在對(duì)建筑結(jié)構(gòu)安全進(jìn)行鑒定時(shí),現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)是必不可少的。
什么時(shí)候需要做非破損性的現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)?zāi)兀?/p>
① 當(dāng)需要通過試驗(yàn)檢驗(yàn)既有混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件(如梁、樓板、屋面板、陽臺(tái)板等)的承載力、剛度或抗裂等結(jié)構(gòu)性能時(shí);
② 或?qū)Y(jié)構(gòu)的理論計(jì)算模型進(jìn)行驗(yàn)證時(shí),可進(jìn)行非破損性的現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn);
③ 對(duì)于大型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)體系也可進(jìn)行非破損性現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn),檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)的性能。
1
加荷方式
現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件要求
具有代表性,且宜位于受荷最大、最薄弱的部位。
現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)加載方法
一般采用均布加載。
對(duì)大型復(fù)雜的鋼結(jié)構(gòu)體系也可采用集中吊載;對(duì)小型構(gòu)件還可以根據(jù)自平衡原理,設(shè)計(jì)專門的反力裝置,利用千斤頂進(jìn)行集中加載。
均布荷載一般用荷重塊,荷重塊應(yīng)按區(qū)格成垛堆放,垛與垛直接的間隙不宜小于50mm,以免形成拱作用。
對(duì)于構(gòu)件中的連續(xù)板應(yīng)按下圖1和圖2的多種情況進(jìn)行均布加載。
圖1 單向板均布加載情況(陰影部分為加載范圍)
圖2 雙向板均布加載情況(陰影部分為加載范圍)
對(duì)于構(gòu)件中的連續(xù)梁應(yīng)按圖3的多種情況進(jìn)行均布加載。
圖3 連續(xù)梁均布加載情況(陰影部分為加載范圍)
對(duì)裝配式結(jié)構(gòu)中的預(yù)制梁板,若不考慮后澆面層所引起的連續(xù)性,可將辦縫、板端或梁端的后澆面層切開,按單個(gè)構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)。
試驗(yàn)應(yīng)采用分級(jí)加載,每級(jí)荷載不應(yīng)大于最大試驗(yàn)荷載的20%。
2
數(shù)據(jù)采集與現(xiàn)象觀察
每級(jí)加、卸載完成后,應(yīng)持續(xù)10~15min;在最大試驗(yàn)荷載作用下,應(yīng)持續(xù)30min。在持續(xù)時(shí)間內(nèi),應(yīng)觀察試驗(yàn)構(gòu)件的反應(yīng)。結(jié)束時(shí),記錄各種讀數(shù)。
構(gòu)件的撓度可用百分表、位移傳感器、水平儀等進(jìn)行觀測(cè)。
當(dāng)采用等效集中荷載模擬均布荷載進(jìn)行試驗(yàn)時(shí),撓度實(shí)測(cè)值應(yīng)乘以修正系數(shù)。
當(dāng)采用三分點(diǎn)加載時(shí),修正系數(shù)為0.98;當(dāng)采用其它形式集中加載時(shí),修正系數(shù)應(yīng)計(jì)算確定。
可采用應(yīng)力磁測(cè)儀或電阻應(yīng)變儀進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)桿件應(yīng)力檢測(cè)。
3
承載力檢驗(yàn)
試驗(yàn)時(shí),最大荷載值取目標(biāo)試用期內(nèi)的荷載驗(yàn)算值得1.55倍。
當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi),出現(xiàn)表1中的破壞標(biāo)志之一時(shí),說明構(gòu)件在目標(biāo)試用期內(nèi)的荷載作用下,不能滿足承載力要求,應(yīng)取本級(jí)荷載值與前一級(jí)荷載值得平均值作為其承載力檢驗(yàn)荷載的實(shí)測(cè)值,并根據(jù)表1中建議的方法推算構(gòu)件在目標(biāo)使用期內(nèi)能夠承受的荷載驗(yàn)算值。
當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間結(jié)束后出現(xiàn)上述破壞標(biāo)志時(shí),說明構(gòu)件在目標(biāo)使用期內(nèi)的荷載作用下,能滿足承載力要求,應(yīng)取本級(jí)荷載作為其承載力檢驗(yàn)荷載實(shí)測(cè)值。
4
撓度檢驗(yàn)
混凝土受彎構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)時(shí),應(yīng)按下列規(guī)定進(jìn)行:
a0s≤[as]
[as]=Mk/(Mq(θ-1)+ Mk)*[af]
式中,
a0s——目標(biāo)使用期內(nèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下構(gòu)件撓度實(shí)測(cè)值;
[as]——撓度允許值;
[af]——按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定的受彎構(gòu)件的撓度限制;
Mk——目標(biāo)使用期內(nèi)按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計(jì)算的彎矩值;
Mq——目標(biāo)使用期內(nèi)按荷載準(zhǔn)永久組合計(jì)算的彎矩值;
θ——考慮荷載長(zhǎng)期作用對(duì)撓度增大的影響系數(shù),按《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》確定。
5
抗裂度檢驗(yàn)
由于無法估計(jì)出既有預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件預(yù)應(yīng)力在構(gòu)件抗拉邊緣混凝土內(nèi)產(chǎn)生的法向應(yīng)力值,因此,用下式的簡(jiǎn)單方法來檢驗(yàn)構(gòu)件抗裂度。
式中右端的1.05主要是考慮現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)為短期荷載,實(shí)際結(jié)構(gòu)為長(zhǎng)期受荷,所以引入5%的余量。
qcr/qk≥1.05
式中,
qcr——試驗(yàn)中實(shí)測(cè)的開裂荷載(包括自重);
qk——目標(biāo)使用期內(nèi)的荷載標(biāo)準(zhǔn)值(包括自重)。
6
裂縫寬度檢驗(yàn)
裂縫寬度可采用精度為0.05mm的讀數(shù)顯微鏡或裂縫觀測(cè)片等進(jìn)行觀測(cè)。
混凝土受彎構(gòu)件的裂縫寬度檢驗(yàn)時(shí),按下式的規(guī)定進(jìn)行:
w0s,max≤[wmax]
式中,
w0s,max——目標(biāo)使用期內(nèi)荷載標(biāo)準(zhǔn)值下,受拉主筋處的最大裂縫寬度實(shí)測(cè)值(mm);
[wmax]——構(gòu)件的最大裂縫寬度允許值,按下表2取用。
注:既有混凝土受彎構(gòu)件一直受恒載作用,因此將《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》中的最大裂縫寬度允許值分別由0.15mm、0.2mm、0.25mm提高到0.22mm、0.25mm和0.3mm。
對(duì)大型復(fù)雜剛結(jié)構(gòu)體系以及木結(jié)構(gòu)體系,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)荷載不宜超過正常使用短期荷載標(biāo)準(zhǔn)值,根據(jù)試驗(yàn)與理論分析結(jié)果綜合評(píng)價(jià)結(jié)果的性能。