某現澆混凝土梁板結構性能檢驗分析

陳 霞 季晨晨

(1.江蘇華科建設工程質量檢測有限公司，江蘇南京 211800;2.南京弘寧建筑工程有限公司，江蘇南京 210000)

1 工程概況

某車間為二層框架結構，施工日期為2013年1月～7月，二層樓面澆筑日期為2013年3月30日，其中一層層高為8.0 m，二層層高為6.0 m，建筑物安全等級為二級，框架抗震等級為三級，混凝土裂縫控制等級為三級。由于發現該車間部分二層混凝土樓面梁板出現裂縫，為了解裂縫對結構構件安全性的影響，我公司對該車間混凝土梁板裂縫進行檢測，并選取出現裂縫較多的二層樓面板2～3/M～N進行結構性能試驗。

2 混凝土構件裂縫檢測

該車間部分二層樓面梁板存在不同程度的裂縫，根據現場實際情況，對出現裂縫較多的2～3/M～N區域二層樓面梁、板做重點檢查，經現場檢查，樓面板板底裂縫呈縱橫向不規則分布，整塊板被縱橫向次梁分為9塊小板，每塊小板裂縫形態各不相同，但均為上下貫通縫，板底有滲水痕跡，(1/2～2/2)區域裂縫均出現在燈座處，(2～2/2)/(M～1/M)區域內2塊小板東西向裂縫位置及走向大致相同，縫寬0.12 mm～0.14 mm，二層樓面板2～3/M～N初始裂縫形態圖見圖1;二層樓面梁2～3/N，2～3/M，2/M～N，3/M～N裂縫出現在梁兩側，裂縫大致呈豎向平行間斷分布，裂縫寬度呈上下窄、中間寬的梭形，縫寬0.04 mm～0.14 mm。

為確定水泥中游離氧化鈣(f-CaO)對混凝土質量構成的影響，采用薄片沸煮檢測和芯樣試件法進行檢測，對沸煮前后的薄片進行觀察比較，沸煮后的薄片未見明顯開裂、疏松或崩潰現象。沸煮前后芯樣試件抗壓強度變化百分率平均值僅為0.9%，可判定f-CaO對混凝土質量沒有影響。

3 結構性能試驗

對于正常使用極限狀態，樓面板荷載效應標準組合設計值為10.75 kN/m2;準永久組合設計值為10.75 kN/m2;其中恒荷載標準值為2.75 kN/m2，活荷載標準值為8.0 kN/m2(由于車間尚未投入使用，實際使用情況尚不明確，為保證結構的安全性，本次樓面均布活荷載準永久組合值系數取1.0)。鋼筋混凝土受彎構件的最大撓度應按照荷載的準永久組合，并考慮荷載長期作用的影響，對于計算跨度大于9 m(本次跨度為10 mm)的樓蓋，撓度限值為l0/300=33.3 mm;對于一類環境，裂縫控制等級為三級鋼筋混凝土構件，按荷載準永久組合并考慮長期作用影響，最大裂縫寬度限值為0.30 mm。

試驗檢驗指標為:

1)對鋼筋混凝土受彎構件，撓度檢驗允許值:［as］=［af］/θ=33.3/2.0=16.65 mm。

2)最大裂縫寬度檢驗允許值:當設計規范的限值wlim=0.30 mm 時，檢驗允許值［wmax］=0.20 mm。

本次試驗采用靜水作為試驗荷載，靜水加載實景見圖2。本次分在樓板跨中、支座及梁、板跨中位置處布置位移傳感器，量測構件在荷載作用下的位移;對做出標記的裂縫，測量其在荷載效應準永久組合設計值作用下的裂縫寬度。

圖1 二層樓面板2～3/M～N初始裂縫形態圖

圖2 靜水加載實景圖

4 試驗數據分析

4.1 撓度試驗結果

表1 撓度結果表

根據鋼筋混凝土結構設計理論，考慮到混凝土結構開裂后剛度的減小，對梁、柱構件可分別取用不同的剛度折減值，且不再考慮剛度隨作用效應而變化，在此基礎上，結構的內力和變形仍可采用彈性方法進行分析，荷載與撓度成線性關系。依據上述原理，對試驗荷載作用下的短期撓度值按下式進行修正:

檢測結果表明，由于間接作用造成的樓板開裂基本上未影響其受力性能，但樓板開裂留下了較大的殘余變形。

4.2 裂縫試驗結果

檢測結果表明，各裂縫隨檢驗荷載增加變化較小，在荷載效應準永久組合設計值作用下，裂縫寬度最大變化量為0.06 mm，除舊有裂縫最大裂縫寬度有所增大外，沒有發現新增裂縫。

4.3 裂縫類型判斷

經現場檢查，2～3/M～N區域二層樓面板板底的混凝土表面光潔;2～3/M～N區域二層樓面梁、板均有一定的撓度，但最大撓度(16.387 mm)未超出GB 50152混凝土結構試驗方法標準規定限值;二層樓面梁、板混凝土抗壓強度均滿足設計要求，截面尺寸符合設計及相關驗收規范要求，鋼筋配置及保護層厚度基本符合設計及相關驗收規范要求;2～3/M～N區域二層樓面梁的裂縫均分布在梁的兩側，跨中位置附近裂縫相對集中，裂縫大致呈豎向平行間斷分布，裂縫寬度呈上下窄、中間寬的梭形，裂縫寬度在0.04 mm～0.14 mm之間;2～3/M～N區域二層樓面板裂縫呈縱橫向不規則分布，板底若設有燈座時，裂縫通常通過燈座或在燈座處交叉延伸，測得最大裂縫寬度為0.14 mm，裂縫上下貫通(見圖1)。根據現場試驗結果，2～3/M～N區域二層樓面梁、板撓度變形隨試驗荷載增加變化較小(最大變形量僅為3.472 mm)，但2～3/M～N區域二層樓面梁、板在荷載試驗開始前的初始撓度變形較大(最大撓度值為16.0 mm)。通過對2～3/M～N區域二層樓面梁板裂縫分布及形態的檢查和相關檢測，2～3/M～N區域二層樓面梁板裂縫為混凝土干縮裂縫，此類裂縫對結構構件承載力影響不大，引起此類裂縫的主要因素有混凝土的養護不良、混凝土中粉煤灰摻量過大、砂石含泥量和泥塊含量過大、混凝土用水量過大等。考慮到結構的安全性和耐久性，建議對裂縫寬度不小于0.3 mm的梁、板采用化學灌漿封閉處理，裂縫寬度小于0.3 mm的梁、板采用適當的封閉措施。

5 結語

大型現澆混凝土構件原位加載試驗自2012年新版《混凝土結構試驗方法標準》執行后才有據可依，加上結合裂縫的綜合分析，具有一定的參考和應用價值，可為相關類型的案例提供一定的參考和指導作用。