在對建築結構安全(quán)進行鑒定時,現場荷載試(shì)驗是必不可少的。
本文主要講解非破損性(xìng)的現場荷載試驗。
什麽時候需要做非破損性的現場荷載(zǎi)試(shì)驗呢?
① 當需要通過試驗檢驗既有混凝土結構受彎構件(如梁、樓板、屋麵(miàn)板、陽台板等)的承載力(lì)、剛度或(huò)抗裂等結構性能時;
② 或對結構的理論計算模型進行驗證時,可進行非破損性的現場荷載試(shì)驗;
③ 對於大型複雜鋼結構體係也可進(jìn)行(háng)非破損(sǔn)性現場荷載試驗,檢(jiǎn)驗結構(gòu)的性能。
1
加荷方式
現場荷載試驗的結(jié)構構件要求
具有代表性,且宜位於受荷最大、最(zuì)薄弱的部位。
現場試驗加載方法(fǎ)
一般采用均布加載。
對大型複雜的鋼結(jié)構體係也(yě)可(kě)采用集中吊載;對小型(xíng)構件還可以根據自(zì)平衡原理,設計專門的反力裝置(zhì),利用千斤頂進行集中加載。
均布荷載一般用荷重塊,荷重(chóng)塊應按區格成垛堆放,垛與垛直接的間隙不宜小於50mm,以免形成拱作用。
對於構件中的連續板應(yīng)按下圖1和圖2的多種情(qíng)況進行均布加載。
圖1 單向板均布加載情況(陰影(yǐng)部分為(wéi)加(jiā)載範圍(wéi))
圖2 雙向板均布(bù)加載情況(陰影部分為加載(zǎi)範圍)
對於構件中的連續梁(liáng)應(yīng)按圖3的(de)多(duō)種情況進行均布加載。
圖3 連續梁均布加載情況(陰(yīn)影部分為加載範圍)
對(duì)裝配(pèi)式結構中的預製梁(liáng)板(bǎn),若不考慮後澆(jiāo)麵層所引(yǐn)起的連續性,可將辦縫、板端或梁端的後澆麵層切開,按單個(gè)構(gòu)件進行(háng)試驗。
試驗應采用分級加載,每(měi)級荷載不應大於最大試驗荷載的20%。
2
數據采集與現象觀察(chá)
每級加、卸載完成後,應持續10~15min;在最大試驗荷載作用(yòng)下,應持(chí)續(xù)30min。在持續時間內,應觀察(chá)試驗構件的反應。結束時,記錄各種讀數(shù)。
構件的撓度可用百分表、位移傳感(gǎn)器、水平儀等(děng)進行觀測。
當采用等效集中荷載模擬均布荷載進行試驗時,撓度實(shí)測值應乘以修正係數。
當(dāng)采用三分點加載(zǎi)時,修正係數為0.98;當采用其它形式集中加載時,修正係數應(yīng)計算(suàn)確定。
可采用應力磁測儀(yí)或電阻(zǔ)應變儀進行鋼結構杆件應力檢測。
3
承載力檢驗
試驗時,最大荷(hé)載值取目標試用期內的荷(hé)載驗算值(zhí)得1.55倍。
當在規定的荷載持續時間內,出現表1中(zhōng)的破壞標誌(zhì)之一時,說(shuō)明構(gòu)件在目標(biāo)試用期內的荷載作用下,不(bú)能滿(mǎn)足承(chéng)載力要求,應取(qǔ)本級(jí)荷載值與(yǔ)前一級荷載值(zhí)得平均值作(zuò)為其承載力檢驗荷載的實測值,並根據表1中(zhōng)建議的方法推算構件(jiàn)在目標使用(yòng)期(qī)內能夠(gòu)承受的荷載驗(yàn)算值。
當在(zài)規定(dìng)的荷載持續時間結束後出(chū)現上述破壞標(biāo)誌時,說明構件在目標使用期內的荷載作用下,能滿足承載力(lì)要求(qiú),應取本(běn)級荷載作為其承載力(lì)檢驗荷載實測值。
4
撓(náo)度檢驗
混凝土受(shòu)彎(wān)構件(jiàn)的撓度檢驗時,應按下列規(guī)定(dìng)進行:
a0s≤[as]
[as]=Mk/(Mq(θ-1)+ Mk)*[af]
式中,
a0s——目(mù)標使用期內荷載標準(zhǔn)值作用下構件撓(náo)度實測值;
[as]——撓度允許值;
[af]——按《混凝土結構(gòu)設計規範》確定的受彎(wān)構件的(de)撓度限製;
Mk——目標(biāo)使用期內按荷載標準(zhǔn)組合計(jì)算的(de)彎矩(jǔ)值;
Mq——目標使用期內按荷(hé)載準(zhǔn)永(yǒng)久組合計算(suàn)的彎(wān)矩(jǔ)值;
θ——考慮(lǜ)荷載長期作用對撓度增大的影(yǐng)響係數,按《混凝土結構設計規範》確定。
5
抗裂度檢驗
由於無法估計出既有預應力混凝土結構構件預應力在構件抗拉邊緣混凝土內產生的法向應力(lì)值,因此(cǐ),用下(xià)式的簡單方法來檢驗構件抗裂度。
式中(zhōng)右端的1.05主要是考慮現場試驗為短期荷載,實際(jì)結構為長期受荷,所(suǒ)以引(yǐn)入5%的餘量。
qcr/qk≥1.05
式中,
qcr——試驗中實測的開裂荷載(包括自重(chóng));
qk——目標使用期內的荷載標準值(包括自重)。
6
裂縫寬度(dù)檢驗
裂縫寬(kuān)度可采用精度(dù)為0.05mm的讀數顯(xiǎn)微鏡或(huò)裂縫觀測片(piàn)等進行觀測。
混凝土受彎構件(jiàn)的裂縫寬度檢驗時,按下(xià)式的規定進行:
w0s,max≤[wmax]
式中,
w0s,max——目標使用期(qī)內荷載標準值(zhí)下,受拉(lā)主筋處的最大裂(liè)縫寬(kuān)度實測值(mm);
[wmax]——構件的最大裂縫寬度允許值,按下表2取用。
注:既有(yǒu)混凝(níng)土受彎構件一(yī)直受恒載作用,因此將《混(hún)凝(níng)土結構工(gōng)程施工質量驗(yàn)收規範》中的最大裂縫寬度允許值分別(bié)由0.15mm、0.2mm、0.25mm提高到0.22mm、0.25mm和(hé)0.3mm。
對大型(xíng)複雜剛結構體係以及木(mù)結構體係,現場試驗(yàn)荷載不宜超過正常使用短期荷載(zǎi)標準值,根據試(shì)驗與理論分析結(jié)果綜合評價(jià)結果(guǒ)的性能(néng)。