1、12 u单调加载静力荷载试验单调加载静力荷载试验u拟静力试验拟静力试验u拟动力试验拟动力试验u结构动力特性试验结构动力特性试验u结构动力响应试验结构动力响应试验u结构疲劳试验结构疲劳试验u结构风洞试验结构风洞试验u模拟地震试验台试验模拟地震试验台试验u天然地震试验天然地震试验静载试验静载试验动载试验动载试验l 单调加载静力荷载试验单调加载静力荷载试验l 结构动力特性试验结构动力特性试验l 结构动力响应试验结构动力响应试验l 结构疲劳试验结构疲劳试验l 结构风洞试验结构风洞试验l 拟静力试验拟静力试验l 拟动力试验拟动力试验l 模拟地震试验台试验模拟地震试验台试验l 天然地震试验天然地震试验静载
2、试验静载试验动载试验动载试验抗震试验抗震试验3 v定义：单调加载静力试验是指在短时期内对试验对：单调加载静力试验是指在短时期内对试验对象进行平稳的一次连续施加荷载，荷载从象进行平稳的一次连续施加荷载，荷载从“零零”开开始一直加到结构构件破坏，或是在短时期内平稳地始一直加到结构构件破坏，或是在短时期内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏到结构构件破坏v单调加载静力试验是最普遍的试验类型。单调加载静力试验是最普遍的试验类型。v单调加载静力试验主要用于模拟结构承受静荷载作单调加载静力试验主要用于模拟结构承受静荷载作用下观测和研究
3、结构构件的强度、刚度、抗裂性等用下观测和研究结构构件的强度、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。基本性能和破坏机制。4 单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。究结构受力性能的试验。荷载图式：荷载图式：荷载在构件上的布置形式（类型和分布方式）荷载在构件上的布置形式（类型和分布方式）;设计原则：设计原则：与理论计算图示一致或内力等效的荷载图示。与理论计算图示一致或内力等效的荷载图示。5即试验期间荷载与试件的关系（或称荷载谱），包即试验期间荷载与试件的关系（或称荷载谱），包含荷载
4、程序与荷载大小。含荷载程序与荷载大小。荷载程序三阶段荷载程序三阶段图图6-2 静载试验加载程序静载试验加载程序 预加载预加载 正式加载正式加载 卸载卸载 61 预加载预加载预加载的目的是：预加载的目的是：使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；关系趋于稳定；检验全部试验装置是否可靠；检验全部试验装置是否可靠；检验全部量测仪表工作正常与否；检验全部量测仪表工作正常与否；检查现场组织和人员的情况，使他们熟悉自己的任务和职检查现场组织和人员的情况，使他们熟悉自己的任务和职责，以保证试验工作顺利进行。责，以保证试验工作顺利进行。
5、预加载一般分三级；三次；每级取标准荷载的预加载一般分三级；三次；每级取标准荷载的2020；脆；脆性材料结构，不宜超过计算开裂荷载的性材料结构，不宜超过计算开裂荷载的7070(含自重含自重)。7 分级加载分级加载 分级加载目的：分级加载目的：加载速度易控制；加载速度易控制；变形易观测及分析；变形易观测及分析；各点加载易协调。各点加载易协调。图图6-2 静载试验加载程序静载试验加载程序 2 2 正式加载正式加载82 正式加载正式加载 分级：分级：正常使用荷载之前，每级加载值不应大于正常使用荷载正常使用荷载之前，每级加载值不应大于正常使用荷载的的20，一般分，一般分5级加至正常使用荷载；接近极限或开
6、级加至正常使用荷载；接近极限或开裂荷载时减小荷载范围增加次数。裂荷载时减小荷载范围增加次数。满载时间满载时间：标准短期荷载作用下的持续时间。混凝土及钢标准短期荷载作用下的持续时间。混凝土及钢30min。空载时间空载时间：受载结构卸载后到下一次重新开始受载之间的间歇时间受载结构卸载后到下一次重新开始受载之间的间歇时间称空载时间。称空载时间。混凝土混凝土45分钟；钢分钟；钢30分钟。分钟。93 卸载卸载卸载一般可按加载级距进行，也可以放大卸载一般可按加载级距进行，也可以放大1倍或倍或分分2次卸完。次卸完。10 1.1.试件的安装和加载方法试件的安装和加载方法v(1)(1)简支座与固定支座的实现简支
7、座与固定支座的实现v(2)(2)应尽量保证加载面与支承面平整（砂浆、垫沙应尽量保证加载面与支承面平整（砂浆、垫沙层、橡胶层、橡胶+钢板）钢板）v加载方法：千斤顶加载方法：千斤顶+分配梁最常见分配梁最常见v一般采用等效荷载的加载图式（按照所研究的界面一般采用等效荷载的加载图式（按照所研究的界面位置）位置）11 2.2.试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：1)1)挠度测量挠度测量v 梁的挠度梁的挠度f，Pf曲线、框架的曲线、框架的P曲线、节点的曲线、节点的P曲线曲线v 梁的真实挠度梁的真实挠度fv a)剔除支座位移；剔除支座位移；v b)对宽度较大的梁，两边对称贴片，以消除扭转的影响（支座偏心
8、、加载点对宽度较大的梁，两边对称贴片，以消除扭转的影响（支座偏心、加载点偏心）；偏心）；v c)挠度的预计大小（选择仪器的量程）。挠度的预计大小（选择仪器的量程）。12 2)应变测量应变测量v 一般在以下几个截面上：一般在以下几个截面上：M+max、M-max、l、y 或弯矩突变处；或弯矩突变处；v 贴片的原则：按应变梯度；受拉区少、压区密（如采用引伸仪则不用）；贴片的原则：按应变梯度；受拉区少、压区密（如采用引伸仪则不用）；一般情况下多采用不均匀布置的方法。一般情况下多采用不均匀布置的方法。v a)单向应力测定：单向片单向应力测定：单向片v b)平面应力测定：多个单向片、应变花平面应力测定：
9、多个单向片、应变花v c)箍筋和弯筋应力测量：预埋式和表面开槽式箍筋和弯筋应力测量：预埋式和表面开槽式v d)翼缘与孔边应力测量：连续贴片（力学分析结果）翼缘与孔边应力测量：连续贴片（力学分析结果）v e)校核测点：不受力位置，检验系统误差校核测点：不受力位置，检验系统误差 13 3）裂缝测量v 裂缝包括：弯曲裂缝、剪切裂缝、弯裂缝包括：弯曲裂缝、剪切裂缝、弯剪裂缝。剪裂缝。v 基于力学分析，在裂缝位置的垂直方基于力学分析，在裂缝位置的垂直方向布置测点。向布置测点。v 裂缝永远与裂缝永远与l垂直（事故处理常用原垂直（事故处理常用原则）。则）。v 裂缝出现的判别方法：目测；裂缝出现的判别方法：目
10、测；P曲线；应变值。曲线；应变值。v 最大裂缝宽度的测量方法：等弯矩段最大裂缝宽度的测量方法：等弯矩段选取选取3条，在纵筋水平位置处采用读条，在纵筋水平位置处采用读数放大镜或裂缝标尺。数放大镜或裂缝标尺。v 裂缝的标注方法：试验完毕后绘制裂裂缝的标注方法：试验完毕后绘制裂缝开展图。缝开展图。14偏压短柱试验测点布置1试件；2铰支座；3应变计；4应变仪测点；5挠度计 1.1.试件安装和加载法试件安装和加载法v 正位试验（试验机上或大型荷载正位试验（试验机上或大型荷载架上进行）、卧位试验（大型试架上进行）、卧位试验（大型试件）两端采用可动铰支座（反弯件）两端采用可动铰支座（反弯点截取试件模型），可
11、考虑点截取试件模型），可考虑P效应。效应。v 对受压构件的安装就位，关键在对受压构件的安装就位，关键在于对中：首先进行几何对中，再于对中：首先进行几何对中，再进行物理对中（通过应变测量，进行物理对中（通过应变测量，施加施加20-40试验荷载）。试验荷载）。15 2.2.试验项目和测点布置试验项目和测点布置v 试验项目：试验项目：P曲线、曲线、s、c、max等等，注意需要成对测量。，注意需要成对测量。v 为研究混凝土受压区的实际应为研究混凝土受压区的实际应力图形，可采用测力板进行测力图形，可采用测力板进行测定（右图所示）定（右图所示）(1)(1)将测力板浇筑在棱柱体试将测力板浇筑在棱柱体试件中进
12、行标定；件中进行标定；(2)(2)将测力板浇筑在试件中进将测力板浇筑在试件中进行测量。行测量。1-测力板;2-测力块;3-贴有应变计的铅板;4-填充块;5-水泥砂浆;6-应变计引出线图6-12 量测区压应力图形的测力板161.1.安装和加载安装和加载 屋架试验一般采用正屋架试验一般采用正位试验，即在正常安装位位试验，即在正常安装位置情况下支承及加载。由置情况下支承及加载。由于屋架平面外刚度较弱，于屋架平面外刚度较弱，安装时必须采取专门措施，安装时必须采取专门措施，设置侧向支撑，以保证屋设置侧向支撑，以保证屋架上弦的侧向稳定；侧向架上弦的侧向稳定；侧向支撑的位置应根据设计要支撑的位置应根据设计要
13、求确定，支撑点的间距应求确定，支撑点的间距应不大于上弦杆平面外的设不大于上弦杆平面外的设计计算长度，同时侧向支计计算长度，同时侧向支撑应不妨碍屋架在其平面撑应不妨碍屋架在其平面内的竖向位移。内的竖向位移。172.2.试验项目和测点布置试验项目和测点布置 屋架杆件应力应变测点布置屋架杆件应力应变测点布置屋架试验挠度测点布置屋架试验挠度测点布置18屋架杆件应力应变测点布置屋架杆件应力应变测点布置 屋架杆件内力测点布置屋架杆件内力测点布置屋架端部节点应变测点和自锚部位测点布置屋架端部节点应变测点和自锚部位测点布置2.2.试验项目和测点布置试验项目和测点布置19 1.4.1 1.4.1 钢筋混凝土平面
14、楼盖试验钢筋混凝土平面楼盖试验v楼盖包括板、次梁、主梁三个部分，试验目的是研究楼盖包括板、次梁、主梁三个部分，试验目的是研究活荷载的作用。活荷载的作用。1.1.试验荷载布置试验荷载布置v对于连续梁，活荷载最不利布置的原则对于连续梁，活荷载最不利布置的原则v 跨中跨中Mmax：该跨布置，左右隔跨布置：该跨布置，左右隔跨布置v 支座支座Mmax：该支座左、右跨布置，左右隔跨布置：该支座左、右跨布置，左右隔跨布置v 支座最大剪力：同支座支座最大剪力：同支座Mmaxv可从弯矩图、挠曲线来理解可从弯矩图、挠曲线来理解v试验中为简化，可忽略较远跨的影响或仅在荷载数值试验中为简化，可忽略较远跨的影响或仅在荷
15、载数值上考虑其影响上考虑其影响20v 板的试验：板的试验：v 确保为单向板确保为单向板v 次梁的试验：次梁的试验：v 当主梁支承次梁时，可将次梁视为连续梁当主梁支承次梁时，可将次梁视为连续梁v 当柱支承次梁时，将次梁视为固支梁当柱支承次梁时，将次梁视为固支梁v 实际上结构中均为弹性支座，无绝对意义上的铰支、固实际上结构中均为弹性支座，无绝对意义上的铰支、固支支v 主梁的试验：主梁的试验：v 同次梁的试验同次梁的试验v 柱的试验：柱的试验：v Nmax：柱相邻跨满布：柱相邻跨满布v Mmax：同梁端：同梁端Mmax时布置方案时布置方案21 2 2.试验观测试验观测v平面楼盖试验一般为非破坏性，这
16、是由于平面楼盖试验一般为非破坏性，这是由于T形梁形梁（强度大），多梁式经常为现场试验（强度大），多梁式经常为现场试验v板、梁挠度的观测板、梁挠度的观测v 工程中：精密水准仪、引出法工程中：精密水准仪、引出法v 消除支座的影响消除支座的影响v混凝土梁、板中混凝土及钢筋的原始应力测定混凝土梁、板中混凝土及钢筋的原始应力测定v 卸载法卸载法v荷载的施加一般采用成袋砂、石、水泥荷载的施加一般采用成袋砂、石、水泥22 1.4.2 1.4.2 单层工业厂房整体结构空间工作试验单层工业厂房整体结构空间工作试验v单层工业厂房由排架、屋盖系统、山墙等组成，单层工业厂房由排架、屋盖系统、山墙等组成，由于屋盖系统和
17、山墙对各榀平面排架的约束作用，由于屋盖系统和山墙对各榀平面排架的约束作用，从而形成空间结构。从而形成空间结构。v试验目的：确定厂房整体空间作用性质及具体分试验目的：确定厂房整体空间作用性质及具体分配系数。配系数。23 1.4.2 1.4.2 单层工业厂房整体结构空间工作试验单层工业厂房整体结构空间工作试验 1.1.试验荷载布置试验荷载布置v采用机械力加载的方式采用机械力加载的方式v加载方法加载方法 2.2.试验观测试验观测241.4.3 1.4.3 足尺房屋结构的整体试验足尺房屋结构的整体试验v 一般花费巨大，试验设备、台座、荷载架一般花费巨大，试验设备、台座、荷载架等的要求都很高，但能反映真
18、实结构的实等的要求都很高，但能反映真实结构的实际工作性能，通常用作模拟试验基础上的际工作性能，通常用作模拟试验基础上的验证性试验验证性试验。v 五层中型砌块建筑足尺结构抗震静力试验五层中型砌块建筑足尺结构抗震静力试验251.4.1 整体变形量测结果整理整体变形量测结果整理1.1.简支构件的挠度简支构件的挠度2.2.悬臂构件的挠度悬臂构件的挠度1.4.2 应变量测结果分析应变量测结果分析 截面弹性内力计算截面弹性内力计算1.1.轴向拉、压构件轴向拉、压构件2.2.单向压弯、拉弯构件单向压弯、拉弯构件3.3.双向弯曲构件双向弯曲构件1.4.3 平面应力状态下的主应力计算平面应力状态下的主应力计算1.4.4 试验曲线与图表绘制试验曲线与图表绘制1.1.表格表格2.2.图像图像(曲线图、形态图曲线图、形态图)21112121212222121EEE
