第6章 工程结构静力荷载试验PPT课件

1、进行工程结构静载试验、概况、结构静载试验，首先是在结构受到的直接作用中静载起主导作用，其次是对动载试验进行结构静载试验所需的技术和设备比较简单。 结构静载试验中最常用的是单调载荷静力试验。 但是，对静载试验精度的要求一般较高。2、试验前准备、调查研究、资料收集试验大纲试验材料的物理力学性能的测试设备和试验场所准备试验品的设置位置加载设备和测量仪表的设置试验控制特征值的计算、3、试验的性质、规模、试验的形式、数量和种类确定。 鉴定性试验：应收集图纸、计算书、设计依据、施工状况、材料性能、施工记录、使用过程、超载状况、事故经过等。 科研性考试：收集本考试的相关历史、现状、发展、问题等。 调查研究，资料收集，4 1，概况：试验依据，目的，意义，要求等2，试验品的设计和制作要求：设计依据，理论分析，试验品的规格，数量，施工图，原材料3，试验品的安装和安装方法：试验品的位置形式，支持，边界条件，安全措施，安装方法4，安装方法和设备：装载设备，装载方式， 加载能力5，测量方法和内容：观测项目，测量点的配置，测量仪表和标定，安装方法，编号6，辅助试验计划：例如混凝土强度，钢材强度等7，安全措施：包括人身和设备，仪表在内的安全8，试验进度计划9，试验组织管理：人员组织，分工，原始记录管理等10，列出必要的器材，仪表，设备和经费预算，试验大考虑到试验前结构处理容易，留有足够材料性能试验的试件，试验前应检测各部分的实际尺寸、结构情况、施工质量。 试验片的准备和制作，6，材料强度变形性能弹性模量-泊松比应力-应变关系，材料力学性能测定，7，试验加载设备检测仪器的检测，修剪，标定试验场的清扫。 试验设备和试验场所的准备，8，保证试验品在试验全过程中在有计划的模拟条件下工作，超静定结构，各支撑台维持均匀接触，防止安装错误造成应力或安全事故。 请注意，试验片的安装位置、9、安装时将仪表和设备编号、测量点编号和与测量仪表连接的信号一起记录在表中。 加载设备和测量仪器的设置，10，混凝土试件的开裂负荷，极限负荷的计算值，指导试验作业的进行，保证试验的正确性，避免盲目的试验。 实验控制特征值的计算是我们进行的静态失真计算操作试验，在全桥自补偿时，如果不分离D1、D2和d，测定值将达到250微失真程度。 11、加载和测量方案的设计、加载方案、加载程序、12、预加载、预加载一般分为13个阶段的各级负载取标准负载的20%；在每加载一级负载稳定10分钟的混凝土结构中，预加载值应小于开裂负载。 预载目的：(1)使试件各部位接触良好，进入工作状态，负荷与变形关系趋于稳定；(2)检测所有试验装置的可靠性；(3)检测所有观测仪器是否正常工作；(4)检测现场组织的工作和人员的工作情况。 13、标准载荷和破坏载荷试验，标准载荷前的各级载荷取标准载荷的20%，标准载荷后的各级载荷为标准载荷的10%以下。计算破坏载荷的90%后，各级载荷为标准载荷的5%以下。在混凝土构造物中，在计算龟裂载荷的90%之前，各级载荷值也为标准载荷的5% 、14、各级荷载施加后的稳态荷载时间：钢结构10分钟以上的钢筋混凝土结构和木结构15分钟以上的使用阶段未发现裂缝的结构，计算裂缝荷载30分钟，预应力混凝土结构施加12小时以上的荷载。结构在标准荷载下，稳态荷载时间应满足以下要求：钢结构30分钟以上钢筋混凝土结构12小时以上木结构12小时以上拱形砖和混凝土结构72小时以上。 恒定载荷的时间要求，15，卸载和卸载一般对应于加载台阶，或者是加载台阶的两倍。 如需测量结构残馀变形，全部卸载后应无负荷一定时间：钢筋混凝土结构应大于标准负荷1.5倍的稳态负荷时间，钢结构应大于30分钟，木结构应大于24小时。 在接下来要进行的桁架静载试验中，请注意卸载。 16、测试计划通常包括以下内容： 1、根据测试目的的要求确定测试项目2、根据确定的测量项目的要求选择测量点的位置3、选择测试设备和测量方法。 测量什么、在哪里测量、在哪里测量、如何测量、测量方案、17、制定的测试方案必须与装载程序密切配合。 编制测试计划时，应计算结构在加载过程中可能出现的变形等数据，以便在测试时随时与实际观测值进行比较，发现问题。 同时，这些计算的数据对于确定设备的型号、选择设备的范围和精度等也是完全必要的。 例如，结构的开裂负荷、极限负荷、最大位移等测试方案、18、观测项目在确定测试的观测项目时，首先应该考虑反映结构整体的工作和整体像的整体变形，例如结构挠曲、角落和支架的偏移等。 其次，考虑反应结构的局部工作情况的局部变形，例如变形、龟裂、钢筋滑动等。 19、测量点的选择和配置(1)是满足试验目的的前提，测量点不要太多。 这不仅可以节约仪器设备，避免人力浪费，还可以突出、集中试验工作重点，提高效率和质量。 测量点的配置都应有目的，应遵循结构分析的需要，为了不正确地追求数量，不应实际盲目地设置测量点。 20、对于新结构和科学研究的新课题，由于没有认识到这一点，所以采用逐渐从粗到细的方法，测量少点力学数据，经过初步分析后补充适量的测量点，直到充分理解结构性能为止。 测量点的位置应具有代表性，以便于分析和计算。 结构的最大挠度和最大应力数据通常是设计者和试验者最感兴趣的数据。 因为能够比较直接地理解结构物的工作性能和强度的积蓄。 因此，在这些最大值出现的部位必须配置测量点，在测量点的选择和配置(2)、21、测量作业中，为了保证测量数据的可靠性必须配置一定数量的验证性的测量点。 这是因为在试验测定中一部分测定器发生故障，对测定数据的可靠性产生影响的情况较多，因此不仅需要知道应力和变形的位置，还需要在知道应力和变形的位置配置校正测定点。测量点的选择和配置(3)、22、测量点的配置有利于测试时的操作和测量，测量值的测量点难以观测，往往不能提供可靠的结果。 另外，测量点的选择和配置(4)、23、观测设备的选择(1)在选择设备时必须避免盲目地选择高精度和高灵敏度的精密设备。 这是因为设备的范围和灵敏度不一致。 一般试验要求测量结果的相对误差不超过5%，范围是最大被测量值的1.25到2倍。 24、在选择仪表时，如果必须考虑测量的易读性，则优先考虑自动测量记录装置。 附着在结构上的机器要求其自重轻，小型，不影响结构的工作。 测量仪器的型号规格尽量一致，种类越少越好。 为了减少观测仪器选择(2)、25、观测误差控制、试样制作误差材料性能误差试样的安装误差载荷和测量设备误差结构试验方法非标准误差、26、试样制作误差、试样制作误差的影响，在试验前必须测量试样的几个参数。主要是在(1)受力区的实际外形尺寸(2)试验后，测量混凝土的实测主筋位置，实测保护层的厚度。 (3)通过采用试料的实测尺寸进行理论计算，可以大幅减小误差。27、材料性能误差要求确定材料强度的试件与结构试件具有同一性(如同强度等级的混凝土、同一模板成形、同一振动和养护条件、同一时间的脱模和同时试验)。 材料试验必须按标准方法进行，注意试件的尺寸效应和试验载荷速度对材料强度的影响及可能产生的误差。 28、试验片的安装误差、试验片的安装前，正确决定支撑台的位置、负荷作用点的位置和方向，注意试验片的安装位置的正确性，使部件的计算跨距、柱和杆的计算长度等与计算图不一致。 支撑台的约束条件与计算假设严格一致，必须防止支撑台变形引起的摩擦力增大、弯矩产生、局部应力集中，防止支撑面不平整引起的试样扭曲。 29、负荷和测量设备的误差，在规定的精度等级和误差范围内选择加载设备和测量仪器进行试验。 为了抑制试验误差，对测量仪器进行系统测量。 30、结构试验方法并非标准误差，有试验方法标准的； 结构试验必须严格按照标准的规定进行。 有些试验没有试验标准和规程，应在充分论证的基础上选择合适的试验方法，注意尺寸效应对试件强度的影响。 构件接近破坏时，强度随时间变化的非线性关系非常突出，负荷时间越长，强度越低，因此不能统一批次、同类试验品的试验方法、负荷时间的历史，防止产生差异，进行比较。 31、一般构造的静载试验、弯曲构件的试验棒和柱的试验屋架试验壳和网架构造试验、32、弯曲构件的试验-整体变形的测定，除了在跨距和挠曲最大的部位测定位移以外，还同时测定了支承台的沉降和压缩变形、悬臂构造构件的固定端的试验装置、腿的变形等因素引起的刚体旋转对于弯曲的杆件，必须在中心轴上测量结构的最大挠曲，该中心轴横跨具有最大挠曲的截面。 33、宽度600mm以上的弯曲支承部件时，挠曲测量点应对称配置在部件中心轴线的两侧。 宽度大的试料变形的测量、34、对于带有边肋的单向板，不仅要测量部件的边肋的挠曲，还要测量板宽中央的最大挠曲。 测量带边缘肋的单向板的变形，35，测量自由端位移和支撑台沉降以及支撑台截面上旋转引起的角位移，测量支撑台沉降和旋转的测量点应位于支撑台截面的位置。 对于有固端连接的悬臂梁结构、36、试验梁的变形测量、37，首先在弯矩最大的截面上沿截面高度配置测量点，仅需测量弯矩的最大应力时，在截面的最大纤维边缘配置点，根据最大拉伸应变决定最简单的应力分布规律。 钢筋混凝土由于不同的工作条件和受力状态，截面上的应力变化较大，测量沿截面高度的应力应变分布规律和截面上的中和轴位置时，由于截面上的应力不直线分布，测量点不应沿截面高度在5点以下。 由于压弯构件的正截面承载力计算不考虑混凝土的抗拉强度，为了探讨混凝土破裂后压弯部的受力性能，还必须同时测量截面压弯部的主筋应变。 弯曲构件的试验-局部变形的测定，38，需要对弯曲构件受到弯曲力矩和剪切力作用的截面测定主应力的大小、方向和剪切应力的分布时，在该截面上配置由三个方向的应变测定点构成的450或600的应变测定点，根据三个方向的应变值测定应变主应力和剪应力测量，39，梁三点载荷试验，40，为研究弯曲构件弯曲剪切区域的剪切强度，优选在构件环箍和弯曲钢筋上放置测量点。箍筋强度的试验测定，41，锈钢梁试验，42，锈钢梁试验，43，碳纤维加强梁试验，44，板的弯曲性能试验，45，负荷的传递，46，负荷传感器和千斤顶，47，应变片，48，位移计，49，千分表，50，柱卧位试验方案比较安全，但设置位置和加载装置往往复杂。 同时，试验中卧位时结构自重影响构件的两端应采用比较柔软的可动铰链形式。51、压杆和柱的试验一般控制在观测破坏载荷的各级载荷下的挠度值和变形曲线截面或区域的应力变化规律和裂纹扩展状况。 试料的挠曲通过配置在拉伸侧的百分表和挠曲计进行测量，与弯曲部件相同，除了在中间点测量最大挠曲值以外，还可以通过侧方5点配置法测量挠曲曲线。 双肢柱试验除了测量肢体各断面的应变外，还要测量腹杆的应变，确定各部件的力。 柱和压杆的试验-试验项目和测量点的配置，52，53，屋架静载试验(1)，在单结构屋架的正位置试验时，为了保证在平面外的侧向稳定，必须设置侧向支撑。 目前主要采用同步液压加载系统，用高压油泵同时控制多台液压加载，在载荷作用点同时加载到屋架上弦或上弦、下弦节点。54、屋架静载试验(2)、55、壳结构静载试验，(1)试件安装和载荷方法的支撑方式如双向板，有四角支撑或四角支撑。 壳体结构具有较大的平面尺寸，因此单位面积负荷不太大。 通常，可以通过重力直接施加载荷，然后通过保留在壳表面上的孔将载荷直接悬挂在壳表面上，或者可以使用分布梁系统将多点集中载荷施加到壳表面上。 56、57、试