结构静力荷载检验再总结
永无止境111
2023年06月16日 13:20:02
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【摘要】       《建筑结构检测技术标准》( GB/T 50344-2019 )对结构性能静力荷载检验进行了较大的调整。各本相关标准对荷载试验有不同的规定。本文汇总梳理多本标准规范中对结构静力荷载检验相关内容,进行对比,加深对荷载试验的理解。


【摘要】      

《建筑结构检测技术标准》( GB/T 50344-2019 )对结构性能静力荷载检验进行了较大的调整。各本相关标准对荷载试验有不同的规定。本文汇总梳理多本标准规范中对结构静力荷载检验相关内容,进行对比,加深对荷载试验的理解。

【关键词】

静力荷载检验、适用性检验、正常使用状态检验、荷载系数或构件系数检验、承载力检验、综合指标或可靠指标检验、破坏性检验




01

引文


《建筑结构检测技术标准》(GB/T   50344-2019) 以下简称《19版检测标准》 对结构性能静力荷载检验进行了较大的调整。   各本相关标准对荷载试验有不同的规定。本文汇总梳理多本标准规范中对结构静力荷载检验相关内容,进行对比,加深对荷载试验的理解。

对比的规范如下:
⑴《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004)   以下简称《04版检测标准》
⑵《高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准》(GB 51008-2016)   以下简称《16版高钢检测标准》
⑶《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013)   以下简称《15版砼检测规范》
⑷《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)   以下简称《15版砼验收规范》
⑸《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152-2012)   以下简称《12版砼试验标准》

为方便理解:本文以住宅中某混凝土楼板进行举例:
混凝土强度等级为C30,钢筋用HRB400,
自重3.0kN/m 2 (已作用在结构上的恒载),
楼面做法1.0kN/m 2 (尚未作用在结构上的恒载),
活荷载2.0kN/m 2 ,不考虑雪荷载。
(为方便对比,当标准中只有钢结构的规定时,
按同自重,楼面做法,活荷载考虑)


02

《19版检测标准》


《19版检测标准》涉及的静力荷载检验相关条文在6.9节和附录F:

   

编者注:附录E,应为附录F

6.9.1~6.9.3有三个需要注意的地方:

1.大型复杂或新型钢结构的适用性实荷检验,《高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准》GB 51008和附录F方法都可以,且是并列关系(无优先级)

2.钢结构的原位适用性实荷检验,荷载不应超过结构承受的可变荷载标准值。 与附录F冲突。

3.钢结构或构件的承载力检验,优先进行足尺模型的荷载试验,也可以按附录F进行原位实荷检验。(存在优先级)


附录F 结构性能静力荷载检验  

静力荷载检验分为:适用性检验、荷载系数或构件系数检验、综合系数或可靠指标检验


一、适用性检验


检验荷载:

可变荷载取max(设计值,历史最大值),

永久荷载取max(设计值,实测最大值)

未作用在结构上的自重荷载,考虑1.1~1.2的超载系数。

采用标准组合。


案例

检验荷载:1.1~1.2×1+2=3.1~3.2kN/m 2


评定指标:

   

  要点:

位移、变形和裂缝宽度(正常使用极限状态)

其他使用功能是否影响(结构适用性)


二、荷载系数或构件系数检验


先应进行适用性检验


检验目标荷载:

取max(荷载系数对应检验荷载,构件系数对应检验荷载,材料系数对应检验荷载)


2.1荷载系数检验

对于既有结构性能

荷载系数:

   

要点:

未作用到结构的持久荷载(可能的水,按恒荷考虑?)不宜小于1.4;

可扣除已经作用到结构上的持久荷载。

屋面可变荷载的系数按《建筑结构荷载规范》GB 50009;

楼面活荷载分项系数不宜小于1.6。

雪荷载取max(100年雪压值设计值,第9章雪压系数 × 100年雪压值设计值,GB 50009雪压系数 × 第9章分析值)


检验荷载:

 

案例:

检验荷载:1.4×1.0+1.6×2.0=4.6kN/m 2

荷载系数:(1.4×1+1.6×2)/(1+2)=1.53


对于结构工程质量

荷载系数:

   

 

   

检验荷载:

   

 

要点:

考虑已作用恒载进行组合,后再减去已作用恒载值,

组合为设计的基本组合,其中持久荷载系数调为1.35,

雪荷载取重现期100年的值。


案例:

(恒活按1.3和1.5)

检验荷载:1.3×(1+3)+1.5×2-3=5.2 kN/m 2

荷载系数:(1.3×(1+3)+1.5×2)/(1+3+2)=1.37


2.2构件分项系数

检验荷载:

当荷载系数<构件分项系数时,可用构件分项系数替代检验荷载系数来计算

   

要点:  

只适用于既有结构。


对混凝土结构

   

经计算构件承载力的分项系数  

对砌体结构


   

案例:

纯弯构件 γ R =1.36<1.37 ( 1.53 )

   

2.3材料强度系数

检验荷载:

当荷载系数<材料强度系数时,可用材料强度系数替代检验荷载系数来计算

检验目标荷载值。

对于既有结构性能

对于结构工程质量

   

 

此处应该是,

F.4.6-2公式右边, 少减了一个F CG,1 (已经作用到结构上的自重荷载总量)。

F.4.6- 1中: γm 系数应该是:

γm--材料强度的系数,由材料强度的 标准值除以 材料强度的 设计值


部分材料强度的系数计算

   

 

案例:

混凝土板,受弯,HRB400。

γm =1.11<1.37 ( 1.53 )


综上:

案例目标荷载值:

对既有结构取:4.6kN/m 2

结构工程质量时取: 5.2 kN/m 2


评定指标:

   

 
 

三、综合系数或可靠指标检验


3.1综合系数检验

检验荷载:

   

 

应在荷载系数或构件系数检测后实施

个人理解应该是,综合系数=荷载系数×构件分项系数


案例:综合系数

既有结构性能

检验系数:1.36×1.53=2.08

检验荷载:2.85×(1+2)=6.24 kN/m2

结构工程质量

检验系数:1.36×1.37=1.86

检验荷载:1.86×(1+3+2)-3=8.16 kN/m2


评定指标:

   

 

要点:

接近可靠指标检验,随时有破坏危险。

接近可靠指标,并非可靠指标,主要是效应系数可靠指标不一定能得到检验。荷载分项取值并非按效应系数可靠指标换算的。

F.5.3应该是“此时的检验荷载作为该构件的极限承载能力”?

该条第3款与《12版砼试验标准》的检验标志有矛盾。


3.2 可靠指标检验

可靠指标

检验荷载:

   

 

第5款:个人理解应该是,可靠指标的综合系数=作用综合系数×构件分项系数。


要点:

计算效应系数可靠指标对应的荷载分项系数。

恒载分项系数要考虑尺寸变异和容重变异,

楼面活荷系数1.6,屋面活荷1.5,

基本雪压和雪压分项系数计算。


案例:因为构件材料的自重分项系数和构件尺寸的分项系数,条件未给出,无法计算。


评定指标:  

 
 
 
 
03
《04版检测标准》

涉及的静力荷载检验相关条文在4.8节、6.9节和附录H

(混凝土结构)4.8构件性能实荷检验与结构动测  

按《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的规定执行。

(钢结构)6.9构件性能实荷检验与结构动测  

附录H 钢结构性能的静力荷载检验
分为使用性能检验、承载力检验、破坏性检验

一、使用性能检验    

检验荷载:  

 
 
案例:  
检验荷载:1.0×3+1.15×1+1.25×2-3=3.65 kN/m 2    

评定指标:    

 
二、承载力检验    

检验荷载:    
   

 
适当组合,通常的理解是基本组合。

案例:
检验荷载1:1.0×3+1.2×1+1.4×2-3=4 kN/m 2    
检验荷载2:1.2×3+1.2×1+1.4×2-3=4.6 kN/m 2  
(04版检测标准,恒活分项系数执行1.2和1.4)

评定指标:    
   
 

三、破坏性检验    

评定指标:    
   
 


04
《16版高钢检测标准》

涉及的静力荷载检验相关条文在附录A
附录A钢结构性能的静力荷载检验
分为使用状态检验 承载力检验、破坏性检验

一、使用状态检验

检验荷载:
   

 
案例:
检验荷载:1.0×3+1.15×1+1.25×2-3=3.65 kN/m 2

评定指标:
   

 
二、承载力检验

检验荷载:
   

 
适当组合,通常的理解是基本组合。

案例:
依据条文有三种理解
检验荷载1:1.2×(1.0×3+1.2×1+1.4×2-3)=4.8 kN/m 2
检验荷载2:1.2×(1.2×3+1.2×1+1.4×2-3)=5.52 kN/m 2
检验荷载3:1.2×(1.2×3+1.2×1+1.4×2)-3=6.12 kN/m 2

评定指标:

 
三、破坏性检验

四、另 《16版高钢检测标准》 给出了基于试验的设计指标确定方法。
   

 
      要点  
1.考虑了抗力分项系数的因素
2.考虑了结构特性的变异(尺寸不定性、强度不定性)
3.考虑了抽样的不准确性。


05
《13版砼检测规范》

涉及的静力荷载检验相关条文在12.2
12.2静载检验
当设计有专门要求时,宜采用设计要求的检验荷载值。
分为:适用性检验、安全性检验、承载力检验

一、适用性检验

检验荷载:
   

 
   
案例:(准永久组合)
检验荷载:1.0×3+1.0×1+2×0.4-3=1.8 kN/m 2

评定指标:
   


 
二、安全性检验

检验荷载:
   

 
案例:(基本组合)
检验荷载1:1.3×3+1.3×1+1.5×2-3=5.2 kN/m 2
检验荷载2:1.0×3+1.3×1+1.5×2-3=4.3 kN/m 2

评定指标:
   

 

三、承载力检验

检验荷载:
   

 
案例:(基本组合×检验标志系数,有三种理解)
检验荷载1:1.6×(1.3×3+1.3×1+1.5×2)-3=10.12 kN/m 2
检验荷载2:1.6×(1.0×3+1.3×1+1.5×2-3)=6.88 kN/m 2
检验荷载3:1.6×(1.3×3+1.3×1+1.5×2-3)=8.32 kN/m 2

评定指标:
   
 


06
《15版砼验收规范》

涉及的静力荷载检验相关条文在附录B
附录B 受弯预制构件结构性能检验
承载力检验分两种:
(1)现行《混凝土结构设计规范》GB 50010 检验
(2)实配钢筋进行承载力检验

检验荷载:
检验系数×承载力状态荷载设计值×结构重要性系数。
检验系数≥重要性系数×极限标志系数允许值(最大1.55)

隐含了正常使用状态检验:
检验荷载: 标准组合或荷载准永久组合值。

评定指标:
正常使用时挠度、裂缝宽度(抗裂)

案例:
正常使用状态检验:
(准永久组合)
检验荷载:1.0×3+1.0×1+2×0.4-3=1.8 kN/m 2
承载力检验,   检验荷载:
1.55×(1.3×3+1.3×1+1.5×2-3)=8.06 kN/m 2

评定指标:



07
《12版砼试验标准》

一、实验室
⑴探索性试验
⑵验证性试验
检验荷载:
加载系数×承载力状态荷载设计值×结构重要性系数。
隐含了使用状态试验

二、预制构件试验
型式检验
检验荷载
加载系数×承载力状态荷载设计值×结构重要性系数。
因加载过程不可能是完全和设计荷载一样,用 检验系数体现试验的可靠性

三、原位加载试验
⑴使用状态试验
⑵承载力试验
⑶其他试验

案例:
正常使用状态检验:
(准永久组合)
检验荷载:1.0×3+1.0×1+2×0.4-3=1.8 kN/m 2
承载力检验
检验荷载:1.6×(1.3×3+1.3×1+1.5×2-3)=8.32 kN/m 2
 
 
 
 
    评定指标:  

 
 
 
 
 
 
08

汇总对比


 
 
 
 
09  

参考文献


⑴《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2019)

⑵《建筑结构检测技术标准》(GB/T 50344-2004)

⑶《混凝土结构试验方法标准》(GB/T 50152-2012)

⑷《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204-2015)

⑸《混凝土结构现场检测技术标准》(GB/T 50784-2013)

⑹《高耸与复杂钢结构检测与鉴定标准》(GB 51008-2016)

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