某中学预应力混凝土空心板结构性能试验

金志刚

(扬州市建筑工程质量检测中心有限公司,江苏 扬州 225127)

在工程质量检测过程中,材料强度检测可以提供给检测人员结构构件基本的信息,为理论计算提供依据,但是构件材料的不均匀性造成理论计算与其实际承载力存在一定的误差。现场的结构性能检验[1]则可以更为直观的反应某一构件的受力性能。

现有的结构性能试验根据试验荷载作用特征主要可以分为静载试验和动载试验两种,除此外根据试验荷载作用时间的长短可以分为长期荷载试验和短期荷载试验。就目前而言,在工程实际运用过程中,短期静荷载试验的使用频率较高。本文所述的预应力混凝土空心板性能试验就是一次较为典型的短期静荷载试验。

1 项目概况

本项目所设计宿舍楼加固改造工程位于扬州市某中学校园内,大楼始建于上个世纪八十年代,主体结构为四层砖混结构,建筑面积约为2000m2。学生宿舍楼需进行静载试验的楼板位置示意图如图1所示,为二层楼面6～7×B～C轴南4板及三层楼面9～10×B～C轴南4板(预制楼板由南向北自然编号),预制预应力混凝土多孔板均为YKB36-63型(截面如下图2所示),东西两侧搁置长度均为90mm。

图1 学生宿舍楼静载试验预应力多孔板位置示意图

图2 YKB60-63型预应力混凝土多孔板断面图

2 试验方案设计[2]

2.1 试验加载

2.1.1 荷载设计

根据江苏省结构构件通用图集《预应力混凝土多孔板图集》DBJT09-1-83、《混凝土结构试验方法标准》[3]及《混凝土构件结构性能检验手册》[4],本次试验最大检验荷载取9.3kN/m2,分级加载,具体加载制度为0kN/m2→1.4kN/m2→2.8kN/m2→4.1kN/m2→

5.6kN/m2→6.9kN/m2→8.3kN/m2→9.3kN/m2→4.15kN/m2→0kN/m2

2.1.2 加载方式

本次预应力空心板结构性能检验采用现场原位检验方法,按简支梁式加载,试验时为确保荷载尽量均匀分布使用粉煤灰砌块堆载,加载前凿除预制板两端上部一皮砖墙及地面面层(加载装置示意图及现场堆载图如图3所示)

图3 现场加载示意图及加载实物图

2.2 测试内容

本次试验主要测量内容为各级荷载下预制空心板的挠度以及跨中截面混凝土应力及裂缝情况。具体测点布置为在测试板上下表面跨中截面位置各布置2个千分表测点测量表面应变,在上表面左右支座各布置1个百分表截面测量支座沉降,在下表面跨中位置布置2个百分表测量跨中挠度(上下表面测点布置如图4所示)。

图4 空心板上下表面测点布置示意图

3 试验结果及理论分析

本节针对三层楼面9～10×B～C轴南4板数据进行阐述。

3.1 预制板跨中挠度值

各级荷载作用下挠度测量记录及理论分析值如下表1所示

表1 三层楼面9～10×B～C轴南4板挠度值

说明：定义挠度差值=跨中截面平均挠度实测值-跨中截面平均挠度理论值

3.2 预制板表面混凝土应变值

各级荷载作用空心板下表面应变、应力实测值及理论分析值如下表2所示

表2 三层楼面9～10×B～C轴南4板下表面应力应变值

说明：定义应力差值=跨中截面应力实测值-跨中截面应力理论值

3.3 预制板表面混凝土挠度及应变图像

各级荷载作用空心板挠度、下表面应变实测值及理论分析值如下图5、6所示。

图5 挠度实测值与理论值对比图

图6 应变实测值与理论值对比图

从表1、2及图5、6可以明显看出在试验加载的各级荷载作用下空心板的跨中挠度以及混凝土表面应变均小于理论计算值,在卸载过程中存在有少量的残余变形,综合考虑可能是支座位置空心板与花篮梁间存在有空隙,在试验开始前未进行预加载而造成的。

3.4 裂缝观测情况

在试验加载过程中未发现下表面有明显的裂缝产生。

4 结论

(1)空心板在试验加载过程实测挠度小于理论值,且未超过规范现值要求；

(2)空心板表面混凝土在各级试验荷载作用下实测应变小于理论值；

(3)空心板未出现影响正常使用的裂缝。