混凝土构件结构性能试验作业指导书

混凝土构件结构性能试验作业指导书（NTJCZ-TG14）1.适用范围本作业指导书适用于工业与民用建筑和一般构筑物的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构的荷载试验。不适用于有特殊要求的研究性试验，以及处于高温、负温、侵蚀性介质等环境条件下的结构试验。2.所用标准及图集2.1标准：《混凝土结构试验方法标准》GB50152—1992《预制混凝土构件质量检验评定标准》GBJ321—19902.2常用标准图集120预应力混凝凝土空心板图图集苏G9401（冷扎带肋钢筋）180预应力混凝凝土空心板图图集苏G9402（冷扎带肋钢筋）预应力混凝土衍条条苏G9403（通用图集）180预应力混凝凝土空心板图图集苏G9410（冷拉Ⅱ级钢筋）预应力混凝土空心心板93G436—11（甲级冷拔低碳钢钢丝）1.5×6.0米米预应力钢筋筋混凝土屋面面板G410（一）（冷拉ⅡⅢⅣⅣ级螺纹钢筋筋）3.构件结构性能检验指标3.1钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件应进行承载力，挠度和裂缝宽度检验。3.2要求不出现裂缝的预应力混凝土构件应进行承载力，挠度和抗裂检验。构件的各项结构性能检验指标均应根据构件设计的混凝土强度等级确定。构件在达到设计的强度等级时进行结构性能试验。混凝土构件设计图纸标准及标准图集必须包括以下内容：1）结构性能检验的试验方案：试件的支承方式、加载形式、跨度、加载点位置和量测方法等；2）结构性能检验所需的荷载代表值：构件自重的标准值、正常使用短期荷载检验值、承载力检验荷载设计值；3）结构性能检验指标：构件达到不同承载力极限状态检验标志时的承载力荷载检验值、短期挠度允许值（或设计值）、抗裂检验系数允许值或最大裂缝宽度允许值。4.试验前的准备4.1结构构件试验前应制订试验计划，试验计划应包括下列内容：1）试验目的和要求；2）试验对象的考察和检查；3）试验结构构件的安装就位和试验装置；4）试验荷载加载方法和加载设备；5）试验资料整理和数据分析处理。5.荷载分级和持续时间5.1荷载分级构件应分级加荷。当荷载小于正常使用短期荷载检验值时，每级荷载不宜大于该荷载值的20%；当荷载大于该荷载值时，每级荷载不宜大于该荷载值的10%；当荷载接近抗裂荷载检验值时，每级荷载不宜大于该荷载值的5%。当荷载接近承载力荷载检验值时，每级荷载不宜大于承载力检验设计值的5%。作用在构件上的试验设备重量及构件自重应作为第一次加载的一部分。构件在试验前，宜进行预压，以检查试验装置的工作是否正常，预加载值不宜超过结构开裂试验荷载设计值的20%。5.2荷载持续时间每级荷载加载后宜持续10—15min；在正常使用短期荷载检验值作用下的持续时间不应少于30min。在持续时间内应仔细观察裂缝的出现和开展以及钢筋有无滑移等；在持续时间结束时，观察并记录各项读数。6.构件结构性能检验指标的判定6.1构件承载力检验的判定构件承载力应按下列规定进行检验。1）当按混凝土结构设计规范的规定进行检验时，应符合下式要求γu0≥γ0[γu]（1）2）当设计要求按构件实配钢筋的承载力进行检验时，应符合下式要求：γu0≥γ0η[γu]（2）以上二式中：γu0——构件的承载力检验系数实测值，即试件的承载力检验荷载实测值与承载力检验荷载设计值（均包括自重）的比值；γ0——结构重要性系数根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》的规定，结构重要性系数由结构安全等级确定。当设计有专门规定时，应予以注明。结构重要性系数如下表：表6.1结构安全等级γ0一级1.1二级1.0三级0.9[γu]——构件的承载力检验系数允许值，按下表取用构件的承载检验系数允许值[γu]表6.2受力情况构件达到承载力极极限状态的检检验标志[γu]轴心受拉偏心受拉弯大受偏心受压受拉主筋处的最大大裂缝宽度达达到1.5mmm或挠度达达到跨度的1/50Ⅰ～Ⅲ级钢筋、冷拉Ⅰ、Ⅱ级钢筋1.20冷拉Ⅲ、Ⅳ级钢筋1.25热处理钢筋、钢丝丝、钢绞线1.45受压区混凝土破坏坏，此时受拉拉主筋处的最最大裂缝宽度度小于1.55mm且挠度度小于跨度的的1/50Ⅰ～Ⅲ级钢筋、冷拉Ⅰ、Ⅱ级钢筋1.25冷拉Ⅲ、Ⅳ级钢筋1.30热处理钢筋、钢丝丝、钢绞线1.40轴心受压小偏心受压受拉主筋拉断1.50混凝土受压破坏1.45受弯构件的受剪腹部斜裂缝达到11.5mm，或或斜裂缝末端端受压混凝土土剪压破坏1.35沿斜截面混凝土斜斜压破坏、受受拉主筋在端端部滑脱或其其它锚固破坏坏1.50η——承载力检验系数。根据实配钢筋面积，，按《混凝土结构设计规范》计算的承载力设计值与内力组合设计值的比值确定。进行承载力试验时，应取首先达到承载力极限状态的荷载值包括自重和加载设备中来确定结构构件的承载力实测值。承载力荷载实测值应这样取舍：当在加载过程中出现承载力极限标志之一时，应取前一级荷载值作为结构构件的承载力荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内出现承载力极限标志之一时，应取本级荷载与前一级荷载平均值作为承载力荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现承载力极限标志之一时，应取本级荷载值作为承载力荷载实测值。对结构构件的破坏过程及其特征，应根据达到达到承载力极限状态的检验标志的规定进行分析和描述，最好辅以图示或照片。6.2构件挠度检验应按下列规定进行检验。1）当按混凝土结构设计规范规定的挠度允许值进行检验时应符合下式要求：αs0≤[αs]（3）2）当设计要求按实配钢筋确定的构件挠度计算值进行检验时应符合下式要求：αs0≤1.2αsc（4）以上二式中：αs0——在正常使用短期荷载检验值下，构件跨中短期挠度实测值（mm）；[αs]——短期挠度允许值（mm）；αsc——在正常使用短期荷载检验值下，按实配钢筋确定的构件短期挠度计算值（mm）。构件挠度可用百分表，位移传感器等进行观测，其测量精度应符合有关标准的规定。在试验时，应量测构件跨中位移和支座沉陷。对于宽度较大的构件，应在每量测截面的两边布置测点，并取其测量结果的平均值作为该处的位移；对于宽度较小的构件可在宽度的中点布置一个测点。确定筒支梁、板、屋架、衍架等在各级荷载作用下的短期挠度实测值，支座沉降、自重、加载设备重力和加载图式改变的影响按下列公式计算：αs0＝（αq0＋αgc）Ψ（5）αq0＝um0－（ul0＋ur0）（6）αgc＝×αb0（7）式中：αs0——全部试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值（mm）；αq0——外加试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值（mm）；αgc——构件自重和加荷设备重产生的跨中挠度值（mm）；um0——外加试验荷载作用下构件跨中的位移实测值（mm）；ul0、ur0——外加试验荷载作用下构件左、右端支座沉陷位移的实测值（mm）；Mg——构件自重与加荷设备重产生的跨中弯距值（KN·m）；Mb——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的外加荷载产生的跨中弯距值（KN·m）；αb0——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的外加荷载产生的跨中挠度实测值（mm）；Ψ——用等效集中荷载代替实际的均布荷载进行试验时的加载图式修正系数，按下表取用。构件短期挠度允许值应按下式计算：[αs]＝[αf]（8）式中：[αs]——构件短期挠度允许值（mm）；MS——按荷载的短期效应组合计算所得的弯距值（KN·m）；ML——按荷载的长期效应组合计算所得的弯距值（KN·m）；θ——考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数，应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的有关规定取用；[αf]——构件挠度的允许值（mm），应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的有关规定取用。注：结构构件在试验加载前，应在没有外加荷载的条件下测读仪表的初始读数。加载图式修正系数Ψ表6.1名称加载图式修正系数Ψ均布荷载1.0二集中力四分点等等效荷载0.91二集中力三分点等等效荷载0.98二集中力八分点等等效荷载0.97二集中力十六分点点等效荷载1.0试验时在每级荷载作用下，应在规定的荷载持续时间结束时量测结构构件的变形。结构构件各部位测点的测读程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。6.3构件抗裂检验的判定构件的抗裂检验应符合下列的要求：γcr0≥[γcr]式中：γcr0——构件的抗裂检验系数实测值，即试件的开裂荷载实测值与正常使用短期荷载检验值（均括自重）的比值；γcr——构件的抗裂检验系数允许值，应按《混凝土结构设计规范》进行计算。结构构件进行抗裂试验时，应在加载过程中仔细观察和判别试验结构构件中第一次出现的垂直裂缝或斜裂缝，并在构件上绘出裂缝位置。确定相应开裂的荷载实测值。往往第一次裂缝很难观察，可用不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现。垂直裂缝观察位置应在结构构件的拉应力最大区段及薄弱环节；斜裂缝的观测位置应在弯距和剪力较大的区段及截面的宽度、高度等外行尺寸改变处。开裂荷载实测值宜这样取舍：当在加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载与前一级的荷载平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本级荷载值作为开裂荷载实测值。若在试验中未能及时观察到正截面裂缝出现，可取荷载——挠度曲线上的转折点（取曲线第一弯转段两端点切线的交点）的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。6.4构件的裂缝宽度检验的判定：构件的裂缝宽度检验应符合下式的要求：Ws.max0≤[Wmax]（9）式中：Ws.max0——在正常使用短期荷载检验值下，受拉主筋处的最大裂缝宽度的实测值（mm）；[Wmax]——构件检验的最大裂缝宽度允许值（mm）。试验结构构件开裂后应立即对裂缝的发生、发展情况进行详细观测。最大裂缝宽度应在受拉主筋处，并且在正常使用短期荷载检验值持续作用30min结束时进行量测。构件检验的最大裂缝宽度允许值应按下表取用：设计检验[Wmax]0.20.150.30.200.40.25设计值是根据混凝土结构设计规范中将允许出现裂缝的构件最大裂缝宽度允许值分为三挡。检验值是构件检验时，换算为短期最大裂缝宽度允许值。7.构件复检的条件根据GBJ321—1990《预制混凝土构件质量检验评定标准》，如果各项检验指标都符合上节的评定要求，则构件的结构性能应评为合格。如果某些检验结果不能符合原检验指标要求，但符合第二次抽样检验指标时，即符合下列公式要求时，可再抽两个试件进行检验：0.95γ0[γu]≤γu0＜[γ0][γu]（10）1.10[αs]≥αs0＞[αs]（11）0.95[γcr]≤γcr0＜[γcr]（12）若第二次抽检的第一个试件已能满足原检验指标要求，则可评该批构件的结构性能合格。若第二次抽取的第一个试件的承载力、挠度或抗裂的检验结果仍不满足原检验指标要求，但又满足第二次检验指标要求，则应对第二次抽取的另一个试件的承载力，挠度和抗裂检验只要满足第二次检验指标要求，但又满足第二次检验指标要求，该批构件的结构性能仍可评为合格。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结果，严禁因某一个检验项目达到二次抽样检验指标要求就中途停止试验而不再对其余项目进行检验。这就是说对构件的承载力、挠度、抗裂检验的复检结果应综合进行评定。由于裂缝宽度的检验指标规定已较宽松，故不允许作二次抽检。8.出厂检验与型式检验对预制构件厂生产的构件进行结构性能检验，可分为出厂检验和型式检验两种。出厂检验主要是为了符合混凝土结构设计规范的规定，即满足使用要求的检验。出厂检验要求：承载力检验：γu0≥γ0[γu]（13）挠度检验：αs0≤[αs]（14）抗裂检验：γcr0≥[γcr]（15）在以下情况下需进行型式检验：1）新建厂投产；2）停厂半年以上再生产；3）原材料、生产工艺发生较大变动；4）出厂检验与前一次的出厂检验有较大出入；5）正常周期性检验型式检验要求：承载力检验：γu0≥γ0η[γu]（16）挠度检验：αs0≤1.2αsc，且αs0≤[αs]（17）抗裂检验：γcr0≥[γcr]（18）荷载分级表及检验记录表见附录。9.常易出现的问题及处理目前我国对混凝土构件结构性能检验采用GBJ321—1990《预制混凝土构件质量检验评定标准》和GB50152—1992《混凝土结构试验方法标准》。根据设计规范的修订和名词术语符号标准的要求、强度、刚度、抗裂度检验改为承载力、挠度和抗裂检验，有些检验人员还习惯于用老的名词术语，就应该及时改过来。结构性能检验的内容是根据不同的构件来确定的，一种构件最多只检验三个指标，有些检测人员对这点还搞不清楚。特别是对要求不出现裂缝的预应力构件，按标准要求只要求检验承载力、挠度、抗裂，不需检验裂缝宽度，有些检测人员还检验裂缝宽度指标，这是多余的。现将各种预制构件结构性能检验内容列表如下。构件类型及要求承载力挠度抗裂裂缝宽度要求不出现裂缝的的预应力构件件检检检不检允许开裂的构件检检不检检设计成熟数量较少少的大型构件件加强检验可不检检检同上，并有可靠实实践经验可不检可不检可不检可不检根据GB50152—1992《混凝土结构试验方法标准》规定结构构件应在气温较稳定的环境下进行试验，不宜在负温，高温下进行试验。对于在负温，高温下存放的结构构件，试验前应先移入室内，直至与室温相同为止。因为环境温度距离测量仪表检定时的温度越远，仪表的量测误差越大。构件应在达到设计的混凝土强度等级时才能进行结构性能检验。有些检验人员不注意这一点。这里所指的混凝土强度，是在制作试验结构构件时应同时制作混凝土立方体试件，并与试验结构构件同等条件养护，以确定试验结构构件混凝土的实际强度。标准对荷载的分级和持续时间都有明确规定，在考核和检查中，我们发现有些检测人员对正常使用短期荷载检验值和承载力设计值的组合值各包含哪些内容还搞不清楚。因此在荷载分级时往往不考虑构件自重及设备重，不把自重及设备重作为第一级加荷的部分，而直接将正常使用短期荷载检验值按比例分级，这样势必增加了荷载。在持续时间上往往都知道在正常使用短期荷载检验前，每级荷载加毕后持续10～15min；在加至正常使用短期荷载及以后各级荷载持续时间有些检测人员都持续30min，这样理解是错误的，只有在加至正常使用短期荷载时，才持续30min，以后各级荷载也只需持续10～15min。我们在对板类构件进行结构性能检验时，特别是大批中、小型构件厂都是采用均布荷载加荷的方法，加载物应按区格均匀码放，严禁集中堆放，因为会引起拱作用而减少荷载效应。区格宽度一般小于板跨的1/6，也就是说分成6垛或更多垛。加载物应码放在支座内，如码放到支座外，则会引起负弯距，影响检验效果。尽管可能只有很小的偏差，但也应加以避免。对于抗裂荷载实测值，承载力荷载实测值的取值理解上还有错误。应当在加载过程中第一次出现裂缝（达到承载力极限状态标志之一）时，应取前一级荷载值作为开裂荷载实测值（承载力荷载实测值）；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝（达到承载力极限状态标志之一）时，应取本级荷载与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值（承载力荷载实测值）；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝（达到承载力极限状态标志之一）时，应取本级荷载作为开裂荷载实测值（承载力荷载实测值）。试验构件裂缝的量测，这里应注意两个问题，一个是测量的时间，一个是