某現(xiàn)澆混凝土梁板結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)分析

陳 霞 季晨晨

(1.江蘇華科建設(shè)工程質(zhì)量檢測(cè)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(jié)構(gòu)，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(jí)為二級(jí)，框架抗震等級(jí)為三級(jí)，混凝土裂縫控制等級(jí)為三級(jí)。由于發(fā)現(xiàn)該車間部分二層混凝土樓面梁板出現(xiàn)裂縫，為了解裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件安全性的影響，我公司對(duì)該車間混凝土梁板裂縫進(jìn)行檢測(cè)，并選取出現(xiàn)裂縫較多的二層樓面板2～3/M～N進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)。

2 混凝土構(gòu)件裂縫檢測(cè)

該車間部分二層樓面梁板存在不同程度的裂縫，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)出現(xiàn)裂縫較多的2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁、板做重點(diǎn)檢查，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，樓面板板底裂縫呈縱橫向不規(guī)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(tài)各不相同，但均為上下貫通縫，板底有滲水痕跡，(1/2～2/2)區(qū)域裂縫均出現(xiàn)在燈座處，(2～2/2)/(M～1/M)區(qū)域內(nèi)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(tài)圖見(jiàn)圖1;二層樓面梁2～3/N，2～3/M，2/M～N，3/M～N裂縫出現(xiàn)在梁兩側(cè)，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(duì)混凝土質(zhì)量構(gòu)成的影響，采用薄片沸煮檢測(cè)和芯樣試件法進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)沸煮前后的薄片進(jìn)行觀察比較，沸煮后的薄片未見(jiàn)明顯開裂、疏松或崩潰現(xiàn)象。沸煮前后芯樣試件抗壓強(qiáng)度變化百分率平均值僅為0.9%，可判定f-CaO對(duì)混凝土質(zhì)量沒(méi)有影響。

3 結(jié)構(gòu)性能試驗(yàn)

對(duì)于正常使用極限狀態(tài)，樓面板荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合設(shè)計(jì)值為10.75 kN/m2;準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)值為10.75 kN/m2;其中恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值為2.75 kN/m2，活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為8.0 kN/m2(由于車間尚未投入使用，實(shí)際使用情況尚不明確，為保證結(jié)構(gòu)的安全性，本次樓面均布活荷載準(zhǔn)永久組合值系數(shù)取1.0)。鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的最大撓度應(yīng)按照荷載的準(zhǔn)永久組合，并考慮荷載長(zhǎng)期作用的影響，對(duì)于計(jì)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(duì)于一類環(huán)境，裂縫控制等級(jí)為三級(jí)鋼筋混凝土構(gòu)件，按荷載準(zhǔn)永久組合并考慮長(zhǎng)期作用影響，最大裂縫寬度限值為0.30 mm。

試驗(yàn)檢驗(yàn)指標(biāo)為:

1)對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件，撓度檢驗(yàn)允許值:［as］=［af］/θ=33.3/2.0=16.65 mm。

2)最大裂縫寬度檢驗(yàn)允許值:當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)范的限值wlim=0.30 mm 時(shí)，檢驗(yàn)允許值［wmax］=0.20 mm。

本次試驗(yàn)采用靜水作為試驗(yàn)荷載，靜水加載實(shí)景見(jiàn)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(cè)構(gòu)件在荷載作用下的位移;對(duì)做出標(biāo)記的裂縫，測(cè)量其在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)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(tài)圖

圖2 靜水加載實(shí)景圖

4 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析

4.1 撓度試驗(yàn)結(jié)果

表1 撓度結(jié)果表

根據(jù)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論，考慮到混凝土結(jié)構(gòu)開裂后剛度的減小，對(duì)梁、柱構(gòu)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(yīng)而變化，在此基礎(chǔ)上，結(jié)構(gòu)的內(nèi)力和變形仍可采用彈性方法進(jìn)行分析，荷載與撓度成線性關(guān)系。依據(jù)上述原理，對(duì)試驗(yàn)荷載作用下的短期撓度值按下式進(jìn)行修正:

檢測(cè)結(jié)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(yàn)結(jié)果

檢測(cè)結(jié)果表明，各裂縫隨檢驗(yàn)荷載增加變化較小，在荷載效應(yīng)準(zhǔn)永久組合設(shè)計(jì)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(méi)有發(fā)現(xiàn)新增裂縫。

4.3 裂縫類型判斷

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，2～3/M～N區(qū)域二層樓面板板底的混凝土表面光潔;2～3/M～N區(qū)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(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定限值;二層樓面梁、板混凝土抗壓強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求，截面尺寸符合設(shè)計(jì)及相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求，鋼筋配置及保護(hù)層厚度基本符合設(shè)計(jì)及相關(guān)驗(yàn)收規(guī)范要求;2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁的裂縫均分布在梁的兩側(cè)，跨中位置附近裂縫相對(duì)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(qū)域二層樓面板裂縫呈縱橫向不規(guī)則分布，板底若設(shè)有燈座時(shí)，裂縫通常通過(guò)燈座或在燈座處交叉延伸，測(cè)得最大裂縫寬度為0.14 mm，裂縫上下貫通(見(jiàn)圖1)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁、板撓度變形隨試驗(yàn)荷載增加變化較小(最大變形量?jī)H為3.472 mm)，但2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁、板在荷載試驗(yàn)開始前的初始撓度變形較大(最大撓度值為16.0 mm)。通過(guò)對(duì)2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁板裂縫分布及形態(tài)的檢查和相關(guān)檢測(cè)，2～3/M～N區(qū)域二層樓面梁板裂縫為混凝土干縮裂縫，此類裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)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(yǎng)護(hù)不良、混凝土中粉煤灰摻量過(guò)大、砂石含泥量和泥塊含量過(guò)大、混凝土用水量過(guò)大等。考慮到結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性，建議對(duì)裂縫寬度不小于0.3 mm的梁、板采用化學(xué)灌漿封閉處理，裂縫寬度小于0.3 mm的梁、板采用適當(dāng)?shù)姆忾]措施。

5 結(jié)語(yǔ)

大型現(xiàn)澆混凝土構(gòu)件原位加載試驗(yàn)自2012年新版《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》執(zhí)行后才有據(jù)可依，加上結(jié)合裂縫的綜合分析，具有一定的參考和應(yīng)用價(jià)值，可為相關(guān)類型的案例提供一定的參考和指導(dǎo)作用。