淺談非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)

淺論非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)隨著建筑業(yè)的蓬勃發(fā)展，預(yù)制構(gòu)析在建筑領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，而用戶的多需求，使得非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件的使用占有一定的比例，這給從事建筑活動(dòng)的一些質(zhì)檢、技術(shù)人員對(duì)預(yù)制構(gòu)件的檢測(cè)帶來(lái)了一定的難度。本文從預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)的原則和方法出發(fā)，談一點(diǎn)這方面的體會(huì)，以供參考。一、關(guān)于非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)的一些概念。1、關(guān)于非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件非模數(shù)預(yù)制構(gòu)件是指外型標(biāo)志尺寸相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖集模數(shù)有所變化的預(yù)制構(gòu)件，它屬于非標(biāo)準(zhǔn)預(yù)制構(gòu)件中的一類。一般情況下，預(yù)制構(gòu)件廠按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)圖集生產(chǎn)常規(guī)預(yù)制構(gòu)件，如我國(guó)預(yù)制構(gòu)件行業(yè)大量生產(chǎn)的120厚預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，標(biāo)準(zhǔn)圖集規(guī)定的模數(shù)一般為300mm，如模數(shù)制軸線跨度2400mm、3300mm、4200mm等，計(jì)算寬度（標(biāo)志寬度）一般為600mm、900mm、1200mm等（目前還大量使用500mm寬度非模數(shù)制空心板）。由于建筑設(shè)計(jì)的需要，針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)圖集生產(chǎn)的軸線跨度增加或減少而采用非模數(shù)尺寸的預(yù)制構(gòu)件，并非少見(jiàn)，況且現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝設(shè)備很容易辦到。2、關(guān)于結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)性能是指構(gòu)件抵抗破壞（承載力）、抵抗變形（撓度）、抵抗裂逢（抗裂度）的能力。對(duì)于建筑物所使用的預(yù)制構(gòu)件，必須進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)，這是保證建筑物安全所采取的必要措施之一。但結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)是一種破壞性檢驗(yàn)，因此，只能采用抽樣檢驗(yàn)的方式。為使檢驗(yàn)具有代表性，預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（GBJ32190）明確規(guī)定對(duì)同類型產(chǎn)品（指同一鋼種、同一混凝土等級(jí)、同一工藝和同一結(jié)構(gòu)形式）按1000件（連續(xù)10批合格可改為2000件）且不超過(guò)三個(gè)月的產(chǎn)品作為一個(gè)檢驗(yàn)批，隨機(jī)抽取一個(gè)構(gòu)件作為試件進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)構(gòu)性能除滿足使用安全外，還是對(duì)原材料性能和工藝質(zhì)量的檢驗(yàn)。二、關(guān)于非模數(shù)制構(gòu)件的檢驗(yàn)實(shí)際使用的非模數(shù)制構(gòu)件主要是對(duì)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)圖集中構(gòu)件跨度尺寸進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)然，對(duì)于很少出現(xiàn)的非模數(shù)寬度構(gòu)件可按跨度相同的構(gòu)件進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)，即按撓度、抗裂度指標(biāo)不變，承載力檢驗(yàn)平方值不變進(jìn)行檢驗(yàn)，只是嵌縫寬度相對(duì)有些影響，但影響很小，這里 主要討論的是非模數(shù)跨度預(yù)制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)。非模數(shù)跨度構(gòu)件的配筋原則上應(yīng)按跨度較長(zhǎng)的一級(jí)選擇配筋，如要生產(chǎn)軸線跨度為3500mm的空心板，配筋和截面條件按軸線跨度為3600mm空心板（YKB365191EG401圖集編號(hào)板，下同）的要求（當(dāng)然，也有按跨度較短一級(jí)選擇配筋的情況，這里不多贅述），這是出于安全考慮的原因，因?yàn)樵谕瑯拥氖褂煤奢d作用下，配筋和構(gòu)造工藝完全相同的構(gòu)件，跨度較小時(shí)相對(duì)更安全一些。當(dāng)板型選擇后，怎樣確定其結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)指標(biāo)，現(xiàn)行有幾種方法，各有優(yōu)劣，分析如下：第一種方法是全部采用較大跨度同荷載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的全部結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)指標(biāo)，如上例中，非標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件YKB3351采用YKB3651的指標(biāo)檢驗(yàn)。這種做法簡(jiǎn)便易行，但放松了檢驗(yàn)尺度，因?yàn)橥牧蠌?qiáng)度或生產(chǎn)工藝，短跨度構(gòu)件具有更好的結(jié)構(gòu)性能，更高的檢驗(yàn)指標(biāo)。第二種方法是全部采用較小跨度同荷載等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的全部結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)指標(biāo)，同第一種方法反相對(duì)應(yīng)的是嚴(yán)格了檢驗(yàn)尺度，如YKB2852全部采用了YKB2752的結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)指標(biāo)，人為造成不合格品的增多。第三種方法是用統(tǒng)一的修正系數(shù)調(diào)整檢驗(yàn)荷載而保留全部檢驗(yàn)指標(biāo)不變，設(shè)修正系數(shù)為k，取非模數(shù)檢驗(yàn)跨度與較長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)跨度lo的比例，即：klo/ （1）相應(yīng)的調(diào)整后的荷載由較長(zhǎng)標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件檢驗(yàn)荷載Q來(lái)修正，即QnkQ （2）第四種方法同樣是調(diào)整檢驗(yàn)荷載，考慮到一般受彎簡(jiǎn)支內(nèi)構(gòu)件主要內(nèi)力彎矩與跨度的關(guān)系（M=1/8gl2，其中g(shù)為線載）成平方比，結(jié)構(gòu)性能既是檢驗(yàn)荷載效應(yīng)（內(nèi)力），則按等效原則，修正系數(shù)應(yīng)乘平方倍的增加，即Qn=k2Q （3）當(dāng)然，在實(shí)際檢驗(yàn)過(guò)程中，可以適當(dāng)簡(jiǎn)化處理k值，但對(duì)檢驗(yàn)等效原理應(yīng)該有清醒的認(rèn)識(shí)。第五種方法為線性內(nèi)插法，即把結(jié)構(gòu)性能指標(biāo)在極差300mm范圍內(nèi)的變化曲線近似看作直線變化，偏差忽略不計(jì)，這種方法原理簡(jiǎn)單，一目了然，操作性較好。如求檢驗(yàn)荷載Qn，則：（l21）/（Q2Q1）（ln1）/（QnQ1） （4）l2、1較長(zhǎng)、短一級(jí)構(gòu)件檢驗(yàn)跨度。Q2、Q1較長(zhǎng)、短一級(jí)構(gòu)件檢驗(yàn)荷載。ln、Qn分別為非數(shù)構(gòu)件的檢驗(yàn)跨度和檢驗(yàn)荷載。其它檢驗(yàn)指標(biāo)依此類推。三、案例分析例某移民小學(xué)教學(xué)樓工程，教室設(shè)計(jì)軸線跨度為2800mm，采用型號(hào)規(guī)格為YKB2852預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，構(gòu)件廠按照湖北省標(biāo)圖集91EG401組織生產(chǎn)（使用甲級(jí)級(jí)b4鋼筋），由標(biāo)準(zhǔn)圖集可知，檢驗(yàn)跨度均為標(biāo)志長(zhǎng)度（軸線跨度）減100mm，查YKB3052板的各檢驗(yàn)荷載值如表1所示。（1）求檢驗(yàn)荷載的修正系數(shù)及YKB2852的檢驗(yàn)荷載值并將其分別填入表1空格中;（2）該工程另設(shè)有3.5m開(kāi)間的辦公室，需用一級(jí)預(yù)制板，已知YKB3651及YKB3351的相關(guān)結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)指標(biāo)如表2所示，請(qǐng)用插入法求YKB3551的相應(yīng)指標(biāo)并填入表2空格中。非模數(shù)構(gòu)件的檢驗(yàn)荷載（kN/m2） 表1構(gòu)件型號(hào)承載力荷載檢驗(yàn)值Qd短期荷載檢驗(yàn)值QsYKB305210.8718.777修正系數(shù)1.1531.330YKB285212.5311.68非模數(shù)構(gòu)件的檢驗(yàn)指標(biāo) 表2構(gòu)件型號(hào)配筋承載力檢驗(yàn)荷載Qd（kN/m2）短期荷載檢驗(yàn)值Qs（kN/m2）短期撓度計(jì)算值acs（mm）抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值crYKB365110b47.4646.0513.721.188YKB355110b47.9526.4423.511.188YKB335110b48.9297.2233.101.188解1、檢驗(yàn)跨度比，K3000-100/2800-1001.074抗裂和承載力檢驗(yàn)荷載修正系數(shù)k21.153撓度檢驗(yàn)荷載修正系數(shù)k41.330非模數(shù)構(gòu)件檢驗(yàn)荷載如表（1）所示。2、3.6m、3.5m、3.3m跨度板的檢驗(yàn)跨度分別為3.5m、3.4m、3.2m。求3.5m跨度板短期荷載檢驗(yàn)值，根據(jù)公式（4）有：3.5-3.2/6.051-7.2233.4-3.2/Qs-7.223解方程，得Qs6.442（kN/m2）同理計(jì)算得Qd7.952（kN/m2）acs3.51（mm）cr1.188非模數(shù)構(gòu)件檢驗(yàn)指標(biāo)如表（2）所示。需要說(shuō)明的是插入法對(duì)同筋板較為適用，對(duì)非同筋板是有一定的缺陷的，如果我們能深入領(lǐng)會(huì)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的精神和標(biāo)準(zhǔn)圖集的設(shè)計(jì)原理，對(duì)構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)無(wú)疑是有指導(dǎo)意義的。四、結(jié)束語(yǔ)。非模數(shù)預(yù)制混凝土構(gòu)件的結(jié)