预制预应力混凝土双T板(简称双T板)是一种由宽大的水平面板和两个窄而高的肋梁组成的梁、板结合构件，其横截面呈现两个并排的T字，为单轴对称截面。为了满足楼板或屋面板的布设需求，有时需要配合使用单T板，单T板是一种由双T板退化为半边结构而得到的构件，其截面呈现为T字，但有可能是非轴对称截面。双T板一般采用高强预应力筋和高强混凝土制成，是二级裂缝控制等级构件，具有较高的抗裂要求，而且其截面及配筋比普通构件复杂的多，基于普通构件理论设计方法的性能计算结果可能与实际构件性能有较大出入，因此构件的性能检测试验十分必要。况且，《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB 50204—2015)^[1](简称验收规范)中也明确指出梁板类简支受弯预制构件应进行结构性能检验，由此看来，采用“简支干式连接”的双T板是需要进行结构性能检验的重点对象。

　　 预制构件的性能检验主要有两种思路:第一种是基于“设计需求”的检验思路，即只需保证构件足以抵抗设计荷载并满足相应的变形、抗裂条件即可认为其合格;第二种是基于“设计性能”的检验思路，即构件需达到设计承载能力、变形能力及抗裂能力，才判定其为合格。一般情况下，第二种检测思路比第一种检验思路要严格，验收规范对这两种检验思路都是接受的，但是实际检验过程中到底采取哪种，还需要根据具体问题具体对待。当然，这两种检验思路的存在，很容易使得人们在双T板的实际检验工作中出现分歧，发生检验荷载标准不统一、检验指标不一致、检验目标不明确等问题，因而验收规范的检验内容仍然需要进一步解读。

　　 从已有文献来看，目前双T板性能检测试验确实存在分歧。张淑敏^[2]对1块24m跨度的双T板进行了性能检验(检测用荷载标准组合值为6.22kN/m²)，指出该双T板不满足挠度检验和抗裂检验，但是在对其进行挠度检验时，没有考虑预应力反拱的有利作用，对挠度限值的要求过严;陈建伟^[3,4]对2块24m跨度的双T板所进行的结构性能检测试验(检测用荷载标准组合值约4.82kN/m²)以及刘立争^[5]对1块21m跨度的YTPb2130标准型双T板进行的性能检测试验(检测用荷载标准组合值约5.39kN/m²)，都是采用已有09SG432系列图集^[6,7]规定的基于“设计性能”的检测指标进行的，试验结果表明所测板件皆满足承载力、挠度、抗裂检验的所有指标，其中刘立争^[5]还获得了试件极限承载力的实测值;熊志强^[8]对1块24.7m跨度的双T板进行的试验(不计板件自重的荷载标准组合值为2.7 kN/m²)，只进行了正常使用状态下检验，由于整个过程中未出现开裂，因而试件满足适用性要求，但其是否满足承载力要求还并不确定;刘土润^[9]对1块24m跨度的双T板所进行的性能试验(检测用荷载标准组合值为6.04kN/m²)中，试验荷载最大值直接取为荷载设计值，并得到了承载力合格的结论，然而，此结论若按验收规范的要求来看则明显偏不安全。

　　 为了便于装配式建筑的标准化设计，工程师进行结构设计时通常采用的是“选择型号”的方法:每一种双T板型号都对应固定的截面、跨度、配筋、材料、适用荷载等参数，工程师只需根据实际荷载情况选择合适的型号即可，而对应的单T板则设计为该型号双T板退化后的构造。美国预制/预应力混凝土协会编写的《PCI设计手册》^[10]和中国建筑科学研究院与同济大学编写的09SG432系列图集^[6,7]都提供了相应的双T板型号及设计参数，其中，美国《PCI设计手册》的设计方法由于基础规范、材料性能及产品质量等差异无法直接移植于我国相关规范，而我国09SG432系列图集^[6,7]又主要针对标准化工业厂房，不适用于近年来从美国引入的全装配式停车楼结构以及其他应用非标准构件的装配式商业建筑。因而，09SG432系列图集^[6,7]并不能覆盖所有工程，其中配套的检验方法也无法完全满足工程需求。

　　 另一方面，09SG432系列图集^[6,7]采用的是基于“设计性能”的检验思路，可以根据已有构造确定所需的检测指标，工程师可以通过图集编制的表格很方便地选取指标。然而，这种检测方法在某些情况下显得过于严格，如装配式建筑中，为保证模数化，个别构件的设计并不是最优设计，其荷载设计值(需求)可能远小于其承载力(性能)，若采用第二种思路对其进行性能检验，则会出现所需荷载过大而无法实施的情况，而且，倘若所需的性能指标并不精准或难以评估(如非标准双T板)，则会导致不合理的检验结果。此时，基于“设计需求”的检验思路更为合适。

　　 本文结合某全装配式停车楼项目，对4组共12个不符合09SG432系列图集^[6,7]构造的非标准双T板进行了结构性能检测试验，验证了该非标准构件在停车楼结构中的适用性，并对性能检测试验的检测指标、试验装置进行探讨。

　　 某全装配式停车楼结构(图1)采用了大型双T板-框架-剪力墙结构体系，预制率达90%以上，宽度为103.975m，长度为132.40m，地上7层，局部地下1层，建筑高度为24.00m。结构采用了预应力双T板为主要水平承重构件，其两端采用干式连接方式，构件还需后浇80mm厚的混凝土面层以加强结构整体性，承载力计算时不考虑混凝土面层的有利作用。根据实际工程，选取了4种不同型号的双T板试件进行结构性能检测试验，包含2种双T板试件和2种单T板试件，试件按型号分为A,B,C,D共4组，每组含3个试件，试件编号及对应的构造尺寸如表1所示，图2为试件的截面构造，其中，I₀,A₀,y₀分别为构件截面的惯性矩、截面面积、中和轴位置高度(已考虑受力钢筋面积换算成混凝土面积的影响)。

　　 试件采用强度等级为C50的混凝土制作而成(回弹仪测得的混凝土平均抗压强度为58.5MPa)，采用1×7^S15.2mm型钢绞线先张法施工来施加预应力，构造钢筋均采用三级钢筋，根据实际工程情况，试件还后浇了80mm厚混凝土面层，试件性能计算时需用到的材料参数如表2所示。

　　 试件设计的荷载参数包含“设计性能”与“设计需求”两方面内容:

　　 (1)“设计性能”方面，试件的关键设计参数以及性能指标都已列于表3中。其中，基本组合荷载限值Q_d,lim为由试件正截面抗弯承载力^[11]换算得到的极限均布荷载，标准组合荷载限值Q_k,lim与准永久组合荷载限值Q_q,lim则为分别按照式(1),(2)换算得到的均布荷载限值(其中M_k,lim,M_q,lim分别为Q_k,lim,Q_q,lim产生的跨中弯矩，W₀为换算截面模量)，Q_cr为开裂荷载理论值。

　　 (2)“设计需求”方面，各组试件在工程中需要承受的荷载如表4所示。其中，等效自重标准值Q_G由双T板和后浇混凝土面层提供，可变荷载标准值为3.2kN/m²,Q_d,Q_k,Q_q分别为荷载设计值、标准值及准永久值，准永久值组合系数取0.6。

　　 试验制作了专门的滑动铰支座和固定铰支座以模拟试件的简支受力状态，如图3所示。

　　 通过堆放红砖的方式来模拟均布活荷载。试验准备阶段中，在双T板上进行划线，将板面分成若干个用于红砖堆放的区格，每个区格之间纵向间距0.2m。加载时，采用分级加载制度，A组试件共12级，B,C,D组试件共13级，图4展示了各试件每层砖的排布情况，每一级荷载即2层砖的荷载，所有试件的最终总均布荷载(包含自重)为20kN/m²左右，基本都达到了1.55倍荷载设计值。表5为试验的加载制度。

　　 如图4所示，试件的支座端、跨中及四等分点的位置均布置了位移计，用以测量试件的挠度。计算跨中挠度时，活荷载引起的挠度Δ_l由式(3)得到:

　　 式中:为跨中位移测值的平均值;分别为各端部位移测值的平均值。

　　 事实上，试件的实际挠度Δ还包括自重引起的挠度，然而此值在性能检测试验中并不好测量，可以通过理论计算的方法得到(式(4a)):

　　 式中:b为双T板宽度;l₀为双T板净跨;I₀为双T板折算截面惯性矩。

　　 需要注意的是，混凝土弹性模量E_c的取值可能会对结果造成一定的影响，验证其取值是否合理，可以将试验挠度曲线与理论挠度曲线进行对比，如果弹性段吻合较好，则说明该混凝土弹性模量的取值合理。

　　 考虑自重的跨中总挠度也可以根据式(4b)计算:

　　 式中:Q_b为加载至构件出现裂缝的前一级荷载;Δ_l,b为对应的跨中挠度测值。

　　 上述测量方法的计算较为简便，但是其精度受试验条件的影响较大，例如，当Q_b比Q_G小很多时，挠度测值Δ_l,b绝对值较小，相对误差很大，再按式(4b)转化为总挠度时，误差又被进一步放大。另外，裂缝出现时刻的判断是否准确也直接影响该计算结果，因而该方法在一些情况下不易得到准确的挠度结果。基于上述原因，本文采用式(4a)计算挠度值。

　　 图5展示了施加第1级荷载时的砖堆布置与位移计布置的现场情况。

　　 为了防止砖堆过高而发生侧向倾覆，在试件的两侧设置了由槽钢底座和空心钢管组成的限位支架，如图6所示。

　　 跨度较大的A组试件及C组试件在试验中都出现了裂缝，但裂缝宽度均未达到1.5mm，也未出现混凝土压碎现象，因而试件在试验中并未达到承载力极限。

　　 A组试件的荷载加载到4级时(总荷载为10.09kN/m²)，首先在跨中的肋梁底部发现微裂缝，随着继续加载，裂缝沿竖直方向向上开展，当荷载加至12级时(总荷载值为19.42kN/m²)，裂缝已非常明显，裂缝宽度达到0.7～0.8mm，此时裂缝已从底部延伸至肋梁与板面结合处(图7)。

　　 C组试件C1～C3裂缝均从第9级荷载(14.19kN/m²)时开始出现，与A组试件类似，裂缝同样发生在跨中肋梁底部，并沿竖直方向向上开展，当荷载加至13级时(总荷载为17.83kN/m²)，裂缝宽度达到0.3～0.4mm(图8)。

　　 对于跨度较小的B组和D组试件，当加载到13级荷载时，并没有观察到裂缝的产生，当然，也远未达到承载力极限，这主要是因为最终荷载基本达到1.55倍荷载设计值，已满足工程需要，且继续加载将增加砖堆过高而引起倾覆的几率，故并未加载至承载力极限。

　　 将挠度测值按式(4a)转化为考虑自重的总挠度，并将测量的挠度曲线与用E_cI₀算得的理论挠度曲线按组分别绘制于图9～12。可以看出，开裂前各试件的实测挠度曲线与理论挠度曲线基本吻合，这说明式(4a)所取的混凝土刚度值是合理的。

　　 图9～12还对各组试件的开裂荷载理论值、极限荷载理论值以及实测开裂点进行了对比。结果表明:

　　 (1)A组与C组试件的实测开裂荷载略大于理论值，说明抗裂能力的理论分析结果是比较准确的。

　　 (2)A,C与D组试件的最终荷载虽然未达到承载力极限，但此荷载已远高于极限荷载理论值(按正截面抗弯承载力换算得到的极限均布荷载)，这说明极限承载力的理论分析结果偏保守，也可初步反映双T板按照常规预应力构件进行设计是合适的。

　　 (3)所有荷载基本都加载到了1.55倍设计荷载以上(C组试件为1.53倍设计荷载)，满足基于“设计需求”的检验要求。

　　 双T板的结构性能检验的内容包含3个部分，即承载力检验、挠度检验和抗裂检验。但是，在基于“设计需求”和“设计性能”的两种检验思想下，会产生两个不同的检验标准，究竟哪种标准更合理，将是本文需讨论的内容。

　　 验收规范中规定，承载力检验可按式(5)或式(6)进行。

　　 式中:γ_u⁰为试件荷载实测值与荷载设计值的比值;γ⁰为结构重要性系数，本文取1.0;[γ_u]为承载力检验系数允许值，根据不同的极限状态标志取1.20～1.55;η为构件承载力设计值与荷载设计值引起的内力之比。

　　 式(5)是一种基于“设计需求”的检验标准，其含义为:

　　 图12中已标记了各试件基于“设计需求”的承载力检验标准，其中[γ_u]取1.55。

　　 而式(6)则是一种基于“设计性能”的检验标准，09SG432系列图集^[6,7]中的检测指标就是根据这一标准确定的，其含义为:

　　 试验中4组试件虽然都未达到破坏状态，但是从已有数据可以看出，A,C,D组试件的实际承载力比承载力设计值Q_d,lim分别提高64.9%,29.9%,27.9%，分别是荷载设计值Q_d的1.765,1.528,1.765倍以上，而B组试件虽未加载到承载力设计值，但已达到了荷载标准值的1.897倍，从实际工程的角度出发，各组试件均满足工程需要。而从性能检测指标的角度来评判，则有如下结果:

　　 若按照基于“设计需求”的检验标准，由于12个试件在1.55倍设计荷载下均未达到极限状态(C组试件接近1.55倍设计荷载)，因而可以得到“试件承载力全部合格”的结论。

　　 若按照基于“设计性能”的检验标准，由于只有A组试件的最终荷载为1.649Q_d,lim，而B,C,D组试件的荷载最终分别止步于0.514Q_d,lim,1.299Q_d,lim,1.279Q_d,lim，既没有达到破坏状态，又未达到1.55Q_d,lim，无法对其承载力检验结果做出判断，因而不能从B,C,D组试件的试验得到关于承载力的检验结论。

　　 综合上述两种判断，A,C和D组试验都满足基于“设计需求”的检验标准，而且，最终荷载都大于试件的承载力极限值，意味着这3组试件不仅能够满足正常工作的要求，也能达到设计师的预期期望，因而该试验结果可以充分表明“试件合格”;B组试件的检测试验只能说明该试件可以正常工作，但是不能说明试件达到预期设计性能，虽然可以认为B组试件“承载力合格”，但该结论的可靠性弱于A,C,D组试件。

　　 根据上述分析，本文提出一种对于双T板承载力检验更为合理的指标，即:

　　 该检验指标主要基于“设计需求”的思路，因而检验荷载只需加载到必要的程度即可，不要求试件都达到09SG432系列图集^[6,7]中基于“设计性能”的承载力检测指标，既满足实际工程需求，又防止出现所需荷载过大而堆载困难的问题。同时，该指标又要求对极限承载力进行“弱化”后的检验，可以一定程度上保证构件能达到预期设计性能。

　　 与承载力检验的评定方法不同，挠度检验应同时满足“设计需求”与“设计性能”。

　　 “设计需求”方面，需检验构件能否满足使用极限状态下的挠度限值。由于双T板为预应力构件，应该考虑预应力反拱对变形控制起到的有利作用，预应力反拱值可采用理论方法并考虑预应力长期作用进行计算，具体检验公式见式(9)。

　　 式中:a_s⁰为按式(4a)得到的荷载标准值下的总挠度;[a_s]为挠度检验允许值;N_p0和e_p0分别为混凝土预加力及作用点偏心距。

　　 “设计性能”方面，需检验构件抗弯刚度是否满足设计要求，这种检验的实质是通过判断刚度是否明显下降来反映构件是否发生开裂等现象，具体检验公式见式(10)。

　　 式中Δ_l^k，[Δ_l^k]分别为荷载标准值下的挠度测值(不包含自重作用)及其允许值。

　　 表6列出了挠度检验结果，可以看出，12个试件皆满足挠度检验的验算要求。其中，在考虑初始反拱的有利条件下，9m和17m跨度板的挠度分别仅为设计限值的13%～20%,53%～56%。

　　 09SG432系列图集^[6,7]对双T板的挠度仅检验“设计性能”是否满足条件，却忽略了“设计需求”的检验，这种做法是否合理，还值得商榷。因为，基于“设计需求”的挠度检验是用来评估构件能否满足舒适度要求，而基于“设计性能”的挠度检验则是通过观察刚度的下降程度来判断双T板在正常使用状态下是否发生开裂等现象，两种检验方式的侧重点是不同的。所以，对于挠度检验应同时满足“设计需求”与“设计性能”的要求。

　　 验收规范对预制构件的抗裂检验进行了如下规定:

　　 式中:γ⁰_cr为开裂荷载实测值与荷载标准值之比;γ为混凝土截面抵抗矩塑性影响系数。

　　 这是一种基于“设计性能”的检验方式，式(11)的含义为开裂荷载实测值Q⁰_cr不小于0.95倍开裂荷载理论值Q_cr，即:

　　 A,C两组试件分别在荷载为10.09kN/m²和14.19kN/m²时发现微裂缝，分别比开裂荷载理论值提高12.6%,37.8%，满足式(12)要求;D组试件加载至最终荷载19.69kN/m²(大于开裂荷载理论值14.25kN/m²)时并未发现裂缝，说明其实际开裂荷载比理论值提高至少38.2%，亦满足式(12)要求;因而A,C,D组试件都满足验收规范的抗裂检验要求。而B组试件却在荷载达到开裂荷载理论值(29.72kN/m²)之前便已提前结束，根据验收规范的检验方法并不能得到B组试件的抗裂检测结果;但是，B组试件的最终荷载(20.75kN/m²)已远大于正常使用状态下的荷载标准值(8.58kN/m²)，说明该组试件开裂荷载远大于正常使用状态下的荷载标准值，按照基于“设计需求”的检验思路，则完全可以认为该组试件是合格的。

　　 对于B组试件，开裂荷载设计值(性能)远大于正常使用荷载(需求)，采用基于“设计性能”和“设计需求”的检验思路所得的结果可能完全不同。事实上，完全按照验收规范中基于“设计性能”的检验指标来做判断其实并不合适，因为性能检测试验的最终目的是保证构件满足工程需要，而并不是刻板地要求其与“设计性能”完全吻合，尤其是在“设计性能”未知或难以评估的情况下(非标准双T板)。所以，基于“设计需求”的检验思路或许更为合适(式(13))。从该“设计需求”的检验思路来看，A,B,C,D组试件的实测开裂荷载比荷载标准值分别提高16.9%,141.7%,54.4%,124.7%以上，说明试件皆满足抗裂要求。

　　 本文建议在一般情况下，抗裂检验仍应按照验收规范的方法进行检验(式(11)或式(12))，但当构件开裂荷载设计值远大于荷载标准值(以短跨构件为主)或开裂荷载设计值未知的条件下，可按式(13)进行检验。

　　 大型双T板的性能检测试验需要综合考虑现场加载条件，选择合适的荷载施加方式，目前，有关大型双T板性能检测试验的荷载施加的途径有很多，如采用液压千斤顶、大型混凝土试块、小型砌块、沙袋等，这些荷载施加方式具备各自的优点，同时也存在相应的局限:

　　 (1)通过液压千斤顶施加荷载(图13)其优点是荷载数值连续可控;缺点是不利于均布荷载的模拟，需采用等效荷载的方法对实际荷载进行模拟，且试验需在工厂中进行，对设备的要求较为苛刻。

　　 (2)通过大型混凝土试块施加荷载(图14)优点是加载快捷、试块就地浇筑，施加荷载较大，试件容易达到破坏极限;缺点是相邻荷载等级之间跨度过大，难以准确获得开裂荷载、裂缝发展过程等关键数据。

　　 (3)通过沙袋施加荷载(图15)优点是加载较为方便，相邻荷载等级间跨度相对较小;缺点是沙袋堆放和排布由人随意控制，实际荷载并非严格的均布荷载，而且由于沙袋较重，导致人力强度较大。

　　 (4)通过小型砌块施加荷载(图16)优点是加载很方便、人力强度低、可就地取材，荷载等级划分的灵活度大，试验现象的观测较为连续，均布荷载形式较为理想;缺点是砌块容重较低、施加的荷载值受限，当砌块堆放到一定高度时，由于下方构件变形，可能导致砌块堆倾覆。

　　 本文试验中采用的是第4种荷载施加形式，荷载分级达到13级，可以细致地观察构件的变形及开裂过程，其优点显而易见，然而，荷载限值较低的问题也同样明显。但是综合考虑试验效果、设备成本、操作难度等因素，小型砌块荷载施加方式非常适合双T板这类大型受弯构件的性能检测试验。当然，若条件允许，采用反力架结合液压千斤顶施加等效荷载方式将更有利于预应力混凝土双T板性能数据的获取。

　　 (1)结合某全装配式停车楼项目，对4组共12个不符合09SG432系列图集^[6,7]构造的非标准双T板进行了性能检测试验。试验采用了简支支撑装置和砖块分级加载方式，虽然未得到试验的极限破坏状态，但可以得到承载力的下限值。结果表明，试件实测承载力高于荷载设计值52.8%～89.7%，高于承载力设计值27.9%～64.9%;开裂荷载高于荷载标准值16.9%～141.7%，高于理论值12.6%～38.2%;考虑初始反拱的有利条件下，9m和17m跨度板的挠度分别仅为设计限值的13%～20%,53%～56%。

　　 (2)从“设计需求”和“设计性能”两方面角度，针对装配式混凝土结构工程中预应力双T板的性能检测试验方法进行了对比分析。试验中，试件皆满足基于“设计需求”的承载力、挠度、抗裂检测指标，但部分试件并未达到基于“设计性能”检验方法的加载要求。

　　 (3)根据双T板性能检测试验的实际情况，并考虑荷载施加方式的适用性和可行性，指出在某些情况下，09SG432系列图集^[6,7]或验收规范中以“设计性能”为基础的检验思路对于实际工程应用来说要求过于严格，降低了试验的可操作性，容易形成不合理的判断结果。为此，对09SG432系列图集^[6,7]与验收规范的检测评定指标进行了评价，并给出基于“设计需求”检验标准的建议。