1、编辑ppt第四章第四章 结构静力检测与试验结构静力检测与试验4-1 4-1 概述概述4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力结构工程中常见构件类型静力 试验设计试验设计4-4 4-4 房建结构现场静载试验设计房建结构现场静载试验设计4-5 4-5 桥梁结构现场静载试验设计桥梁结构现场静载试验设计编辑ppt第四章第四章 结构静力试验结构静力试验4-7 4-7 静载试验实施过程静载试验实施过程4-8 4-8 静力试验数据整理静力试验数据整理4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定4-10 4-10 静力荷载试验检测实例静力荷载试验检
2、测实例4-6 4-6 基桩静载试验设计基桩静载试验设计编辑ppt一、结构静力荷载类型一、结构静力荷载类型恒载：永久荷载恒载：永久荷载 自重、铺装层重量、土压力等自重、铺装层重量、土压力等4-1 4-1 概述概述活载：可变荷载活载：可变荷载 人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等标准荷载：正常条件下可能出现的最大荷载值标准荷载：正常条件下可能出现的最大荷载值试验荷载：试验荷载：标准荷载标准荷载 极限承载力极限承载力编辑ppt二、结构静力检测与试验的目的与定义二、结构静力检测与试验的目的与定义结构静载试验是用物理力学方法，测定和研究结结构静载试验是用物理力学方
3、法，测定和研究结构在静荷载作用下的强度、刚度、抗裂性等基本构在静荷载作用下的强度、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制，分析、判定结构的工作状态与性能和破坏机制，分析、判定结构的工作状态与受力情况。受力情况。结构始终要承受静力荷载结构始终要承受静力荷载结构静力试验与检测是结构荷载试验中占主导地结构静力试验与检测是结构荷载试验中占主导地位、最基本最大量的一种试验检测类型。位、最基本最大量的一种试验检测类型。技术与设备比较简单，容易实现技术与设备比较简单，容易实现有充分的时间观察结构的各种变化情况有充分的时间观察结构的各种变化情况4-1 4-1 概述概述编辑ppt二、结构静力检测与试验的目的与定义二、
4、结构静力检测与试验的目的与定义目的：根据被研究结构所处不同阶段的工作性质目的：根据被研究结构所处不同阶段的工作性质决定决定1 1正常使用极限状态荷载正常使用极限状态荷载(也称设计荷载也称设计荷载)作用下结作用下结构的挠度、应力及裂缝的试验与检测，并根据规构的挠度、应力及裂缝的试验与检测，并根据规范要求评定这些指标是否满足设计使用要求；范要求评定这些指标是否满足设计使用要求；2 2结构抗裂性能试验与检测，研究结构构件的抗裂结构抗裂性能试验与检测，研究结构构件的抗裂性能，确定结构的实际开裂荷载；性能，确定结构的实际开裂荷载；3 3结构极限承载能力试验与检测，研究结构构件的结构极限承载能力试验与检测
5、，研究结构构件的破坏机制，确定结构的实际极限承载能力。破坏机制，确定结构的实际极限承载能力。4-1 4-1 概述概述编辑ppt三、结构静力检测与试验的分类三、结构静力检测与试验的分类按加载过程分类按加载过程分类1 1荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构 件破坏；件破坏；2 2荷载从零开始进行分级加载至预定荷载值或结构荷载从零开始进行分级加载至预定荷载值或结构 破坏荷载值；破坏荷载值；3 3荷载从零开始平稳连续或分级施加若干次预定的荷载从零开始平稳连续或分级施加若干次预定的 重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏；重复荷载后，再连续增加荷载直到
6、结构构件破坏；4 4长期持续荷载作用长期持续荷载作用4-1 4-1 概述概述编辑ppt四、结构静力检测与试验的优点四、结构静力检测与试验的优点由于静力试验的荷载大多采用分级逐步施加，因此由于静力试验的荷载大多采用分级逐步施加，因此便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施加下一级荷载前有充分的时间仔细观察结构变形的加下一级荷载前有充分的时间仔细观察结构变形的发展，得到最明确和最清晰的结构荷载发展，得到最明确和最清晰的结构荷载变形关系变形关系和破坏机制。和破坏机制。4-1 4-1 概述概述编辑ppt五、结构静力检测与试验的常见的结构构件类五、结构静力
7、检测与试验的常见的结构构件类 型及主要研究内容型及主要研究内容构构件件试试验验荷载和变形的关系荷载和变形的关系荷载与开裂的相关关系荷载与开裂的相关关系徐变徐变局部或整体失稳局部或整体失稳次应力、内力重分布次应力、内力重分布整整体体试试验验结构空间工作结构空间工作整体刚度整体刚度非承重构件和某些薄弱非承重构件和某些薄弱环节对结构整体工作的环节对结构整体工作的影响影响评定结构的实际工作性评定结构的实际工作性能能房屋、桥梁、涵洞、隧道等房屋、桥梁、涵洞、隧道等基本构件：梁、板、柱、基本构件：梁、板、柱、砌体等砌体等组合构件：框架、桁架、组合构件：框架、桁架、壳体、折板、壳体、折板、网架等网架等4-1
8、 4-1 概述概述编辑ppt六、结构静载试验的现状及未来展望六、结构静载试验的现状及未来展望主导作用主导作用混凝土结构试验方法混凝土结构试验方法GB 50152-92GB 50152-92桥梁荷载试验规范桥梁荷载试验规范基桩检测规范基桩检测规范混凝土预制构件质量检验评定标准混凝土预制构件质量检验评定标准 GBJ321-90 GBJ321-904-1 4-1 概述概述编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案荷载图式：荷载图式：试验检测荷载在试件上的布置形式，包试验检测荷载在试件上的布置形式，包括荷载类型和分布情况。括荷载类型和分布情况。由试验目的和结构计算图形决定试验荷载图式由试验目的和结构计
9、算图形决定试验荷载图式安装图式：正位试验安装图式：正位试验 异位试验异位试验 试验荷载应使结构处于某种实际可能出现的最试验荷载应使结构处于某种实际可能出现的最不利的工作情况。如有几种极限状态，则分别在几不利的工作情况。如有几种极限状态，则分别在几个试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面图个试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面图式结果情况下，一个试件做两个图式。式结果情况下，一个试件做两个图式。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择采用与计算图式不同的试验荷载图式：采用与
10、计算图式不同的试验荷载图式：(1)对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所怀对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所怀疑，而在试验时采用某种更接近于结构实际受力情疑，而在试验时采用某种更接近于结构实际受力情况的荷载图式；况的荷载图式；(2)在不影响结构的工作和试验成果分析的前提下，在不影响结构的工作和试验成果分析的前提下，由于受试验条件的限制和为了加载的方便而改变荷由于受试验条件的限制和为了加载的方便而改变荷载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。等效荷载图式：等效荷载图式：控制截面的内力值相等，加载时的控制截面的内力值相等，加载时的内力图形与理论计算时
11、的内力图形相近，另外还要内力图形与理论计算时的内力图形相近，另外还要考虑到是否会因最大内力区域的某些变化影响结构考虑到是否会因最大内力区域的某些变化影响结构的承载性能。的承载性能。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案2、试验荷载的确定、试验荷载的确定(1)对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定正正 常使用极限状态试验荷载值常使用极限状态试验荷载值(标准荷载标准荷载)；正常使用短期荷载荷载值正常使用短期荷载荷载值QS =永久荷载永久荷载GK+可变荷载标准值可变荷载标准值QK。(2)对混凝土结构构件的抗
12、裂试验，应确定对混凝土结构构件的抗裂试验，应确定开裂试开裂试 验荷载值验荷载值；(3)对结构构件的承载力试验，应确定对结构构件的承载力试验，应确定承载能力极承载能力极 限状态试验荷载值限状态试验荷载值。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案3、加载控制方式的确定、加载控制方式的确定(1)荷载控制方式：荷载控制方式：加载量以荷载值作为控制参数，加载量以荷载值作为控制参数，每次施加需要的荷载增量，当荷载达到预定值后，每次施加需要的荷载增量，当荷载达到预定值后，进行其它参数进行其它参数(如挠度、应变等如挠度、应变等)的测量。的测量。(2)位移控制方
13、式：位移控制方式：以结构变形控制测点的位移量或以结构变形控制测点的位移量或电液伺服加载设备的活塞行程为控制参数，当位移电液伺服加载设备的活塞行程为控制参数，当位移控制测点的位移量达到规定值后，再进行其它参数控制测点的位移量达到规定值后，再进行其它参数(如荷载、应变等如荷载、应变等)的测量；的测量；(3)其他控制方式：其他控制方式：如应变控制等如应变控制等4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定加载程序：加载程序：是指试验进行期间荷载与时间的关系，是指试验进行期间荷载与时间的关系，即对试验的加载级距、加载卸载循环
14、次数、级间间即对试验的加载级距、加载卸载循环次数、级间间歇时间等做出有序安排。歇时间等做出有序安排。加载级距：加载级距：是指每次加、卸载的数值变化量是指每次加、卸载的数值变化量级间间歇时间：级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳每加载至一个级别的荷载之后的稳载时间。载时间。目的：目的：是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。加卸载循环次数：加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载荷载从零加载到预定荷载(一般为一般为正常使用极限状态荷载正常使用极限状态荷载)后卸载，然后再加载、卸载后卸载，然后再加载、卸载的反复次数，通常与试验性质有关。的反复次数，通常
15、与试验性质有关。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt静载试验加载程序静载试验加载程序预载阶段预载阶段正常使用极限状态试验阶段正常使用极限状态试验阶段破坏试验阶段破坏试验阶段第一次循环第一次循环第二次循环第二次循环空载空载由试验目的确定的荷载值由试验目的确定的荷载值预载值预载值破坏荷载值破坏荷载值加载时间加载时间级间间歇时间级间间歇时间级级距距荷载荷载时间时间空载空载空载空载编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(1)预载：预载：i.使结构进入正常工作状态使结构进入正常工作状态 (密实节点或结合部位的间隙、使变形与荷载的关密实节点或结合
16、部位的间隙、使变形与荷载的关 系趋于稳定系趋于稳定)级距：级距：分分1 1 3 3级进行加载。级进行加载。荷载值：荷载值：不大于混凝土开裂荷载的不大于混凝土开裂荷载的70%70%。循环次数：循环次数：1 1 3 3次。次。ii.检查现场的试验组织工作和人员工作情况，检查检查现场的试验组织工作和人员工作情况，检查 全部试验装置和荷载设备的可靠性，可对整个试全部试验装置和荷载设备的可靠性，可对整个试 验起演习作用。验起演习作用。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生
17、产鉴定性试验)：加载级距加载级距：为了为了较为准确地获得结构开裂荷载的实测值较为准确地获得结构开裂荷载的实测值，在加，在加载达到开裂试验荷载计算值的载达到开裂试验荷载计算值的90%以后，每级加载值不以后，每级加载值不宜大于正常使用极限状态试验荷载值的宜大于正常使用极限状态试验荷载值的5%。当试件开。当试件开裂后，每级加载值应恢复到上述裂后，每级加载值应恢复到上述20%的级距。的级距。在达到在达到正常使用极限状态试验荷载值以前正常使用极限状态试验荷载值以前，每级加，每级加载值不宜大于该荷载值的载值不宜大于该荷载值的20%，在超过正常使用极限状，在超过正常使用极限状态试验荷载值后，每级加载值不大于
18、该荷载值的态试验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的10%。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验)：加载级距加载级距：为了能为了能准确地测得混凝土结构的破坏荷载准确地测得混凝土结构的破坏荷载，当，当加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承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设计值的载力检验荷载设计值的5%5%；卸载级距：卸载级距：可以放大，取使用状态短期试验荷载值的可以放大，取使用状态短期试验荷载值的 20%50%。4-2
19、4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验)：级间间歇时间级间间歇时间：以控制测点观测仪表示值的变化来决定以控制测点观测仪表示值的变化来决定 每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求混凝土结构：混凝土结构：1015min钢结构：不少于钢结构：不少于5min 新型、大跨度结构：新型、大跨度结构：12h要求试验变形和裂缝宽度的构件，在使用状态短期要求试验变形和裂缝宽度的构件，在使用状态短期试验荷载作用下的恒载持续时间不应少
20、于试验荷载作用下的恒载持续时间不应少于30min。恒载时间恒载时间：4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验)：检验结构残余变形，确定结构恢复力特性检验结构残余变形，确定结构恢复力特性由试验目的确定，一般为由试验目的确定，一般为23次。次。加卸载循环次数加卸载循环次数：对于一般结构构件，其变形恢复持续时间为对于一般结构构件，其变形恢复持续时间为45min，对于新结构构件和跨度较大的结构构件，其变形恢对于新结构构件和跨度较大的结构构件，其变形恢复持续时间
21、为复持续时间为18h。空载时间空载时间：4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定加载程序的调整加载程序的调整：科学研究性试验：科学研究性试验：参考参考混凝土结构试验方法标准混凝土结构试验方法标准GB50152-92GB50152-92，加载级距要相对较小。，加载级距要相对较小。地基与基桩静载试验：地基与基桩静载试验：加载级距一般会减小，稳载时加载级距一般会减小，稳载时间一般以小时计间一般以小时计现场试验：现场试验：加大加载级距加大加载级距4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、一、确定加载
22、方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定例：混凝土梁开裂荷载例：混凝土梁开裂荷载27kN，破坏荷载，破坏荷载134kN。加载级别：加载级别：预载值：预载值：27*70%=18.9(kN),取取15kN，循环，循环13次，次，可不分级。可不分级。(1)开裂前：开裂前：10kN20kN24kN26kN27kN 28kN(2)开裂后：开裂后：30kN50kN70kN90kN110kN120kN 130kN135kN140kN4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt二、二、确定量测方案确定量测方案 首先考虑：首先考虑：结构结构整体变形整体变形结构挠度等随荷载变化的量测结构挠
23、度等随荷载变化的量测 然后考虑：然后考虑：结构结构局部变形局部变形应力、裂缝等的测量。应力、裂缝等的测量。1.1.测点位置具有代表性，满足量测目的的需要；测点位置具有代表性，满足量测目的的需要；2.2.测点数量应适宜，使测试工作的重点突出；测点数量应适宜，使测试工作的重点突出；3.3.要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于 校核主要观测数据，供计算和分析时参考；校核主要观测数据，供计算和分析时参考；零应力处、对称点、理论计算有把握的位置零应力处、对称点、理论计算有把握的位置4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案编辑ppt一、受弯构
24、件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法：正位、简支正位、简支(铰支承、滚动支承铰支承、滚动支承)集中等效荷载集中等效荷载(控制断面内力相等控制断面内力相等)4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：最大跨中挠度最大跨中挠度当跨度大于当跨度大于6m6m时，要相应增加挠度测点时，要相应增加挠度测点弹性挠度曲线图弹性挠度曲线图支座沉降支座沉降1.挠度测量挠度测量4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设
25、计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt12345f2f1f3f4f5f3f4f2f3f4f2编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：宽度较大的梁宽度较大的梁(大于大于0.6m):0.6m):有纵肋的情况有纵肋的情况4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：长宽比小于长宽比小于2 2的板的板:4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测
26、点布置：2.应变测量应变测量弯剪区弯剪区纯弯区纯弯区 一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均应变量。应变量。最大压最大压应变应变最大拉最大拉应变应变中和轴中和轴位置及位置及应变分应变分布规律布规律校核测点校核测点4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：翼缘较宽较薄的翼缘较宽较薄的T型梁型梁梁的腹板上开孔梁的腹板上开孔0 22.5 45 67.5 90 4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力
27、试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：内部钢筋应力的测量内部钢筋应力的测量4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：3.3.裂缝的测量裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态结构的抗裂性能、破坏形态手持应变仪测点布置手持应变仪测点布置1 2 3 4 571 2 3 4 5+Mmax-Mmax q6脚标脚标 应变片测点布置应变片测点布置(上图上图正
28、视图，下图正视图，下图仰视图仰视图)PP12345678跨裂缝应变测点荷载跨裂缝应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P5不跨裂缝中应变测点荷载不跨裂缝中应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P44-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：3.3.裂缝的测量裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态结构的抗裂性能、破坏形态PP垂直裂缝宽垂直裂缝宽抗弯破坏抗弯破坏 斜裂缝宽斜裂缝宽抗剪破坏抗剪破坏裂缝密裂缝密超筋破坏超筋破坏裂缝稀裂缝稀少筋破坏少筋破坏4-3 4-3
29、结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt二、柱和压杆试验：二、柱和压杆试验：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法：柱：基本承重构件，中心或偏心受压柱：基本承重构件，中心或偏心受压 正位正位大型结构试验机、长柱试验机、电液大型结构试验机、长柱试验机、电液加载系统加载系统 卧位卧位试件过于高大，不便安装和观测，考试件过于高大，不便安装和观测，考虑自重的影响。虑自重的影响。支承方式支承方式刀口铰支座刀口铰支座(双向双向)，球形铰支座，球形铰支座 对中方式对中方式几何对中、物理对中几何对中、物理对中4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工
30、程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt二、柱和压杆试验：二、柱和压杆试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：.观测项目：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制观测项目：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制 断面或区域的应力变化规律、裂缝断面或区域的应力变化规律、裂缝.测点布置：测点布置：应变计应变计铰支座铰支座试件试件百分表百分表AAA-A(1)(1)挠度：受拉边，最大挠挠度：受拉边，最大挠度、挠度曲线度、挠度曲线(2)(2)应变：应变：受压区边缘受压区边缘最大压应力最大压应力压杆截面高度压杆截面高度5 5 7 7个测点个测点 应变分布规律应变分布规律4-3 4-3 结构工程中常见构件类型
31、静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法：正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋架同时试验架同时试验1.1.挠度的测量挠度的测量4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：2.2.内力的测量内力的测量在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。应变测点数应变测点数=内力未知数内力未知数杆件内力：轴力和弯矩
32、杆件内力：轴力和弯矩(x x、y y 方向方向)xyxy只有轴力只有轴力N N作用作用有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx作用作用x有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx、MyMy作用作用y4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：杆件应变截面的选择：杆件应变截面的选择：(1)(1)杆件中部：测量屋架在承受轴力或轴力和弯矩杆件中部：测量屋架在承受轴力或轴力和弯矩 组合影响下的应力并避免节点刚度的影响。组合影响下的应力并避免节点刚度的影响。红色红色(2)(2)靠近
33、节点：测量由于节点刚度引起的次弯矩。靠近节点：测量由于节点刚度引起的次弯矩。橘色橘色4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：3.3.端部节点的应力分析：三向应变测点端部节点的应力分析：三向应变测点4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：4.4.桁架端节点锚头部位应变测点布置桁架端节点锚头部位应变测点布置124534-3 4-3 结构工程中
34、常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：5.5.桁架下弦预应力钢筋张拉应力测量桁架下弦预应力钢筋张拉应力测量测试：测试：预应力钢筋在施工张拉和试验过程中的应力值预应力钢筋在施工张拉和试验过程中的应力值以及预应力的损失情况以及预应力的损失情况测点位置：测点位置：桁架跨中及两端部位桁架跨中及两端部位桁架跨度较大时，则在桁架跨度较大时，则在1/41/4跨度的截面上可增加测点跨度的截面上可增加测点6.6.裂缝测量：拉杆及下弦杆裂缝测量：拉杆及下弦杆 (1)(1)预应力杆件的开裂荷载值预应力杆件的开裂
35、荷载值 (2)(2)使用状态试验荷载值作用下的最大裂缝宽度及使用状态试验荷载值作用下的最大裂缝宽度及各级荷载作用下的主要裂缝宽度。各级荷载作用下的主要裂缝宽度。4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验1角钢型号角钢型号P18、P20、P22；2加载方式加载方式千斤顶加载点千斤顶加载点100kN50kN编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验通过两级分载系通过两级分载系统将一台压力机统将一台压力机产生的荷载传递产生的荷载传递到桁架的到桁架的4 4个节个节点上。点
36、上。反力装置反力装置液压加载器液压加载器二级分载梁二级分载梁一级分载梁一级分载梁编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验3测试内容测试内容P/2AACCBBCCBBBCCBBCCBAAAAAA5555014.2B-B(C-C)共共8个测点个测点517.4A-A2个测点个测点编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验4理论计算；理论计算；图图3-2 各杆件应变及各节点位移理论计算结果各杆件应变及各节点位移理论计算结果50kN-2284.6mm-2282282281481484444446.2mm4.6mm15915900-265-397-265编
37、辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验5应变测试：半桥单臂应变测试：半桥单臂(1/4桥桥)公共补偿公共补偿 查线查线 通道A22通道B44导线编号：每根导线上编号导线编号：每根导线上编号唯一，两端编号相同。唯一，两端编号相同。该应变测点连该应变测点连接在号线上接在号线上该应变测点连该应变测点连接在号线上接在号线上号线连接在号线连接在A通道上通道上号线连接在号线连接在B通道上通道上故该测点的应故该测点的应变值在变值在A通道通道读取读取故该测点的应故该测点的应变值在变值在B通道通道读取读取注：注：A、B分别为应变仪的通道号分别为应变仪的通道号编辑ppt简支钢桁架模型非破坏
38、静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验6挠度测试：挠度测试：按分配名单读表按分配名单读表 专人进行挠度汇总专人进行挠度汇总 百分表调整百分表调整 读数读数(不计算差值不计算差值)，报给汇总人员，报给汇总人员 每组都要有挠度数据每组都要有挠度数据编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验7数据处理：数据处理：P/2AACBBC234AAAAAACBBCBBCCBBCC51A-AA-A截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向力产生的应变力产生的应变2109 E 91011.7A-A编辑ppt简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静
39、载实验7数据处理：数据处理：B-B(C-C)B-B(C-C)截面：应变片粘贴在截面的上部和下截面：应变片粘贴在截面的上部和下部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：3(7)4(8)1(5)2(6)7.725 M上上2)6(2)5(1 2)8(4)7(3 N-N7.7 M下下25B-B(C-C)554(8)3(7)2557.71(5)2(6)5编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验对一根已知的待检测构件对一根已知的待检测构件钢筋混凝土简支钢筋混凝土简支梁进行分析计算；根据计算结果设计实验方梁进行分析计算；根据计算结果设计实验方案
40、并完成整个实验；整理出完整的实验结果；案并完成整个实验；整理出完整的实验结果；将实验结果与理论计算值进行比较，判断该将实验结果与理论计算值进行比较，判断该梁是否达到设计要求。梁是否达到设计要求。通过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行通过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行为，掌握钢筋混凝土梁完整的实验过程。为，掌握钢筋混凝土梁完整的实验过程。编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验内容实验内容 受拉钢筋的应变测试；受拉钢筋的应变测试；混凝土的应变测试；混凝土的应变测试；梁的挠度测试；梁的挠度测试；混凝土梁的开裂荷载测试；混凝土梁的开裂荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；
41、受拉钢筋屈服荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁裂缝宽度与荷载的关系；混凝土梁裂缝宽度与荷载的关系；混凝土梁的破坏形态。混凝土梁的破坏形态。编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验构件实验构件钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁尺寸：计算跨径尺寸：计算跨径 宽宽 高高=3000 150 300mm。配筋：四种配筋：四种(见后见后)编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-1 配筋图配筋图100010001000箍筋箍筋 62006200受拉纵筋受拉纵筋2 2 12 12架力筋架力筋2 2 10编辑ppt简支钢筋
42、混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-2 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋3 3 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62006200编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-3 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋4 4 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62006200编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-4 配筋图配筋图100010001000受拉纵筋受拉纵筋5 5 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62006200编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验方案内容方案内容
43、计算：计算：开裂荷载、破坏荷载开裂荷载、破坏荷载 跨中应变跨中应变(开裂时刻混凝土及钢筋、破坏时钢筋开裂时刻混凝土及钢筋、破坏时钢筋)跨中挠度跨中挠度(破坏时破坏时)破坏过程及破坏形态破坏过程及破坏形态(弯、剪、超筋、适筋、少筋弯、剪、超筋、适筋、少筋)设计：设计：测点布置图：混凝土应变测点布置图：混凝土应变(纯弯段、弯剪段纯弯段、弯剪段)、钢筋、钢筋 应变、挠度应变、挠度 加载程序：加载程序：(计算出每级荷载的加载量计算出每级荷载的加载量)仪器选用仪器选用 实验表格设计实验表格设计编辑ppt简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验方案及计算分析注意的问题实验方案及计算分析
44、注意的问题 1周一：周一：L1 周二：周二：L2 周三：周三：L3 周四：周四：L4 2实测材料强度实测材料强度 混凝土强度：混凝土强度：40 按表按表11-1中的标准强度计算中的标准强度计算 钢筋屈服强度：钢筋屈服强度：12380MPa 3开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半 4加载级别：计算具体数值，取整数加载级别：计算具体数值，取整数 5测点布置：应变及挠度的具体位置、数测点布置：应变及挠度的具体位置、数 量，量，绘制测点布置图。绘制测点布置图。6下周提交实验方案下周提交实验方案(钢桁架实验钢桁架实验)编辑pptbhh022hAbhAbhxsEsEcr )
45、()(323220crstEcrcrcrtcrxhAfxxhxhbfM tuctEf 50.cccE sssE sscrtcrcAxhbfbx )(.50crscrccrtuxhxxh 0 xcrcsEEE/0WfMtcr编辑ppt极限承载能力的计算极限承载能力的计算 按照等效的矩形应力分布图，矩形截面钢筋混按照等效的矩形应力分布图，矩形截面钢筋混凝土受弯构件的极限承载力计算式为：凝土受弯构件的极限承载力计算式为：)2(0)2(00010101xhbxfM MxhAfM MAfbxf Xxxcussyucsyc 编辑ppt一、试验荷载布置一、试验荷载布置1楼板的试验楼板的试验1.5l1.5ll
46、横向无联系的装配板横向无联系的装配板横向是整体的板横向是整体的板静定简支单向受弯板的荷载布置静定简支单向受弯板的荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑ppt1.5l1.5ll1.5l1.5ll多跨连续板试验多跨连续板试验板跨最板跨最大正弯矩大正弯矩时的荷载布置时的荷载布置中间板跨时中间板跨时边跨板时边跨板时编辑ppt边跨支座时边跨支座时1.5l1.5ll1.5l1.5ll多跨连续板试验多跨连续板试验支座最支座最大负弯矩大负弯矩时的荷载布置时的荷载布置中间跨支座时中间跨支座时编辑ppt板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁
47、的试验次梁的试验简支板下单跨梁的试验荷载布置简支板下单跨梁的试验荷载布置AB连续板下单跨梁的试验荷载布置连续板下单跨梁的试验荷载布置AB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚度小AB4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑pptAB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚度小一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁的试验次梁的试验AB靠近建筑物端部的连续板下单跨梁的试验荷载布置靠近建筑物端部的连续板下单跨梁的试验荷载布置板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑ppt一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁的试验次梁的试验
48、支承在主梁上的多跨连支承在主梁上的多跨连续次梁的试验荷载布置续次梁的试验荷载布置ABAB支承在柱上的多跨连续支承在柱上的多跨连续次梁的试验荷载布置次梁的试验荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑pptCDEFC DEF二、试验荷载布置二、试验荷载布置3主梁的试验：主梁的试验：多跨连续主梁的试验荷载布置多跨连续主梁的试验荷载布置柱最大压力的试验荷载布置柱最大压力的试验荷载布置AB4柱的试验：柱的试验：柱最大弯矩的试验荷载布置柱最大弯矩的试验荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑ppt一、试验荷载布置一、试验荷载布置5平面
49、楼板的试验：平面楼板的试验：多跨连续、荷载量大、放弃对计算数值影响多跨连续、荷载量大、放弃对计算数值影响部大的跨间的荷载、考虑五跨内荷载的相互部大的跨间的荷载、考虑五跨内荷载的相互影响、等效荷载影响、等效荷载(最大计算跨间弯矩，仅加载最大计算跨间弯矩，仅加载试验跨试验跨)4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑pptMmax Mmax-Mmax-Mmax-Mmax P q 编辑pptP1=1.175PP1=1.08PP1=1.19PP1=1.025PP1=0.038P编辑ppt二、试验观测二、试验观测非破坏非破坏 刚度刚度 抗裂型抗裂型 测定结构梁板的挠曲变形测定结
50、构梁板的挠曲变形最大挠度最大挠度残余变形残余变形 挠度测量仪表架安装在次梁上，消除支座挠度测量仪表架安装在次梁上，消除支座 沉陷影响沉陷影响 必要时测量应必要时测量应力分布情况及结力分布情况及结构初始应力构初始应力d0.7d4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计编辑ppt一、桥梁试验孔一、桥梁试验孔(墩、台墩、台)的选择的选择 受力最不利、技术状况较差、便于搭设脚手受力最不利、技术状况较差、便于搭设脚手便于布置测点及加载便于布置测点及加载二、检查架与仪表架的搭设二、检查架与仪表架的搭设 经济、方便、安全、稳定经济、方便、安全、稳定4-5 4-5 桥梁结构现场静力试验设
