàn)值作用下判斷構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)指標(biāo)是否合格,還可以根據(jù)撓度增長(zhǎng)的快慢判定構(gòu)件是否開裂等。由此可見,撓度的檢測(cè)非常重要。
在實(shí)際檢測(cè)中,有些同志直接將短期荷載作用下跨中撓度的實(shí)測(cè)值,示為撓度檢驗(yàn)值,這樣做是錯(cuò)誤的。因?yàn),撓度是指全部荷載引起的變形值。而試驗(yàn)開始前,由于水平放置的構(gòu)件具有自重已產(chǎn)生了撓度ag。根據(jù)有關(guān)資料介紹,在預(yù)應(yīng)力園孔板中,構(gòu)件自重引起的撓度值大約為0.7~1.0mm,這是一個(gè)相對(duì)來(lái)說(shuō)不小的數(shù)值,在實(shí)際檢測(cè)中不應(yīng)忽略它的影響,實(shí)際上撓度檢驗(yàn)值as°,應(yīng)為外加試驗(yàn)荷載作用下的構(gòu)件跨中撓度實(shí)測(cè)值aq°與結(jié)構(gòu)自重引起的撓度值ag°之和。aq°可根據(jù)構(gòu)件在正常使用短期荷載作用下的跨中實(shí)測(cè)位移值求出;而ag°則要通過(guò)一定形式的計(jì)算,才能求出,
即:ag =·ab° …………… ⑴
式中:Mg ———構(gòu)件自重及加載設(shè)備重量產(chǎn)生的跨中彎矩值(kN·m)
Mb———加載至構(gòu)件開裂前一級(jí)荷載的外加試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的跨中彎矩值(kN·m)
ab° ———加載至構(gòu)件開裂前一級(jí)荷載的外加試驗(yàn)荷載產(chǎn)生的跨中撓度實(shí)測(cè)值(mm)
這部分內(nèi)容,在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中,講得很詳細(xì),可參閱。
另外,預(yù)應(yīng)力砼空心板在均布加載情況下,自重所產(chǎn)生的撓度的計(jì)算公式,就大大簡(jiǎn)化了,不需求出彎矩,直接用板的自重(Qg)和開裂前一級(jí)的外加荷載值(Qb)即可求出,即公式⑴變?yōu)椋?/p>
a°g =·ab° …………… ⑴'
用上述方法即可求出構(gòu)件短期撓度實(shí)測(cè)檢驗(yàn)值,再根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)圖集中給出的撓度允許值,就可以得出該構(gòu)件的實(shí)測(cè)撓度是否滿足檢驗(yàn)條件的結(jié)論。
3 檢測(cè)方案的確定
試驗(yàn)方案的確定在試驗(yàn)中尤為重要,它的正確與否直接關(guān)系到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。為了保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性及試驗(yàn)過(guò)程的連續(xù)性,在試驗(yàn)開始前 就要按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求制定一個(gè)周密的規(guī)劃,正確地確定加荷間隔,加荷時(shí)間,加載數(shù)值及加載程序表等。
3.1 試驗(yàn)方案的內(nèi)容Jw3建筑人
預(yù)應(yīng)力砼空心板的結(jié)構(gòu)性能檢測(cè),包托以下幾個(gè)方面的內(nèi)容:
1)加載簡(jiǎn)圖:所謂的加載簡(jiǎn)圖是指加載的支承形式、跨距,均布加載的區(qū)格長(zhǎng)度以及加載物的單重。
2)測(cè)量?jī)x表:測(cè)量?jī)x表的位置及編號(hào)
3)加荷時(shí)間:每一級(jí)荷載等級(jí)的編號(hào)和測(cè)讀記錄該級(jí)荷載效應(yīng)的時(shí)間
4)荷載數(shù)值:每級(jí)所加荷載的數(shù)值及加載后的累計(jì)荷載值。
5)檢驗(yàn)要求:在所有的檢驗(yàn)荷載和臨界檢驗(yàn)荷載等級(jí)處注明檢驗(yàn)要求或者寫上檢驗(yàn)指標(biāo)。
3.2 加載間隔和時(shí)間的確定
1)加載間隔
加載間隔是指級(jí)與級(jí)之間的加載范圍。按標(biāo)準(zhǔn)要求在正常使用極限狀態(tài)檢驗(yàn)階段,當(dāng)荷載小于正常使用短期荷載檢驗(yàn)值Qs時(shí),每級(jí)荷載不宜大于該荷載值的20%,即不大于0.2Qs;當(dāng)荷載值大于該荷載時(shí)每級(jí)荷載不宜大于該荷載值的10%,即不大于0.1Qs;當(dāng)荷載值接近抗裂荷載檢驗(yàn)值時(shí),每一級(jí)荷載值不宜大于該荷載值的5%,即不大于0.05抗裂荷載檢驗(yàn)值;在承載力極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí),當(dāng)荷載加到接近承載力檢驗(yàn)荷載值時(shí),每級(jí)荷載值不宜大于該檢驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)值的5%,即不大于0.05[Qu]。
2)加荷持續(xù)時(shí)間的確定
加荷時(shí)間是指從加載起至讀完在該級(jí)荷載作用下儀表全部讀數(shù)之間的時(shí)間。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不包括加載時(shí)間,每級(jí)加載完成后,荷載的持續(xù)時(shí)間為:在正常使用短期檢驗(yàn)值Qs下,不少于30分鐘,其余等級(jí)持續(xù)時(shí)間不少于10分鐘。
3.3 荷載值的確定
1)關(guān)于荷載的輪空,插入及銜接的說(shuō)明
、俸奢d的輪空
加載初期每級(jí)加荷控制在20%Qs以內(nèi),因此,一般加載系數(shù)按0.2;0.4;0.6;0.8………等序列計(jì)算加載值,但有的構(gòu)件自重較大,本身超過(guò)了0.2Qs,當(dāng)扣除構(gòu)件的自重時(shí),往往得到負(fù)數(shù)。因此,當(dāng)計(jì)算最初一、二級(jí)荷載為負(fù)值時(shí),應(yīng)輪空不計(jì),順次從下一級(jí)荷載(即正值)開始。
、诤奢d的插入
在一般標(biāo)準(zhǔn)圖集中,只給出抗裂和承載力檢驗(yàn)值,并未給出它們的預(yù)檢級(jí)荷載數(shù)值,在計(jì)算時(shí),應(yīng)將有關(guān)荷載值插入到加載等級(jí)之中,有助于對(duì)檢驗(yàn)破壞標(biāo)志的觀察。
、酆奢d的銜接
過(guò)去的檢驗(yàn)都是以標(biāo)準(zhǔn)為基數(shù)計(jì)算的,故可按加載系數(shù)的高低依次檢驗(yàn),比較明確,F(xiàn)在的標(biāo)準(zhǔn)有兩個(gè)狀態(tài),即正常使用極限狀態(tài)和承載力極限狀態(tài)。按正常使用極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí),以正常使用短期荷載檢驗(yàn)值Qs為基數(shù)乘以加載系數(shù)K;承載力極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí)以承載力荷載設(shè)計(jì)值Qd為基數(shù)乘以加載系數(shù)K'。由于荷載值Qd大于Qs,故兩者之間應(yīng)在某一荷載等級(jí)處進(jìn)行銜接。如果此間沒(méi)有這種銜接處理,勢(shì)必造成進(jìn)入承載力檢驗(yàn)狀態(tài)時(shí)的第一級(jí)荷載過(guò)大,有時(shí)該級(jí)加載竟達(dá)到2000kg,這樣大的荷載相當(dāng)于突然給板施加一個(gè)沖擊力,板無(wú)法承受會(huì)過(guò)早的出現(xiàn)開裂,甚至斷裂等破壞現(xiàn)象的產(chǎn)生,對(duì)板的檢驗(yàn)不利,試驗(yàn)結(jié)果也就不準(zhǔn)確了。因此,一定要進(jìn)行銜接處理。
至于銜接方法:筆者認(rèn)為先計(jì)算出承載力檢驗(yàn)最低一級(jí)荷載的0.95倍,即加載系數(shù)為0.95×1.35=1.28的荷載值然后逐漸增加系數(shù)K,增大正常使用極限狀態(tài)的檢驗(yàn)荷載值KQS;直到最接近最小承載力檢驗(yàn)系數(shù)的0.95倍的荷載值時(shí),進(jìn)行切換,改為按承載力極限狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn),這種方法即簡(jiǎn)單又實(shí)用,可大大的簡(jiǎn)化試驗(yàn)過(guò)程,雖說(shuō)有誤差,但數(shù)值較小,對(duì)板的試驗(yàn)結(jié)果影響不大?梢灾苯討(yīng)用。
2)加載值的計(jì)算公式
、倏缍群蛯挾鹊挠(jì)算公式
對(duì)于預(yù)應(yīng)力砼空心板而言其跨度和寬度的計(jì)算值應(yīng)符合如下公式:
跨度L0=L標(biāo)-180(mm)(即標(biāo)志長(zhǎng)度減去180mm)
寬度b=b標(biāo)(mm)(即標(biāo)志寬度)
對(duì)于其它預(yù)應(yīng)力板應(yīng)按其標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法計(jì)算。
②加載累計(jì)值的計(jì)算公式(均布加載)
正常使用極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí)加載物累計(jì)數(shù)目的計(jì)算公式為:n=(KQs-Gk1)L0b÷每塊加載物重量(塊)
承載力極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí)加載物累計(jì)數(shù)目的計(jì)算公式為:n'=(K'Qd-Gk1)L0b÷每塊加載物重量(塊)
3.4 加載程序表的的制定
根據(jù)以上的要求及注意事項(xiàng),按照下列順序制定加載程序表(以CRB650級(jí)冷軋帶肋鋼筋YKB3653為例):
1)查看標(biāo)準(zhǔn)圖集
根據(jù)被測(cè)板的規(guī)格及型號(hào),查看標(biāo)準(zhǔn)圖集(中南標(biāo)03ZG401)。從圖集中得出正常使用短期荷載值QS=9.15kN/m2;短期允許撓度值[as]=7.63mm;抗裂檢驗(yàn)系數(shù)[rcr]=1.17;承載力標(biāo)準(zhǔn)荷載值Qd=12.31kN/m2;板的自重Gk1=1.83kn/m2;板的承載力檢驗(yàn)標(biāo)志及檢驗(yàn)系數(shù)等級(jí)
2)確定加載系數(shù)
根據(jù)前面有關(guān)加載值確定的要求,結(jié)合實(shí)例確定的加載系數(shù)如下:
對(duì)正常使用極限狀態(tài)的檢驗(yàn),加載系數(shù)K應(yīng)為:
K=0.2,0.4,0.6,0.8,1.0,1.10,1.12=0.95×1.17,1.17,1.27,1.37,1.47,1.57,1.67
對(duì)于承載力極限狀態(tài)的檢驗(yàn)加載系數(shù)K'應(yīng)為:
K'=0.95×1.35=1.28,1.35,1.4,1.45,1.5,1.55……
注:在標(biāo)準(zhǔn)圖集中承載力檢驗(yàn)標(biāo)志是由①~⑤順次排列的,但是檢驗(yàn)系數(shù)并未從低到高排列,為便于計(jì)算作了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整,即把檢驗(yàn)系數(shù)由小到大順次排列。
3)加載程序的計(jì)算
、俅_定計(jì)算跨度及寬度
跨度L0=L標(biāo)-180=3600-180=3420mm
寬度b=b標(biāo)=500mm
、诩虞d方案
a、采用簡(jiǎn)均布加載形式,儀表的編號(hào)及分布
b、加載區(qū)格長(zhǎng)度為L(zhǎng)0/4=3440/4=860mm
c、加載物可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇,可用標(biāo)準(zhǔn)砼試壓塊,標(biāo)準(zhǔn)紅磚等。本例選用紅磚,平均重量為25.0N/塊。
d、每級(jí)加載值的計(jì)算
正常使用極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí)加載物累計(jì)數(shù)目
n=(KQ-Gk1)L0b÷每塊加載物重量
n=(K×9.15-1.83)×3.42×0.5÷25.0(塊
承載力極限狀態(tài)檢驗(yàn)時(shí)區(qū)格加載物累計(jì)數(shù)目
n'=(K'Qd-Gk1)Lob÷每塊加載物重量
n'=(K'12.31-1.83)×3.42×0.5÷25.0
根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果列加載程序表:
3.5 試驗(yàn)要求
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求在試驗(yàn)過(guò)程中,應(yīng)對(duì)以下幾級(jí)荷載進(jìn)行檢驗(yàn)和觀察
1)在第五級(jí)荷載時(shí),檢驗(yàn)撓度;
2)第七級(jí)荷載時(shí),觀察裂縫,予檢抗裂;
3)第八級(jí)荷載時(shí),預(yù)察裂縫,抗裂系數(shù)檢驗(yàn);
4)第十四級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志①予檢;
5)第十五級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志①檢驗(yàn)及標(biāo)志④予檢;
6)第十六級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志④檢驗(yàn)及標(biāo)志②予檢;
7)第十七級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志②檢驗(yàn)及標(biāo)志③予檢;
8)第十八級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志③檢驗(yàn)及標(biāo)志⑤予檢;
9)第十九級(jí)荷載時(shí),觀察標(biāo)志⑤檢驗(yàn)。
第十九級(jí)是重點(diǎn)觀察內(nèi)容,盡管在該荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi),未觀察到檢驗(yàn)標(biāo)志的破壞現(xiàn)象、破壞形式及實(shí)測(cè)承載力系數(shù),但ru0>1.55是可以肯定的,因此,可以給出構(gòu)件承載力檢驗(yàn)合格的結(jié)論。
至于實(shí)測(cè)承載力系數(shù),屬后期加載試驗(yàn),即在K'=1.55后增加1.65,1.75,1.85……等等,直至構(gòu)件破壞。這樣就可以得出承載力系數(shù)的實(shí)測(cè)值。
4 試驗(yàn)報(bào)告及結(jié)論 預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)的書面結(jié)果就是試驗(yàn)報(bào)告,它是產(chǎn)品質(zhì)量保證體系中的最重要一環(huán),它如實(shí)的記錄了試驗(yàn)的全過(guò)程;詳細(xì)的反映了構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能;是檢驗(yàn)評(píng)定的有力依據(jù);是存檔待查不可缺少的重要資料。因此,一定要按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求,出據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑囼?yàn)報(bào)告及其檢驗(yàn)結(jié)論。
5 結(jié)束語(yǔ)
在試驗(yàn)過(guò)程中,只要按照標(biāo)準(zhǔn)的要求,嚴(yán)格地制定計(jì)劃及加載方案,就可以快速、準(zhǔn)確地完成試驗(yàn)全過(guò)程,就可以得出公正、準(zhǔn)確、嚴(yán)密的試驗(yàn)數(shù)據(jù)及其報(bào)告。我們每一個(gè)檢測(cè)人員都應(yīng)努力學(xué)習(xí),培養(yǎng)自己的良好習(xí)慣,嚴(yán)格要求自己,樹立科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ髯黠L(fēng),提高自己的檢測(cè)能力,提高試驗(yàn)報(bào)告的水平。