建筑結構現場荷載試驗

   日期：2017-06-08

    當需要通過試驗檢驗既有混凝土結構受彎構件，如鋼結構、梁、樓板、屋面板、陽臺板等的承載力、剛度或抗裂等結構性能時，或對結構的理論計算模型進行驗證時，可進行非破損性的現場荷載試驗。對于大型負責鋼結構體系也可進行非破損性現場荷載試驗，檢驗結構的性能。



    現場荷載試驗的結構構件要求：具有代表性，且宜位于受荷最大、最薄弱的部位。

    現場試驗加載方法：一般采用均布加載，對大型復雜的鋼結構體系也可采用集中吊載，對小型構件還可以根據自平衡原理，設計專門的反力裝置，利用千斤頂進行集中加載。
均布荷載一般用荷重塊，荷重塊應按區格成垛堆放，垛與垛直接的間隙不宜小于50mm，以免形成拱作用。

    對于構件中的連續板應按下圖1和圖2的多種情況進行均布加載。

圖1 單向板均布加載情況（陰影部分為加載范圍）

圖2 雙向板均布加載情況（陰影部分為加載范圍）

    對于構件中的連續梁應按圖3的多種情況進行均布加載。

圖3 連續梁均布加載情況（陰影部分為加載范圍）

    對裝配式結構中的預制梁板，若不考慮后澆面層所引起的連續性，可將辦縫、板端或梁端的后澆面層切開，按單個構件進行試驗。

    試驗應采用分級加載，每級荷載不應大于最大試驗荷載的20%。



    每級加、卸載完成后，應持續10~15min；在最大試驗荷載作用下，應持續30min。在持續時間內，應觀察試驗構件的反應。結束時，記錄各種讀數。

    構件的撓度可用百分表、位移傳感器、水平儀等進行觀測。

    當采用等效集中荷載模擬均布荷載進行試驗時，撓度實測值應乘以修正系數。

    當采用三分點加載時，修正系數為0.98。

    當采用其它形式集中加載時，修正系數應計算確定。

    可采用應力磁測儀或電阻應變儀進行鋼結構桿件應力檢測。



    試驗時，最大荷載值去目標試用期內的荷載驗算值得1.55倍。

    當在規定的荷載持續時間內，出現表1中的破壞標志之一時，說明構件在目標試用期內的荷載作用下，不能滿足承載力要求，應取本級荷載值與前一級荷載值得平均值作為其承載力檢驗荷載的實測值，并根據表1中建議的方法推算構件在目標使用期內能夠承受的荷載驗算值。

    當在規定的荷載持續時間結束后出現上述破壞標志時，說明構件在目標使用期內的荷載作用下，能滿足承載力要求，應取本級荷載作為其承載力檢驗荷載實測值。

四、撓度檢驗

    混凝土受彎構件的撓度檢驗時，應按下列規定進行：

式中，a0s----目標使用期內荷載標準值作用下構件撓度實測值；

 [as]----撓度允許值；
 [af]----按《混凝土結構設計規范》確定的受彎構件的撓度限制；
 Mk----目標使用期內按荷載標準組合計算的彎矩值；
 Mq----目標使用期內按荷載準永久組合計算的彎矩值；
 θ----考慮荷載長期作用對撓度增大的影響系數，按《混凝土結構設計規范》確定。

    由于無法估計出既有預應力混凝土結構構件預應力在構件抗拉邊緣混凝土內產生的法向應力值，因此，用下式的簡單方法來檢驗構件抗裂度。式中右端的1.05主要是考慮現場試驗為短期荷載，實際結構為長期受荷，所以引入5%的余量。
式中，qcr----試驗中實測的開裂荷載（包括自重）；

  qk----目標使用期內的荷載標準值（包括自重）。

    裂縫寬度可采用精度為0.05mm的讀數顯微鏡或裂縫觀測片等進行觀測。混凝土受彎構件的裂縫寬度檢驗時，按下式的規定進行：

式中，w0s,max----目標使用期內荷載標準值下，受拉主筋處的最大裂縫寬度實測值（mm）；

 [wmax]----構件的最大裂縫寬度允許值，按下表2取用。

    注：既有混凝土受彎構件一直受恒載作用，因此將《混凝土結構工程施工質量驗收規范》中的最大裂縫寬度允許值分別由0.15mm、0.2mm、0.25mm提高到0.22mm、0.25mm和0.3mm。

    對大型復雜剛結構體系以及木結構體系，現場試驗荷載不宜超過正常使用短期荷載標準值，根據試驗與理論分析結果綜合評價結果的性能。

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