部分预应力空心板结构性能检验.ppt

预应力混凝土结构PrestressedConcreteStructure 天津城市建设学院 检测方法 分类 荷载模拟检测法 通过一定的设备和仪器 以最接近真实的模拟荷载再现各种荷载对结构的作用 无损检测法 利用物理手段检测建筑材料的物理化学性能 材料表面及内部缺陷 钢筋位置 数量直径等情况 作为构件承载能力的间接推定方法 回弹法就是混凝土结构现场常用的一种无损检测法 下图为回弹仪 结构试验 按试验目的分两类 研究性试验 对新材料 新工艺 新设计理论所进行的试验 试件多为模型试件 针对某一研究目的设计和制作的 试验方法常采用正交设计法 由于为创新研究 往往没有具体规定 生产检验性试验 是检验产品质量 控制生产过程 试验对象为原型构件 试验方法常采用批量抽检法 应严格按国家相关规程进行 本预制板的结构性能试验上述两种类型兼而有之 结构试验的任务 工程结构试验的任务是在结构或实验对象 实物或模型 上利用设备仪器为工具 采用各种实验技术为手段 在荷载 重力 机械扰动力 地震作用 风力等 或其他因素 温度 变形 作用下 通过量测与结构工作性能有关的各种参数 变形 挠度 应变 振幅 频率等 从强度 稳定性 刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判断结构的实际工作性能 估计结构的承载力 确定结构对使用要求的符合程度 并用以检验和发展结构的计算理论 结构试验的一般程序 试验目的 试验预期应取得的结果 本次试验目的 检验新设计的预应力混凝土空心板在正常使用状态下的挠度和裂缝发展情况在承载力极限状态下的强度和破坏情况180厚板跨7 2m时刚度是否满足正常使用情况 演示目的 使学生了解一般试验过程和板的结构性能 认识相关仪器 仪表设备 结构试验的试件设计 足尺的原型结构即实际结构或按实际结构足尺复制的的结构或构件 可对结构的各种性能进行全面观测了解 但试验投资大 规模大 周期长 试验设备的容量和费用大 缩尺的模型模型为仿照真实结构并按照一定比例关系复制而成的试验代表物 可节约材料 减少试验工作量 缩短试验时间 但有严格的模拟条件 根据相似理论要求做到几何相似 力学相似和材料相似 构件的材料与制作 保证钢筋 水泥 沙 石 水等材料的质量 保证量测仪表用的预埋件和预留孔洞的正确位置 必要的构造处理 试件支承点预埋钢垫板或网片 平面结构侧向稳定支撑点配件安装 吊环等 本试验结构的材料预应力主筋 采用三股钢绞线 10 8 抗拉强度设计值 弹性模量混凝土 本实验采用强度等级C45 预制板 板的型号为YXB789 3 设计外形尺寸长 宽 高 7700mm 890mm 180mm 试验方案 包括三方面 加载方案 取决于试验对象的结构形式 试验的目的和要求 结构承受的荷载性质和受荷形式等 结构静力试验的加载方案 结构动力试验的加载方案量测方案 应针对试验对象的被测参数来选定 参数主要有结构的整体变形 如挠度 测移 振幅等 和局部纤维的变形 如应变等 两种 试验安全防护措施 试验准备阶段 加载试验阶段 和试验结束后的构件拆除阶段都应提出可靠的安全防护技术措施 结构试验荷载模拟 结构试验的荷载模拟即是通过一定的设备与仪器 以最接近真实的模拟再现各种荷载对结构的作用 静载试验常用的有三种 重力模拟荷载液压模拟荷载气压加载加载设备需满足以下要求 试验中施加荷载产生的内力应与设计计算等效 加载设备不应参与结构工作应方便调节和分级加 卸 载控制加 卸 载速率 重力模拟荷载 利用物体自身的重量施加于结构作为荷载 常见有标准铸铁块 混凝土立方试块 水箱 砂 石 砖块等建筑材料 钢锭 该方法简单宜行 但劳动量大 控制不方便 标准铸铁块 液压模拟荷载 一般为油压加载 是目前最常用的荷载系统 泵站 拉压千斤顶 气压加载 常用于板壳结构 有两种 正压 用空气压缩机对气包充气施加 负压 用真空泵抽出试件与台座围成的封闭空间的空气施加 1 压缩空气 2 阀门 3 容器 4 试件 5 支承装置 6 气囊 1 试验结构 2 支承装置 3 接真空泵 加载图式 为试验加载的方便或受加载条件限制 常采用等效加载图式 使试验构件的内力图形与实际内力图形相等或接近 并使两者受力截面的内力值相等 此时试件的变形不一定满足等效条件 应考虑修正系数 1 分配梁 2 试件 本试验采用四集中力八分点等效荷载 加载 加载值的确定 由实际配筋和实际混凝土标号反算得到 正常使用荷载检测值承载力检测值分级加载步骤 板自重及分配梁重为初级荷载 随后开裂并按标准荷载的5 分级加载 开裂后取极限荷载的10 分级加载 当荷载加到接近极限荷载时 按极限荷载的5 分级加载 每级持荷时间为15分钟 其中标准荷载持荷时间为30分钟 试验加载简图 结构试验量测技术 当试件受到外部作用 如力 位移 温度等 时 试件上产生反应 如应变 应力 裂缝 位移 速度 加速度等 为了解试件的工作特性 需要选择适当的量测方案 通过量测和采集这些反应数据 分类 按工作原理 机械式 电测式 光学式 复合式等按仪器用途 应变计 位移传感器 测力传感器 倾角传感器 频率计 测振传感器等 目前多为电测类 发展趋势主要体现在数字化与集成化 应变测量 手持应变仪常用于现场测量 标距为50 250mm 读数可用百分表或千分表 基本原理 量测长度变化增量的平均值与标距长之比 百分表应变装置常用于实际结构 足尺试件的应变测量 其标距可任意选择 读数可用百分表或千分表 应变测量 YD 88C便携式超级应变仪将应变计输出的信号进行转换 放大 检波即将微小的电阻变化所引起的微弱电信号放大 应变花为一种电阻应变片 电阻应变片工作原理是基于电阻丝具有应变效应 即电阻丝的电阻值随其变形而发生改变 位移与变形量测 结构的位移主要是指构件的挠度 侧移 转角 支座偏移等参数 差动变压器式位移传感器用于测量沿传感器测杆方向的位移 因而安装时 应使测杆的方向与测点位移的方向一致水准式倾角仪通过调整水准管内的气泡来测量结构转动变形 裂缝测定 对钢筋混凝土结构 裂缝的产生和发展 是结构反应的重要特征 对确定结构的开裂荷载 研究结构的破坏过程与结构的抗裂及变形性能十分重要 最常用于发现裂缝的最简便方法是借助于放大镜用肉眼观察 一般先用白灰涂层 再画出方格栅 用普通应变片通过试件开裂后应变计读数发生突变来确定裂缝的产生 裂缝宽度的量测常用读数显微镜 实验板的测点布置 挠度的测量考虑支座沉降的影响 最少应在两支座和跨中布置测点对宽度较大的单向板 一般均需在板宽的两侧布点 对预应力混凝土受弯构件 需考虑构件的反拱值在进行结构性能试验检验时 应考虑大大增加加载容量和位移计的量程 否则难以完成试验全过程的量测和检测 板试验过程 试件就位并按照加荷方案安装及固定加荷系统按照观测方案 安装 调试测试仪器仪表 将各测点进行编号 按加载制度进行加载试验 每加一级荷载均应读取相应的数据 观察构件变形和裂缝开展情况 试验期间和试验完毕应描绘试验破坏特征图 包括裂缝出现的时间 位置 宽度及破坏特征等 试验完毕卸去荷载 拆除仪表 并清理试验现场 实验过程录像 板的荷载 挠度曲线图 结构试验结果分析与结论 板的结构特性 由于180厚预应力空心板跨度大 预应力值高 所以构件的反拱大 使用状态 标准荷载 下挠度不大 为跨度的1 500左右 而且一般均未超过构件的预应力反拱值 开裂后裂缝间距分配比较均匀 其裂缝特征为 细而密 裂缝宽度增长也很慢 只有一种破环形态 挠度达到L 50 为典型的延性破坏 板破坏后端头钢绞线没有丝毫滑移现象发生 试验卸载后 构件的弹性非常好 基本恢复到初始状态 裂缝基本闭合