疲劳试验

疲劳：结构物或构件在重复荷载作用下达到破坏时的应力比其静力强度要低的多。结构疲劳试验的目的就是要了解在重复荷载作用下结构的性能和其变化规律。为什么对结构构件 特别是钢筋混凝土构件的疲劳性能的研究比较重视？,第七节 结构疲劳试验,一、疲劳试验项目结构疲劳试验按试验目的的不同可分为研究性疲劳试验和检验性疲劳试验两类。研究性疲劳试验一般包括以下内容：开裂荷载和开裂情况；裂缝的宽度、长度、间距及其随荷载重复次数的变化；最大挠度及其变化；疲劳极限；疲劳破坏特征。 检验性疲劳试验一般包括以下内容：抗裂性能；开裂荷载、裂缝宽度及开展情况；最大挠度的变化情况。,二、疲劳试验荷载（一）疲劳试验荷载取值： 疲劳试验的上限荷载Qmax是根据构件在最大标准荷载最不利组合下产生的弯矩计算而得，荷载下限根据疲劳试验设备的要求而定。,（二）疲劳试验荷载速度 荷载频率不应使构件和荷载架发生共振，同时应使构件在试验时与实际工作时的受力状态一致，为此荷载频率与构件固有频率应满足一定条件：（三）疲劳试验的控制次数 中级工作制吊车梁：200万次疲劳 高级工作制吊车梁：400万次疲劳,三、疲劳试验的步骤 疲劳试验的加载程序可归纳为两种：一种是为了求得疲劳极限而对构件从头到尾施加重复荷载；另一种是静荷载与疲劳荷载交替施加。 疲劳试验过程中要进行四种形式的试验（1）预加载：预加载值为最大荷载的20%，以消除支座等连接件之间的不良接触，检查仪器工作是否正常。（2）静载试验：静载试验的最大荷载按正常使用的最不利组合选取。试验方法按结构静载试验各章介绍的方法进行，观测项目可适当简化。在正常情况下，如果出现裂缝，应与静载试验一样描述裂缝开裂情况。,（3）疲劳试验：首先调整最大、最小荷载，待稳定后开始记数，直到需做静载试验的次数。在运行过程中，需要做动态挠度与动应变测量。（4）破坏试验：构件在达到要求的疲劳次数后，一般需做破坏试验。这时加载情况有两种：第一种加载情况是继续做疲劳试验直至破坏，构件出现疲劳极限标志，得出疲劳荷载的极限次数，这需要很长时间，甚至构件不能破坏；第二种是做静载破坏试验，得到疲劳后的承载力极限荷载。,（一）疲劳试验前预加静载试验（二）正式疲劳试验（三）破坏试验,四、疲劳试验的观测（1）疲劳强度 疲劳荷载作用次数n取决于最大应力值及应力变化幅度。疲劳极限荷载：构件达到疲劳破坏时的荷载上限值。疲劳极限强度：构件达到疲劳破坏时的应力最大值。,受弯构件的疲劳破坏标志（根据规范）例如：正截面疲劳破坏标志：纵向主筋疲劳断裂，这是当配筋率正常或较低时可能发生的；受压区混凝土疲劳破坏，这是当配筋率过高或倒T形截面时可能发生的。钢筋与混凝土锚固疲劳破坏：这种情况常发生在采用热处理钢筋、冷拔低碳钢丝、钢绞线配筋的预应力混凝土结构中。,（2）疲劳试验的应变测量动态或静动态应变仪测量。裂缝测量：裂缝的开始出现和微裂缝的宽度很重要。目前利用光学仪器或应变传感器电测。,（3）疲劳试验的挠度测量,疲劳试验需要连续进行时间很长，振动荷载很大，试件安装及试验过程中需要充分注意安全措施。（1）试件安装时，严格对中，保证平稳，尽可能不用分配梁，如需多点加载可用多个脉冲千斤顶。要在砂浆找平层的强度足够时才能做试验。（2）试验过程中，要经常巡视，发现隐患，立刻排除。（3）注意安全防护，设置支架等保护措施。,（4）疲劳试验的安装,1.列举几个建筑工程中需要考虑振动问题的方面？2.结构动载试验主要包括哪三类情况？3.测振系统由哪几部分组成？画出仪器组成框图，并说明各部分的作用？什么是压电效应？4.动载试验中产生动荷载的方法有哪几种？5.何为结构的动力反应与动力特性？它们有何区别？6.结构动力特性试验测定方法有哪三种？简述共振法的测定原理？7.光线示波器的工作原理？,【思 考 题】,8