预应力混凝土双T板结构性能检验方法探讨

1 引 言

预应力混凝土双T板横截面呈两个T拼在一起的形状，是一种板、梁结合的预制预应力钢筋混凝土承载构件，由宽大的面板和两根窄而高的肋组成。双T板具有良好的结构力学性能，明确的传力层次，简洁的几何形状，是一种可制成大跨度、大覆盖面积的承载构件。它的长度一般较大，从12m到30m，宽度有2.4m、3.0m等，高280到1100mm。双T板的设计使用年限为50年，和钢结构屋面相比，使用过程中维护工作量小，经久耐用，建成后综合造价低，特别适合台风地区，气候湿热地区的单层多层工业厂房使用。

结构性能主要指结构在荷载标准值作用下的挠度变形、裂缝宽度和结构的抗裂性能、承载能力。结构性能一般采用短期静力加载检验，通过对试验构件施加荷载，观察结构的反应（变形、裂缝、混凝土破坏、钢筋断裂、滑脱等）。

我市一企业生产预应力混凝土双T板，我中心受委托对该类产品进行了数次结构性能检验。

2 预应力混凝土双T板结构性能检验的准备工作

预应力混凝土双T板又长又宽又重，其结构性能检验准备应注意以下事项。

1）要有适宜的场地，场地要平整，承载力、面积要满足检验需要。拟摆放支墩的两块地面应有相同的承载力，如果不同，加载后引起不均匀沉降，试件会纵向滚动，引发安全事故。这一点在场地条件差时应特别注意。

2）要准备好足够刚度和承载力的支墩。双T板自重大，将其架在支墩上时其自量和试验荷载都要靠支墩承担，所以支墩要有足够的刚度和承载能力。GB/T 50152-2012要求，在试验荷载作用下支墩和地基的总压缩变形不宜超过试验结构构件挠度的1/10。

3）要准备好支座。因角钢刚度不足，不应作为铰支承。铰支承也应用圆钢，圆钢两边焊两个限位钢筋，如GB/T 50152-2012图5.1.2.2（a）固定铰支座右图。钢垫板、用做滚动支承和铰支承的圆钢要有足够的刚度。试验中双T板靠两个肋支承，因此必须用四个支座，每端两个，每个肋下一个。我们一开始检验时用了两个支座，每个钢垫板、圆钢的长度均和双T板的标志宽度相同，试验过程中，我们发现，由于是局部受压，钢垫板、圆钢均发生了不同程度的弯曲。这时，构件不能相对水平移动，不符合简支的要求。钢垫板、圆钢的长度应等于试验结构构件肋宽。上垫板宽度等于设计支承长度。垫板的厚宽比不宜小于1/6。支座用圆钢直径要按照GB/T 50152-2012表5.1.2根据单位长度滚轴荷载确定。滚轴荷载为板自重和其上试验荷载的和。例如YTSa243-2板(以下均以这种规格为例)，查08SG432-3图集第17页得Qd=9.56 kN/m2(含自重)。假定该板承载力检验系数实测值等于1.60，检测到最后，该板上的试验荷载和自重为9.56×1.60×3×23.8=1092.13.3 kN，双T板板肋宽120mm，每个滚轴长也取120 mm，滚轴荷载为1101.3/480=2.29 kN/mm，选直径60mm-80 mm的圆钢即可。同一端的支座形式必须相同。

4）滚动支座和铰支座的高差不能超过试件跨度的1/200，这一点很重要，高差超过上述规定很可能引起试件纵向滚动，引发安全事故。

5）要有起吊重量足够的吊装设备。双T 板单块重量大，24米长3米宽的双T板自重达24.20t,将试件架在支座上需要足够大的吊装设备。

6）要准备足够的荷重块，推荐使用实心砖。假定使用烧结普通砖，每块砖重约2.2kg，YTSa243-2双T板承载力检验需要烧结普通砖40000块左右。试验前应进行估算并告知委托方让其做好准备。

7）要准备足够的辅助人员。要将用作检验荷载的红砖加到试验构件上需要足够的辅助人员。

8）双T板结构性能检验需要一天时间，安排检验工作时要留足时间。

9）检测机构要准备好量程为100mm的百分表等。

3 预应力混凝土双T板结构性能试验过程

预应力混凝土双T板结构性能试验过程如下：

1）按照规范的要求，将试验构件吊装到支座上并安装位移测量仪表。因双T板属于简支构件，试件的支承方式按照规范要求一端采用滚动支承，另一端采用铰支承。图集要求支点的距离为构件长度减200mm。我们将支点调整到离其靠近的板端100mm。按照规范要求，受弯构件的挠度测点应布置在跨中，宽度大于600 mm的受弯构件，挠度测点应沿构件两侧对称布置。我们在构件跨中两侧布置了两个挠度测点。我们测量了试件长度，找出试件中点并标出。我们在构件长度方向中部外侧砌了两个240mm见方的砖垛。砖垛的高度和离板的距离要适宜。在每个砖垛顶面铺上砂浆，然后放一块钢板并用砂浆粘牢，在每一块钢板上放一个磁力表架并打开磁力开关使其吸附在钢板上。在板中点处用水泥浆各粘上一块玻璃片。将两只百分表固定在磁力表架上并使其表杆抵住玻璃片。百分表的表杆要垂直于水平面。在试件两端支座处也按照上述方法各架设两个百分表。为避免支座沉陷影响百分表读数，应选用加长杆表座。给百分表编号。

2）荷载布置按照图集要求，采用均匀布置。加载方式采用重物加载。我们按照规范的要求，将板面划分为8个区格。区格之间留有200mm间隙。

3）按照图集的要求确定检验内容。08SG432-3图集要求进行承载力、抗裂系数和挠度检验。

4）确定试验构件的编号，查图集17页螺旋肋钢丝双T板荷载检验表，确定标准荷载检验值Qk=6.57Kn/m2、挠度允许值[as]=48.14mm、抗裂检验系数允许值[γcr]=1.03、承载力检验荷载设计值Qd=9.56Kn/m2等。注意图集17页表下注2，所有检验荷载均包括双T板自重。结构性能检验总加载重量W应扣除自中G，W按图集13页10.2.8条里公式W=Q×lt×b－G计算,式中Q—荷载检验值；lt—双T板的检验跨度；b—双T板的标志宽度；G—板自重。查图集15页得YTSa243-2板自重24.20t。

5）确定加载程序。构件应分级加载。当荷载小于检验荷载标准值时，每级荷载不应大于检验荷载标准值的20%；当荷载大于检验荷载标准值时，每级荷载不应大于检验荷载标准值的10%，当荷载接近抗裂检验荷载值时，每级荷载不应大于检验荷载标准值的5%；当荷载接近承载力检验值时，每级荷载不应大于承载力检验值的5%。

6）对试件进行预压，检查试验装置的工作是否正常。

7）按程序加载。第一次加载前先要抄记各百分表的读数。构件自重应作为第一次加载的一部分。辅助人员上下试件动作要轻。每级加载完成后，应持续10-15min；在持续时间结束时，应观察并记录百分表读数。

8）先进行挠度检验。按照程序加载荷载标准值。在荷载标准值作用下，应持续30min。在持续时间结束时，应观察并记录百分表读数。

9）再进行抗裂检验。按照程序加载抗裂荷载检验值。每级加载完成后，应持续10-15min；在持续时间内，应观察裂缝的出现。裂缝出现以后，可以拆掉百分表，停止观测构件跨中位移。

10）最后进行承载力检验。按照程序加载至构件出现图集所列承载能力极限状态的检验标志。接近破坏阶段的挠度，可用水平仪或拉线、钢尺等测量。裂缝宽度可采用精度为0.05mm的刻度放大镜等仪器进行观测。正截面裂缝宽度应在受拉主筋处量测。腹部斜裂缝的宽度应在其最大裂缝宽度处测量。

4 预应力混凝土双T板结构性能试验数据处理

1）在荷载标准值（不包括板自重）下构件跨中挠度实测值的确定：挠度实测值按GB50204-2015附录B中的B.2.8-2公式计算，即跨中挠度等于外加试验荷载作用下构件跨中位移实测值减去外加试验荷载作用下构件左、右端支座沉陷值的平均值。左、右端支座的沉陷值应分别取两个肋处支座沉陷实测值的平均值。

2）抗裂荷载的确定：当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝时，应取本级荷载作为其开裂荷载。若试验中未能及时观察到正截面裂缝的出现，可取荷载—挠度曲线上的转折点的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。

3）承载力检验荷载实测值的确定：当在规定的荷载持续时间内出现承载能力极限状态检验标志之一时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现承载能力极限状态检验标志之一时，应取本级荷载作为其承载力检验荷载实测值。

5 预应力混凝土双T板结构性能试验结果判定

按08SG432-3图集的要求进行。图集要求γ0u≥[γu]、γ0cr≥[γcr]、和 a0s≤[as]。[γu]取加载过程中首先达到的检验标志所对应的检验系数允许值。

γ0u-板的承载力检验系数实测值，即试件的承载力检验荷载实测值与承载力检验荷载设计值（均包括板自重）的比值，γ0cr-板的抗裂系数实测值，即试件的开裂荷载实测值与荷载标准值（均包括板自重）的比值，a0s-在荷载标准值（不包括板自重）下构件跨中挠度实测值。

6 结 论

预应力混凝土双T板跨度长，自重大，结构性能检验要注意其特点，做好充分准备。要准备足够的辅助人员、场地、支墩、四个支座、吊装机械、足够的荷重块、大量程百分表、加长杆表座。四个支座的圆钢直径和钢垫板的厚度要足够，圆钢的长度要等于试验结构构件肋宽。

[1]《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015,中国建筑工业出版社

[2]《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152-2012

[3]《预应力混凝土双T板》08SG432-3图集