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《工程结构检测与加固》大作业混凝土结构构件检测方法综述——以预应力混凝土空心板为例姓名：高其昂学号：2008964335班级：08土木3班成绩：摘要：混凝土结构构件的检测方法有很多种，本文仅对预应力混凝土空心板的结构性能检测的方法进行简要的叙述。1结构性能检测的内容及概念：1.1结构性能检测的内容：预应力混凝土空心板结构性能检测内容包括：挠度检验、抗裂检验及承载力检验三项指标。1.2检测内容的一般概念：1）“承载能力检验”即为[ru]检验。“承载力”是构件的承载能力，它包括强度、稳定、疲劳等问题。从内容和意义上看，要比单纯的强度问题广泛得多。2）“挠度检验”即为[as]检验。挠度是构件在荷载作用下抵抗变形的能力，是通过在一定荷载作用下测得的变形值来反映的。因此，构件的刚度检验实质上就是对其挠度的检验。3）“抗裂检验”即为[rcr]检验。抗裂是构件在荷载作用下抵抗开裂的能力，是用出现裂缝前一级的荷载值与设计标准荷载值来表示的。2结构性能检测指标的确定及有关计算概念：预应力砼空心板的结构性能，检测指标在03ZG401的标准图集中均已给出，根据实测板的型号，从标准图集中可以查出承载力系数值[ru]，短期允许挠度值[as]，抗裂检验系数允许值[rcr]，承载力检验荷载设计值Qd，正常使用短期荷载检验值Qs，板的自重标准值Gk1等，这些值，可直接应用于计算中，但在计算时注意以下两个指标的计算概念：2.1短期荷载检验值：短期荷载检验值是使用荷载与结构自重的和。但实际施加的荷载应小于此值。因为，试验起点荷载不为零，已经有了构件自重Gk1，因此，实际加载值应扣除构件的自重Gk1。当忽略粉刷、灌溉等装修重时预应力板在均布加载情况下，实际上短期荷载检验值就是（Qs-Gk1）。有些同志在实际检验中，将表中给出的Qs当作短期荷载检验时的外加荷载值，结果导致施加的外载值过大，从而增加了板的负荷，对板的检测是很不利的，结果也不准确。这一点一定要引起注意。2.2短期实测挠度值：挠度测试是结构性能试验中由始至终的一个重要检测项目，测量挠度的目的不仅是为了在正常使用短期荷载检验值作用下判断构件的挠度检验指标是否合格，还可以根据挠度增长的快慢判定构件是否开裂等。由此可见，挠度的检测非常重要。在实际检测中，有些同志直接将短期荷载作用下跨中挠度的实测值，示为挠度检验值，这样做是错误的。因为，挠度是指全部荷载引起的变形值。而试验开始前，由于水平放置的构件具有自重已产生了挠度ag。根据有关资料介绍，在预应力园孔板中，构件自重引起的挠度值大约为0.7～1.0mm，这是一个相对来说不小的数值，在实际检测中不应忽略它的影响，实际上挠度检验值as°，应为外加试验荷载作用下的构件跨中挠度实测值aq°与结构自重引起的挠度值ag°之和。aq°可根据构件在正常使用短期荷载作用下的跨中实测位移值求出；而ag°则要通过一定形式的计算，才能求出，即：ag=·ab°……………⑴式中：Mg———构件自重及加载设备重量产生的跨中弯矩值（kN·m）。Mb———加载至构件开裂前一级荷载的外加试验荷载产生的跨中弯矩值（kN·m）。ab°———加载至构件开裂前一级荷载的外加试验荷载产生的跨中挠度实测值（mm）。另外，预应力砼空心板在均布加载情况下，自重所产生的挠度的计算公式，就大大简化了，不需求出弯矩，直接用板的自重（Qg）和开裂前一级的外加荷载值（Qb）即可求出，即公式⑴变为：a°g=·ab°……………⑴＇用上述方法即可求出构件短期挠度实测检验值，再根据标准图集中给出的挠度允许值，就可以得出该构件的实测挠度是否满足检验条件的结论。3检测方案的确定：试验方案的确定在试验中尤为重要，它的正确与否直接关系到试验结果的准确性。为了保证试验结果的准确性及试验过程的连续性，在试验开始前就要按照有关标准的要求制定一个周密的规划，正确地确定加荷间隔，加荷时间，加载数值及加载程序表等。3.1试验方案的内容：预应力砼空心板的结构性能检测，包托以下几个方面的内容：1）加载简图：所谓的加载简图是指加载的支承形式、跨距，均布加载的区格长度以及加载物的单重。2）测量仪表：测量仪表的位置及编号3）加荷时间：每一级荷载等级的编号和测读记录该级荷载效应的时间。4）荷载数值：每级所加荷载的数值及加载后的累计荷载值。5）检验要求：在所有的检验荷载和临界检验荷载等级处注明检验要求或者写上检验指标。3.2加载间隔和时间的确定：1）加载间隔加载间隔是指级与级之间的加载范围。按标准要求在正常使用极限状态检验阶段，当荷载小于正常使用短期荷载检验值Qs时，每级荷载不宜大于该荷载值的20%，即不大于0.2Qs；当荷载值大于该荷载时每级荷载不宜大于该荷载值的10%，即不大于0.1Qs；当荷载值接近抗裂荷载检验值时，每一级荷载值不宜大于该荷载值的5%，即不大于0.05抗裂荷载检验值；在承载力极限状态检验时，当荷载加到接近承载力检验荷载值时，每级荷载值不宜大于该检验荷载设计值的5%，即不大于0.05[Qu]。2）加荷持续时间的确定加荷时间是指从加载起至读完在该级荷载作用下仪表全部读数之间的时间。标准规定不包括加载时间，每级加载完成后，荷载的持续时间为：在正常使用短期检验值Qs下，不少于30分钟，其余等级持续时间不少于10分钟。3.3荷载值的确定1）关于荷载的轮空，插入及衔接的说明①荷载的轮空加载初期每级加荷控制在20%Qs以内，因此，一般加载系数按0.2；0.4；0.6；0.8………等序列计算加载值，但有的构件自重较大，本身超过了0.2Qs，当扣除构件的自重时，往往得到负数。因此，当计算最初一、二级荷载为负值时，应轮空不计，顺次从下一级荷载（即正值）开始。②荷载的插入在一般标准图集中，只给出抗裂和承载力检验值，并未给出它们的预检级荷载数值，在计算时，应将有关荷载值插入到加载等级之中，有助于对检验破坏标志的观察。③荷载的衔接过去的检验都是以标准为基数计算的，故可按加载系数的高低依次检验，比较明确。现在的标准有两个状态，即正常使用极限状态和承载力极限状态。按正常使用极限状态检验时，以正常使用短期荷载检验值Qs为基数乘以加载系数K；承载力极限状态检验时以承载力荷载设计值Qd为基数乘以加载系数K＇。由于荷载值Qd大于Qs，故两者之间应在某一荷载等级处进行衔接。如果此间没有这种衔接处理，势必造成进入承载力检验状态时的第一级荷载过大，有时该级加载竟达到2000kg，这样大的荷载相当于突然给板施加一个冲击力，板无法承受会过早的出现开裂，甚至断裂等破坏现象的产生，对板的检验不利，试验结果也就不准确了。因此，一定要进行衔接处理。至于衔接方法：笔者认为先计算出承载力检验最低一级荷载的0.95倍，即加载系数为0.95×1.35=1.28的荷载值然后逐渐增加系数K，增大正常使用极限状态的检验荷载值KQS；直到最接近最小承载力检验系数的0.95倍的荷载值时，进行切换，改为按承载力极限状态进行检验，这种方法即简单又实用，可大大的简化试验过程，虽说有误差，但数值较小，对板的试验结果影响不大。可以直接应用。2）加载值的计算公式：①跨度和宽度的计算公式：对于预应力砼空心板而言其跨度和宽度的计算值应符合如下公式：跨度L0=L标-180（mm）（即标志长度减去180mm）宽度b=b标（mm）（即标志宽度）对于其它预应力板应按其标准规定的方法计算。②加载累计值的计算公式（均布加载）正常使用极限状态检验时加载物累计数目的计算公式为：n=（KQs-Gk1）L0b÷每块加载物重量（块）承载力极限状态检验时加载物累计数目的计算公式为：n＇=（K＇Qd-Gk1）L0b÷每块加载物重量（块）3.4加载程序表的的制定：根据以上的要求及注意事项，按照下列顺序制定加载程序表（以CRB650级冷轧带肋钢筋YKB3653为例）：1）查看标准图集：根据被测板的规格及型号，查看标准图集（中南标03ZG401）。从图集中得出正常使用短期荷载值QS=9.15kN/m2；短期允许挠度值[as]=7.63mm；抗裂检验系数[rcr]=1.17；承载力标准荷载值Qd=12.31kN/m2；板的自重Gk1=1.83kn/m2；板的承载力检验标志及检验系数等。2）确定加载系数：根据前面有关加载值确定的要求，结合实例确定的加载系数如下：对正常使用极限状态的检验，加载系数K应为：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对于承载力极限状态的检验加载系数K＇应为：K＇=0.95×1.35=1.28，1.35，1.4，1.45，1.5，1.55……注：在标准图集中承载力检验标志是由①～⑤顺次排列的，但是检验系数并未从低到高排列，为便于计算作了适当的调整，即把检验系数由小到大顺次排列。3）加载程序的计算：①确定计算跨度及宽度跨度L0=L标-180=3600-180=3420mm宽度b=b标=500mm②加载方案a、采用简均布加载形式，仪表的编号及分布要首先编好号。b、加载区格长度为L0/4=3440/4=860mmc、加载物可根据现场实际情况选择，可用标准砼试压块，标准红砖等。本例选用红砖，平均重量为25.0N/块。d、每级加载值的计算正常使用极限状态检验时加载物累计数目n=（KQ-Gk1）L0b÷每块加载物重量n=（K×9.15-1.83）×3.42×0.5÷25.0（块）承载力极限状态检验时区格加载物累计数目n'=（K'Qd-Gk1）Lob÷每块加载物重量n'=（K'12.31-1.83）×3.42×0.5÷25.04.1裂缝出现的观测：在构件进行抗裂检验中，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其开裂荷载实测值；当在规定的时间结束后出现裂缝时，应取本级荷载值作为其开裂荷载的实测值。4.2裂缝宽度的检测：对正截面裂缝，应测量受拉主筋处的最大裂缝宽度；对斜截面裂缝，应测量腹部裂缝的最大裂缝宽度。裂缝宽度可采用精度0.05mm的刻度放大镜的仪器进行观测。5结构性能检验结果的评定：5.1当试件结构性能的全部检验结果均符合标准规定的预制构件检验各项性能时，该批构件的结构性能应通过验收。5.2当第一个构件的检验结果不能符合上述要求，但能符合第二次检验的要求时，可再抽两个构件检验。第二次检验指标，对承载力及抗裂检验系数的允许值应取构件的承载力检验系数允许值的95%；对挠度允许值应取规定值的1.10倍。当第二次抽取的两个试件的全部检验结果均已符合第二次检验要求时，该批构件的结构性能应通过验收。5.3当第二次抽取的第一个试件的全部检验结果均已符合标准规定的预制构件检验各项性能时，该批构件的结构性能应通过验收。应该指出的是，抽检的每一个试件，必须完整地取得三项检验指标的结果，禁止因某一项检验项目达到二次抽检检验指标就终止试验而不再对其余项目进行检验。6试验报告及结论：预制构件结构性能试验的书面结果就是试验报告，它是产品质量保证体系中的最重要一环，它如实的记录了试验的全过程；详细的反映了构件的结构性能；是检验评定的有力依据；是存档待查不可缺少的重要资料。因此，一定要按照有关标准的要求，出据真实、准确、严谨的试验报告及其检验结论。7结束语在试验过程中，只要按照标准的要求，严格地制定计划及加载方案，就可以快速、准确地完成试验全过程，就可以得出公正、准确、严密的试验数据及其报告。我们每一个检测人员都应努力学习，培养自己的良好习惯，严格要求自己，树立科学严谨的工作作风，提高自己的检测能力，提高试验报告的水平。参考文献：[1]《混凝土结构设计规范》GB50010-2002[2]《预应力混凝土空心板》GB14040-93[3]《预应力混凝土空心板》03ZG401[4]中国工程建设标准协会标准.《现浇混凝土空心楼盖结构技术规程》[5]混凝土结构设计规范GB50010—2002[M].北京:中国建筑工业出版社2002[6]《高层建筑混凝土结构技术规程理解与应用》北京:中国建筑工业出版社[7]田月华.混凝土结构施工质量控制[D]