浅析预应力混凝土空心板结构性能的检测方法

浅析预应力混凝土空心板结构性能的检测方法
摘要：本文参照相关标准，并结合工作实际，对预应力混凝土空心板结构性能检测指标的确定、计算及检测方案制定等值得注意的几个问题进行了讨论。

关键词：结构性能、承载能力检验、挠度检验、抗裂检验
Abstract: This paper with reference to relevant standards, and connecting with the work practice, prestressed concrete hollow slab structure to determine the performance test index, calculation and test project establishment is worth pay attention to several problems are discussed.
Key Words: structure performance, carrying capacity, deflection testing, inspection crack inspection
预应力砼空心板在部分城市和部分特殊建筑结构中发挥着不可替代的作用，但是由于预应力砼空心板的结构特性，使得其性能检验有着局限性。

本文针对预应力砼空心板结构性能检测展开讨论，具体检测内容包括：挠度检验、抗裂检验及承载力检验三项指标。

1．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。

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。

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=500mm
②加载方案
a、采用简均布加载形式，仪表的编号及分布见图1所示
b、加载区格长度为L0/4=3440/4=860mm
c、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÷25.0
根据以上计算结果列加载程序表如表1：
3.5 试验要求
根据标准要求在试验过程中，应对以下几级荷载进行检验和观察
1）在第五级荷载时，检验挠度；
2）第七级荷载时，观察裂缝，予检抗裂；
3）第八级荷载时，预察裂缝，抗裂系数检验；
4）第十四级荷载时，观察标志①予检；
5）第十五级荷载时，观察标志①检验及标志④予检；
6）第十六级荷载时，观察标志④检验及标志②予检；
7）第十七级荷载时，观察标志②检验及标志③予检；
8）第十八级荷载时，观察标志③检验及标志⑤予检；
9）第十九级荷载时，观察标志⑤检验。

4 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。

5 结束语
在试验过程中，务必按照标准的要求，严格地制定计划及加载方案，一定可以快速、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。

对于我们每一个检测人员都应实事求是，培养良好的工作习惯和作风，严格要求自己，树立科学严谨的工作态度，提高自己的检测能力，提高试验报告的水平。

为城市的建筑质量和安全使用保驾护航。

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。