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摘要：本文介绍了Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板的结构性能试验，并介绍如何在结构性能试验中应用《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015中关于结构性能试验中的荷载分级方法。通过结构性能试验，对该预应力混凝土双T板进行了挠度检验、抗裂检验及承载力检验。根据试验结论，对Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板的生产提供了依据，为预应力混凝土屋面板的结构性能试验提供探索性建议。
关键词：预应力混凝土屋面板；结构性能试验；荷载分级
预应力混凝土屋面板除了具有预应力混凝土构件开裂晚、质量轻、跨度大（相对于钢筋混凝土构件）的优点外，还能够在屋面板的不同区域灵活开洞，作为工业厂房、仓库的采光孔和通风孔，因此在工业厂房、仓库的建设中得到广泛的应用。预应力混凝土屋面板在出厂前要进行结构性能检验工作，以确定预应力混凝土屋面板的挠度检验、抗裂性和承载力检验能否满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015的要求。结构性能试验的结论为预应力混凝土屋面板的生产提供依据。
1 试验概况
受河北省涿州市某公司的委托，对该公司生产的一块Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板的挠度、抗裂性和承载力进行了结构性能试验，以确认该板是否满足设计和规范要求。
2 结构性能试验
2.1支撑方式
本次试验支座支承在钢架上，地面为混凝土地面，坚实平整。支承方式为一端固定支座（角钢），一端滚动铰支座（钢管）。两端支座标高水平一致，宽度大于板宽。
2.2加载方式
此次加载预应力混凝土屋面板为单向板，加载物采用混凝土地面砖，混凝土地面砖尺寸（长×宽×高）为400mm×200mm×100mm，每块砖质量为15kg，垛与垛之间间隙不小于200mm。
2.3位移表安装方式
试验共布置4块位移表，测量屋面板在加载过程中跨中和支座附件位置的位移，位移表布置方式如图1所示。
注：1～4百分表 b= 30mm
图1 位移表布置方式
1）加载程序
① 结构试验开始前先进行预加载，检验支座是否平稳，仪表及加载设备是否正常，并对仪表进行调零；
② 在达到使用状态试验荷载值Qs（Fs）以前，每级加载值不宜大于0.20Qs（0.20Fs）；超过Qs（Fs）以后每级加载值不大于0.10Qs（0.10Fs）；
③ 接近开裂荷载计算值Qccr（Fccr）时，每级加载值不宜大于0.05Qs（0.05Fs）；试件开裂后每级加载值可取0.10Qs（0.10Fs）；
2）持荷时间
① 每级荷载加载完成后的持荷时间不宜少于5min~10min，且每级加载时间宜相等；
② 在使用状态试验荷载值Qs（Fs）作用下，持荷时间不应少于15min；在开裂荷载计算值Qccr（Fccr）作用下，持荷时间不宜少于15min；如荷载达到开裂荷载计算值之前出现裂缝，则在开裂荷载计算值下的持荷时间不应少于5min~10min。
2.4加载分级
查《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1，得到Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板的标准组合荷载检验值为4.21 kN/m2，短期挠度允许值为9.30mm，承载力检验荷载设计值为5.27 kN/m2。标准组合荷载检验值作用下的加载量为Qs=6×1.5×（4.21-1.4-0.1）=24.39kN。承载力目标值为1.40×（5.27-1.4-0.1）×6×1.5=47.50kN。
在荷载量达到24.39N之前，分5级加载，每级加载4.50kN；加载至22.50kN后每级加载2.40kN，直至出现超出《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1第16页表中的（4）对应的承载力检验标志。
注：在《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1第17页Y-WB-和Y-WBT-检验数据表下方注释中说明①表中挠度值已扣除自重引起的挠度；②标准组合荷载检验值和承载力检验荷载设计值中均包括板自重及灌缝重。由这两点说明可知，标准组合荷载检验值外加荷载和承载力检验荷载设计值外加荷载均应减去板自重1.4kN/m2和灌缝重0.1kN/m2。
3 试验过程
在Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板加载前，仔细检查屋面板的表面，未发现肉眼可见裂缝及其他病害。加载过程中，当加载量达到24.90kN时，屋面板跨中挠度为7.81mm；当加载量从29.70kN增至32.10kN过程中，屋面板跨中截面附近侧面出现竖向裂缝，裂缝宽度为0.02mm；当加载量从51.30kN增至53.70kN过程中，屋面板支座附近位置侧面斜裂缝宽度由1.46mm发展至1.60mm，停止加载。
4 结构性能检验结果
4.1挠度检验
当加载量达到24.90kN时，屋面板跨中挠度为7.81mm，小于9.30mm，满足《《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1的要求。
4.2抗裂检验
当加载量从29.70kN增至32.10kN程中，屋面板跨中截面附近侧面出现竖向裂缝，裂缝宽度为0.02mm。取屋面板的开裂荷载为29.70kN，大于标准组合荷载检验值作用下的加载量，且最大裂缝宽度小于0.15mm，满足《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1的要求。
4.3承载力检验
当加载量从51.30kN增至53.70kN过程中，屋面板支座附近位置侧面斜裂缝宽度由1.46mm发展至1.60mm。取板达到《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1第16页表中的（4）对应的承载力检验标志时的承载力为51.30kN，大于承载力检验系数为1.40时的承载力。承载力满足使用要求。
5 结论
所检Y-WB-3III型预应力混凝土屋面板挠度检验、抗裂检验和承载力检验均满足《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015的要求。因此该种型号的混凝土屋面板的生产工艺不需调整。
参考文献：
[1] 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2015
[2] 《1.5m×6.0m预应力混凝土屋面板》04G410-1
[3] 《混凝土结构试验方法标准》GB/T 50152-2012
[4] 张永良 徐利军 樊佳能 张燕 李生初 徐君 预应力混凝土屋面板结构性检验注意事项，《建筑工程技术与设计》2014，（18）
论文作者:牛晓斐,王金月,刘岩
论文发表刊物:《基层建设》2017年第32期
论文发表时间:2018/1/31
标签：屋面板论文; 预应力论文; 荷载论文; 混凝土论文; 加载论文; 承载力论文; 挠度论文; 《基层建设》2017年第32期论文;