预制钢筋混凝土楼板原位检测方法及设备研究

预制钢筋混凝土楼板原位检测方法及设备研究

李勇杰1，林虎1，王福荣1

（1.四川中节能工程检测中心有限公司，四川 成都）

摘要：预制钢筋混凝土楼板作为现代建筑工程的重要组成部分，其质量和安全性直接影响整体建筑结构的稳定性和使用寿命。本文探讨了当前常用的预制钢筋混凝土楼板检测方法，包括重物加载法、散体材料均布加载法和流体均布加载法等，并分析了它们在实际应用中存在的缺点和局限性。同时研究设计一种连接件式预制钢筋混凝土空心板原位加载试验装置，为相关行业及从业人员提供便利，满足更广泛的工程实际应用需求。

关键词：预制钢筋混凝土楼板，原位加载试验，检测设备，房屋安全检测鉴定

引言

在现代建筑施工中，预制楼板由于其高效、质量可控以及施工周期短的优势，得到了广泛应用。预制楼板的生产过程通常在工厂环境中进行，通过标准化和批量化生产，保证了其结构性能的一致性。目前国内建筑中，上世纪7、80年代居民住宅多以砌体结构为主，该类住宅房屋楼板形式主要为预制楼板，通常不会超过6层且没有电梯。老旧房屋存量市场大，该批房屋临近设计年限，房屋安全检测需求量较大，楼板安全检测是其中重要一项。

为了确保预制楼板的质量安全，检测手段显得尤为重要。目前国内相关规范标准[1] [2 [3]中预制楼板检测加载方式主要有重物加载法、散体材料均布加载法和流体均布加载法，这些方法各有优劣，但普遍存在一些局限性，如检测精度不高、成本昂贵以及操作复杂等问题。本文旨在评估现有检测手段的优缺点，并提出一种基于理论模型的新型检测方法，以期在提高检测精度、降低检测成本和简化操作流程方面取得突破。

1 现有检测方法分析

国内现有规范中关于预制楼板强度检测方法主要有以下三种：

1.1重物加载法

1.1.1方法描述

将重量均匀一致，形状规则，且不易吸水的重物（如铁块、混凝土块、砖块等）作为荷载，分堆均匀码放，进行预制楼板强度检测；

1.1.2优缺点

优点：直接模拟实际荷载，检测结果准确。测试过程简单易操作，不需要复杂设备。

缺点：需要大量重物，现场操作繁琐。不适合高层建筑和大面积板的检测。

重物加载法是一种常见的原位加载方法，通过放置已知重量的物体来模拟荷载。然而，该方法在操作过程中存在着重物移动困难、加载均匀性难以保证以及现场操作复杂的问题，这些因素可能影响到测试的准确性和可重复性。

1.2散体材料均布加载法

1.2.1方法描述

将散体材料（如人工砂、石等）承重装袋后计数加载，也可在预制楼板表面加载区域周围设置侧向围挡，逐级承重加载并均匀摊平，进行预制楼板强度检测；

1.2.2优缺点

优点：能够均匀分布荷载，模拟实际使用情况。操作相对简单，不需要特殊设备。

缺点：散体材料密度和分布不易控制，可能影响检测精度。清理工作繁重，不适合频繁检测。

散体材料均布加载法利用散体材料（如人工砂、石等）均匀覆盖在楼板表面，以实现荷载的均布。尽管这种方法能够比较好地模拟实际荷载的分布情况，但在操作过程中，散体材料的厚度和密度难以精确控制，且在大面积测试时，劳动成本和时间成本较高。

1.3流体均布加载法

1.3.1方法描述

在预制楼板表面加载区域周围砌筑围堰，在围堰区域内布置隔水膜或水囊等有效防止渗漏的措施，加载时通过水的深度或水流量控制荷载大小及加荷速率。

1.3.2优缺点

优点：能够均匀施加载荷，模拟均布荷载的实际情况。加载过程可控，精度较高。

缺点：需在待检楼板周围砌筑围堰并且铺设防水材料，需现场施工配合才能完成检测，检测过程复杂，检测费用及人员投入同样较大。

2 连接件式预制钢筋混凝土楼板原位加载试验装置

本文研究设计了一种创新的连接件式预制钢筋混凝土楼板原位加载试验装置，采用流体（水）作为主要荷载介质。该装置旨在解决传统原位加载试验中常见的问题，如使用砌筑块材料导致的试验周期长、加载卸载不便以及流体加载需修筑围堰的限制。装置配件及原理图见图1。

1.排水阀门；2.连接螺栓一；3.一号集水袋；4.水平支撑钢管；5.垂直支撑钢管；6.联通阀门；7.连接螺栓二；8.二号集水袋；9.转角三通连接件；10.固定螺栓一；11.水袋固定夹具；12.连接螺栓三；13.转角四通连接件；14.固定螺栓二；15.水位测量尺；16.横向连接钢管；17.小格；18.大格。 图1 设备配件及原理图

2.1工作原理

该装置利用流体（水）均匀加载原理，通过集水袋施加均匀荷载，测量预制钢筋混凝土楼板板在荷载作用下的变形和应力响应，以评估其承载能力。

2.2装置结构

集水袋：不同尺寸的防水袋，用于存储和均匀分布水荷载。

可拆卸式钢架：支撑钢架，由若干标准连接件和支撑钢管组成，便于快速组装和拆卸。

连接件：标准化的连接件，用于快速连接和固定钢架结构，确保钢架的稳定性。

测量仪器：位移传感器和应变传感器，用于测量预制板在荷载作用下的变形和应力。

2.3操作步骤

装置准备：根据预制板尺寸选择适当尺寸的集水袋和支撑钢管。组装可拆卸式钢架，并将其固定在预制板的四周。

集水袋安装：将集水袋放置在预制板上，连接好进水管道和排水管道。

布置测量仪器：在预制板的关键位置布置位移传感器和应变传感器，连接数据采集系统。

加载试验：逐步向集水袋内注水，记录每一步的水量及相应的变形和应力数据。

数据分析：根据测量数据绘制荷载-变形曲线，评估预制板的承载能力和安全性能。

卸载试验：逐步排水，记录卸载过程中的变形和应力数据。

试验结束：拆除钢架和集水袋，整理和保存测量数据。

3 结论

与传统的重物加载法、散体材料均布加载法和流体均布加载法相比，本研究提出的装置具有显著的优势。传统方法中，重物加载法虽然简单易行，但在操作过程中移动和布置重物不便，且不适用于大面积加载。散体材料均布加载法能够均匀分布荷载，但材料的密度和厚度难以精确控制，且操作成本较高。流体均布加载法需要修筑围堰，操作复杂且对环境条件要求高。

相比之下，本装置通过集水袋和可拆卸式钢架的组合设计，实现了装置的快速组装和拆卸，大大简化了试验操作流程，减少了人力和时间成本。此外，通过灵活调整集水袋和支撑钢架的数量，适应不同尺寸和荷载要求的预制钢筋混凝土空心板检测需求，提升了试验的操作效率和安全性。解决了传统检测方法中的多种问题，具有较高的实用性和灵活性。通过上述步骤和方法，可以实现对不同尺寸预制板的快速、准确检测，为工程质量控制提供可靠的数据支持。

本装置在设计和使用上仍然可能面临一些挑战，如装置结构的稳定性和耐久性需要进一步优化，以确保长期稳定的试验操作。

综上所述，本研究提出的连接件式预制钢筋混凝土空心板原位加载试验装置，以其独特的设计理念和优势，为解决传统加载方法中的诸多问题提供了创新的解决方案。未来的研究可以进一步深化装置的优化和改进，以满足更广泛的工程实际应用需求。

参考文献

[1]《筑结构检测技术标准》（GB/T 50344-2004）

[2]《混凝土结构试验方法标准》（GB/T 50152-2012）

[3]《混凝土预制构件施工及验收规程》（JGJ 1-2008）