结构试验土木工程结构静载试验分解学习教案

1、会计学1结构试验结构试验(shyn)土木工程结构静载试验土木工程结构静载试验(shyn)分解分解第一页，共76页。第1页/共75页第二页，共76页。第2页/共75页第三页，共76页。第3页/共75页第四页，共76页。依据辅助性试验和设计图纸，计算出各个荷载阶段的荷载值和特征部位的对应的内力(nil)、变形值，做为试验时控制与比较。避免试验盲目性第4页/共75页第五页，共76页。结构试验目的结构试验设计试件设计加载设计观测设计误差控制措施安全控制措施结构试验准备试件制作与安装人员组织分工仪器检查与标定辅助性试验结构试验实施加载、观测数据采集结果分析数据的处理结构性能与承载力分析破坏机理的分析结论

2、试件形状、尺寸试件数量设计构造措施确定实验荷载图式确定加载装置确定加载制度确定观测项目确定测点数目和位置选择测试仪器第5页/共75页第六页，共76页。第6页/共75页第七页，共76页。第7页/共75页第八页，共76页。第8页/共75页第九页，共76页。第9页/共75页第十页，共76页。第10页/共75页第十一页，共76页。试验荷载在试件上的布置形式称为“加载图式(t sh)”。如条件限制无法实现时，可采用“等效加载图式(t sh)” P91等效加载图式注意事项：1)控制截面上主要内力与计算内力相等；2)主要内力图形与计算内力图形相似；3)等效加载图式所引起的变形应加以适当修正；4)控制截面上的

3、内力等效，次要截面上的内力应接近第11页/共75页第十二页，共76页。P89第12页/共75页第十三页，共76页。第13页/共75页第十四页，共76页。承载能力极限状态承载能力极限状态正常使用极限状态正常使用极限状态承载能力极限状态(zhungti)： 结构或构件达到最大承载能力，或达到不适于继续承载的变形的极限状态(zhungti)。 正常使用极限状态(zhungti)：结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态(zhungti)称为正常使用极限状态(zhungti) 第14页/共75页第十五页，共76页。第15页/共75页第十六页，共76页。dGKQKQGQsKKQGQ1.2G1

4、.4QGK-永久(yngji)荷载标准值QK-可变荷载标准值第16页/共75页第十七页，共76页。第17页/共75页第十八页，共76页。000(,.)CucSSR ffa混凝土抗压强度混凝土抗压强度钢筋抗拉强度钢筋抗拉强度几何尺寸参数几何尺寸参数第18页/共75页第十九页，共76页。00000(,.)CCuCSSuuSR ffaS 各系数涵义见各系数涵义见P95第19页/共75页第二十页，共76页。第20页/共75页第二十一页，共76页。钢筋混凝土结构构件(gujin)的一种典型的静载试验加载程序第21页/共75页第二十二页，共76页。第22页/共75页第二十三页，共76页。目的：控制目的：控

5、制(kngzh)加载速度，观察结构变形，提供读数时加载速度，观察结构变形，提供读数时间间试验荷载一般按试验荷载一般按20%为一级，按为一级，按5级进行加载级进行加载为得到准确的（为得到准确的（1）承载力试验荷载；（）承载力试验荷载；（2）开裂荷）开裂荷载；（载；（3）正常使用状态荷载，及其相应变形。因此荷载分级）正常使用状态荷载，及其相应变形。因此荷载分级应分别在这些荷载值的上下，将原荷载等级减小应分别在这些荷载值的上下，将原荷载等级减小1/2或更小。或更小。P97第23页/共75页第二十四页，共76页。级间间歇级间间歇(jin xi)(jin xi)时间：开始加载至加载完毕的时间时间：开始加

6、载至加载完毕的时间t0t0和和荷载停留时间荷载停留时间t1t1的总和的总和满载时间：变形或裂缝宽度试验中，正常使用极限状态短期荷满载时间：变形或裂缝宽度试验中，正常使用极限状态短期荷载作用下的持续时间载作用下的持续时间空载时间：卸载后到下一次加载之间的间歇空载时间：卸载后到下一次加载之间的间歇(jin xi)(jin xi)P97 图4-13第24页/共75页第二十五页，共76页。第25页/共75页第二十六页，共76页。第26页/共75页第二十七页，共76页。钢筋混凝土梁跨中弯矩-挠度曲线低碳钢应力-应变曲线结构的任何部位的异常结构的任何部位的异常(ychng)(ychng)变形或局部变形或局

7、部破坏都会在整体变形中得到反映。破坏都会在整体变形中得到反映。第27页/共75页第二十八页，共76页。基本原则基本原则最大挠度：中轴线或中轴线两侧对称位置上布置测点最大挠度：中轴线或中轴线两侧对称位置上布置测点挠度曲线挠度曲线(qxin)(qxin)：至少沿轴向方向布置个测点：至少沿轴向方向布置个测点挠度的修正：要扣除支座沉降的影响挠度的修正：要扣除支座沉降的影响常见挠度测点布置，如P101，图4-19所示第28页/共75页第二十九页，共76页。支座(zh zu)沉降的修正2qmabaaP100第29页/共75页第三十页，共76页。（1）各种受力截面上的测点布置P102 图4-20（2）截面受

8、压区高度(god)测定（3）混凝土开裂应变的测定第30页/共75页第三十一页，共76页。第31页/共75页第三十二页，共76页。梁腹板圆孔周边的应变(yngbin)测点布置第32页/共75页第三十三页，共76页。第33页/共75页第三十四页，共76页。偏压柱体试验测点布置偏压柱体试验测点布置第34页/共75页第三十五页，共76页。双肢柱试验(shyn)第35页/共75页第三十六页，共76页。第36页/共75页第三十七页，共76页。第37页/共75页第三十八页，共76页。q第38页/共75页第三十九页，共76页。第39页/共75页第四十页，共76页。第40页/共75页第四十一页，共76页。第41

9、页/共75页第四十二页，共76页。第42页/共75页第四十三页，共76页。第43页/共75页第四十四页，共76页。cgqsaaa00消除支座沉降后的跨中挠度实测值00,bbGcgbbgcgaFFaaMMa或修正系数第44页/共75页第四十五页，共76页。0ga0gagMbM开裂(ki li)第45页/共75页第四十六页，共76页。AEN截面内的平均应变见课本P102，图4-20第46页/共75页第四十七页，共76页。图解法xxIyMAN1第47页/共75页第四十八页，共76页。P114，例，例4-4第48页/共75页第四十九页，共76页。“A picture is worth a thousa

10、nd words” -Fred R. Barnard 第49页/共75页第五十页，共76页。选择适当的坐标系、坐标参数和坐标比例(bl)，有时对于反映数据规律是相当重要的直角坐标系只能反映两个变量间的关系。 有时会遇到变量不止两个的情况，这时可采用“无量纲变量”作为坐标来表达第50页/共75页第五十一页，共76页。为了验证钢筋混凝土矩形单筋梁的截面承载力公式,需要进行大量的试验(shyn)研究无量(wling)纲变化（Normalization）第51页/共75页第五十二页，共76页。P117第52页/共75页第五十三页，共76页。Average drag coefficient for cr

11、oss-flowover a smooth circular cylinder and a sphere.第53页/共75页第五十四页，共76页。The effect of surface roughness on the drag coefficient of a sphere.第54页/共75页第五十五页，共76页。钢筋混凝土梁跨中弯矩-挠度曲线荷载变形曲线特征第55页/共75页第五十六页，共76页。(a) 适筋梁；(b)超筋梁；(c)少筋梁 第56页/共75页第五十七页，共76页。第57页/共75页第五十八页，共76页。第58页/共75页第五十九页，共76页。鉴定性试验：应按相关设计规范

12、的要求对结构进行评定，看其是否满足规范的要求科研(k yn)性试验：应对理论分析结果进行评定，看其与试验结果的符合程度通过结构试验，对结构的承载能力、变形、抗裂性能(xngnng)、裂缝宽度等进行评定，给出评定结论为检验构件的某项性能，应依据试验结果，依照规范的要求，为检验构件的某项性能，应依据试验结果，依照规范的要求，对其进行性能评定对其进行性能评定第59页/共75页第六十页，共76页。结构(jigu)性能检验与评定的对象多数为预制构件，多数为专门工厂生产，也有部分是现场制作。第60页/共75页第六十一页，共76页。 我国产品质量法规定，必须产品抽样检验，合格方可出厂。检验的依据：混凝土结构

13、工程施工质量验收规范(gufn)GB50204-2002预制混凝土构件质量检验评定标准GBJ 321-90第61页/共75页第六十二页，共76页。结构性能检验的方法：（1）以结构设计规范规定(gudng)的允许值作检验依据（2）以结构实际的设计值为依据进行检验第62页/共75页第六十三页，共76页。检验检验(jinyn)(jinyn)的的内容：内容：第63页/共75页第六十四页，共76页。承载力检验： 检验结构是否满足承载力极限状态，应进行破坏性试验，以判定(pndng)极限状态标志时的承载力试验荷载值（1）按混凝土设计规范的允许值进行(jnxng)检验： 0000uuuuSS或 0000uu

14、uuSS或构件承载力检验系数试测值，即承载力荷载实测值与设计值之比构件重要性系数构件的承载力检验系数的允许值，与构件受力状态有关， P120第64页/共75页第六十五页，共76页。承载力检验(jinyn)：（2）按构件(gujin)实配钢筋的承载力进行检验00uu 00uuSS 00(,.)cssR ffAS其中依据实际参数确定的依据实际参数确定的构件承载力计算值构件承载力计算值承载力修正系数承载力修正系数第65页/共75页第六十六页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限(jxin)标志 结构极限承载力的实测值是根据各类结构达到各自承载力检验标志时所对应的荷载而确定的。结构的承

15、载力极限标志，主要取决于其受力状态和自身特性。第66页/共75页第六十七页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限(jxin)标志 混凝土构件达到下列破坏标志之一时，即认为达到承载力极限状态：） 轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压构件 受拉主筋应力达到屈服强度、受拉应变达到 0.01 受拉主筋拉断； 受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm； 挠度达到跨度的 1/50，悬臂构件挠度达到 1/25; 受压区混凝土压坏； 锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。第67页/共75页第六十八页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限(jxin)标志2) 轴心受压、小偏心

16、受压构件，主要指柱类构件 混凝土受压破坏；（主要标志，P121） 受压主筋应力达到屈服强度。（一般不会发生）第68页/共75页第六十九页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限(jxin)标志3) 受弯构件的剪切破坏 箍筋或斜截面内的纵向受拉主筋应力达到屈服强度； 斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏； 沿斜截面混凝土斜向受压破坏； 沿斜截面撕裂形成斜拉破坏； 箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交汇处的斜裂缝宽度达1.5mm； 锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。第69页/共75页第七十页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限(jxin)标志 P120第70页/共75页第七十一页，共76页。承载力检验(jinyn)：（3）承载力极限标志第71页/共75页第七十二页，共76页。构件(gujin)挠度检验： ssaa 0) 1() 1(fsfssfsfssaQQQaaMMMa其中，正常使用短期检验荷正常使用短期检验荷载作用下，构件短期载作用下，构件短期挠度实测值挠度实测值正常使用短期检验荷正常使用短期检验荷载作用下，构件短期载作用下，构件短期挠度允许值挠度允许值P122（1）按混凝土结构设计规范规定的挠度允许值进行(jnxng)检验时第72页/共75页第七十三页，共76页。构件挠度(nod)检验：（2）按实配钢筋