混凝土樓板荷載試驗(yàn)實(shí)例分析

何其斌 孟 琪 山東省建筑科學(xué)研究院有限公司

1 引言

工程實(shí)際中，為了保證現(xiàn)澆混凝土樓板或者疊合樓板的安全使用，經(jīng)常需要對樓板進(jìn)行檢測檢驗(yàn)，而混凝土樓板的眾多評價(jià)手段中，樓板荷載試驗(yàn)仍然是最為直接、穩(wěn)定、可靠地檢測方法。

2 樓板荷載試驗(yàn)簡介

2.1 樓板荷載試驗(yàn)分類

樓板的荷載試驗(yàn)根據(jù)檢驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?，主要分為適用性檢驗(yàn)、安全性檢驗(yàn)和承載力檢驗(yàn)。

樓板的適用性檢驗(yàn)荷載應(yīng)根據(jù)樓板正常使用極限狀態(tài)荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值和加載圖式經(jīng)換算確定。

樓板的安全性檢驗(yàn)荷載應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值和加載圖式經(jīng)換算確定。

樓板的承載力檢驗(yàn)荷載應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值、加載圖式和承載力檢驗(yàn)標(biāo)志經(jīng)換算確定。

2.2 樓板荷載試驗(yàn)的檢測項(xiàng)目

樓板荷載試驗(yàn)的主要檢測項(xiàng)目：（1）樓板的最大撓度；（2）樓板支座處的最大位移；（3）控制截面的應(yīng)變；（4）裂縫的出現(xiàn)及擴(kuò)展情況。

2.3 樓板荷載試驗(yàn)的步驟

（1）確定加載方式及所需荷載。

（2）根據(jù)規(guī)范要求確定每級加載荷載量。

（3）分級進(jìn)行加載，并對每級加載后的樓板檢測項(xiàng)目進(jìn)行檢測并記錄。

（4）加載完畢后對樓板進(jìn)行卸載，檢測卸載后的樓板檢測項(xiàng)目并記錄。

（5）整理記錄的檢測數(shù)據(jù)，根據(jù)規(guī)范要求對板的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行判定。

2.4 樓板荷載試驗(yàn)結(jié)果的評定

樓板適用性檢驗(yàn)荷載作用下，經(jīng)修正后的實(shí)測撓度值和裂縫寬度不應(yīng)大于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)GB 50010—2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范要求的限值。此時受檢構(gòu)件適用性可評定為滿足要求。

樓板安全性檢驗(yàn)荷載作用下只要滿足以下三條之一時，可評定受檢構(gòu)件安全性滿足要求：（1）實(shí)測撓度值小于相應(yīng)的理論計(jì)算值；（2）實(shí)測撓度與荷載基本保持線性關(guān)系；（3）構(gòu)件殘余撓度不大于最大撓度的20%。

樓板承載力實(shí)驗(yàn)直到最大加載限值，結(jié)構(gòu)仍未出現(xiàn)任何承載力標(biāo)志，則應(yīng)判斷結(jié)構(gòu)滿足承載能力極限狀態(tài)的要求。

3 工程實(shí)例分析

某住宅樓為地下二層地上二十九層剪力墻結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，建筑結(jié)構(gòu)安全等級為二級，設(shè)計(jì)使用年限為50年，抗震設(shè)防類別為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)防類，建筑場地類別為Ⅲ類?；炷翗前宓脑O(shè)計(jì)強(qiáng)度均為C30。在竣工驗(yàn)收時發(fā)現(xiàn)客廳樓板存在裂縫，為了了解裂縫對板的承載力有無影響，故對該板做荷載試驗(yàn)。（因樓板需繼續(xù)使用，故不對樓板做承載能力極限狀態(tài)檢驗(yàn)，只對樓板做安全性檢驗(yàn)）

3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備及加載

根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙、圖集對樓面恒荷載進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，具體見表1。該板樓面活荷載按2.0kN/m2取值，樓板厚度為140mm，活荷載準(zhǔn)永久值系數(shù)為0.4。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》，經(jīng)計(jì)算，該板適用性靜載檢驗(yàn)的檢驗(yàn)荷載為6.9kN/m2；該板安全性靜載檢驗(yàn)的檢驗(yàn)荷載為10.12kN/m2；該板承載能力極限狀態(tài)靜載檢驗(yàn)的檢驗(yàn)荷載為16.20kN/m2。本試驗(yàn)采用沙袋為加載重物，該板在樓板底面短跨支座及跨中位置設(shè)置百分表，加載分10級，其中第1級為板自重狀態(tài)；每級荷載持荷時間嚴(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。

表1 樓板樓面恒荷載統(tǒng)計(jì)

3.2 檢驗(yàn)結(jié)果

依據(jù)GB 50204—2015《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》及GB/T 50784—2013《混凝土結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》，現(xiàn)場對該樓板的結(jié)構(gòu)性能（靜載檢驗(yàn)）進(jìn)行安全性檢驗(yàn)。經(jīng)檢驗(yàn)，在構(gòu)件安全性檢驗(yàn)荷載作用下，該樓板在加載至第5級時板底發(fā)現(xiàn)開裂，開裂位置處于板底線管附近，裂縫寬度最大處為0.06mm，加載至第10級時，裂縫寬度最大處為0.08mm，卸載后裂縫寬度最大處為0.02mm。具體檢測數(shù)據(jù)見表2～3及圖1所示。

表2 混凝土樓板各級荷載作用下檢驗(yàn)結(jié)果

表3 樓板結(jié)構(gòu)性能（靜載檢驗(yàn)）安全性檢驗(yàn)結(jié)果

注：

1.試驗(yàn)荷載根據(jù)委托方所提供設(shè)計(jì)圖紙確定。

2.結(jié)論僅對受檢結(jié)構(gòu)構(gòu)件有效。

圖1 樓板荷載撓度曲線

經(jīng)檢測，該樓板在靜載試驗(yàn)中構(gòu)件未產(chǎn)生明顯破壞現(xiàn)象，實(shí)測撓度值小于相應(yīng)的理論計(jì)算值，實(shí)測撓度與荷載基本保持線性關(guān)系，板底百分表測得的構(gòu)件殘余撓度均不大于最大撓度的20%，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)》第12.2.14-2條靜載檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)評定規(guī)定：在構(gòu)件安全性檢驗(yàn)荷載作用下，當(dāng)受檢構(gòu)件無明顯破壞跡象，實(shí)測撓度值滿足下列條件之一時，可評定受檢構(gòu)件安全性滿足要求。（1）實(shí)測撓度值小于相應(yīng)的理論計(jì)算值；（2）實(shí)測撓度與荷載基本保持線性關(guān)系；（3）構(gòu)件殘余撓度不大于最大撓度的20%。該板安全性滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

本文主要講述了樓板荷載檢驗(yàn)的方法，并結(jié)合實(shí)例介紹了樓板的安全性荷載試驗(yàn)。通過試驗(yàn)，體現(xiàn)了荷載試驗(yàn)中檢驗(yàn)荷載量的計(jì)算，分級加載的荷載控制，每級荷載下的觀測項(xiàng)目記錄及觀測記錄的數(shù)據(jù)整理，最后通過安全性荷載檢驗(yàn)的評價(jià)指標(biāo)對樓板的試驗(yàn)結(jié)果做出評定。板的安全性荷載試驗(yàn)是樓板檢測中非常直白有效地方法，希望本文能為同類樓板荷載試驗(yàn)的研究提供參考。