结构静载实验-3

结构测试技术结构静载试验内容列表(1)结构试验的加载设备(2)试验装置的支座设计(3)应变测试技术(4)静载试验用仪器仪表(5)试验准备与实施(6)结构静载试验示例试验准备与实施试验大纲是控制整个试验进程的纲领性文件，而试验方案则是在试验大纲指导下具体实施试验的设计文件。一般包括：(1)概述(2)试件设计及制作工艺(3)加载方案与设备(4)测试方案和内容(5)安全技术措施(6)试验组织管理(7)附录试件设计结构试验的试件可以是整体结构或结构的一部分，或结构中的构件。一般可以将结构试验的对象通称为试件。1、试件形状试件形状设计的基本要求是在规定的荷载条件下，试件的受力特征可以反映实际结构的受力特征，实现试验目的。可分为基本构件和结构试件两类。基本构件指结构体系中的梁、柱、板、杆等。结构试件包括单一结构如双向板、剪力墙、壳体等和由基本构件组合而成的结构。试件设计DDCCBBAAEEEE(a)(b)NNAA(c)NNBBEEEE(f)NNEEEE(g)(d)CC(e)DD(h)NN(i)NN框架结构中的梁柱和节点计划试件试件设计无梁平板结构中板柱节点试件试件尺寸试件尺寸与实际结构尺寸相同时，称为真型试件或足尺试件，试件尺寸明显小于实际结构尺寸时，称为模型试件。砼结构：以研究构件或截面力学性能为主要目的时，预应力混凝土和钢筋混凝土试件的尺寸由材料特性所要求的最小尺寸控制。钢结构：为消除尺寸效应的影响，钢结构一般选择与实际结构相同或相近的尺寸，螺栓和焊缝。砌体结构：砌体结构的尺寸需满足块体和灰缝尺寸的基本要求。试件数量与试验参数结构试验的目的以及试验参数的选取决定了试件的数量。在生产性和鉴定性结构试验中，试验目的是检验试验对象的力学性能是否满足规范要求和设计要求。在研究型结构试验中，试件的数量由试验目的所规定的试验参数决定。全组合方法与正交试验法。试件构造设计(1)对于钢筋混凝土和预应力混凝土试件，在集中荷载作用点和支座部位预埋钢板，防止局部破坏。(2)对于砌体受压试件，上下表面平整度要求。PP分配梁地脚螺栓反力梁梁、柱、框架和桁架试件局部加强混凝土垫块砌体试件预制钢筋混凝土垫块上的砌体试件构造设计(3)钢结构一般在端部焊接钢板，或在端部焊接铰链。(4)为测量混凝土内部应变和温度，需要预埋传感器。钢结构节点试验加载和观测方案结构静载试验可分为短期荷载试验和长期荷载试验。在短期荷载试验中，又可分为单调加载试验和反复加载试验。1、静载试验和加载制度试验加载制度是试验实施过程中荷载施加程序和步骤，可以认为是施加荷载与时间的关系。加载和观测方案单调静载试验的加载程序-分级加载制度加载和观测方案分级加载制度中，每一级荷载增量大小和分级的数量，应根据试验目的和类型来确定，对于砼结构，(1)根据试件的受力特点和要求，计算试件的使用状态短期试验荷载值。每级不宜超过20%。(2)为了准确捕捉开裂荷载，对于研究性试验，加载到达开裂荷载计算值的90%后，每级加载值不宜超过5%。对于检验性试验，荷载接近抗裂检验荷载时，每级荷载不宜大于该值的5%。(3)对于研究性试验，加载到达承载能力试验研究计算值的90%以后，每级加载值不宜大于短期荷载值的5%，对于检验性试验，加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力检验荷载的5%。(4)每级卸载值可取为短期荷载值的20%～30%，卸载后在构件上的剩余值宜与加载时某一荷载值对应。在混凝土分级加载制度中，应按照统一的标准来选取每级加载和卸载的荷载持续时间，加载和观测方案(1)每级荷载加载和卸载后的持续时间不少于10min，宜相等。(2)如果试验要求得到结构或构件的正常使用极限状态的性能指标，如变形和裂缝宽度，在使用状态短期试验荷载作用下的持续时间不少于30min。(3)对于预应力混凝土结构或构件，在开裂试验荷载计算值作用下持续时间宜适当延长。(4)在现场对混凝土结构进行试验时，对新型结构或构件、大跨结构或其它重要结构，在使用状态短期荷载作用下的持续时间不宜少于12h。空载时间长度应为使用状态短期试验荷载持续时间的1.5倍。加载和观测方案线张式挠度计倾角仪加载拉力杆实验框架分配梁大量程百分表倾角仪反力墙线张式挠度计伺服作动器反力梁千斤顶底座带滚轴倾角仪支座百分表加载拉力杆实验框架大量程百分表倾角仪地脚螺栓反力墙线张式挠度计伺服作动器线张式挠度计框架试验试验观测方案设计按照试验的目的和要求，试验观测方案应包含以下内容：(1)确定观测项目。在结构静力荷载试验中，测量的项目包括荷载、位移、转角、应变、裂缝分布与宽度。(2)选择测量范围、布置测点位置。测点的选择必须要有代表性，所选测点得到的数据能够说明结构的受力性能。(3)选择测量仪器仪表，试验中选用的仪器仪表必须能满足观测所需的精度与量程要求。电测法的适应性不如机测法。试验前的技术准备工作试验前的技术准备工作：(1)材料力学性能测定。混凝土开裂荷载的计算要用到混凝土的抗拉强度。(2)试件安装就位。清理、检查、测量、布点、安全、对中以及坐浆。(3)安装加载设备和测试仪表。加载设备、测力传感器、荷载分配系统、仪表架、平面外支撑、安装、划线、布点。示例1：钢筋砼简支梁静载实验P简支梁的静载试验的加载方式•承载能力+变形性能•固定铰与滚动铰•分配梁+千斤顶，避免拱作用•纯弯段与弯剪段等效荷载示意图示例1：钢筋砼简支梁静载实验()a()bPPPf3f2f1fmax123PPP12345f1f2f3f4f5钢筋混凝土简支梁静载试验fc＝f3－(f1+f5)/2梁的中点挠度实测值：示例1：钢筋砼简支梁静载实验PPhh1h2h3h4h5h0+-(a)PPh(b)P0123132PPh(c)P012443213(a)混凝土表面应变测点布置和量测；(b)）弯起钢筋应变测点布置和量测；(c)箍筋应变测点布置和量测测量应变的仪表在混凝土梁上的布置主要观测受压区混凝土最大压应变、纵向受拉钢筋应变、抗剪试验中箍筋和弯起钢筋的应变、沿截面高度的应变变化、T型截面梁沿翼缘宽度的应变变化、混凝土受拉开裂时的应变等。示例1：钢筋砼简支梁静载实验(a)开槽粘贴电阻应变计(b)开槽安装杠杆引伸仪(c)在钢筋上焊脚标以使用手持应变仪测量钢筋混凝土构件内钢筋应变的方法示例1：钢筋砼简支梁静载实验图3.78钢筋混凝土柱的试验装置及仪表布置1—支承架；2—挠度计；3—电阻应变计；4—柱试件；5—测力计；6—加载油缸；7—曲率仪•两端铰支座•立式门架加载和试验机加载•双刀铰支座和球型支座•几何对中与力学对中•观测项目•弯矩与侧移相关•完整应力-应变曲线获取偏心受压柱的卧位试验示例2：钢筋砼偏压柱静载实验示例3：钢筋砼板壳静载实验简支方板加载示意图(采用三层分配梁)示例3：钢筋砼板壳静载实验壳体结构的均布加载方法示例3：钢筋砼板壳静载实验用液压加载器进行壳体结构加载试验示例3：钢筋砼板壳静载实验板角锚固镙栓示例3：钢筋砼板壳静载实验502502502505025025025050250250250502502502501234567(9)(8)(10)挠度计测点,括号表示板底测点混凝土应变片位置143259678水平位移测点电子倾角仪测点板四角预留孔?20测点布置图0-0.10.10.20.30.40.50.6板边水平位移(mm)20406080100120140160荷载(kN)B10aB12aB8cB15cB20aB30a荷载—板边水平位移曲线结论：如果板边水平位移受到约束，双向板在受力初期，将产生中面压力，随着挠度加大，中面压力又转化为中面拉力。示例4：桁架结构静载试验桁架滚动支座构造形式1—桁架端部节点；2—上下钢垫板；3—半圆形支承板；4—圆钢屋架试验挠度测点布置图•正位加载、侧向支撑•支座反力中心线对准轴线交汇点•重物加载和多油缸同步加载•观测项目示例4：桁架结构静载试验屋架试验应变测点布置图•一部分为复杂应力状态的节点应变测试，另一部分为构件应变测试•屋架结构内力按各杆件均为铰接计算，上弦杆按连续梁计算次内力•上弦杆和腹杆的应变测点多于下弦杆件，上弦杆考虑弯矩和轴力，下弦杆考虑轴力示例4：桁架结构静载试验屋架端部节点上的应变测点布置•桁架节点受上弦杆和支座的压力以及下弦杆的拉力，以及下弦杆预应力的作用。示例5：砌体结构静载试验砌体脚标千分表砌体平均应变的测量砌体结构检验分为2类：1为柱和墙体的受压试验，2为墙体的受剪试验砌体试件的制作按《规范》要求，按砌体的组砌方式、错缝搭接、水平灰缝和竖向灰缝的饱满度等测试项目主要为砌体水平位移和应变示例6：楼面板静载试验示例7：桥梁静载试验