预应力混凝土空心板结构性能集中荷载试验方法

 摘要:在02YG201《预应力混凝土空心板》(河南省02系列结构标准设计图集)中关于结构性能的检验方法采用均布荷载检验法。该方法在到生产企业检验时,人力劳动过多,运送荷标准试块有一定的难度。在建筑工地检测时使用红砖代替荷重块,既不方便也不精确,很多企业要求改进检验方法。集中荷载检验法,依据GB50152-1992的检验方法,经过改制加工成整设备,数据精确、携带方便、经济合理,受到企业的欢迎。集中荷载加载设备易于操作,检验数据依据效应等效原则,套入计算公式运算即可得出试验结果。 

　　关键词:预应力混凝土空心板集中荷载机整套设备加载过程效应等效计算公式 　　 

　　1、检验方法和原理 

　　GB50152-1992《混凝土结构试验方法》标准中,第3.2.5条采用千斤顶加载,宜按本标准第3.1.5条规定的力值量测仪表直接测定它的加载量,对提供集中加载反力的装置都是采用的地锚方式,这种加载反力装置必须在专用场地专门设置。依据标准要求,我们对集中加载反力的装置进行改进,在两支墩上固定两支架并把分配梁和支架连接起来,两千斤顶在板上通过支配梁反力均匀作用于楼板两个三分点处,两千斤顶按照标准要求同时分级加载,直至楼板达到极限状态的检验标志出现。根据《预制构件结构检验与混凝土强度评定》书中推导,两千斤顶的荷载加板自重(在检验结果临近合格时应加上两千斤顶和钢板重量)与均布荷载效力等效,然后套入计算公式,得出试验结论。 

　　2、检验设备和仪器 

　　2.1挠度仪采用安徽省传感器厂生产的专用挠度仪最小侧量为0.01mm,精度为0.05。 

　　2.2加载设备把8t的油压千斤顶改制成带有压力表的加载设备,其中压力表的测量范围为:0~16Mpa精度:0.05级 

　　2.3CFBHL型轮幅式荷重传感器,精度为0.05级,使用温度范围-20℃～+60℃内,非线性≤0.05%F.S,重复性误差≤0.05%F.S。 

　　2.4反力加载支架一套包括:支墩支架分配梁 钢板 钢垫片 绞支座 滚动支座 木塞 

　　2.5卷尺靠尺 

　　2.6刻度放大镜 

　　3、实验前的准备 

　　3.1实验前应注意符合环境要求温度在0℃以上,风力小于二级,附近无磁场和振动干扰,地势平坦,应有足够长的220v电源,仪器设备应满足检测要求条件 

　　3.2测量出加压点、支点及挠仪传感器测点 

　　3.2.1将楼顶放置到合适的位置测量其实际长度L'、配筋数,确定其标志长度L和楼板质量等级。 

　　3.2.2根据楼板的实际长度沿中心线测量其中心点O(L'/2),然后从中心点O沿中心线向两端测量出L"/2(其中L"=L-180mm)的长度,确定楼板两端的A、B点,分别从A、B点沿中心线向内量L"/3的长度确定C点和D点。 

　　3.2.3把两支墩放在水平的地面上,两支墩的中心线距离应和AB的长度相等,并保持垂直平行。在支墩的中心线上,并使AB线与两支墩上的支座照齐,然后在两支座与楼板之间放一个钢垫板,然后把支架安装到支墩上的支座照齐,并在两支座与楼板之间放一个钢垫板,最后把支架安装到支墩上,根据情况调节支墩至楼板水平无悬空。 

　　3.2.4取水泥、粗砂各500克,把水泥分成四份,粗砂分成两份,将两份粗砂放在C线和D线,把两块钢板中心线垂直板侧并对应C线和D线放置到粗砂上,把少量粗砂洒到钢板上,将千斤顶放到两钢板的中间位置,调节千斤顶至分配梁。然后用千斤顶预加压至适当力值(2～5KN)观察楼板有无裂缝,只有在无裂缝的情况下才进行试压。将千斤顶回油阀放开,使液压表回到0位。楼顶两端中心点放置两份水泥,并用玻璃片平置其上,两玻璃片为挠度测点Ⅰ、Ⅱ点,经O点垂直板两侧的板边放置两份水泥,并用玻璃片平置其上,两玻璃片为挠度测点Ⅲ、Ⅳ点,将挠度仪通电后分别把Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ通道的传感器对应用支架放置到Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ测点,调节各传感器位移为0.5mm左右。见加载简图3 

　　4、加载过程 

　　4.1荷 载加载采用分级加载,每级加载应补大于使用状态短期试验荷载值的20%,超过荷载标准值时每级加载值应补大于荷载标准值的10%,当达到抗裂检验荷载值90%时,每级荷载值不应大于荷载标准值的5%。每级荷载应以10～15分钟为宜,且宜每级加载时间相等,当达到荷载标准值时应持续30分钟,此时应观察板侧是否有裂缝情况应适时记录。在抗裂检验荷载作用下宜持续10～15分钟,但如果荷 载达到开裂试验荷载计算值时,试件出现裂缝时,可不按上述时间进行,当抗裂检验荷载结果后不出现破坏特征时应持续匀速加载到极限状态标志的出现,并对标志予以记录。 

　　4.2当加载至楼板出现裂缝后,应把挠度仪传感器去掉,把千斤顶顶端和分配梁用铁丝连接起来,在板下放置一小段高20～30cm大小的混凝土块,放在板下防护。去掉挠仪后,用靠尺测量板中间点离水平地面的高度并适时记录其高度值。每级加载时要用刻度放大镜记录裂缝宽度。 

　　5、实验结果的分析处理 

　　5.1挠度 

　　5.1.1采用挠度仪检测挠度时依据GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》中C.0.9中要求"采用等效集中力加载模拟均布荷载试验时, 挠度实测值应乘以修正系数。当采用三分点加载时可取0.98。 

　　6、结论 

　　科学快捷的检验方法是打开产品质量监督检验之门的金钥匙,集中荷载实验法科学、准确、高效,即节约了成本又方便了企业和群众,该方法已被质量监督部门运用到实际工作中去,产生了很好的社会效益和经济效益。 

参考文献: 

　　1、GB50204-2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》 

　　2、02YG201《预应力混凝土空心板》(河南省02系列结构标准设计图集)河南省建设厅(2003年6号文) 

　　3、GB/T14040-2007《预应力混凝土空心板》中国标准出版社2008年1月 

　　4、GB5009-2001《建筑结构荷载规范》中国建筑出版社2001年北京