谷夏菲，張建鵬，谷加賀

（1.中鐵十局集團(tuán)第八工程有限公司，天津 300380；2.山東省建筑科學(xué)研究院有限公司，山東 濟(jì)南 250031；3.中鐵十局集團(tuán)建筑工程有限公司，山東 濟(jì)南 250101）

0 引言

預(yù)應(yīng)力混凝土雙 T 板由兩根高窄的肋和寬大的面板組成，是一種梁板結(jié)合的預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，其受壓區(qū)截面較大，中和軸基本接近面板，受拉主筋具有較大的力臂。因此，與普通鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比，具有剛度大、抗裂性好的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能，與鋼結(jié)構(gòu)相比，具有節(jié)省用鋼量，防火防腐性能較好的優(yōu)點(diǎn)［1］。由于預(yù)應(yīng)力混凝土雙 T 板良好的結(jié)構(gòu)受力性能，被廣泛應(yīng)用于跨度較大、覆蓋面比較廣的廠房、禮堂和會(huì)議室等相關(guān)工程建設(shè)領(lǐng)域。預(yù)應(yīng)力混凝土雙 T 板在施工安裝過程中需要較高的施工工藝，因此，過程中需對施工工藝進(jìn)行控制，保證其順利安裝施工［2］。隨著工程實(shí)踐的發(fā)展，預(yù)應(yīng)力雙 T 板在實(shí)際使用過程中也出現(xiàn)諸類問題，因此，有必要對預(yù)應(yīng)力雙 T 板結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行深入研究［3］。

本文為檢驗(yàn)?zāi)持袑W(xué)餐廳工程中采用的 JSTB 27-2 型預(yù)應(yīng)力混凝土雙 T 板（以下簡稱“雙 T 板”）是否滿足安全性使用要求，現(xiàn)場選取現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值最低的雙T板，建立雙 T 板支撐模型，分級加載，進(jìn)行靜力加載試驗(yàn)，通過測量雙 T 板的承載力、撓度、裂縫等指標(biāo)，對試驗(yàn)結(jié)果分析和研究，為工程實(shí)際提供借鑒。

1 工程概況

某中學(xué)餐廳為三層框架結(jié)構(gòu)，樓面采用鋼筋混凝土現(xiàn)澆板，屋面采用預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雙 T 板。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全等級為二級，建筑抗震設(shè)防類別為重點(diǎn)設(shè)防類，抗震設(shè)防烈度為 8 度，設(shè)計(jì)基本地震加速度為 0.20 g，地震分組為第一組，框架抗震等級為一級。工程立面如圖 1 所示。屋面現(xiàn)已完成預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雙 T 板的吊裝，因懷疑預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土雙 T 板的混凝土強(qiáng)度，為保證結(jié)構(gòu)工程的安全使用，經(jīng)有關(guān)部門檢測，選取其中混凝土強(qiáng)度推定值最低的雙 T 板進(jìn)行安全性靜載檢驗(yàn)。

圖1 立面圖

2 現(xiàn)場試驗(yàn)

2.1 雙 T 板的選取

依據(jù) JGJ/T 23－2011《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，現(xiàn)場對雙 T 板 1、2、5、6、7、12、13 號(hào)采用回彈法對其混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，并按單個(gè)構(gòu)件推定其混凝土強(qiáng)度，經(jīng)檢測，雙 T 板 5 號(hào)、12 號(hào)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級 C 50 的要求，其余所檢雙 T 板現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級 C 50 的要求，其中雙 T 板 6 號(hào)現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值最低，為 41.3 MPa。具體檢測結(jié)果如表 1 所示。

表1 混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果

2.2 試驗(yàn)準(zhǔn)備和加載

根據(jù)混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果，選取混凝土強(qiáng)度推定值最低的雙 T 板 6 號(hào)進(jìn)行安全性靜載檢驗(yàn)，具體過程如下。

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、圖集對屋面恒荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體如表 2 所示；不上人屋面活荷載按 0.5 kN/m2取值。依據(jù) GB/T 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和 GB 50009－2012《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》，采用安全性靜載的檢驗(yàn)荷載進(jìn)行加載，即：承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值，經(jīng)計(jì)算，為 7.99 kN/m2；本試驗(yàn)采用沙袋作為加載重物，試驗(yàn)前對加載重物進(jìn)行稱重裝袋，并在雙T板上表面用墨線彈出區(qū)格，加載時(shí)沙袋堆共 11 個(gè)，沙袋堆之間的凈距為 200 mm；在雙 T 板的兩個(gè)腹板底面跨中位置設(shè)置百分表。加載分 5 級，第一級荷載為雙T板自重狀態(tài)，第六級荷載為加載試驗(yàn)結(jié)束后進(jìn)行卸載，每級荷載持荷時(shí)間嚴(yán)格按 GB/T 50152－2012《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》的規(guī)定執(zhí)行。加載現(xiàn)場如圖 2～9 所示。

表2 屋面恒荷載統(tǒng)計(jì)

圖2 第一次加載

圖3 第二次加載

圖4 第三次加載

圖5 第四次加載

圖6 第五次加載

圖7 卸載

圖8 西腹板百分表撓度檢測

圖9 東腹板百分表撓度檢測

3 試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果表明，在構(gòu)件安全性檢驗(yàn)荷載作用下，整個(gè)加載過程中，雙 T 板 6 號(hào)未開裂，且構(gòu)件無破壞現(xiàn)象；在各級荷載作用下，荷載和撓度基本呈直線關(guān)系，各級荷載與撓度實(shí)測值關(guān)系曲線如圖 10 所示。

圖10 荷載-撓度曲線

結(jié)構(gòu)構(gòu)件殘余變形是檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件彈性恢復(fù)能力的重要指標(biāo)，相對殘余撓度率 Sp越小，構(gòu)件越接近于彈性狀態(tài)，彈性恢復(fù)能力越強(qiáng)，依據(jù) GB/T 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》要求，相對殘余撓度率不大于 20 %［4］，該構(gòu)件可按原設(shè)計(jì)使用功能安全使用，具體計(jì)算如式（1）～（2）所示。

式中：S′P為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的相對殘余撓度率；SP為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的相對殘余撓度；St為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的實(shí)測總撓度；Se為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的彈性撓度。

卸載一段時(shí)間后，對構(gòu)件兩腹板殘余撓度進(jìn)行讀數(shù)，西、東腹板百分表測得的構(gòu)件殘余撓度分別為18.2 %、18.5 %，均不大于最大撓度的 20 %，西、東腹板百分表撓度實(shí)測值分別為 46.40 mm、43.84 mm。各級荷載作用下?lián)隙葘?shí)測值如表 3 所示。

表3 各級荷載作用下檢驗(yàn)結(jié)果

4 試驗(yàn)分析

4.1 測點(diǎn)撓度檢驗(yàn)系數(shù)檢驗(yàn)

依據(jù) L06GT08《鋼絞線預(yù)應(yīng)力混凝土雙 T 板》規(guī)定的結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)要求，西、東腹板百分表撓度實(shí)測值均小于撓度檢驗(yàn)允許值［αs］=46.40mm，加載過程中，未發(fā)現(xiàn)構(gòu)件存在開裂現(xiàn)象；為檢驗(yàn)試驗(yàn)荷載下構(gòu)件測點(diǎn)的撓度實(shí)測與理論值，一般采用測點(diǎn)撓度檢驗(yàn)系數(shù) δ 如式（3）所示。

式中：Se為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的彈性撓度；Ss為結(jié)構(gòu)構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下測點(diǎn)的理論計(jì)算撓度。

測點(diǎn)撓度檢驗(yàn)系數(shù)是對結(jié)構(gòu)構(gòu)件工作情況的評估，確定構(gòu)件承載力的重要指標(biāo)，依據(jù) GB 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，測點(diǎn)撓度檢驗(yàn)系數(shù) δ 不大于 1.0，該工程試驗(yàn)構(gòu)件西、東腹板撓度實(shí)測值分別為46.40 mm、43.84 mm，理論計(jì)算值分別為 89.18 mm、83.31 mm，檢驗(yàn)系數(shù)分別為 0.52、0.53，均小于 1.0，該構(gòu)件在試驗(yàn)荷載下豎向剛度滿足規(guī)范要求。

4.2 裂縫檢驗(yàn)

該試驗(yàn)構(gòu)件為預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，試驗(yàn)前檢查構(gòu)件實(shí)際情況，未發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，試驗(yàn)過程中，未存在構(gòu)件較大幅度變化的現(xiàn)象，構(gòu)件未發(fā)現(xiàn)裂縫現(xiàn)象，符合預(yù)制構(gòu)件的規(guī)范要求。

依據(jù) GB 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》靜力加載試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定［5］：在結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性檢驗(yàn)荷載試驗(yàn)條件下，構(gòu)件未產(chǎn)生明顯破壞現(xiàn)象，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)測的撓度各參數(shù)滿足以下三條（①構(gòu)件測點(diǎn)實(shí)測撓度值小于理論撓度值，②構(gòu)件的殘余撓度率不大于最大撓度的 20 %，③試驗(yàn)過程中的撓度與試驗(yàn)荷載呈直線關(guān)系）的任意一條，即可判定為為結(jié)構(gòu)構(gòu)件滿足結(jié)構(gòu)使用功能的安全性要求。

5 結(jié) 語

本文結(jié)合實(shí)際工程，根據(jù)相關(guān)規(guī)范，采用分級加載方式對雙 T 板進(jìn)行加載，試驗(yàn)樓板在承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值的作用下，未發(fā)現(xiàn)開裂，無破壞跡象。構(gòu)件測點(diǎn)實(shí)測撓度值小于理論撓度值，構(gòu)件的殘余撓度率不大于最大撓度的 20 %，試驗(yàn)過程中的撓度與試驗(yàn)荷載呈直線關(guān)系。依據(jù) GB 50784－2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》靜力加載試驗(yàn)規(guī)范規(guī)定，該工程所檢雙 T 板 6 號(hào)安全性滿足規(guī)范要求，可按原設(shè)計(jì)功能安全使用，試驗(yàn)結(jié)果與理論基本相吻合，為后續(xù)類似工程提供借鑒作用。