结构试验第五章BYLWS(ok)

1第五章结构单调加载静力试验234565.1概述单调加载静力试验是结构试验中最基本、最大量的一种试验™短时期内对结构进行一次性平稳地连续加载，荷载从“零”开始一直加到结构破坏™短时期内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构破坏7™主要用于观测和研究结构承受静荷载作用下的基本性能5.1概述拉、压、弯、剪、扭等及其组合作用强度、刚度、抗裂性、稳定性等荷载—变形荷载—裂缝变形—时间等次应力、内力重分布、薄弱环节对结构整体的影响等89电液伺服作动器1011作动器作动器12作动器作动器13作动器作动器作动器14作动器15地铁隧道衬砌整环试验165.2单调加载静力试验的加载制度™结构受力性能与受荷载时间的关系™试验加载制度主要是指试验时的荷载与时间的关系加载速度的快慢加载时间间歇的长短荷载分级大小加载卸载循环次数17典型的单调加载程序预载分级加载恒载分级卸载超载空载破坏18预载™目的使结构进入正常工作状态™检查全部试验装置和试验仪表设备的可靠性™对试验起预演作用™要严格控制加载量，不超过试件开裂试验荷载计算值的70％19分级加载™目的：控制加载速度，便于观测结构变形—荷载关系短期试验荷载值Pd20％Pd10％Pd开裂试验荷载计算值的90％5％Pd接近承载力检验荷载时Pu5％Pu20自重的影响™试验加载尚应注意考虑结构自重的影响，作为试验荷载的一部分，作用在结构上的加载设备的重力，应在施加的荷载中扣除，并不宜大于使用状态试验荷载值的20％21加卸载时间间歇™施加各级荷载的间歇时间长短，取决于结构变形发展情况——变形充分发展™混凝土结构每级荷载间歇时间不应少于10分钟™钢结构试验每级荷载间歇时间可少于10分钟™测试读数稳定后施加下一级荷载22恒载™目的：观测结构在某种荷载状态下的变形发展短期试验荷载作用30min变形和裂缝宽度开裂荷载作用30min是否开裂？新结构或跨度大于12m的构件12hr直至变形稳定23分级卸载™级距可以放大，可取使用状态短期试验荷载值的20～50％24空载™目的：观测结构残余变形恢复情况和残余变形值™空载时间一般为恒载时间的1.5倍新结构或跨度大于12m的构件18hr直至变形稳定混凝土结构45min25265.3基本构件的单调加载静力试验z5.3.1受弯构件的试验z5.3.2压杆与柱的试验275.3.1受弯构件的试验™试件安装和加载方法P28试件安装和加载方法™单向板和简支梁是受弯的典型构件™一般采用简支正位试验，注意支承的模拟™均布荷载—用重物直接加载™内可用液压加载器通过分配梁实现集中加载™采用等效荷载试验时，注意强度等效和刚度等效的修正29试验项目和测点布置1）挠度测量™测量构件的最大挠度和弹性挠度曲线™线向五点布置原则，沿跨度布置5～7个测点，由各点挠度值的联线求得弹性挠度曲线™挠度测量必须考虑支座沉降和局部压缩变形的修正™对于宽度较大的构件，须在宽度方向布点3031试验项目和测点布置2）应变测量™受弯构件由弯矩产生应变，应变测点应布置（1）在正负弯矩最大的截面（2）弯矩有突变的截面（3）截面特征变化的截面32应变测量™为量测由弯矩产生的应变，应在截面上下边缘布点，可布置在截面的对称轴上。™对于非匀质的钢筋混凝土梁，必须沿截面高度布点量测，截面上的应力分布规律—按线向五点布置原则™如截面较高，可增加测点数目33应变测量(1)单向应变测量P34应变测量(2)平面应变测量弯曲应变弯曲应变+剪切应变？应变校核测点35应变测量(3)钢箍和弯筋的应变测量(4)梁的翼缘和孔边应变的测量(5)校核测点布置™校核试验结果™误差修正™布置于相同环境条件的零应力状态36试验项目和测点布置3）裂缝观测™应变仪连续布点法与量测裂缝的原理™斜截面主拉应力裂缝的观测试验项目和测点布置37试验项目和测点布置4）受弯构件塑性铰测量结构抗震要求由屈服后的变形确定延性系数，超静定结构研究塑性内力重分布(1)量测钢筋达到塑性时的应力分布规律及塑性区长度(2)量测混凝土受压极限变形和受压塑性区范围385.3.2压杆与柱的试验1）试件的安装与加载39试件的安装与加载™试件安装可采用正位或卧位的试验方案™注意受力边界条件的模拟(铰支或固端的模拟)™几何对中与物理对中40试验项目与测点布置(1)侧向挠度及变形曲线的测量与受弯构件相似——五点布置原则(2)截面应变分布与受拉钢筋应变测量构件中部沿截面高度布置5～7个应变测点受拉区钢筋应变采用内部电测方法(3)偏心受压构件的压区应力图形测量—应变测力板(由环氧水泥＋贴有应变计铝板的测力块组成)415.4扩大构件的单调加载静力试验™5.4.1预应力混凝土屋架试验™5.4.2薄壳和网架结构试验425.4.1预应力混凝土屋架试验1）试件安装和加载™屋架试验一般均采用正位试验，当现场试验受条件限制时，可采用成对试件的卧位试验™屋架试验大部分是采用液压系统进行加载，液压加载器作用于屋架各节点，可采用多点同步液压加载方法43屋架的特点与试验支撑1）跨度大2）结构出平面刚度小3）杆件系统，构件受轴向力作用™为保证屋架出平面的稳定，必须采用侧向支撑，但不影响屋架受载后在平面内的竖向变位44试验项目与测点布置1）屋架挠度和节点位移量测测量上下弦节点位移，当杆件有节间荷载作用有局部弯曲时，测量杆件中央相对于两端节点的最大位移。量测屋架出平面侧向挠度45试验项目与测点布置2）屋架杆件的内力测量™杆件内力测点一般布置在杆件中部，避免节点刚度影响™研究节点对杆件的影响，则应将测点布置在靠近节点的截面™注意不能将测点布置在节点或节点板上，因该处截面作用面积不明确46试验项目与测点布置3）屋架端节点的应力分析™端部节点受力复杂，必须布置三向应变测点，通过应变分析求得正应力，剪应力的数值和主应力的方向™上下弦杆交接的豁口处，按孔边应力测量布点47试验项目与测点布置4）预应力锚具性能测量™测量预应力锚具工作性能及其对端节点的影响。在混凝土表面布置应变测点，量测端节点混凝土受锚头作用时的压缩变形及横向受拉变形48试验项目与测点布置5）屋架下弦预应力钢筋张拉应力与屋架反拱测量™在施工张拉预应力钢筋时，量测钢筋应力(校核张拉值及预应力损失)™量测预应力钢筋对下弦混凝土作用的预应力值™量测预应力产生的屋架反拱挠度49试验项目与测点布置6）裂缝测量™量测开裂荷载值，裂缝宽度505.4.2薄壳和网架结构试验™生产性试验——综合鉴定设计施工质量，对薄壳和网架进行现场试验™科研性试验——大部分采用缩尺模型进行试验研究™模型比例λ=15120~5152薄壳试验加载方法™多采用多点集中荷载模拟均布荷载1）均布荷载直接施加于壳面由壳面预留洞孔直接悬吊荷重、用特制三角加载架施加多点荷载2）杠杆加载3）液压多点加载，适用于要求荷载量大及进行破坏试验4）气压加载，多采用抽真空利用压差加载53网架试验加载方法1）用水作为均布荷载2）网架节点施加集中荷载，直接吊重或通过分配梁用杠杆加载3）液压多点加载通过分配梁对节点施加多点集中荷载54薄壳结构试验项目与测点布置1）挠度测点™在壳面双向布点，测量结构的挠曲面，要求用至少52＝25个测点™结构和荷载对称性，在壳面的1/2，1/4或1/8的区域内布置测点，在对称区域内布置适当校核测点。55薄壳结构试验项目与测点布置2）应变测点™园柱形壳体：测量壳面单向应变™双曲扁壳：布置应变花™加肋扁壳肋上布置单向应变测点™结构和荷载的对称性，薄壳的侧边构件可按梁式构件布点原则布置测点56575859网架结构试验项目与测点布置1）挠度测点：可沿主轴方向沿各桁架布置在下弦节点，求得及各向桁架挠度曲线2）应变测点：上下弦杆、腹杆、竖杆及支座竖杆上3）结构和荷载对称，在结构的1/2、1/4、1/8或1/6、1/12区域内布点，并在其对称区域内布置校核测点60实习报告要求二：进一步考虑1、2、3、……4、若要知道该建筑结构楼面承载能力，进一步考虑加载方法和测试方法5、查询相关文献资料.6、……6162