某厂房预制SP 板原位性能检验

导读

本文发表于2006年5月《工程质量》期刊。作者简介如下：

陶里，中国建筑科学研究院研究员

徐有邻，中国建筑科学研究院研究员

王晓锋，中国建筑科学研究院研究员。

1、 工程概况

某三跨工业厂房的中跨为二层框架结构，跨度1 8m，屋面采用SP38A18014预制预应力空心板。施工时因吊装能力不足， 将部分屋面板由1 .2m的宽板切割成0 .6m的窄板，竣工两年后发现部分0.6m的窄板挠度较大。为确保结构安全，国家建筑工程质量监督检验中心对该类板进行了检测鉴定。该厂房的结构平、立面及SP 板位置见图1。为保证厂房自然采光，屋面设置了12 道天窗。

图1  结构平、立面图及SP板位置

2 、实荷检验原理

实荷检验是确定结构构件特别是受弯构件承载力比较直观、有效的方法。通过分级施加荷载，观测构件的挠曲变形、裂缝开展及承载力的情况，可以达到检验实际结构中构件受力工作性能的目的。

实荷检验通常都是在单个预制构件上直接加载，这比较适合预制构件产品的工厂检验。对于工程中已安装使用的构件。直接加载的方式存在诸多弊端。首先，加载重物需搬运至试验面（例如屋面），大大增加了工作量：其次， 检验前构件承载力不明，试验安全很难保证，试想如果构件的质量较差，在试验过程中发生破坏，断裂的构件和加载的重物从高空坠落，其后果不堪设想。

3 、检测方案比较

此前，曾有不同的单位提出过不同的检测方案，大体分两类：一类是将被检验的预制板与结构分离并吊至地面进行结构性能加载试验。考虑到对原结构的影响、吊装难度以及后期恢复等因素，该方案未得到甲方认可。另一类是进行原位加载检验，即将砖块，砝码等重物运上屋面直接加载，由于运输量较大，且需在被检预制板下搭设安全支架，检测准备的工作量很大，加载安全也不易保证，因此该方案也未得到甲方认可。

我中心提出原位三分点加载的方案，通过钢索实现在地面分级加载，根据弯矩等效的原则计算施加的荷载量、并对预制板进行挠度、抗裂和承载力检验。该方案对原结构影响小，能够保证试验过程的安全和测量数据的准确，因此方案立即得到甲方的认可。

4、 实荷检验

本次检验依据弯矩等效的原则。采用三分点集中力的方式加载，加载示意图见图2。加载点处设垫木、横梁，下拉的钢丝绳通过一层顶板上的钻孔，与设在地面的加载吊篮连接。这样加载工作可以在地面进行。控制吊篮与地面的距离（约50mm），即使试验板发生脆性破坏，吊篮能够直接落至地面实现卸荷，避免试验构件断裂坍塌。

在屋面选择挠度较大、裂缝较多的窄板进行原位实荷检验。加载前，将该板顶面的屋面做法剔除，并将天窗托起。检验时每级荷载的加载时间间隔15min，持荷时间不少于10min，满载后持荷3h，检验结果见表1。加载分两阶段进行，第一阶段分级加载至标准弯矩[Mk]的1.2倍。考虑到已满足检验要求，且顾及安全问题，第二阶段加载至设计荷载[Mk]的1.1倍。

试验板在每级加载下的挠度变化均匀，持荷阶段挠度基本稳定，卸载后挠度明显恢复，残余挠度变形仅4.9mm。该板侧面在加载前已出现裂缝，裂缝宽度随加载逐渐增加。最宽达0.2mm；卸载后裂缝宽度恢复至加载前的状态，约0.1mm 。

表1  原位实荷检验结果

经检验，试验板的弯矩值达到《SP预应力空心板》（99ZG408）图集允许弯矩标准值[M_k]和设计值1.10[M]的要求，因此该SP板的结构性能满足承载的要求。

5 、鉴定结论

该厂房屋面天窗由加气混凝土砌块墙、钢天窗架和玻璃组成，自重约2.3kN/m ，天窗直接支撑在与之相邻的SP板上。经验算，支撑天窗的SP板的弯矩标准值和设计值均超过标准图集相应的允许弯矩（即M>[M],M_k,M_k）。弯矩计算结果见表2

表格2  弯矩计算结果

因此，部分SP板在使用中超载是导致其挠度偏大及出现裂缝的主要原因。另外，现场检查中发现屋面积水，部分屋面防水层出现老化裂缝并导致屋面做法中煤渣找坡及保温材料内含水。增加了自重，也是导致板挠度偏大的原因之一。

6 、结语

施工时根据具体情况对设计要求进行变更是正常情况，但变更必须经由设计单位同意，并对涉及结构安全的部分应重新进行核算。房屋在使用中应定期维护， 对出现的问题要及时处理。以避免这些因素继续恶化，造成不利影响。