1、第三章第三章 试验荷载与加载方法试验荷载与加载方法一、试验荷载概述一、试验荷载概述1、“试件试件”上的（上的（荷载荷载）作用作用，一般由一般由加荷设备和加荷装置产生。加荷设备和加荷装置产生。对试件进行对试件进行有计划有计划的作用是的作用是本课程的任务之一本课程的任务之一。2、所谓有计划就是：按拟定的、所谓有计划就是：按拟定的荷载图式荷载图式、加载制度加载制度使要求的使要求的作用作用在试件上在试件上“再现再现”。3、所谓作用所谓作用有有直接直接作用和作用和间接间接作用，其中作用，其中直接作用包括：直接作用包括：结构自结构自重和作用在结构上的动、静外荷载（力）；重和作用在结构上的动、静外荷载（力）
2、；间接作用包括：间接作用包括：温度温度变化、地基沉降、结构内部物理化学改变（如砼的硬化、碳化、变化、地基沉降、结构内部物理化学改变（如砼的硬化、碳化、徐变、钢筋的锈蚀、松驰等）引起的作用。徐变、钢筋的锈蚀、松驰等）引起的作用。4、采用哪种试验荷载应、采用哪种试验荷载应由试验目的由试验目的而定，如：而定，如：1）解决解决结构强度、刚度、稳定问题可结构强度、刚度、稳定问题可选用静载选用静载试验。试验。2）解决疲劳解决疲劳问题可选问题可选用匀速脉动荷载用匀速脉动荷载。3）测定结构动力特性可测定结构动力特性可选用选用：a、用、用不同频率的谐振动荷载不同频率的谐振动荷载确定基频（确定基频（强迫振动强迫振
3、动）；）；b、自由振动自由振动（突施力）；（突施力）；c、风和周围环境的微小振动引起的结构、风和周围环境的微小振动引起的结构脉动脉动来解决；来解决；4）测定地震、爆破等结构的实际振动）测定地震、爆破等结构的实际振动，则要有专门的击振设备，则要有专门的击振设备，如对伺服、电磁力系统输入采集到的地震波，火箭发射的反力等。如对伺服、电磁力系统输入采集到的地震波，火箭发射的反力等。二、荷载的施加方法二、荷载的施加方法 荷载施加方法有：重物、液压、气压、机械、机具、电液伺服、荷载施加方法有：重物、液压、气压、机械、机具、电液伺服、动力激振等加载系统等；动力激振等加载系统等；1、重物加载法重物加载法 重物
4、：试验现场就地取材，有砂、石、水泥，预制构件，钢锭等；重物：试验现场就地取材，有砂、石、水泥，预制构件，钢锭等；加载一般方式见加载一般方式见P20-21 图图3.1.1、3.1.2、3.1.3、3.1.4。重物加载的重物加载的优点优点：荷载值稳定，适用均布和集中荷载，有利于做：荷载值稳定，适用均布和集中荷载，有利于做长期试验，该法一般用于现场试验。长期试验，该法一般用于现场试验。缺点缺点：所能施加的荷载值不大，且加、卸荷时间长、劳动强度大，：所能施加的荷载值不大，且加、卸荷时间长、劳动强度大，在均布荷载时在均布荷载时不利于不利于仪器的布置。仪器的布置。5-15cml/6构件标志长度构件标志长度
5、l加载重物加载重物试件试件支座支座保护块保护块图3-1图3-2优点：读数、加载卸载方便缺点：1）全部承载面被水掩盖，不利布置仪表和观测；2）大变形时，荷载不均匀。图3-5 杠杆加载方法1试件；2重物；3支座；4支墩；5荷载盘；6分配梁支座；7分配梁；8加载支点；9杠杆；10荷载支架；11杠杆平衡重（a）（b）图3-6 现场试验杠杆加载的支承方法（a）墙洞支承；（b）桩支承加荷计量计量：重物重物-称重或由压力传感器计量；称重或由压力传感器计量；杠杆杠杆-用力臂换算用力臂换算或或用压力传感器计量；用压力传感器计量；水水-以面积高度计量。以面积高度计量。加荷注意事项：a、单体重物不得太重，以免加载时
6、引起冲击。、单体重物不得太重，以免加载时引起冲击。b、散料包在、散料包在跨度方向跨度方向的尺寸的尺寸不大于不大于1/6L，且，且每垛之间每垛之间要要空空5-15，目的是，目的是防荷载起拱防荷载起拱，影响荷载效应。若以荷载传感器计量，影响荷载效应。若以荷载传感器计量，则则不受起拱影响不受起拱影响。c、杠杆要有足够的刚度，且杠杆支点、施荷点、节点须在一线，、杠杆要有足够的刚度，且杠杆支点、施荷点、节点须在一线，以防荷载失真。以防荷载失真。2、气压加载（见图3.2.1）正压正压：用空压机充气加载，用大于：用空压机充气加载，用大于1.5级的压力表计量级的压力表计量 负压负压：用抽真空加载，用真空度计量
7、。采用铁皮、塑料薄膜涂黄油或：用抽真空加载，用真空度计量。采用铁皮、塑料薄膜涂黄油或热刷石腊密封。热刷石腊密封。荷载可达荷载可达50-100KN/，适用对板壳施加均布荷载。，适用对板壳施加均布荷载。对脆断的试件要防气包爆裂。对脆断的试件要防气包爆裂。(a)正压加载 （b）负压加载图3-7 气压加载示意图1板试件；2气囊；3压力表（或用U形管量测）；4管道；5泄气针阀；6进气针阀；7减压阀；8气瓶（高压）；9试验壳体；10支承板；11接真空泵3、机械机具加载 用绞盘或卷扬机施荷，拉力计计量，见图用绞盘或卷扬机施荷，拉力计计量，见图3.3.1。用拧紧螺母施荷，螺母下经标定的弹簧计量，见图用拧紧螺母
8、施荷，螺母下经标定的弹簧计量，见图3-9。用机械千斤顶施荷，拉压传感器计量（如小梁试验）。用机械千斤顶施荷，拉压传感器计量（如小梁试验）。测力计量程较大时测力计量程较大时测力计量程较小时测力计量程较小时常用机械：绞车、卷扬机、倒链葫芦 螺旋千斤顶、弹簧适用于远距离或高耸结构施加拉力图3.3.1螺旋千斤顶工作原理图适用于长期荷载试验试件试件台座台座弹簧或螺旋千斤顶弹簧或螺旋千斤顶图3-94、液压加载（hydraulic loading）最理想、最普遍最理想、最普遍的加载方式优点：荷载值大，操作安全方便，加载点多，优点：荷载值大，操作安全方便，加载点多，适用与大型结构构件试验。适用与大型结构构件试
9、验。u 液压加载系统组成液压加载系统组成：油泵油管系统千斤顶加载控制台加载架试验台座其中：其中：a、油泵：泵、油泵：泵压力压力应与整个系统相适应；应与整个系统相适应；容量及流量容量及流量应分别满足加载器应分别满足加载器总油量和加载速率总油量和加载速率的要求；的要求；b、油管系统：泵、液压控制台、千斤顶、油管系统：泵、液压控制台、千斤顶三者之间三者之间的油路连接管的油路连接管c、千斤顶（加载器）组成：活塞、油缸、油管节头、球头、底座、千斤顶（加载器）组成：活塞、油缸、油管节头、球头、底座施压方法施压方法：通过油泵输出高压油推动千斤顶活塞施压，但加载器的：通过油泵输出高压油推动千斤顶活塞施压，但加
10、载器的压压力和行程力和行程满足试验要求；满足试验要求；在在输出输出油管上油管上接多个接多个千斤顶（由分油器来实现）千斤顶（由分油器来实现）可实现可实现同步加载；此同步加载；此时，对千斤顶的要求：活塞与缸体的时，对千斤顶的要求：活塞与缸体的摩擦相同摩擦相同，二加二加载器之间的载器之间的高差不高差不大于大于5m；d、液压控制台：控制系统的液压装置；分油器、减压阀、蓄能器都、液压控制台：控制系统的液压装置；分油器、减压阀、蓄能器都置在其中；蓄能器的作用：快速补给因试件变形不导致液压下降的装置在其中；蓄能器的作用：快速补给因试件变形不导致液压下降的装置；从控制台的油输出口，接上分油器可进行同步多个千斤
11、顶施荷。置；从控制台的油输出口，接上分油器可进行同步多个千斤顶施荷。2.千斤顶原理：用压油泵将具有一定压力的液压压入液压加载器的工作原理：用压油泵将具有一定压力的液压压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。类别类别手动油泵电动油泵工作压力范围工作压力范围40100MPa活塞活塞储油缸储油缸工作油缸工作油缸油泵油缸油泵油缸油压表油压表进油阀进油阀回油阀回油阀手柄手柄(电动电动)试试 件件承力台承力台u常规液压系统示意图：常规液压系统示意图：由由一套一套液压泵源液压泵源控制多路控制多路油压，每路可多点同步、同压加载。油压，每路可多点同步、同压加载
12、。承力架承力架试件试件液压加载器液压加载器控制台控制台管路系统管路系统试验台座试验台座长轴液压拉伸、压力机：薄壳结构液压加载薄壳结构液压加载u电液伺服加载系统：电液伺服加载系统：电液伺服技术电液伺服技术可精确地模拟可精确地模拟试件所受外力，产生真实的试验状态，对试件所受外力，产生真实的试验状态，对拟静力和拟动力拟静力和拟动力试验，是一种较理想的加载设备。试验，是一种较理想的加载设备。系统的组成：伺服作动器（千斤顶）、控制系统、液压源；其中：系统的组成：伺服作动器（千斤顶）、控制系统、液压源；其中：电液伺服作动器是系统的动作执行者，其构造如图电液伺服作动器是系统的动作执行者，其构造如图345示。
13、示。a、电液伺服作动器、电液伺服作动器电液伺服阀是电液伺服作动器的核心元件，电、液电液伺服阀是电液伺服作动器的核心元件，电、液信号转换和控制信号转换和控制主要主要由它实现。由它实现。b、控制系统：由液压控制器、电参量信号控制器、绘图仪和计算机四部、控制系统：由液压控制器、电参量信号控制器、绘图仪和计算机四部分组成。其中：分组成。其中：液压控制器：控制液压源的启动和关闭；液压控制器：控制液压源的启动和关闭；电参量信号控制器：主要控制荷载、位移和应变等参量的转换；电参量信号控制器：主要控制荷载、位移和应变等参量的转换；绘图仪：绘制试件各阶段受力与变形的变化规律；绘图仪：绘制试件各阶段受力与变形的变
14、化规律；计算机：对电信号控制器和绘图仪进行实时控制；计算机：对电信号控制器和绘图仪进行实时控制；c、液压源：为整个试验系统提供稳定液压动力和流量；、液压源：为整个试验系统提供稳定液压动力和流量；为保证作动器能安全可靠地工作，液压源在运行过程中需要冷却，以为保证作动器能安全可靠地工作，液压源在运行过程中需要冷却，以保持油温在额定温度范围之内保持油温在额定温度范围之内，故液压源上配有冷却器，故液压源上配有冷却器；控制系统工作原理控制系统工作原理位移控制位移控制荷载控制荷载控制应变控制应变控制控控 制制 柜柜伺服阀伺服阀作动器作动器液压源液压源荷载传感器荷载传感器位移传感器位移传感器应变传感器应变传
15、感器控制指令控制指令减法器减法器伺服阀控制信号伺服阀控制信号反馈信号反馈信号放大器放大器函数发生器函数发生器计算机计算机双闭环，数字化，可以输入各种复杂波形，双闭环，数字化，可以输入各种复杂波形，边计算边控制。边计算边控制。1 1冷却器；冷却器；2 2电动机；电动机；3 3高压油泵；高压油泵；4 4电液伺服阀；电液伺服阀；5 5液压液压作动器；作动器；6 6试验结构；试验结构；7 7荷载传感器；荷载传感器；8 8位移传感器；位移传感器；9 9应变应变传感器；传感器；1010荷载调节器；荷载调节器；1111位移调节器；位移调节器；1212应变调节器；应变调节器；1313记录及显示装置；记录及显示
16、装置；l4l4指令发生器；指令发生器；l5l5伺服控制器；伺服控制器；1616台座台座 电液伺服液压系统工作原理电液伺服液压系统工作原理u伺服加载系统的优缺点：伺服加载系统的优缺点：优点优点：响应快、灵敏度高、量测与控制精度好、出力大（：响应快、灵敏度高、量测与控制精度好、出力大（1-3000KN）、波形多、频带宽；可做静与动、疲劳、地震；可与计）、波形多、频带宽；可做静与动、疲劳、地震；可与计算机联机；可模拟边界条件进行加载；使试验技术由硬件技术转向算机联机；可模拟边界条件进行加载；使试验技术由硬件技术转向软件技术，应用广泛。软件技术，应用广泛。缺点缺点：投资大，维护费用和技术高，对环境温度
17、有所限制。：投资大，维护费用和技术高，对环境温度有所限制。u模拟地震振动台模拟地震振动台：由振动台台体结构、液压驱动和动力系统、控制系统及测试和分由振动台台体结构、液压驱动和动力系统、控制系统及测试和分析系统组成，如图析系统组成，如图336 其中：其中：振动台台面要有足够的刚度和承载力，通常采用钢结构；振动台振动台台面要有足够的刚度和承载力，通常采用钢结构；振动台基础的重量一般为可动部分重量或激振力的基础的重量一般为可动部分重量或激振力的1020倍以上，这样可倍以上，这样可以改善系统的高频特性，并减小对周围建筑和其他设备的影响。以改善系统的高频特性，并减小对周围建筑和其他设备的影响。地震模拟振
18、动台（shaking table）见图3.3.6 图 3.3.6 地震模拟振动台1试验结构模型；2控制室；3振动台台面；4电液伺服助动器；5振动台基础；6液压动力系统1 123365地震振动台：地震振动台：控制器控制器数据记录仪数据记录仪计算机主体计算机主体液液 压压 源源分油器分油器储能器储能器储能器储能器储能器储能器储能器储能器控制器控制器 控制器控制器 控制器控制器D/AA/D打印机打印机 存储器存储器绘图仪绘图仪 终终 端端示波器示波器 测振传感器测振传感器试件试件振动平台振动平台水平水平振动器振动器垂直振动器垂直振动器基础基础函数发生器函数发生器冷却系统冷却系统5、动力动力激振激振加
19、载法加载法包括以下三种加载方法：包括以下三种加载方法：惯性力、电磁力、现场激振；惯性力、电磁力、现场激振；（一）惯性力加载方法（一）惯性力加载方法惯性力加载法是在结构动力试验中，利用惯性力加载法是在结构动力试验中，利用物体质量物体质量在在运动运动时产生的惯性时产生的惯性力对结构施加动荷；力对结构施加动荷；按惯性力按惯性力产生的方法产生的方法分分：冲击冲击力加载法、力加载法、离心离心力加载法和力加载法和直线位移直线位移惯性惯性力加载法。力加载法。（1）冲击力加载法：）冲击力加载法：特点：荷载作用时间极为短促，在它的作用下，结构特点：荷载作用时间极为短促，在它的作用下，结构产生自由产生自由振动；用
20、振动；用于于结构结构动力特性的试验。动力特性的试验。冲击力加载冲击力加载方法方法分分：初位移法和初速度法两种。：初位移法和初速度法两种。A、初位移加载法初位移加载法（用于小试件）：B、初速度加载法初速度加载法：垂重取结构自重的垂重取结构自重的0.1，落距落距2.5m，为防止重物，为防止重物回弹再次撞击和局部受回弹再次撞击和局部受损，拟在落点处铺设损，拟在落点处铺设1520cm的砂垫层。的砂垫层。（2）离心力加载（）离心力加载（centrifugal force loading）离心力加载是由旋转质量离心力加载是由旋转质量产生的离心力产生的离心力对结构对结构施加施加简谐简谐振动荷载振动荷载。其。
21、其特点特点是：运动具有周期性，作用力的大小是：运动具有周期性，作用力的大小和频率和频率可按要求可按要求的规律变化，使结构的规律变化，使结构产生强迫振动产生强迫振动。激振器由机械和电控两部分组成激振器由机械和电控两部分组成：机械部分主要是由两个或多个偏心质量组成，一般的机械式激振器机械部分主要是由两个或多个偏心质量组成，一般的机械式激振器工作频率范围较窄，大致在工作频率范围较窄，大致在50 60Hz以下，由于激振力与转速的以下，由于激振力与转速的平方成正比，所以当工作频率很低时，激振力就较小；平方成正比，所以当工作频率很低时，激振力就较小；电气控制部分采用单相可控硅，速度电流双闭环电路系统，对直
22、流电气控制部分采用单相可控硅，速度电流双闭环电路系统，对直流电机实行无级调速控制。通过测速发电机作速度反馈，通过自整角电机实行无级调速控制。通过测速发电机作速度反馈，通过自整角机产生角差信号，送往速度调节器与给定信号综合，机产生角差信号，送往速度调节器与给定信号综合，以保证两台或以保证两台或多台多台激振器不但速度相同且相位亦按一定关系运行。激振器不但速度相同且相位亦按一定关系运行。trCosmPCosPtrSinmPSinPHV223)直线位移惯性力加载直线位移惯性力加载（liner displacement inertia force loading）图 直线位移惯性力加载系统1固定螺栓；2
23、加载器；3伺服阀；4荷重；5平台；6钢轨；7低摩擦直线滚轮；8楼板 适用于现场适用于现场结构动力加载，在结构动力加载，在低频条件下低频条件下各项性能较好，各项性能较好，可产生可产生较大的较大的激振力，但频率较低，只适用于激振力，但频率较低，只适用于1Hz以下的激振以下的激振（二）电磁加载法（二）电磁加载法：（1）、出力原理：把固定于动圈上的顶杆）、出力原理：把固定于动圈上的顶杆(激振器激振器)通上交变电流放入通上交变电流放入磁场中，动圈切割磁力线顶杆将受到与磁场方向垂直的作用力磁场中，动圈切割磁力线顶杆将受到与磁场方向垂直的作用力F，F0.102BLI x10-4式中，式中，B为磁场强度为磁场
24、强度;L为工作线圈的有效长度；为工作线圈的有效长度；I为通过工作线圈的交为通过工作线圈的交变电流。变电流。（2）、这种加载方法适用于现场结构动力加载，在低频条件下各项性）、这种加载方法适用于现场结构动力加载，在低频条件下各项性能较好，但频率较低，能较好，但频率较低，只适用于只适用于1Hz以下以下的动力加载。的动力加载。（3）、电磁激振器的振动信号由信号发生器，前置放大器和功率放大）、电磁激振器的振动信号由信号发生器，前置放大器和功率放大器提供，激振力的大小由通过动圈的电流大小决定，器提供，激振力的大小由通过动圈的电流大小决定，一般可达几十公斤一般可达几十公斤的击振力的击振力。（4）、用于振动台
25、时要求）、用于振动台时要求结构结构的质量远小于振动台可动部分的质量，的质量远小于振动台可动部分的质量，此时测定的自振频率接近于结构的真实自振频率。此时测定的自振频率接近于结构的真实自振频率。（5）、电磁式激振器构造 及工作原理图：（三）现场激振（三）现场激振方法方法（1）、人体激振动加载法）、人体激振动加载法 在试验中发现，人们在结构物上的有规律的活动，如人的身体做在试验中发现，人们在结构物上的有规律的活动，如人的身体做与结构自振频率同步的前后运动，就能产生足够大的惯性力，形成适与结构自振频率同步的前后运动，就能产生足够大的惯性力，形成适合作共振试验的振幅，完全有可能被激振到足以进行量测的程度
26、。这合作共振试验的振幅，完全有可能被激振到足以进行量测的程度。这种方法称为人体激振动加载法。种方法称为人体激振动加载法。试验发现，一个体重约试验发现，一个体重约70Kg的人如果作频率为的人如果作频率为1HZ、振幅、振幅15cm的的前后运动时，将产生大约前后运动时，将产生大约0.2KN的水平惯性力。在的水平惯性力。在1临界阻尼的情临界阻尼的情况下况下共振时的动力放大系数为共振时的动力放大系数为50，这意味着作前后运动的人作用于，这意味着作前后运动的人作用于结构物上的有效水平作用力结构物上的有效水平作用力大约为大约为10kN。（2 2）人工爆炸激振法人工爆炸激振法 人工爆炸激振法是指在试验结构附近
27、场地采用炸药进行人工爆炸，利用爆炸产生的冲击波对结构进行瞬时激振，使结构产生强迫振动。可按经验公式估算出人工爆炸产生场地地震的加速度加速度A A和速和速度度V V：nmRQA9.21 118.6qmQvR式中 Q炸药量，t；R试验结构距离爆炸源的距离；m、n、q与试验场地土质有关的系数。（3）环境随机振动激振法（境随机振动激振法（stochastic vibration）建筑物经常处于微小而不规则的脉动中，这种微小而不规建筑物经常处于微小而不规则的脉动中，这种微小而不规则的振动来源于微小的地震活动、机器运作、车辆行驶等，使则的振动来源于微小的地震活动、机器运作、车辆行驶等，使地面存在着连续不断
28、的运动，其运动的幅值极为微小，而它所地面存在着连续不断的运动，其运动的幅值极为微小，而它所包含的频谱是相当丰富的，故称为建筑脉动。包含的频谱是相当丰富的，故称为建筑脉动。利用建筑脉动，采用高灵敏度的传感器、放大记录设备，利用建筑脉动，采用高灵敏度的传感器、放大记录设备，量测结构的反应，借助于随机信号数据处理的技术，分析确定量测结构的反应，借助于随机信号数据处理的技术，分析确定结构的动力特性的方法，俗称脉动法，也称环境随机振动法。结构的动力特性的方法，俗称脉动法，也称环境随机振动法。利用这种脉动现象来利用这种脉动现象来分析测定结构的分析测定结构的动力特性动力特性，它不需要，它不需要任何激振设备，
29、又不受结构形式和大小的限制，是一种有效而任何激振设备，又不受结构形式和大小的限制，是一种有效而简便的方法简便的方法。三三、荷载支承系统、荷载支承系统1、系统组成：台座（地面）、支墩、支座、梁（或分配梁）、承、系统组成：台座（地面）、支墩、支座、梁（或分配梁）、承力架力架（反力架）（反力架）2、各自功能：、各自功能：台座：承受反力架或支墩传来的力；台座：承受反力架或支墩传来的力；支墩：支撑支座的墩子。支墩：支撑支座的墩子。二支座的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件二支座的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件跨度的跨度的150，否则会在结构中产生附加应力，改变结构的工作机，否
30、则会在结构中产生附加应力，改变结构的工作机制。制。反力架：承受试件或千斤顶传来的荷载反力架：承受试件或千斤顶传来的荷载p试验台座试验台座（用以平衡平衡施加在试件上的荷载产生的反力荷载产生的反力）要求：要求：a.有足够的承载力有足够的承载力200KN/m1000KN/m b.尺寸：长、宽尺寸：长、宽10m 可同时进行多个试验可同时进行多个试验 c.足够的刚度（保证试验时变形很小）足够的刚度（保证试验时变形很小）图 组合式垂直荷载架图 槽式试验台座横向剖面图1槽轨；2型钢骨架；3高强度混凝土；3混凝土11图 地锚式试验台座1地脚螺丝；2台座地槽p 分配梁：承受千斤顶传来的荷载分配梁：承受千斤顶传来
31、的荷载P35图图3.6.9分配梁：把一个集中荷载分成分配梁：把一个集中荷载分成2个以上集中荷载。如图个以上集中荷载。如图特别注意：以上装置其强度、刚度都要满足试验要求（包括特别注意：以上装置其强度、刚度都要满足试验要求（包括支墩的基础）支墩的基础）p 支座：是试验装置中模拟结构受力和边界条件的重要组成部分，是支支座：是试验装置中模拟结构受力和边界条件的重要组成部分，是支承结构、正确传递作用力和模拟实际荷载因式的设备，对于不同的结承结构、正确传递作用力和模拟实际荷载因式的设备，对于不同的结构形式、不同的试验要求，要求有不同形式与构造的支座，试验设计构形式、不同的试验要求，要求有不同形式与构造的支
32、座，试验设计中需要着重考虑和研究的重要问题。中需要着重考虑和研究的重要问题。支座的一般形式有滚动、固定、球铰支座和刀口支座支座的一般形式有滚动、固定、球铰支座和刀口支座(固定铰支座的一固定铰支座的一种特定形式种特定形式)。铰支座一般都用钢材制作，常见的构造形式如图铰支座一般都用钢材制作，常见的构造形式如图P35图图3.6.3所示。对所示。对铰支座的基本要求铰支座的基本要求是：保证试件在支座处能自由转（滚）动，试件在是：保证试件在支座处能自由转（滚）动，试件在支座处力的传递。支座处力的传递。如果试件在支承处没有预埋支承钢垫板，试验时必须另加垫板。如果试件在支承处没有预埋支承钢垫板，试验时必须另加
33、垫板。其长度其长度不小于试件不小于试件支承处的宽度支承处的宽度，支撑，支撑垫板的宽度垫板的宽度：2cRLbfR：支座反力；：支座反力；b：试件宽度；：试件宽度；试件材料抗压强度设计值；试件材料抗压强度设计值；L：滚轴中心至垫板边缘的距离；：滚轴中心至垫板边缘的距离；cf 垫板的厚度要满足：垫板的厚度要满足：226cymmflf ：钢材强度设计值钢材强度设计值yf(b)固定铰支座固定铰支座 滚轴的直径可参照表滚轴的直径可参照表45选用，并按下式进行强度验算：选用，并按下式进行强度验算：简支梁和连续梁支座：简支梁和连续梁支座：这类试件这类试件一般一端为固定一般一端为固定铰支座，铰支座，其他均为滚动
34、其他均为滚动支座，各支座间的距支座，各支座间的距离为试件的计算跨度。离为试件的计算跨度。试验室里的固端支座构造：试验室里的固端支座构造：p 支墩支墩（buttress）支墩支墩本身的强度本身的强度必须进行计算，以保证试验时不致发生过度必须进行计算，以保证试验时不致发生过度变形；在变形；在试验室内一般用试验室内一般用钢或混凝土制成的专用支墩。钢或混凝土制成的专用支墩。支墩在支墩在现场多用砖块临时砌成现场多用砖块临时砌成，支墩上部应有足够大的平整支，支墩上部应有足够大的平整支承面，最好在承面，最好在顶部铺钢板和钢梁顶部铺钢板和钢梁；支承面积要支承面积要按地耐力复核按地耐力复核；为了精确量测试验结构
35、的挠度，为了精确量测试验结构的挠度，要求支座和地基要求支座和地基有足够的刚度有足够的刚度与强度，在试验荷载下的与强度，在试验荷载下的总压缩变形不宜超过总压缩变形不宜超过试验构件试验构件挠度的挠度的1/101/10。本章小结本章小结（summary）本章系统地介绍了结构试验中的加载设备及相关试验装置，并详细阐本章系统地介绍了结构试验中的加载设备及相关试验装置，并详细阐述了各种加载方法的作用方式、加载设备、基本原理和一般要求；阐述了各种加载方法的作用方式、加载设备、基本原理和一般要求；阐述了电液伺服助动器和地震模拟振动台的组成及其工作原理。述了电液伺服助动器和地震模拟振动台的组成及其工作原理。这些
36、方法是土木工程结构试验长期以来从科研和生产实践总结出来的这些方法是土木工程结构试验长期以来从科研和生产实践总结出来的行之有效的方法，各有特点，有的较适合于现场试验，如重力加载法、行之有效的方法，各有特点，有的较适合于现场试验，如重力加载法、人工激振加载法、环境随机振动激振法等；有的技术先进、复杂，体人工激振加载法、环境随机振动激振法等；有的技术先进、复杂，体现了现代结构试验的发展水平，如电液伺服加载系统、地震模拟振动现了现代结构试验的发展水平，如电液伺服加载系统、地震模拟振动台等。台等。学习本章后，要求同学们能够学习本章后，要求同学们能够在进行结构试验设计时，选取合理的加在进行结构试验设计时，选取合理的加载方法，设置可靠的支座和反力设施载方法，设置可靠的支座和反力设施，确保试验得以顺利进行。，确保试验得以顺利进行。
