浙江省结构检测上岗证培训资料3.

试验观测方案•观测方案主要考虑解决下面的问题：•1．根据试验目的和要求确定项目与内容，选择观测部位、布置测点位置；•2．按照确定观测内容，选择合适的仪器、仪表；•3．确定试验观测方法与顺序、相关的补偿措施、校准方法等。试验观测方案•结构静载试验的目的是通过观测在试验荷载作用下结构的反应来了解结构的工作性能，包括：结构的刚度、强度、稳定性等，其中结构刚度是通过整体变形，即整体位移、挠度等反映，而强度则通过应力、裂缝等反映，稳定性也通过整体变形和局部变形来反映。因此，静载试验的观测项目，除了荷载的观测外，不外乎整体变形、局部变形、裂缝等，具体内容有：各种位移（包括转角位移）、挠度、应变、裂缝等。测点的选择和布置•测点的选择与布置应遵循以下原则•1．在满足试验目的要求的前提下，测点宜少不宜多，以便使试验工作重点突出。•2．测点的位置必须有代表性，便于分析和计算。•3．为了保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量的校核性测点。•4．测点的布置应考虑的试验工作的方便性和安全性。仪器选择与测读原则•选用仪器应考虑以下问题：•1．选用的仪器仪表，必须能满足量测所需的精度与量程要求，使用简单仪器仪表的试验就不要选用精密的。精密量测仪器的使用要求有比较良好的环境和条件，选用时，既要注意条件，又要避免盲目追求精度。•2．现场试验，由于仪器所处条件和环境复杂，影响因素较多，电测仪器的适应性就不如机械式仪表。但测点较多时，机械式仪表却不如电测仪器灵活、方便，选用时应作具体分析和技术比较。•3．结构试验的变形与时间因素有关，测读时间应有一定限制，必须遵守有关试验方法标准的规定，仪器的选择应尽可能测读方便、省时，当试验结构进入弹塑性阶段时，变形增加较快，应尽可能使用自动记录装置。•4．为了避免误差和方便工作，量测仪器的型号、规格应尽可能一致，种类愈少愈好。混凝土结构试验方法标准研究结构抗震性能的静载试验•结构承受地震作用，实质上是承受多次反复水平荷载作用。结构是依靠本身的变形来消耗地震作用输给的能量，所以结构抗震试验的特点是荷载作用反复，结构变形很大，试验要求做到结构构件屈服以后，进入非线性工作阶段，直至完全破坏。同时观测结构的强度、变形、非线性性能和结构的实际破坏状态。伪静力试验•因为设备和试验条件的限制，国内外大量的结构抗震试验都是采用伪静力试验方法。即假定在第一振型（倒三角形）条件下，给试验对象进行多次往复循环加载，试验时，可控制结构构件的位移（变形）或作用力（荷载量），形成对结构构件在正、反两个方向反复加载和卸载的过程，由于这种加载方式的每一加载过程的周期远远大于结构自身的基本周期，这实质上还是用静力加载方法来近似模拟地震作用，所以称为伪静力试验或伪静力试验，或直接称为低周反复加载静力试验。伪静力试验•通过伪静力试验，能获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能（恢复力特性）和破坏特征，也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力，进而为建立数学模型通过计算机进行结构抗震非线性分析服务，为改进现行抗震设计方法和修订设计规范提供依据。伪静力试验•这种试验方法的设备比较简单，甚至可用普通静力试验用的加载设备，加载历程可人为控制，并可按需要加以改变或修正，试验过程中，可停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器设备工作情况。由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远，不能反映应变速率对结构的影响，无法再现真实地震的要求。伪静力试验加载制度•单向反复加载制度•控制位移加载法μ周数屈服位移的倍数控制位移的变幅加载伪静力试验加载制度•单向反复加载制度控制位移的等幅加载伪静力试验加载制度•单向反复加载制度控制位移的等幅变幅混合加载伪静力试验加载制度•控制作用力加载法:力控制加载方法是在加载过程中以力作为控制值，按一定的力幅值进行循环加载。因为试件屈服后难以控制加载的力，所以在实践中，这种方法较少单独使用。•控制作用力和控制位移的混合加载法:混合加载法是先控制作用力再控制位移加载。先控制作用力加载时，不管实际位移是多少，一般是经过结构开裂后逐步加上去，一直加到屈服荷载，再用位移控制。开始施加位移时，要确定一标准位移，它可以是结构或构件的屈服位移，在无屈服点的试件中，由研究者自定数值。在转变为控制位移加载起，即按值的倍数值控制，直到结构破坏。00伪静力试验加载制度•双向反复加载制度•为了研究地震对结构构件的空间组合效应，克服采用在结构构件单方向（平面内）加载时不考虑另一方向（平面外）地震力同时作用对结构影响的局限性，可在X、Y两个主轴方向同时施加低周反复荷载。如对框架柱或压杆的空间受力和框架梁柱节点在两个主轴方向所在平面内采用梁端加载方案施加反复荷载试验时，可采用双向同步或非同步的加载制度。双向低周反复加载《建筑抗震试验步骤规程》规定制度•伪静力试验加载应采用控制作用力和控制位移的混合加载法。试件屈服前，按作用力（荷载）控制分级加载，在临近开裂荷载值和屈服时宜减小级差，以便准确得到开裂荷载值和屈服荷载值。在达到屈服荷载前，可取屈服荷载的50%，75%和100%控制加载。试件屈服后，按位移控制，位移值应取试件屈服的最大位移值，并以该位移值的倍数（延性系数）为级差控制加载。•正式试验前，应先进行预加载，可反复试验两次。混凝土结构预加荷载值不宜超过开裂荷载计算值的30%；砌体结构不宜超过开裂荷载计算值的20%。•正式试验时，宜先施加试件预计开裂荷载的40%~60%，并重复2~3次，再逐步加到100%。《建筑抗震试验步骤规程》规定制度•试验过程中，应保持反复加载的均匀性和连续性，加载卸载的速率宜保持一致。•施加反复荷载的次数，屈服前，每级荷载可反复一次，屈服后，宜反复三次。当进行承载力或刚度退化试验时，反复次数不宜少于五次。•对整体原型结构或结构整体模型进行伪静力试验时，荷载按地震作用倒三角形分布，施加水平荷载的作用点集中在结构质量集中的部位，即作用在屋盖及各层楼面板上。结构顶层为1，底部为零，中间各层自上而下按高度比例递减，液压加载器作用的荷载通过各层楼板或圈梁传递。伪静力加载试验观测布置•伪静力试验量测的项目一般宜包括下列各项：•（1）试验荷载值（开裂荷载、屈服荷载和极限荷载）和结构支承反力值；•（2）结构构件在每级荷载作用下的变形，包括挠度、位移、支座转角、曲率和剪切形等；•（3）结构主体材料混凝土和砌体的应变；•（4）结构构件主筋和箍筋的应变；•（5）结构构件钢筋在锚固区的粘结滑移；•（6）裂缝宽度及分布形态。墙体侧向位移的测点布置1－试件；2－位移计；3－安装在试验台上的仪表架；4－试验台座墙体试验观测:侧向位移、剪切变形、荷载-变形曲线、应变、裂缝、开裂荷载及极限荷载梁柱节点组合体的测点布置钢筋混凝土框架节点：梁端或柱端位移、梁端或柱端的荷载-变形曲线、塑性铰区段转角和截面平均曲率、节点核心区剪切变形、节点梁柱主筋与箍筋应变、梁内纵筋通过核心区的滑移量拟动力试验•拟动力试验方法是由计算机进行数值分析并控制加载，即由给定地震加速度记录通过计算机进行非线性结构动力分析，将计算得到的位移反应作为输入数据，以控制加载器对试验结构进行试验。结构拟动力试验示意图拟动力试验•结构拟动力试验试验步骤•给计算机输入某一确定性的地震地面运动加速度。•计算机按输入第n步的地面运动加速度、恢复力、位移及第n-1步的位移，由运动微分方程或求得第n+1步的指令位移。•加载器按指令位移对结构施加荷载。•在施加荷载的同时，加载器上的荷载传感器和位移传感器分别量测结构的恢复力和加载器活塞行程的位移反应值。•重复上述步骤，按输入第n+1步的地面运动加速度、恢复力、位移及第n步的位移，求得第n+2步的位移和恢复力，并继续进行加载，直至输入地震加速度时程所指定的时刻。