CN110849650A - 一种验证装配式结构墙板性能的检测方法和检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明属于结构工程技术领域，公开了一种验证装配式结构墙板性能的检测方法和检测装置，辅助地梁、结构地梁、结构墙体分别预制完成以后再装配成整体固定于结构槽道中；辅助地梁和结构地梁通过地槽固定开口由螺栓固定于地槽上，结构墙体预留钢筋穿过结构地梁的预留孔后通过连接构造固定，连接构造由钢质垫片、环形压力传感器和螺母构成。本发明测试模型的制作装配能真实反映实际结构建造过程，并且安装完成后通过紧固不同位置的螺栓模拟不同的装配工况，简便易行，能够全面检验测试方法的指示判据的准确性；为检测方法开展实际检测提供多种工况，检测结果和工况的相关性可以验证检测方法的有效性。

Description

一种验证装配式结构墙板性能的检测方法和检测装置
技术领域
本发明属结构工程技术领域，尤其涉及一种验证装配式结构墙板性能的检测方法和检测装置。
背景技术
目前，国家政策明确引导未来要大力发展装配式结构，各个地方也在政策技术管理等各环节支持引导推进该项政策的实施，装配式结构与传统现浇结构有较大不同，从设计、施工到检测等等环节带来巨大挑战，一项采用新技术建造的产品是否安全可靠需要用检测数据来判定，很有必要采用合理的方法及合理的模型进行性能测试，测试结果能够反映模型的真实工况，就能够使结构安全可靠性能得以控制，进而监督产品质量。
现有检测方法多为钢筋在钢质套筒中灌浆后的密实度，预埋钢丝做拉拔试验等检验，类似检测检验了结构墙板的局部连接状态，不能直接客观反映结构整体性能。
综上所述，现有技术存在的问题是：检测方法只能检验结构墙板的局部连接状态，不能直接客观反映结构整体性能。
解决上述技术问题的难度：结构墙板装配质量的检验方法有多种，但效果不尽理想，首先钢筋连接部位为封闭整体结构，钢筋锚固情况难以有效测试，通过检测灌浆密实度一定程度上与钢筋连接质量关联，但实际操作中，检测工作量大不易用数据反应，而且不能客观反映结构的整体连接性能，其次实际工程中更加适合采用无损检测方法，即检测不能破坏结构墙体，传统简单易行有效的直接反应结构整体性能的检测方法难以奏效的当下，需要考虑多方面因素从结构性能和测试技术等方面综合开发切实有效的检测方法，并且通过多种工况实际测试来验证。
解决上述技术问题的意义：开发检验结构墙板的装配质量的有效方法，填补目前无有效整体性能质量检测方法的空白，能够促进装配式结构长足发展，而且可以为未来新型装配式结构连接构造提供评价方法。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种验证装配式结构墙板性能的检测方法和检测装置。
本发明的实现方法如下，一种验证装配式结构墙板性能的检测方法，所述验证装配式结构墙板性能的检测方法通过组合不同钢筋的紧固拉力模拟墙板连接的工况，对所述工况实施动力方法检测和静力方法检测；
动力测试方法包括：在墙板测试点上安装加速度传感器，用锤击激励得到测试点的响应，分析不同紧固拉力下响应的模态参数判断该工况；
静力测试方法包括：采用弹性范围在垂直墙面的方向施加水平力后测试墙板上预定测试点的水平位移，分析力、位移数据得到墙板的侧移刚度，判断预留钢筋的连接状态。
进一步，所述动力测试方法中，水平激励点和水平力作用点位置相同，激励作用点位置首选在墙板竖向重心线上，尤其是墙板开门窗等洞口的情况，响应点相同；在响应点位置布置加速度传感器后，在水平激励点位置施加冲击力，可以用不同锤头材质的力锤实现。
进一步，所述动力测试方法中，数据处理方法采用商业软件分析得到相应模态参数，模态参数与工况对应进而通过测试对结构墙板的连接状态进行评估。
进一步，所述静力测试方法中先设置不同工况，将预留钢筋编号；水平力作用点处在结构弹性范围内施加水平力，墙面绘制的网格交点为响应点，在响应点处布置位移传感器测试水平位移；测试得到的数据分析墙板的侧移刚度，每个响应点处均可得到对应的侧移刚度。
本发明的另一目的在于提供一种验证装配式结构墙板性能的检测装置设置有：
辅助地梁、结构地梁、结构墙体及连接构造；
所述辅助地梁、结构地梁、结构墙体分别预制完成以后再装配成整体固定于结构槽道中；
所述辅助地梁和结构地梁通过地槽固定开口由螺栓固定于地槽上，结构墙体预留钢筋穿过结构地梁的预留孔后通过连接构造固定，连接构造由钢质垫片、环形压力传感器和螺母构成，可以通过紧固螺栓测试连接钢筋的轴心拉力。
进一步，所述辅助地梁上侧两端均开设有第一地槽固定开口，结构地梁上侧两端均开设与辅助地梁的第一地槽固定开口对齐的第二地槽固定开口，辅助地梁和结构地梁通过穿设在第一地槽固定开口和第二地槽固定开口内侧的螺栓固定于地槽上。
进一步，所述结构地梁上侧表面预设有钢筋连接孔道，钢筋连接孔道中安装有预埋塑料管。
进一步，预埋塑料管在钢筋连接孔道中留置状态为抽出或者不抽出。
进一步，所述环形压力传感器上下两侧均设置有一个钢质垫片，螺母位于下端钢质垫片下侧。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：本发明测试模型的制作装配能真实反映实际结构建造过程，并且安装完成后通过紧固不同位置的螺栓模拟不同的装配工况，简便易行，能够全面检验测试方法的指示判据的准确性；提供多种工况用以检测方法开展实际检测，检测结果和工况的相关性可以验证检测方法的有效性，以此检测模型为对象提供静力检测方法和动力检测方法。
附图说明
图1是本发明实施例提供的验证装配式结构墙板性能的检测装置结构示意图。
图2是本发明实施例提供的连接构造结构示意图。
图3是本发明实施例提供的验证装配式结构墙板性能的检测装置侧面结构示意图。
图4是本发明实施例提供的结构墙体结构示意图。
图5是本发明实施例提供的辅助地梁结构示意图。
图6是本发明实施例提供的辅助地梁上侧结构示意图。
图7是本发明实施例提供的结构地梁结构示意图。
图8是本发明实施例提供的结构地梁上侧结构示意图。
图中：1、辅助地梁；2、结构地梁；3、结构墙体；4、连接构造；5、预留钢筋；6、螺母；7、钢质垫片；8、环形压力传感器；9、第一地槽固定开口；10、第二地槽固定开口；11、钢筋连接孔道。
图9是本发明实施例提供的测试点分布图。
图10是本发明实施例提供的测试点分布原理图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1至图8所示，本发明实施例提供的验证装配式结构墙板性能的检测装置包括：辅助地梁1、结构地梁2、结构墙体3、连接构造4、预留钢筋5、螺母6、钢质垫片7、环形压力传感器8、第一地槽固定开口9、第二地槽固定开口10、钢筋连接孔道11。
辅助地梁1上侧中间开设有开槽，结构地梁2铺设在辅助地梁1的上侧；结构墙体3下端布设有预留钢筋5，预留钢筋5下端开设有螺纹，预留钢筋5在穿过结构地梁2的预留孔后通过连接构造4固定；连接构造4由钢质垫片7、环形压力传感器8和螺母6构成。
在本发明实施例中，辅助地梁1上侧两端均开设有第一地槽固定开口9，结构地梁2上侧两端均开设与辅助地梁1的第一地槽固定开口9对齐的第二地槽固定开口10，辅助地梁1和结构地梁2通过穿设在第一地槽固定开口9和第二地槽固定开口10内侧的螺栓固定于地槽上。
在本发明实施例中，结构地梁2上侧表面预设有钢筋连接孔道11，钢筋连接孔道11为预埋塑料管。
在本发明实施例中，环形压力传感器8上下两侧均设置有一个钢质垫片7，螺母6位于下端钢质垫片下侧。
本发明实施例提供的验证装配式结构墙板性能的检测方法通过组合不同钢筋的紧固拉力模拟墙板连接的工况，确定一种工况后即可实施检测，包括动力方法检测和静力方法检测；
动力测试方法为：在墙板测试点上安装加速度传感器，用锤击激励得到测试点的响应，分析不同工况下响应的模态参数即可判断该工况；
静力测试方法：采用弹性范围在垂直墙面的方向施加水平力后测试墙板上预定测试点的水平位移，分析力位移数据得到墙板的侧移刚度，进而判断预留钢筋的连接状态。
下面结合具体实施例对发明的技术方案进行进一步描述。
检测模型的建造：
检测模型中有结构墙板、结构地梁和辅助地梁先行单独制作并达到设计强度，然后把构件装配成整体，第一步先把辅助地梁就位到地槽上，再把结构地梁就位到辅助地梁上，地槽固定开口处用底脚螺栓固定，此时两根地梁已经牢固固定于地面，然后吊装结构墙板，就位将结构墙板的预留钢筋分别对正结构地梁上的预留孔，同步穿过后，在钢筋上以此穿过垫片、环形压力传感器、第二个垫片、紧固螺母，在结构墙板和结构地梁之间的缝隙处用楔形垫块支撑调平使墙体垂直，然后用少数螺母固定紧固墙体，使墙体能够稳固保持垂直状态，然后用砂浆灌注密实缝隙，待砂浆达到设计强度后，方可通过紧固螺栓设置不同工况进行测试。
可以作为实际装配式结构的连接方式，预埋塑料管中预留钢筋固定结构墙板定位完成后可以灌浆填充，外露螺丝防腐后用用砂浆封闭。
静力测试方法：
先设置不同工况，将预留钢筋编号，按照两行15列向量编号，分别为p11，p12等等依次编号。预留钢筋紧固情况见表工况1和工况2，测试点如图9和图10所示，水平力作用点处在结构弹性范围内施加水平力，墙面绘制的网格交点为响应点，在响应点处布置位移传感器测试水平位移。测试得到的数据分析墙板的侧移刚度，响应点按5行4列向量编号，即x11，x12等等，每个响应点处均可得到对应的侧移刚度，计算方法如下：
侧移刚度p11＝f/x11。
p11：对应响应点的侧移刚度。
f：水平集中力。
x11：响应点位移。
最终得到侧移刚度也为二维向量，与工况对应，实验测试基础数据后即可作为评估结构墙板的判据。
工况1：全紧固(预压应力5Mpa)
p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 p18 p19 p110 p111 p112 p113 p114 p115
p21 p22 p23 p24 p25 p26 p27 p28 p29 p210 p211 p212 p213 p214 p215
工况2：部分紧固(预压应力5Mpa)部分松弛#(预压应力0Mpa)
p11 p12 p13 p14 p15 p16 p17 p18 p19 p110 p111 p112 p113 p114 p115
# # # # # #
p21 p22 p23 p24 p25 p26 p27 p28 p29 p210 p211 p212 p213 p214 p215
# # # # # #
动力测试方法：
动力测试方法中，工况的设置与静力测试方法相同，水平激励点和水平力作用点位置相同，响应点相同。在响应点位置布置加速度传感器后，在水平激励点位置施加冲击力，可以用不同锤头材质的力锤实现。
数据处理方法，可以采用商业软件分析得到相应模态参数，模态参数与工况对应进而通过测试对结构墙板的连接状态进行评估。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种验证装配式结构墙板性能的检测方法，其特征在于，所述验证装配式结构墙板性能的检测方法通过组合不同钢筋的紧固拉力模拟墙板连接的工况，对所述工况实施动力方法检测和静力方法检测；
动力测试方法包括：在墙板测试点上安装加速度传感器，用锤击激励得到测试点的响应，分析不同紧固拉力下响应的模态参数判断该工况；
静力测试方法包括：采用弹性范围在垂直墙面的方向施加水平力后测试墙板上预定测试点的水平位移，分析力、位移数据得到墙板的侧移刚度，判断预留钢筋的连接状态。
2.如权利要求1所述的验证装配式结构墙板性能的检测方法，其特征在于，所述动力测试方法中，水平激励点和水平力作用点位置相同，激励作用点位置首选在墙板竖向重心线上，尤其是墙板开门窗等洞口的情况，响应点相同；在响应点位置布置加速度传感器后，在水平激励点位置施加冲击力，可以用不同锤头材质的力锤实现。
3.如权利要求1所述的验证装配式结构墙板性能的检测方法，其特征在于，所述动力测试方法中，数据处理方法采用商业软件分析得到相应模态参数，模态参数与工况对应进而通过测试对结构墙板的连接状态进行评估。
4.如权利要求1所述的验证装配式结构墙板性能的检测方法，其特征在于，所述静力测试方法中先设置不同工况，将预留钢筋编号；水平力作用点处在结构弹性范围内施加水平力，墙面绘制的网格交点为响应点，在响应点处布置位移传感器测试水平位移；测试得到的数据分析墙板的侧移刚度，每个响应点处均可得到对应的侧移刚度。
5.一种用于如权利要求1所述的验证装配式结构墙板性能的检测方法的检测装置，其特征在于，所述验证装配式结构墙板性能的检测装置设置有：
辅助地梁、结构地梁、结构墙体及连接构造；
所述辅助地梁上侧中间开设有开槽，所述结构地梁铺设在辅助地梁的上侧；
所述结构墙体下端布设有预留钢筋，预留钢筋下端开设有螺纹，预留钢筋在穿过结构地梁的预留孔后通过连接构造固定；
所述连接构造由钢质垫片、环形压力传感器和螺母构成。
6.如权利要求5所述的验证装配式结构墙板性能的检测装置，其特征在于，所述辅助地梁上侧两端均开设有第一地槽固定开口，结构地梁上侧两端均开设与辅助地梁的第一地槽固定开口对齐的第二地槽固定开口，辅助地梁和结构地梁通过穿设在第一地槽固定开口和第二地槽固定开口内侧的螺栓固定于地槽上。
7.如权利要求5所述的验证装配式结构墙板性能的检测装置，其特征在于，所述结构地梁上侧表面预设有钢筋连接孔道，钢筋连接孔道中安装有预埋塑料管。
8.如权利要求5所述的验证装配式结构墙板性能的检测装置，其特征在于，预埋塑料管在钢筋连接孔道中留置状态为抽出或者不抽出。
9.如权利要求5所述的验证装配式结构墙板性能的检测装置，其特征在于，所述环形压力传感器上下两侧均设置有一个钢质垫片，螺母位于下端钢质垫片下侧。
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