混凝土预制构件结构性能检测.docx

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混凝土预制构件结构性能检测

第三章混凝土预制构件结构性能检测

1总则

1.0.1混凝土预制构件结构性能检测依据标准为《混凝土结构工程施工质量验收规范》（GB50204—2002）》（DBJ14-026-2004）、混凝土结构设计规范（GB50010-2002）、混凝土结构试验方法标准（GB50152-92）

1.0.2为确保混凝土预制构件结构性能检测的质量，正确评价混凝土预制构件的结构性能，统一混凝土预制构件结构性能的检测方法，特制定本规程。

1.0.3本规程适用于工业与民用建筑和一般构筑物的混凝土预制构件的结构性能检测。

1.0.4在执行本规程时，还应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）以及其它有关标准、规范的规定。

2术语、符号

2.1术语

2.1.1混凝土结构

以混凝土为主制成的结构包括素混凝土结构、钢筋混凝土结构和预应力混凝土结构等。

2.1.2预应力混凝土结构

由配置受力的预应力钢筋通过张拉或其他方法建立预加应力的混凝土制成的结构

2.1.3荷载效应

由荷载引起的结构或结构构件的反应例如内力变形和裂缝等

2.1.4荷载效应组合

按极限状态设计时为保证结构的可靠性而对同时出现的各种荷载效应设计值规定的组合

2.1.5基本组合

承载能力极限状态计算时永久荷载和可变荷载的组合

2.1.6标准组合

正常使用极限状态验算时对可变荷载采用标准值组合值为荷载代表值的组合

2.1.7准永久组合

正常使用极限状态验算时对可变荷载采用准永久值为荷载代表值的组合

2.2符号

——

结构重要性系数；

——

构件的承载力检验系数实测值；

——

构件的承载力检验系数允许值；

——

构件的承载力检验修正系数，根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002按实配钢筋的承载力计算确定；

——

在正常使用短期荷载检验值下，构件跨中短期挠度实测值；

——

短期挠度允许值；

——

受弯构件的挠度限值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——

按荷载标准组合计算的弯矩值；

——

按荷载准永久组合计算的弯矩值；

θ

——

考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——

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），按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——

构件的抗裂检验系数实测值，即试件的开裂荷载实测值与荷载标准值（均包括自重）的比值；

——

构件的抗裂检验系数允许值；

——

由预加力产生的构件抗拉边缘混凝土法向应力值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——

混凝土构件截面抵抗矩塑性影响系数，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算确定；

——

混凝土抗拉强度标准值；

——

由荷载标准值产生的构件抗拉边缘混凝土法向应力值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算确定；

——

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实测值

——

构件检验的最大裂缝宽度允许值，按下表（3.2.6-1）取用

——

全部试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值

——

外加试验荷载作用下构件跨中的挠度实测值

——

构件自重和加荷设备产生的跨中挠度实测值

——

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

——

外加试验荷载作用下构件跨中的位移实测值

——

外加试验荷载作用下构件左右端支座沉陷位移的实测值

——

构件自重和加荷设备重产生的跨中弯矩值

——

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矩值；

3仪器设备

3.1量测仪表

3.1.1混凝土预制构件结构性能检测用的量测仪表，应符合精度要求，并应定期进行校准。

3.1.2各种位移量测仪表的精度、误差等应符合下列规定：

1百分表：

最小分辨率0.01mm，误差≤±1%F.S.。

2位移传感器：

最小分辨率0.01mm，误差≤±1%F.S.。

3倾角仪：

最小分辨率不宜大于5”，误差应≤±1%F.S.。

3.1.3各种应变量测仪表的最小分辨率不宜大于被测总应变的1.0%，其误差≤±1%。

3.1.4观测裂缝宽度的仪表，其最小分度值不宜大于0.05mm，误差≤0.1mm。

3.1.5各种力值量测仪表的精度、误差等应符合下列规定：

1弹簧式拉、压力测力计的最小分度值应不大于±2%F.S.，示值应不大于±1.5%；‘

2负荷传感器的精度不应低于C级，对于长期试验，精度不应低于B级，负荷传感器的指示仪表的最小分度值不宜大于被测力值总量的1.0%，示值误差应不大于±1%F.S.。

3.2加载设备

3.2.1用试验机加载时，试验机精度不应低于2级。

3.2.2用其它加载设备对结构构件施加荷载时，加载量误差应不大于±3.0%，对于现场试验的误差应不大于±5.0%。

3.2.2采用各种重物产生的重力作试验荷载时，称量重物的衡器示值误差应不大于±1.0%，重物应满足下列规定：

1对于吸水性重物，使用过程中应有防止这些重物含水量变化的措施，并应在试验结束后立即抽样复查加载量的准确性；

2铁块、混凝土块等块状重物应逐块或逐级分堆称量，量大块重应满足加载分级的需要，并不宜大于25kg；

3红砖等小型块状材料，宜逐级分堆称量；对于块体大小均匀，含水量一致又经抽样核实块重确系均匀的小型块材，可按平均块重计算加载量；

4散粒状材料应装袋或装入放在试验构件表面上的无底箱中，并逐级称量。

3.2.3采用静水压力作均布试验荷载时，水中不应含有泥砂等杂物，可采用水柱高度或精度不低于1.0级水表计算加载量。

3.2.4采用气压作均布试验荷载时，充气胶囊不宜伸出试验结构构件的外边缘。

确定加载量时，应考虑充气囊与结构表面接触的实际作用面积，按气囊中的气压值计算确定。

3.2.5采用千斤顶加载，宜安装力值量测仪表直接测定它的加载量，力值量测仪表的精度、误差应符合3.1.5条要求。

3.2.6当条件受到限制而需用油压表测定油压千斤顶的加载量时，油压表精度不应低于1.5级，并应对配套的千斤顶进行标定，绘出标定曲线，曲线的重复性误差应不大于±5%。

3.2.7采用卷扬机、倒链等机具加载时，应采用串联在绳索中的力值量测仪表直接测定加载量，当绳索需通过导向轮或滑轮组对结构加载时，力值量测仪表宜串联在靠近被检测结构一端的绳索中。

3.3支座及反力支撑装置

3.3.1构件检测时支座及反力支撑装置的设计和配置应满足下列要求：

1被检测结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个检测过程中保持不变；

2检测装置不应分担检测结构构件承受的检测荷载，且不应阻碍结构构件的变形自由发展；

3检测装置应有足够刚度，最大检测荷载作用下应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。

3.3.2被检测结构构件的支座应分别按下列规定设置：

1单跨简支结构构件和连续梁的支座除一端支座应为固定铰支座外，其它支座应为滚动铰支座；安装时，各支座轴线应彼此平行并垂直于被检测结构构件的纵轴线，各支座轴线间的距离取为结构构件的检测跨度。

滚动铰支座和固定铰支座的构造分别如图3.3.2-1和图3.3.2-2所示；铰支座的长度不应小于试验结构构件在支承处的宽度，上垫板宽度c宜与检测结构构件的设计支承长度一致，厚度不应小于c/6。

钢滚轴直径宜按表3.3.2-1取用。

图3.3.2-1滚动铰支座

（a）滚轴式（b）刀口式

1—上垫板；2—钢滚轴；3—下垫板；4—限位钢筋；5—刀口式垫板

图3.3.2-2固定铰支座

（a）滚轴式（b）刀口式

1—上垫板；2—钢滚轴；3—下垫板；4—刀口式垫板

2悬臂梁的嵌固端支座宜按图3.3.2-3设置。

上支座中心线和下支座中心线至梁端的距离应分别为设计嵌固长度c的1/6和6/5，拉杆应有足够强度和刚度。

3四角支承和四边简支支承双向板的支座应分别按图3.3.2-4和3.3.2-5的形式设置。

四边支承板的滚珠间距宜取板在支承处厚度h的3~5倍。

4轴心受压和偏心受压结构构件两端应分别设置刀口式支座（图3.3.2-6），刀口的长度不应小于被检测结构构件截面宽度；安装时上下刀口应在同一平面内，刀口的中心线应垂直于被检测结构构件发生纵向弯曲的所在平面，并应与试验机或荷载架的中心线重合；刀口中心线与被检测结构构件截面形心间的距离应取为加载偏心距e0。

当在压力试验机上作短柱轴心受压强度检测时，若试验机上、下压板之一已有球铰，短柱两端可不再设置刀口式支座。

对于双向偏心受压结构构件，两端应分别设置球型支座或双层正交刀口；球铰中心应与加载点重合，双层刀口的交点应落在加载点上。

图3.3.2-3嵌固端支座设置

1—试验构件；2—上支座刀口；3—下支座刀口；4—支墩；5—拉杆

图3.3.2-4四角支承板支座设置图图3.3.2-5四角支承板支座设置

1—试验板；2—滚珠；3—滚轴；4—固定滚珠1—试验板；2—滚珠；3—滚轴

5当采用偏心距加载方法进行受扭结构构件检测时，被检测结构构件应架设在两个自由转动的支座上，转动支座的转动中心应与被检测结构构件的转动中心重合（图2.3.2-7），安装时，两支座的转动平面应彼此平行，并应垂直于被检测结构构件的扭转轴。

图3.3.2-6受压构件的刀口式支座图3.3.2-7受扭试验转动支座

1—刀口；2—刀口座1—受扭试验构件；2—垫板；3—转动支座盖板；

4—滚轴；5—转动支座

3.3.3各种传递检测荷载的方法和装置应分别符合下列规定：

1采用重物的重力作均布荷载时，重物在单向结构构件受荷面上应分堆堆放，沿检测结构构件的跨度方向的每堆长度不应大于被检测结构构件跨度的1/6；对于跨度不大于4m的结构构件，每堆长度不应大于构件跨度的1/4；堆间宜留50~150mm的间隙；

对于双向受力板的试验，堆放重物在两个跨度方向上的每堆长度和间隙均应满足上述要求；

当采用装有散粒材料的无底箱子加载时，沿试验结构构件跨度方向放置的箱数不应少于两个；

2集中试验荷载作用点下的试验结构构件表面上，应设置足够厚度的钢垫板，钢垫板的面积应由混凝土局部受压承载力验算决定；对于柱等试验构件，必要时还可增设钢柱帽，防止柱端局部压坏；

3对于梁、桁架等简支试验结构构件，当采用千斤顶等施加集中荷载时，加载设备不应影响试验结构构件跨度方向的自由变形；

4采用分配梁传递试验荷载时，分配比例不宜大于4：

1；分配梁应为单跨简支，其支座构造应和简支试验结构构件的支座构造相同；

5当采用卧梁将集中力分散为沿混凝土墙板的端截面长度方向的均布线荷载时，卧梁应有足够刚度。

对于混凝土强度等级为C20或C20以下的试验结构构件，工字形或箱形截面的钢制卧梁，截面高度不应小于1.2a；当在同一个卧梁上作用一个以上相同的集中力时，集中力间距宜取3a，且不宜大于2m；当需要几种不同的线荷载时，卧梁应分段设置；

6采用杠杆施加试验荷载时，杠杆的三支点应明确，并应在一直线上，杠杆的放大比不宜大于5。

注：

a为最外边一个集中力作用点距试件端部的距离。

3.3.4当试验V形折板等开口薄壁构件时，应设置专门的卡具。

3.3.5在试验平面外稳定性较差的屋架、桁架、薄腹梁等结构时，应按结构的实际工作条件设置平面外支撑。

平面外支撑应有足够的刚度和承载力，且应可靠地锚固，并不应阻碍试验结构构件在平面内的变形发展。

3.3.6试验结构构件支座下的支墩和地基应分别符合下列规定：

1支墩和地基应有足够刚度，在试验荷载作用下的总压缩变形不宜超过试验结构构件挠度的1/10；对于连续梁、四角支承和四边支承双向板等结构试验需要两个以上支墩时，各支墩的刚度应相同；

2单向简支试验结构构件的两个铰支座的高差应符合结构构件支座设计高差的要求，其偏差不宜大于试验结构构件跨度的1/200；双向板支墩在两个跨度方向的高差和偏差均应满足上述要求；连续梁各中间支墩应采用可调式支墩，并宜安装力值量测仪表，按支座反力的大小调节支墩高度。

4结构性能检测

4.1一般规定

4.1.1预制构件应在明显部位标明生产单位、构件型号、生产日期和质量验收标志。

构件上的预埋件、插筋和预留孔洞的规格、位置和数量应符合标准图或设计的要求。

4.1.2预制构件应进行结构性能检验。

结构性能检验不合格的预制构件不得用于混凝土结构。

4.1.3预制构件应按标准或设计要求的试验参数及检验指标进行结构性能检验。

检验内容：

（1）钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；

（2）要求不出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和抗裂检验；

（3）预应力混凝土构件中的非预应力杆件按钢筋混凝土构件的要求进行检验；

（4）对设计成熟、生产数量较少的大型构件（如桁架等），当采取加强材料和制作质量检验的措施时，可仅作挠度抗裂或裂缝宽度检验；当采取上述措施并有可靠的实践经验时，亦可不作结构性能检验。

4.1.4“加强材料和制作质量检验的措施”包括下列内容：

（1）钢筋进场检验合格后，在使用前再对用作构件受力主筋的同批钢筋按不超过5ｔ抽取一组试件，并经检验合格；对经逐盘检验的预应力钢丝，可不再抽样检查；

（２）受力主筋焊接接头的力学性能，应按国家现行标准《钢筋焊接及验收规程》ＪＧＪ１８检验合格后，再抽取一组试件，并经检验合格；

（３）混凝土按５m3且不超过半个工作班生产的相同配合比的混凝土，留置一组试件，并经检验合格；

（４）受力主筋焊接接头的外观质量、人模后的主筋保护层厚度、张拉预应力总值和构件的截面尺寸等，应逐件检验合格。

4.1.5“同类型产品”是指同一钢种、同一混凝土强度等级、同一生产工艺和同一结构形式的构件。

对同类型产品进行抽样检验时，试件直从设计荷载最大、受力最不利或生产数量最多的构件中抽取。

对同类型的其他产品，也应定期进行抽样检验。

4.1.6检验数量：

对成批生产的构件，应按同一工艺正常生产的不超过1000件且不超过3个月的同类型产品为一批。

当连续检验10批且每批的结构性能检验结果均符合本规范规定的要求时，对同一工艺正常生产的构件，可改为不超过2000件且不超过3个月的同类型产品为一批。

在每批中应随机抽取一个构件作为试件进行检验。

4.2检验指标及评定方法

4.2.1确定加载方案：

试验前应认真查阅板的标准图（或设计图纸），当标准图中以试验板有明确试验要求时，按标准图要求执行。

若标准图无要求，则按标准要求计算出检验指标，并作出合理的加载方案，以免出现错判和误判。

4.2.2合理加载的原则

（1）应分级加荷；

（2）应有足够的持荷时间；

（3）无漏检现象：

抗裂、挠度、承载力检验的各种检验标志均应观察、评定、记录，不得遗漏；

（4）宜将各级临界检验荷载纳入加载等级中，并充分利用承载力的重复抽样再检机会。

这样可使加载等级与检验项目结合，在试验过程中随时作出明确判断，并在不违反标准的情况下，给被检项目以最大通过检验的可能。

4.2.3构件的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，应符合下式的要求：

（4.2.3-1）

式中

——构件的承载力检验系数实测值；

——结构重要性系数；

——构件的承载力检验系数允许值。

（2）当设计要求按构件实配钢筋的承载力进行检验时，应符合下式的要求：

（4.2.3-2）

式中

——构件的承载力检验修正系数，根据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002按实配钢筋的承载力计算确定。

承载力检验的荷载设计值是指承载能力极限状态下，根据构件设计控制截面上的内力设计值与构件检验的加载方式，经换算后确定的荷载值（包括自重）。

表4.2.3-1构件的承载力检验系数允许值

受力情况

达到承载能力极限状态的检验标志

[γu]

轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压

受拉主筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm，或挠度达到跨度的1/50

热轧钢筋

1.20

钢丝、钢绞线、热处理钢筋

1.35

受压区混凝土破坏

热轧钢筋

1.30

钢丝、钢绞线、热处理钢筋

1.45

受拉主筋拉断

1.50

受弯构件的受剪

腹部斜裂缝达到1.5mm，或斜裂缝末端受压混凝土剪压破坏

1.40

沿斜截面混凝土斜压破坏，受拉主筋在端部滑脱或其他锚固破坏

1.55

轴心受压、小偏心受压

混凝土受压破坏

1.50

注：

热轧钢筋系指HPB235级、HRB335级、HRB400级和RRB400级钢筋。

4.2.4构件的挠度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，应符合下式的要求：

（4.2.4-1）

（4.2.4-2）

式中

——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）；

——短期挠度允许值（mm）；

——受弯构件的挠度限值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——按荷载标准组合计算的弯矩值；

——按荷载标准组合计算的弯矩值；

θ——考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定。

2当设计要求按构件实配钢筋的承载力进行检验时，应同时符合公式（4.2.4-1）的要求和下式的要求：

（4.2.4-3）

式中

——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），按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定。

正常使用极限状态检验的荷载标准值是指正常使用极限状态下，根据构件设计控制截面上的荷载标准组合效应与构件检验的加载方式，经换算后确定的荷载值。

直接承受重复荷载的混凝土受弯构件，当进行短期静力加荷试验时，

值应按正常使用极限状态下静力荷载标准组合相应的刚度值确定。

4.2.5构件的抗裂检验应符合下式的要求：

（4.2.5-1）

（4.2.5-2）

式中

——构件的抗裂检验系数实测值，即试件的开裂荷载实测值与荷载标准值（均包括自重）的比值；

——构件的抗裂检验系数允许值；

——由预加力产生的构件抗拉边缘混凝土法向应力值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010-2002确定；

——混凝土构件截面抵抗矩塑性影响系数，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算确定；

——混凝土抗拉强度标准值；

——由荷载标准值产生的构件抗拉边缘混凝土法向应力值，按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010计算确定。

4.2.6构件的裂缝宽度检验应符合下式的要求：

（4.2.6）

式中

——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实测值（mm）；

——构件检验的最大裂缝宽度允许值（mm），按下表（4.2.6-1）取用。

表（4.2.6-1）构件的最大裂缝宽度允许值（mm）

设计要求的最大裂缝宽度限值

0.2

0.15

0.3

0.20

0.4

0.25

4.2.7构件结构性能的检验结果应按下列规定评定：

1．当试件结构性能的全部检验结果均符合要求时，该批构件的结构性能应评为合格。

2．当第一个构件的检验结果未达到标准，但又能符合第二次检验的要求时，可加试两个备用构件。

第二次检验的指标，对抗裂、承载力检验系数的允许值应取规定允许值的0.95倍；对挠度检验系数的允许值应取规定允许值的1.10倍。

当第二次两个试件的全部检验结果均符合第二次检验的要求，或者第一个备用试件的全部检验结果均达到标准要求，则构件的结构性能评为合格。

4.3结构性能试验方法

4.3.1试验准备

1构件应在0°C以上的温度中进行试验。

2蒸汽养护后的攀登应在冷却至常温后进行试验。

3构件在试验前应量测其实际尺寸，并仔细检查构件的表面，所有的缺陷和裂缝应在构件上标出。

4试验有和加荷设备及仪表应预先进行标定或校准。

4.3.2支承方式

1板、梁和桁架等一般简支构件，试验时应一端采用铰支承，另一端采用滚动支承。

铰支承可采用角钢、半圆型钢或焊于钢板上的圆钢构成，滚支支承可采用圆钢。

2四边简支或四角简支的双向板，其支承方式应保证支承处构件能自由转动，支承面可以相对水平移动。

3当试验的构件承受较大集中力或支座反力时，应对支承部分进行局部受压验算。

4构件与支承面应紧密接触；钢垫板与构件、钢垫板与支墩间，宜铺砂浆垫平。

；

5构件支承的中心线位置应符合设计图纸的规定。

4.3.3荷载布置

1构件的试验荷载布置应符合标准图或设计规定。

2当试验荷载的布置不能完全与标准图或设计的要求相符时，应按荷载效应等效的原则换算，即使构件试验的内力图形与设计的内力图形相似，并使控制截面上的内力值相等，但应考虑荷载布置改变后对构件其它部位的不利影响。

4.3.4加载方法

加载方法应根据标准图或设计的加载要求、构件类型及设备条件等进行选择。

当按不同形式荷载组合进行试验（包括均布荷载、集中荷载、水平荷载、垂直荷载等）时，各种荷载应按比例增加。

1荷重块加载

荷重块加载适用于均布加载试验。

荷重块应按区格成垛堆放，垛与垛之间间隙不宜小于50mm。

2千斤顶加载

千斤顶加载适用于集中加载试验。

千斤顶加载时，可采用分配梁系统实现多点集中加载。

千斤顶的加载值宜采用荷载传感器量测，也可采用油压表量测。

3梁或桁架可采用水平对顶加载方法，此时构件应垫平且不应妨碍构件在水平方向的位移。

梁也可采用竖直对顶的加载方法。

4当屋架仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验时，可将两榀屋架并列，安放屋面板后进行加载试验。

4.3.5荷载分级和持续时间

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，每级荷载取该荷载值的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荷载设计值的5%。

对仅作挠度、抗裂或裂缝宽度检验的构件应分级卸荷。

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，同时应防止构件因预压而产生裂缝。

2荷载的持续时间

每级加载完成后，宜持荷10~15分钟，在正常使用短期荷载检验值作用下，宜持荷30分钟。

在每级持荷时间内，仔细观察裂缝出现和开展情况，以及钢筋有无滑移等；在持续时间结束时，观测并记录各项读数。

4.3.6承载力测定

对构件进行承载力检验时，应加载至构件出现承载能力极限状态的检验标志。

当在规定的荷载持续时间内出现上述承载能力极限状态的检验标志之一时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其承载力检验荷载实测值；。

当在规定的荷载持续时间结束后出现承载能力极限状态的检验标志之一时，应取本级荷载值作为其承载力检验荷载实测值。

当受压构件采用试验机或千斤顶加载时，承载力检验荷载实测值应取