混凝土构件结构性能检验要点

赵 王 强

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)



混凝土构件结构性能检验要点

赵 王 强

(山西省建筑科学研究院，山西 太原 030001)

介绍了混凝土构件试验准备工作，根据试验构件的要求，从支承装置、荷载、变形量测等方面，介绍了混凝土构件结构性能试验中的注意事项，以确保试验结果的准确性。

混凝土构件，支承装置，荷载，变形量测，结构性能

0 引言

今年国务院出台的关于加强城市规划建设管理工作的若干意见，为我们指明了“十三五”乃至更长时间中国城市发展的“路线图”；其中大力推广装配式建筑是对建筑业今后发展的一个方向性引导。这一指导意见将促进装配式建筑的快速发展，关于混凝土构件的检测工作也将会随之增多。由于装配式混凝土构件的尺寸大、自重大、构件工厂混凝土、节点现场浇筑等特点，混凝土构件自身的结构性能是保证安全施工与结构主体质量的关键，故混凝土构件结构性能尤为值得关注。笔者就混凝土构件结构性能试验，整理多年来工作实践的点滴，供大家参考，不妥之处望各位同仁指正。

1 试验前的准备

1)在试验前应与委托方沟通，确定此次混凝土构件结构性能试验的检验指标或目的。通常，混凝土构件结构性能试验的检验指标为承载力、挠度、抗裂和裂缝宽度检验。

2)在试验前应确认试验构件的规格型号，根据设计图纸或图集确定混凝土构件的试验荷载，制定合理的加载检验方案，明确各级检验荷载和检验指标(如挠度、裂缝等)。

2 试验混凝土构件要求

1)混凝土构件的混凝土强度应在达到设计强度后才可以进行结构性能试验，对于蒸汽养护的构件还应冷却至常温后才可以进行结构性能试验。

2)混凝土构件结构性能试验应在0 ℃以上的温度中进行试验。

3)在试验前应量测试验构件的实际尺寸以及配筋等构造情况，根据试验构件的规格型号核实与设计图纸或图集是否相符。

4)在试验前应检查试验构件表面的缺陷和裂缝在构件上做好标记；但试验以抗裂强度为指标的，试验构件不宜存在裂缝。

3 试验构件支承装置要求

1)试验支承装置应满足试验方案的计算简图要求，确保试验构件的边界约束条件和受力状态实现试验要求。试验时单向简支构件一端应采用铰支承，另一端应采用滚动支承；铰支承可采用角钢、半圆型钢或焊于钢板上的圆钢，滚动支承可采用圆钢或钢管；四边简支或四角简支的双向板，其支承方式应保证支承处构件能自由转动，支承面可以相对水平移动。

2)支承装置应有足够的刚度、承载力和稳定性，确保试验构件不会产生影响受力和测试精度的变形。

3)试验构件、钢垫板以及支墩间宜铺砂浆，确保几者之间支承面接触紧密。

4 试验构件荷载及加载要求

1)构件试验荷载布置分布应符合设计图纸或标准图集的相关要求。2)构件试验荷载布置达不到设计图纸或标准图集要求时，应使试验构件控制截面的内力图形与设计图纸或标准图集要求的内力图形相等，尽量做到荷载等效换算的原则，试验构件其余截面的内力图形宜相似或相近。3)依据设计图纸或标准图集的要求，综合试验构件的类型与加载设备等，制定试验加载方法。4)结构试验存在多种形式的试验荷载，如均布荷载、集中荷载等，且实验时可能同时加载多种形式荷载，加载时应按比例增加各种荷载。5)试验时构件存在集中荷载的地方应进行局部受压承载力验算，设置钢垫板，钢垫板的厚度与面积应由局部承压承载力验算确定。6)为确保量测仪表、加载设备及支座能正常工作，试验前需进行一次预加载，预加载量控制在构件弹性受力范围内，以构件不产生裂缝等形式的加载残余值为限。7)试验荷载应分级进行加载，荷载分级中应包括各级临界试验荷载值。当累计加载不大于荷载试验值时，每级加载不宜大于荷载标准值的20%；当累计加载大于荷载试验值后，每级加载不宜大于荷载标准值的10%；当累计加载接近抗裂检验荷载值或承载力检验荷载值时，每级加载不宜大于荷载试验值的5%；作用在构件上的试验设备重量及构件自重应作为第一次加载的一部分。8)每级加载完成后，应持续不小于10 min～15 min；在持续时间内，应观察各种试验表征的出现和发展，并记录各项读数。9)在荷载持续时间内出现试验表征，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为检验荷载实测值；在荷载持续时间结束后出现试验表征，应取本级荷载值作为检验荷载实测值。10)当试验表征为挠度、抗裂或裂缝宽度时，构件应分级卸载。

5 试验构件变形量测要求

测量构件变形量的仪器应在标定或校准有效期内，其量程与精度应满足试验要求，一般预估试验测试值宜在试验用的加荷设备及量测仪器量程的30%～80%范围内。

变形测量仪器一般采用百分表、电子位移计、激光测距仪等；当试验变形较大或破坏性试验，一般采用水准仪、经纬仪或拉线、钢尺等。

为全面了解试件的力学性能与获得实验所需的参数，量测仪器应布置在有代表性的位置。首先，量测仪器应布置在支座与构件位移最大处；对宽度较大的构件，量测仪器应布置在构件的两边，并取其量测结果的平均值作为该处的位移；对于具有边肋的单向板，应量测板宽中央作为最大挠度；对屋架、桁架构件挠度，量测仪器应布置在下弦杆跨中最大挠度的位置。

当试验均布荷载采用等效集中方式加载时，试件挠度实测值应乘以系数进行修正。

6 工程案例

某楼主体结构为剪力墙结构，地下1层，地上26层，主体结构完工后，在该楼20层中单元B户堆积的杂物起火，发生火灾，在现场人员与消防官兵的奋力扑救下，大火被及时扑灭。为了解受火高温影响楼板的力学性能，对其进行正常使用极限状态荷载试验。

本次试验属于结构事故受损后的力学性能检验试验。本次试验在楼板下方共布置了9个百分表，百分表布置示意图见图1。现场就地取材使用工地堆放的外墙砖作为荷载物(每箱外墙砖的重量约为21 kg)。

查阅工程相关图纸资料，该楼楼板均布活载标准值SQK=2.0 kN/m2，恒载(40 mm厚地面面层、60 mm厚C10细石混凝土垫层、100 mm厚结构层)，计算均布恒载标准值SGK=0.04×20+0.06×23+0.1×25=4.68 kN/m2。检验钢筋混凝土结构构件在正常使用极限状态下的挠度时，取荷载的准永久组合Sd。住宅楼楼面活荷载准永久系数为0.4，此次试验楼板荷载准永久组合值Sd=4.68+0.4×2.0=5.48 kN/m2。

加载时，在达到准永久组合值前，每级加载值不宜大于准永久组合值的20%；接近准永久组合值时，每级加载值不宜大于准永久组合值的10%；每级荷载加载后的持续时间不应少于10 min，且宜相等；在准永久组合值作用下的持续时间不应少于30 min。

由于楼板自重为试验荷载组合值的46%，第一级荷载加载至试验荷载组合值的50%，第二级荷载加载至试验荷载组合值的60%，第三级荷载加载至试验荷载组合值的80%，第四级荷载加载至试验荷载组合值的90%，第五级达到试验荷载组合值的100%。荷载试验过程中，各位置百分表读数见表1。

表1 荷载试验百分表记录表

7 试验构件裂缝观测要求

1)试验前应对构件的已有裂缝的原因与性质进行分析，并进行标记和量测。试验完成后，应对已有裂缝的变化进行量测与记录，确定裂缝的变化。

2)对构件开裂的判定，可采用清理构件表面直接观测、观测加载仪器读数、构件变形的突变等方法。

3)裂缝的量测仪器可选用放大镜、裂缝观测仪、裂缝检测卡等；其观测精度应大于0.05 mm。

4)试验过程中，应对裂缝的位置、宽度、长度等变化进行量测与记录，且应对应每级加载等级，以分析裂缝的原因与性质。

5)受弯裂缝应量测构件侧面受拉主筋处的最大裂缝宽度；受剪裂缝应量测构件侧面腹部斜裂缝的最大裂缝宽度。

8 结语

本文较为宽泛的介绍了混凝土构件结构力学性能试验应该注意的事宜，同时大家在具体试验时还应注意试验构件的设计图纸或标准图集中的相关规定，以便大家在试验时较好的完成预期试验目标。

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On checking points for concrete structural performance

Zhao Wangqiang

(ShanxiAcademyofBuildingResearch,Taiyuan030001,China)

The paper introduces the test preparation of the concrete components, and introduces the precautions in the test of the concrete component structural performance from the bearing allocation, loading, and deformation measurement, so as to ensure the accuracy of the test results.

concrete component, bearing allocation, loading, deformation measurement, structural performance

2016-03-23

赵王强(1980- )，男，工程师

1009-6825(2016)16-0036-03

TU375

A