【摘要】某物流倉庫為二層框架結構,樓面結構為預應力混凝土梁和現澆板。房屋主體結構已施工完畢,尚未施工驗收。現房屋二層局部樓面出現不規(guī)則裂縫,為了解樓面的使用性能,對二層局部樓面進行現場堆載測試,為后續(xù)問題處理提供依據。
一、檢測概述
某倉庫主體結構為二層混凝土框架,樓面結構為預應力混凝土梁和現澆板,屋面鋼梁和彩鋼板,柱下樁基,目前房屋主體已完工,尚未施工驗收?,F房屋二層局部樓面出現不規(guī)則裂縫,為了解樓面的使用性能,擬對二層28-30/G-H軸局部樓面進行現場堆載測試,測試在正常使用荷載準組合及荷載標準組合作用下二層28-30/G-H軸局部兩塊現澆板撓度和裂縫發(fā)展情況,為后續(xù)問題處理提供依據。
二、堆載試驗方案
根據委托方的要求,選取二層28-29/G-H軸區(qū)域(板1)、29-30/G-H軸區(qū)域(板2)兩塊板面裂縫較多的樓板進行試驗,試驗前,對預加載樓板結構布置和平面尺寸進行復核,對加載樓板及相鄰樓板初始裂縫的分布和寬度進行記錄。
(一)荷載取值
根據告知單及委托方的要求,本次試驗主要考察樓板的撓度和裂縫開展情況即板的使用性能。根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010),測試樓板撓度和裂縫,荷載用樓板在目標試用期內所受荷載的準組合。根據現場試驗情況,當樓板在荷載準組合下?lián)隙燃傲芽p變化較小時,繼續(xù)加載到荷載標準組合。
根據結構施工圖,樓板厚度150mm,考慮樓板粉刷及管線,取樓板恒載標準值Qk為4.5kN/㎡,樓板設計活載標準值qk為30kN/㎡,準值系數φ=0.6,每塊樓板尺寸為2.75m×2.75m,則樓板所受總荷載準組合理論值為(4.5+30×0.6)×2.75×2.75=170kN,樓板所受總荷載標準組合理論值為(4.5+30)×2.75×2.75=261kN。
現場采用尺寸為0.8m×0.8m×1.6m的素混凝土塊體模擬活荷載進行均布加載,加載前對每塊混凝土加載塊進行稱重,測得每塊加載塊的平均重量為24kN。加載到荷載準組合,每塊樓板擬加載6塊混凝土塊即共144kN,則全部加載后樓板所受實際總荷載值為178kN,與總荷載準組合理論值170kN的誤差在5%以內。
加載到荷載標準組合,每塊樓板擬加載10塊混凝土塊即共240kN,則全部加載后樓板所受實際總荷載標準組合值為274kN,與總荷載標準值組合理論值261kN的誤差在5%以內。
(二)加載分級
根據《混凝土結構試驗方法標準》(GB/T50152-2012)的要求,本次樓板加載試驗采用分級加/卸載,每級持荷10分鐘,大荷載持荷30分鐘,即0→48kN(持荷10分鐘)→96kN(持荷10分鐘)→144kN(持荷30分鐘)→192kN(持荷10分鐘)→240kN(持荷30分鐘)→96kN(持荷10分鐘)→0。
(三)儀器及設備
現場加載采用尺寸為0.8m×0.8m×1.6m的素混凝土塊體模擬活荷載進行均布加載,塊體之間的凈距大于50mm。板撓度采用位移傳感器記錄,位移傳感器安裝于板(梁)底面,位移傳感器支架采用建筑鋼管底部加三角支撐制成,鋼管頂部距板(梁)面約10-20cm,位移傳感器支架之間互相獨立。每塊板底安裝9支位移傳感器,板底跨中1支,四周支座梁底安裝8支。
(四)測量內容
加載前測量加載樓板及其相鄰樓板的初始裂縫分布、寬度。在加/卸載過程中,記錄每級荷載下的裂縫及撓度發(fā)展情況。
三、初始狀態(tài)
加載前對加載樓板的平面尺寸進行了復核,結果如下表所示,結果表明實測樓板尺寸與設計尺寸基本一致。
加載前對加載樓板及其相鄰樓板的初始裂縫分布、寬度進行了記錄。根據現場檢測,二層局部樓面既有裂縫分布無明顯規(guī)律,裂縫寬度在0.10mm~0.25mm之間。加載前樓板結構除自重外沒有負載,可以判定板面上的既有裂縫不是承載力不足引起,則板面裂縫為混凝土收縮裂縫,主要由于二層結構板混凝土澆筑后養(yǎng)護不充分造成。
現場檢測板底未發(fā)現可見裂縫。
四、測試結果
(一)撓度及裂縫寬度允許值
根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)表3.4.3,樓板在荷載準組合作用下并考慮長期荷載作用的撓度允許值限值為2750/200=13.75mm。根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)7.2.5條,混凝土受彎構件考慮荷載長期作用的撓度增大系數θ=1.6,則樓板在短期荷載準組合作用下的撓度允許值為13.75/1.6=8.6mm。
根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)表3.4.5,加載樓板為一類環(huán)境類別構件,樓板在荷載準組合作用下并考慮長期荷載作用的大裂縫寬度限值為0.30mm。根據《混凝土結構設計規(guī)范》(GB50010-2010)7.1.2條文說明,裂縫考慮長期荷載作用影響的裂縫寬度擴大系數τf=1.5,則樓板在短期荷載準組合作用下的大裂縫寬度限值為0.30/1.5=0.20mm。
(二)撓度測試結果
從結果可以看出,加載到荷載準組合時,板1和板2跨中撓度值分別為0.24mm和0.21mm,遠小于規(guī)范限值8.6mm。加載到荷載標準組合時,板1和板2跨中撓度值分別為0.39mm和0.33mm,仍遠小于規(guī)范限值。
(三)裂縫測試結果
測試結果表明,二層28-30/G-H軸區(qū)域樓板及周邊板塊在加載至荷載標準組合大值過程中,樓板結構未新增可見受力裂縫;試驗樓板及周邊板面原初始裂縫在卸載后,裂縫寬度未見明顯擴張。
五、結論
1、測試結果表明,實測二層28-30/G-H軸局部樓板尺寸與設計尺寸基本一致。加載樓板板面既有裂縫分布無明顯規(guī)律,裂縫寬度在0.10mm~0.25mm之間。加載板板面現有裂縫為混凝土收縮裂縫,主要由于二層結構板混凝土澆筑后養(yǎng)護不充分造成。
2、加載到荷載準組合和荷載標準組合時,二層28-30/G-H軸局部試驗樓板跨中撓度值均遠小于規(guī)范限值,樓板結構未新增可見受力裂縫,卸載后既有裂縫寬度未見明顯擴張。
3、建議對二層板面現有裂縫采取有效措施進行處理。
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