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摘要：重量偏差是热轧带肋钢筋的重要质量指标，如果重量负偏差较大，会使钢筋的横截面积减小，相应的力学性能也会受到严重影响。本文对重量偏差不满足规范要求的某楼板进行了现场荷载试验，对变形、裂缝宽度进行了测量，并与规范允许值进行对比分析，验证该楼板能否满足正常使用性能。
关键词： 重量偏差；静载试验
Abstract: Weight deviation is an important quality index of hot rolled ribbed bar, if the weight of negative deviation, will make the cross sectional area of reinforcement decreases, relative mechanical properties will be affected. In this article static test is done on a weight deviation plate to verify that the plate can meet normal performance or not, through measuring the deformation and crack width and analysis values and norms to allow comparative.
Keywords: weight deviation; static test;
TJ765.4
0 引言
《混凝土結构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2010年版）自2011年8月1日起实施。其中，第5.2.1为强制性条文，对进场钢筋提出应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验的规定；第5.3.2A为非强制性条文，对调直后的钢筋提出应进行力学性能试验和重量偏差检验的规定。钢筋的重量偏差为试件的差值（实际重量减理论重量）与理论重量的比值。产生重量偏差的主要原因是不合格产品的企业对钢筋设计质量的取值偏低，其中的参数有内径粗细、肋间距大小、横肋高低等。由于钢筋的交货验收是按理论重量进行的，出于对成本的考虑，多数企业会选择钢筋重量的下偏差作为设计重量，这样既满足了标准的要求，又降低了生产成本。但在实际生产过程中，如果某个工艺参数稍有变化，就会导致重量负偏差超差。当这种钢筋制成混凝土构件后，较同规格合格钢筋的耐腐蚀性能差，同时内径偏小，造成钢筋的截面积不够，在抗拉过程中，抗拉强度较差，结构构件安全埋下危害隐患。
1 工程概况
某综合楼为四层框架结构，采用柱下独立基础，楼板为钢筋混凝土现浇楼板。上部结构混凝土构件混凝土设计强度等级均为C30，楼板保护层设计厚度为15mm，钢筋采用HRB400 8、10两种，设计使用活荷载标准值为2.0kN/m2，现主体已完工。在质量监督检验过程中，发现楼板钢筋重量负偏差为15%，不满足验收规范的要求，楼板混凝土强度、钢筋数量与间距均满足原设计要求。依据《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004[3]第4.1.2条“混凝土结构的检测可分为原材料性能、混凝土强度、混凝土构件外观质量与缺陷、尺寸与偏差、变形与损伤和钢筋配置等项工作，必要时，可进行结构构件性能的实荷检验或结构的动力测试”规定。现场选取一层~/~顶板进行承载力性能实荷检验性试验。实测板厚为120mm、尺寸为4.2m×6.3m。
2 楼板承载力性能实荷检验性试验
2.1 试验荷载
根据设计图纸恒荷载按原设计对应《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中的规定取值；办公室活荷载按2.0kN/m2取值。短期荷载检验值与承载力设计值见表1所示。
楼板短期荷载检验值与承载力设计值表1
2.2 加载方法
采用均布堆载加载方法，预先对楼板划分区域，试验时直接在相应的方格内堆加荷载。现场加载图见图1所示。
图1 现场加载图
图2 百分表布置位置图
2.3 加载程序
共分六个荷载等级，其中第四级荷载加载至短期荷载检验值。六级荷载依次加载至0.50、1.50、2.50、3.50、4.50、5.80kN/m2。
2.4 变形测量与裂缝观测
采用百分表测量挠度变化，为准确测量在荷载试验过程中楼板各部位的变形情况，在现浇板板底中线位置双向共布置了9块百分表。每级荷载加载结束后，持载15分钟，让楼板的变形充分发展，然后按顺序读取楼板的变形值。在第四级荷载下，持载30分钟，读取各测点变形值，然后按照制定的加载制度进行试验，并进行变形测量。裂缝观察利用DJCK-2裂缝测宽仪测量。现场测点布置见图2所示。
试验结果分析
3.1 试验过程
仪器安装完毕后进行预加载，校验仪器工作是否正常。开始加载，加载之初，楼板变形不明显，各测点呈线性增长；随着荷载的增加，变形增速加快，线性增加关系基本没变，直到达最大荷载。加载至荷载第三级时出现裂缝，裂缝多分布在板跨中位置，最大裂缝宽度为0.04mm，第六级荷载结束后，少数裂缝宽度发展至0.10mm，最大挠度为3.267mm，楼板在整个加载过程中基本处于弹性工作状态。
3.2 试验结果
根据现场荷载试验的测量纪录结果，本次荷载试验中，扣楼板自重的影响，在各级活荷载作用下，随着荷载的增加，楼板各测点的挠度值增量基本上呈现线性关系增长，且当超过承载力设计值后，楼板的变形仍在弹性范围内。楼板各测点沿短跨、长跨方向的变形曲线及荷载挠度值增量关系分别见图3~6。
图3楼板长跨方向变形曲线
图4 楼板短跨方向变形曲线
图5 楼板长跨方向各测点变形挠度增长图
图6 楼板短跨方向各测点变形挠度增长图
3.3 试验结果分析
由楼板在荷载作用下的变形曲线图可以看出，整个楼板的变形在各级荷载作用下均为双向抛物线型。随着外加活荷载的增加，各测点的挠度变形值基本呈现线性关系增大。
根据文献[2]表3.4.3与式7.2.2计算的楼板按荷载效应标准值组合并考虑荷载长期作用影响的挠度值与实测值对比见表2所示。
理论挠度限值与实测结果的对比（mm） 表2
由理论挠度限值与实测结果的对比可以看出，二者相差较大。产生这种情况的原因是，刚度公式是以两端简支梁为基础的，而现场试验的现浇板为双向板，且四边为固定端。该现浇板的刚度大小不仅与双向板本身条件有关，而且还有一个双向拱的作用，因此，其实际的刚度大于简单的按照两端简支计算的刚度值，本次试验所得结果充分证明了这一理论。
结论
在工程建设中，钢筋混凝土结构占有不小的比例。作为主要原材料的钢筋只有质量符合国家标准且满足设计要求，才能充分发挥其功能。钢筋重量负偏差过大则会减少其的塑性变形能力，增大了硬度而变脆，降低了韧性，降低了结构整体的防灾能力。因此在使用前，应对该批产品进行抽样检验，看是否符合标准要求，没有条件检验的单位也可委托具有资质的单位检验，切实把好质量关。对于已经使用质量不合格的钢筋的结构构件，也可采用本文方法，通过楼板承载力性能实荷检验性试验，检验楼板能否满足正常使用性能。
参考文献
GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
GB50010—2010混凝土结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
GB/T50344—2004建筑结构检测技术标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
卢云飞．钢筋混凝土结构氯离子腐蚀分析与处理探讨[J].广东土木与建筑，2004 (6)
关键词： 重量偏差；静载试验
Abstract: Weight deviation is an important quality index of hot rolled ribbed bar, if the weight of negative deviation, will make the cross sectional area of reinforcement decreases, relative mechanical properties will be affected. In this article static test is done on a weight deviation plate to verify that the plate can meet normal performance or not, through measuring the deformation and crack width and analysis values and norms to allow comparative.
Keywords: weight deviation; static test;
TJ765.4
0 引言
《混凝土結构工程施工质量验收规范》GB50204-2002（2010年版）自2011年8月1日起实施。其中，第5.2.1为强制性条文，对进场钢筋提出应按国家现行相关标准的规定抽取试件作力学性能和重量偏差检验的规定；第5.3.2A为非强制性条文，对调直后的钢筋提出应进行力学性能试验和重量偏差检验的规定。钢筋的重量偏差为试件的差值（实际重量减理论重量）与理论重量的比值。产生重量偏差的主要原因是不合格产品的企业对钢筋设计质量的取值偏低，其中的参数有内径粗细、肋间距大小、横肋高低等。由于钢筋的交货验收是按理论重量进行的，出于对成本的考虑，多数企业会选择钢筋重量的下偏差作为设计重量，这样既满足了标准的要求，又降低了生产成本。但在实际生产过程中，如果某个工艺参数稍有变化，就会导致重量负偏差超差。当这种钢筋制成混凝土构件后，较同规格合格钢筋的耐腐蚀性能差，同时内径偏小，造成钢筋的截面积不够，在抗拉过程中，抗拉强度较差，结构构件安全埋下危害隐患。
1 工程概况
某综合楼为四层框架结构，采用柱下独立基础，楼板为钢筋混凝土现浇楼板。上部结构混凝土构件混凝土设计强度等级均为C30，楼板保护层设计厚度为15mm，钢筋采用HRB400 8、10两种，设计使用活荷载标准值为2.0kN/m2，现主体已完工。在质量监督检验过程中，发现楼板钢筋重量负偏差为15%，不满足验收规范的要求，楼板混凝土强度、钢筋数量与间距均满足原设计要求。依据《建筑结构检测技术标准》GB/T 50344-2004[3]第4.1.2条“混凝土结构的检测可分为原材料性能、混凝土强度、混凝土构件外观质量与缺陷、尺寸与偏差、变形与损伤和钢筋配置等项工作，必要时，可进行结构构件性能的实荷检验或结构的动力测试”规定。现场选取一层~/~顶板进行承载力性能实荷检验性试验。实测板厚为120mm、尺寸为4.2m×6.3m。
2 楼板承载力性能实荷检验性试验
2.1 试验荷载
根据设计图纸恒荷载按原设计对应《建筑结构荷载规范》GB 50009-2012中的规定取值；办公室活荷载按2.0kN/m2取值。短期荷载检验值与承载力设计值见表1所示。
楼板短期荷载检验值与承载力设计值表1
2.2 加载方法
采用均布堆载加载方法，预先对楼板划分区域，试验时直接在相应的方格内堆加荷载。现场加载图见图1所示。
图1 现场加载图
图2 百分表布置位置图
2.3 加载程序
共分六个荷载等级，其中第四级荷载加载至短期荷载检验值。六级荷载依次加载至0.50、1.50、2.50、3.50、4.50、5.80kN/m2。
2.4 变形测量与裂缝观测
采用百分表测量挠度变化，为准确测量在荷载试验过程中楼板各部位的变形情况，在现浇板板底中线位置双向共布置了9块百分表。每级荷载加载结束后，持载15分钟，让楼板的变形充分发展，然后按顺序读取楼板的变形值。在第四级荷载下，持载30分钟，读取各测点变形值，然后按照制定的加载制度进行试验，并进行变形测量。裂缝观察利用DJCK-2裂缝测宽仪测量。现场测点布置见图2所示。
试验结果分析
3.1 试验过程
仪器安装完毕后进行预加载，校验仪器工作是否正常。开始加载，加载之初，楼板变形不明显，各测点呈线性增长；随着荷载的增加，变形增速加快，线性增加关系基本没变，直到达最大荷载。加载至荷载第三级时出现裂缝，裂缝多分布在板跨中位置，最大裂缝宽度为0.04mm，第六级荷载结束后，少数裂缝宽度发展至0.10mm，最大挠度为3.267mm，楼板在整个加载过程中基本处于弹性工作状态。
3.2 试验结果
根据现场荷载试验的测量纪录结果，本次荷载试验中，扣楼板自重的影响，在各级活荷载作用下，随着荷载的增加，楼板各测点的挠度值增量基本上呈现线性关系增长，且当超过承载力设计值后，楼板的变形仍在弹性范围内。楼板各测点沿短跨、长跨方向的变形曲线及荷载挠度值增量关系分别见图3~6。
图3楼板长跨方向变形曲线
图4 楼板短跨方向变形曲线
图5 楼板长跨方向各测点变形挠度增长图
图6 楼板短跨方向各测点变形挠度增长图
3.3 试验结果分析
由楼板在荷载作用下的变形曲线图可以看出，整个楼板的变形在各级荷载作用下均为双向抛物线型。随着外加活荷载的增加，各测点的挠度变形值基本呈现线性关系增大。
根据文献[2]表3.4.3与式7.2.2计算的楼板按荷载效应标准值组合并考虑荷载长期作用影响的挠度值与实测值对比见表2所示。
理论挠度限值与实测结果的对比（mm） 表2
由理论挠度限值与实测结果的对比可以看出，二者相差较大。产生这种情况的原因是，刚度公式是以两端简支梁为基础的，而现场试验的现浇板为双向板，且四边为固定端。该现浇板的刚度大小不仅与双向板本身条件有关，而且还有一个双向拱的作用，因此，其实际的刚度大于简单的按照两端简支计算的刚度值，本次试验所得结果充分证明了这一理论。
结论
在工程建设中，钢筋混凝土结构占有不小的比例。作为主要原材料的钢筋只有质量符合国家标准且满足设计要求，才能充分发挥其功能。钢筋重量负偏差过大则会减少其的塑性变形能力，增大了硬度而变脆，降低了韧性，降低了结构整体的防灾能力。因此在使用前，应对该批产品进行抽样检验，看是否符合标准要求，没有条件检验的单位也可委托具有资质的单位检验，切实把好质量关。对于已经使用质量不合格的钢筋的结构构件，也可采用本文方法，通过楼板承载力性能实荷检验性试验，检验楼板能否满足正常使用性能。
参考文献
GB50204—2002混凝土结构工程施工质量验收规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
GB50010—2010混凝土结构设计规范[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
GB/T50344—2004建筑结构检测技术标准[S]. 北京：中国建筑工业出版社，2002
卢云飞．钢筋混凝土结构氯离子腐蚀分析与处理探讨[J].广东土木与建筑，2004 (6)