第六章1工程结构静力试验

1、第六章 工程结构静力试验6.1概述 结构的功能是承受荷载并保证结构的安全、适用、耐久。结构上的作用分为： 直接作用：是指各种荷载，如结构的自重； 间接作用：引起结构外加变形和约束变形的因素，如温度。静力荷载试验的目的：通过对试验结构直接施加荷载或作用作用，采集试验数据，掌握结构的力学性能。“静力” ：指试验过程中，结构本身运动的加速度效应（惯性力效应）可忽略。 根据试验荷载性质的不同，静力试验可分为单调静力荷载试验，拟静力试验和拟动力试验。是结构试验中最基本、最大量的一种试验。单调静力荷载试验：单调静力荷载试验是指试验在短期内荷载逐渐平稳、连续地增加到结构破坏或预定的状态目标。单调静力荷载试验

2、的目的： 模拟结构受静力荷载的工作状态，观测、研究结构的基本性能（强度、刚度、抗裂）和破坏机制，用以研究结构受力性能的试验。参考规范： 混凝土结构试验方法标准（GB50152-2012）对科研性试验提出了一般性要求； 预制构件试验方法（GBJ321-90）对生产性试验性试验规定了统一的试验方法。6.2结构单调加载静力试验的加载制度加载制度：试验实施过程中荷载的施加程序或步骤，是加载期间荷载（大小和方向）与时间的关系。 加载制度的设计与试验观测的要求有关，也受采用的加载设备和仪器仪表的限制。有些试验数据必须使试件保持在某一个受力状态时才能采集。 加载图示：荷载在试件上的布置形式，模拟设计荷载或实

3、际受力 如混凝土结构的试验中，观测开裂荷载和开裂部位、裂缝宽度及裂缝的分布 试验加载程序可以根据试验的类型、试验目的、试验要求选择，一般结构静载试验的加载程序分为预载、正常使用荷载、极限荷载三个阶段，每个阶段分若干级加载。 一、预载： 预载的目的：使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；检验全部试验装置的可靠性；检验全部观测仪表工作正常与否；检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用。通过预载发现试验的潜在问题，并解决在试验前，保证试验顺利。 预载一般分三级进行，每级取正常使用荷载的20。然后分级卸载，23级卸完。每加(卸)一级荷载，停歇10min。对于开裂较早的混凝

4、土结构，预加荷载不宜超过计算开裂荷载的70(含自重)，保证能得到准确开裂荷载。 分级大小的一般规定：1. 每级加载不宜超过其荷载值的20%；2. 临近承载力试验荷载值的90%，级距5%；【对于抗裂检测结构，在开裂荷载计算值的90%附近，级距5%开裂荷载值；直至第一条裂缝出现；】3. 柱子加载，一般按计算极限荷载的l/151/10分级，接近开裂或破坏荷载时，应减至原来的1/31/2。4. 卸载时，级距可以加大，为20%50%。二、正式加载加载时间的一般规定：1. 满载时间 30min科研（混凝土结构、钢结构、） 60min科研（木结构） 180min科研（砌体结构、拱结构、） 20min生产 1

5、2米跨以上结构 12小时，在这段时间内变形继续增长而无稳定趋势时，应延长持续时间直至变形发展稳定为止。如果荷载达到开裂试验荷载计算值时，试验结构已经出现裂缝则开裂试验荷载可不必持续作用。t2t2t2t2t22. 持载时间:为保证结构在荷载作用下的变形得到充分发展好达到基本稳定，每级荷载加载完毕后的停留时间。否则得到的变形值偏小（相应的极限荷载偏高） 15min（混凝土结构） 对钢结构可以少于10min，但是不少于5min 30min（单桩承载力试验规定）3. 空载时间：使弹性变形得到充分恢复，可准确测量残余变形。 =1.5 ；重要构件18小时；恢复到最好的状态。 t4t2t1t1注意注意：自重

6、自重也应作为试验荷载的一部分，设备重设备重也在 试验荷载中扣除。 一般设备重不宜大于使用状态荷载的20%。三、卸载 卸载可按加载级距进行，也可放大1倍或分2次卸完 混凝土结构破坏和停止试验标准1. 弯曲试验、大偏心受压/拉，发生下列情况之一视为 破坏： 主筋屈服，应变达0.01 主筋被拉断 主筋重心处裂缝达1.5mm 挠度达1/50 压区混凝土压溃：出现平行构件轴向的裂缝，局部 翘起、起皮、酥裂。 液压千斤顶在不卸油的情况下荷载开始下降。max85. 0Pp 对于研究延性的试验：要继续加载，记录荷载和变形参数（挠度、应变、伸长、转角等），至少直到 ，必要时延长加载过程。2.剪切试验，发生下列情

7、况之一视为破坏：箍筋屈服 或拉断斜裂缝mm5 . 1剪压区混凝土压溃液压千斤顶在不卸油的情况下荷载不断下降。对于研究延性的试验应继续加载，至少达到 ，必要时延长加载过程。)01. 0(smax85. 0Pp 3.受压（轴压、小偏压）试验，发生下列情况之 一视为破坏 ：混凝土压溃液压千斤顶在不卸油的情况下荷载不断下降。4.局部受压、冲切、扭转、复合受力等试验 应对试验破坏标准事先作专门研究确定。6.3 基本构件的单调加载静力试验一、受弯构件的试验1. 试件的安装 单向板和梁是受弯构件中的典型构件。试验安装时都采用正位试验，一端采用铰支座，另一端采用滚动支座。要求支座符合规定的边界条件，并在试验过

8、程中保持牢固和稳定。f1f2Pf3测 量 混 凝 土 应 变 的 应 变 片测 量 钢 筋 应 变 的 应 变 片（ 预 埋 ）纵 向 钢 筋分 配 粱一、受弯构件的试验 (a) (b) (c)简支梁试验等效荷载加载图示简支梁试验等效荷载加载图示一、受弯构件的试验2、试验项目和测点布置（1）挠度测量 梁的挠度值是量测数据中最能反映其总体工作性能的一项指标，梁任何部位的异常变形或局部破坏（裂缝）都将通过挠度在挠度曲线中反映出来。对于梁式结构主要的是测定跨中最大挠度值及梁的弹性挠度曲线。宽度较大的单向板 ：板宽的两侧布点，取平均值。有纵肋板：挠度测点布置于肋下。对于肋形板的局部挠曲：则可相对于板肋

9、来进行测定。 一、受弯构件的试验梁的挠度测点布置图梁的挠度测点布置图（a）三个位移计（b）五个位移计一、受弯构件的试验一、受弯构件的试验挠度实测值计算例题简支梁受均布荷载作用，测值如表。求跨中的实测挠度。荷载 左实测/累计 中实测/累计 右实测/累计0KN 0.10 0.05 0.0110KN 0.2/0.10 5.22/5.17 0.07/0.06 20KN 0.26/0.16 10.28/10.23 0.11/0.10f f1010=5.17-=5.17-（0.10+0.060.10+0.06）/2=5.09/2=5.09f f2020=10.23-(0.16+0.10)/2=10.10=

10、10.23-(0.16+0.10)/2=10.10一、受弯构件的试验（2）应变测量 量测由于弯曲产生的应变，一般在梁承受正负弯矩最大的截面或弯矩有突变的截面上布置测点。 对于变截面的梁： 在抗弯控制截面上布置测点（即在截面较弱而弯矩值较大的截面上）。 在截面突然变化的位置上也需布置测点。 只求测量弯矩引起的最大应力时，在该截面上下边缘纤维处贴应变计。为了减少误差，也可以取对称的两个应变片的平均应变量。 一、受弯构件的试验梁正截面应变分布的测点布置梁正截面应变分布的测点布置（a）截面最大纤维应变；（b）测量中和轴的位置和应变分布规律钢筋混凝土梁测量应变的测点布置图钢筋混凝土梁测量应变的测点布置图

11、1.试件；2.剪应力与主应力的应变网络测点（平面应变）；3.纯弯曲区域内正应力的单向应变测点；4.梁端零应力区校核点1234P 混凝土梁受拉区的混凝土开裂后，布置在混凝土受拉区的电阻应变计将失去其量测的作用。为考察截面的受拉性能，在受拉区的钢筋上布置测点量测钢筋的应变。可获得梁截面上内力重分布的规律。 平面应力测量 梁截面在荷载作用下存在正应力和剪应力，为求该截面上的最大主应力及剪应力的分布规律，要布置应变花，通过2或3个方向上应变的测定，求得最大主应力值及作用方向。 抗剪测点应设在剪应力较大的部位。 薄壁截面的简支梁：支座附近的中和轴处产生剪应力较大； 腹板与翼缘的交接处可能产生较大的剪应力

12、或主应力。 测量梁沿长度方向的剪应力或主应力的变化规律时： 沿梁长度方向可分布较多的剪应力测点。 测定沿截面高度方向剪应力变化时： 沿截面高度方向设置测点。一、受弯构件的试验箍筋和弯起筋的应力测量 为研究混凝土梁的抗剪强度，除混凝土表面需要布置测点外，在梁的弯起钢筋和箍筋上也布置应变测点 。混凝土梁弯起钢筋和钢箍的应变测点混凝土梁弯起钢筋和钢箍的应变测点 T T型梁翼缘的应变测点布置型梁翼缘的应变测点布置 1.试件；2.箍紧应力测点； 1.试件；2.翼缘上应变测点 3.弯起钢筋上的应力测点 23121一、受弯构件的试验翼缘与孔边应力测量 对于翼缘较宽较薄的T型梁，其翼缘部分一般不能全部参加工作

13、，即受力不均匀，应该沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力分布情况。有孔洞的沿着孔边贴应变片。 校核测点 ：要求留有一定的校核测点 。一、受弯构件的试验混凝土受拉区抗裂测点布置混凝土受拉区抗裂测点布置17-混凝土应变片测点混凝土斜截面裂缝测点布置混凝土斜截面裂缝测点布置 （a）单向应变片 （b）双向应变片一、受弯构件的试验（3）裂缝量测 裂缝量测包括测开裂荷载、裂缝位置，裂缝的宽度和深度以及描述裂缝的发展和分布。 出现肉眼可见的裂缝时，可用最小刻度为0.01mm及0.05mm的读数放大镜测裂缝宽度。每一构件中测定裂缝宽度的数目不少于3条，包括第一条出现的裂缝以及开裂最大的裂缝，取最大值为最大裂缝宽

14、度值，选用测量裂缝宽度的部位应在试件上标明并编号，各级荷载下的裂缝宽度数据则记在相应的记录表格上。一、受弯构件的试验 每级荷载下出现的裂缝均须在试件上标明，在裂缝的尾端注出荷载级别或荷载数量。 以后每加一级荷载裂缝长度有新的扩展，需在新裂缝的尾端注明相应的荷载。由于卸载后裂缝可能闭合，所以应紧靠裂缝的边缘13mm处平行画出裂缝的位置和走向。 试验完毕后，根据标注在试件上的裂缝，绘出裂缝展开图。（可以用照片） 一、受弯构件的试验一、受弯构件的试验受压构件（轴心和偏心受压构件）是建筑结构中的基本承重构件，主要承受竖向压力，是常见的受压构件1、安装： 正位与卧位（高大柱子要考虑自重的影响） 具备大型

15、结构试验机条件时，试件在长柱试验机上进行正位受压试验，也可利用静力试验台座上的大型荷载支承设备和液压加载系统配合进行试验。二、受压构件试验对中：受压构件安装：先进行几何对中，再进行物理对中。加载到2040的试验荷载时，测量构件中央截面两侧或四个面的应变，并调整作用力的轴线，使其达到各点应变均匀为止。在构件物理对中后即可进行加载试验。偏压试件安装，也应在物理对中后，沿加力中线量出偏心距离，再把加载点移至偏心距的位置上，进行试验。支座：要求测纵向弯曲系数时，构件两端均应采用比较灵活的可动铰支座形式。可采用构造简单、效果较好的刀口或球铰支座。对于试件在两个方向都可能产生弯曲时，应采用双刀口铰支座。二

16、、受压构件试验2、试验项目和测点布置受压构件的试验，一般需要观测其破坏荷载、各级荷载下的侧向挠度值及变形曲线、控制截面或区域的应力变化规律以及裂缝开展情况。挠度：是由布置在受拉边的百分表或挠度计进行量测。除量测中点最大的挠度值外，可用侧向5点布置法量测挠度曲线。正位试验的长柱，侧向变位可用全站仪观测。应变：受压区边缘布置应变测点，可以单排布点在对称轴上或在受压区截面的边缘两排对称布点。验证构件平截面变形的性质，沿压杆截面高度布置57个应变测点。受拉区钢筋应变同样可以用电阻应变计进行量测。对于双肢柱试验，测量肢体各截面的应变，测量腹杆的应变，确定受力情况。应变测点在各截面上均应成对布置，分析各截

17、面上可能产生的弯矩。偏压柱试验测点布置偏压柱试验测点布置1.试件；2.铰支座；3.应变计；4.应变仪测点；5.挠度计 特点： 跨度大的承重结构；自身平面内承受荷载；出平面刚度小，靠支撑体系。1、安装： 正位试验：加侧向支撑，保证压杆稳定。 包括：荷载架支撑；拉杆支撑；水平支撑 卧位试验：无法消除自重影响，侧面垫平，并设 置相当数量的滚动轴承。 两品屋架成对试验：用k型或屋面板水平支撑，不能三角焊死，防止屋面板直接参加工作。三、屋架试验加载： 屋面板上放置堆积重物；集中荷载作用在节点上；液压加载器加载用分配梁。支座支撑： 由于拉杆变形大，要求滚动支座水平位移大。半跨荷载试验： 某些杆，可能半跨荷

18、载比全跨荷载作用时更不利。等效荷载：主要杆件和部位的内力接近原设计；注意荷载改变后可能引起的局部影响，防止产生局部破坏。2、试验项目和测点布置量测项目： 屋架上下弦杆的挠度 屋架主要杆件的内力 屋架的抗裂度及可靠程度 屋架节点的变形几节点刚度对杆件次应力的影响 屋架端节点的应力分布 预应力屋架的钢筋张拉力；混凝土的预压应力； 反拱作用；锚头的工作性能等。挠度和节点位移的测量 各个节点放位移计；挠度大的用标尺或水准仪； 测量出平面的水平位移用百分表与屋架垂直； 大节间测节中挠度和临近节点的挠度，考虑弯曲影响。 屋架杆件内力的测量 注意：屋架的节点假定为铰接，实际为半铰接或刚接，考虑次应力的影响，

19、测量杆件内力应使测点尽量远离节点。比较临近节点和远离测点的值，可以得出次应力。a是只有轴力的贴片方式；b是有轴力和Mx的贴片方式；c是有轴力和Mx、MY的贴片方式； 屋架端节点的应力分析 贴应变花，计算出主应力和剪应力。预应力锚头性能的测量 在锚头上贴纵（沿预应力筋方向）、 横（垂直预应力筋方向）应变测点。纵向：测纵向应变可测锚头对外框混凝土的压缩变形； 横向：测横向应变可测锚头部位端节点混凝土的横向受拉变形屋架下弦钢筋张拉应力的测量测点：1/4跨；跨中；两端。方法：在预应力钢筋上贴应变片。注意：防潮；保护应变片；导线就近从孔中引出。裂缝的测量 测开裂荷载值；最大裂宽。 注意：拉杆、端节点、节

20、点交汇处易产生裂缝。6.4 拟静力试验 拟静力试验（伪静力或低周反复荷载试验，属结构抗震试验）基本原理： 用低周往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作用下的受力过程。试验加载方法的目的： 用静力方法研究地震作用下构件的受力和变形性能。通过试验获得结构超过弹性极限后的荷载变形工作性能和破坏特征，验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力的可靠性，为建立数学模型进行结构抗震非线性计算分析提供依据。试验方法的特点：设备简单，加载历程可人为控制并可按需要加以改变和修正，试验中可停下来观察结构开裂和

21、破坏形态，便于检验校核试验数据和仪器工作情况。1、以剪切变形为主的构件 以剪切变形为主的构件的试验装置应试件上下对称，推拉千斤顶或作动器安装在试件的1/2高度上，平行联杆机构的杠杆和L型杠杆均应有足够的刚度，连接铰尽可能减小间隙和摩阻力。以剪切变形为主的构件低周反复试验装置以剪切变形为主的构件低周反复试验装置1.试件；2.竖向荷载千斤顶；3.分配梁；4.L型杠杆；5.平行联杆机构；6.仿重力荷载架；7.推拉千斤顶；8.铰；9.反力墙2、以弯剪变形为主的构件 以弯剪变形为主的构件的试验装置，垂直荷载的施加宜采用仿重力荷载架，尽可能减小滚动摩擦力对推力抵消作用。 以弯剪变形为主的构件低周反复试验装

22、置以弯剪变形为主的构件低周反复试验装置1.试件；2.竖向荷载千斤顶；3.推拉千斤顶；4.仿重力荷载架；5.分配梁；6.卧架；7.螺栓；8.反力架；9.铰；10.拉压测力计3、梁柱节点 框架结构梁柱节点有侧移柱端加载试验装置：水平力加于柱顶，梁有水平方向反复位移，但不可上下移动。竖向荷载用千斤顶在柱顶施加，属自平衡系统，在反复水平力作用下其柱顶上压力不随柱顶位移而改变，从而能计入几何非线性的影响。 该装置可模拟实际框架结构节点的受力状态。但为了简化，取相邻梁（或相邻柱）反弯点间距离为节点的梁长（柱高），这样节点试件的上下和左右杆端均可按铰接处理。梁柱节点试验装置与变形特征梁柱节点试验装置与变形特

23、征1.推拉千斤顶；2.柱子轴力加力架；3.千斤顶；4.刚性构架；5.梁柱节点试件；6.铰；7.可滑动铰；8.锚固螺栓；9.荷载传感器二、加载制度及加载方法 拟静力试验加载制度主要有：单向反复加载制度和双向反复加载制度。1、单向反复加载制度变形控制加载、荷载控制加载、荷载变形双控制（1）变形控制加载法 变形控制加载法是在结构抗震恢复力特性试验中使用最多的加载方法。在加载过程中以位移为控制值，以屈服位移的倍数作为加载的控制值。位移是广义的，可以是线位移、转角、曲率、应变等。 试验对象具有明确的屈服点时，一般都以屈服位移的倍数为控制值。构件不具有明确的屈服点时（如轴力大的柱子）或无屈服点时（如无筋砌

24、体），由研究者制定一个认为恰当的位移值来控制试验加载。 变形控制加载根据控制位移值不同，又分为变幅加载、等幅加载、变幅等幅混合加载。1、单向反复加载制度1）变幅加载纵坐标是延性系数或位移值，横坐标为反复加载的周次。每加载一周后，都会增加位移幅值。当对一个构件的性能不太了解，作为探索性的研究或者在确定恢复力模型的时候，多用变幅加载来研究构件的强度、变形和耗能的性能。变幅加载1、单向反复加载制度2）等幅加载 加载制度在整个试验中均按等幅位移施加荷载，该加载法主要用于研究构件的强度降低率和刚度退化规律。等幅加载1、单向反复加载制度混合加载混合加载 该加载制度在两种大幅值控制位移之间有几次小幅值位移循

25、环，这是为了模拟构件承受二次地震作用，其中小循环加载用来模拟余震的作用。3）变幅等幅混合加载 混合加载法是将变幅、等幅两种加载制度结合起来运用。可综合研究构件的性能，其中包括等幅加载法的强度和刚度变化，以及变幅加载时，特别是大变形增长情况下强度和耗能能力的变化。采用这种加载制度时，等幅部分的循环次数应随研究对象和要求的不同而异，一般可选36次。 （2）荷载控制加载法 是通过控制施加的作用力数值的变化来实现低周反复加载的要求。（宜发生破坏，不宜控制）（3）荷载变形双控制加载法 荷载变形双控制加载法是在试验中先控制作用力后控制位移的加载方法。由初始设定的控制力值开始加载，逐级增加控制力，经过结构开

26、裂阶段后，一直加到试件屈服，再用位移控制加载，直到结构破坏。1、单向反复加载制度 混凝土结构试验方法标准要求：加载方法和加载程序要求根据结构特点和研究目的确定，并应符合下列规定： （1）试验时应先施加轴向荷载，并在施加反复试验荷载时保持轴向荷载值稳定；反复试验荷载的加载程序宜采用荷载变形双控制加载法；在结构构件达到屈服荷载前，宜采用荷载（或应力）控制；在结构构件达到屈服荷载后，宜采用变形（应变）控制。（2）在结构构件的荷载达到屈服荷载前，宜取屈服荷载值的0.5、0.75和1.0倍作为回载控制点；达到屈服荷载后，宜取屈服变形的倍数为回载控制点（3）反复加载次数应根据试验目的确定。一般每一级控制荷

27、载或控制变形下的反复加载次数宜取为3次。若在某一级控制荷载下结构构件的残余变形很小，则可在该级控制荷载下进行一次反复加载；当研究承载力退化率时，在相应于某一位移延性系数下进行反复加载次数不宜少于5次；当研究刚度退化率时，在选定的荷载作用下进行反复加载次数不宜少于5次；试验中应保证反复加载过程的连续性，每次循环时间宜一致。1、单向反复加载制度具体试验过程尚应注意以下问题：（1）正式试验前，应先进行预加反复荷载试验2次；混凝土结构试件预加载值不宜超过开裂荷载计算值的30；砌体结构试件不宜超过开裂荷载计算值的20。试验时应首先施加轴向荷载，并应在施加反复试验荷载时保持轴向荷载值稳定；（2）正式试验时

28、的加载方法应根据试件的特点和试验目的确定，宜先施加试件预计开裂荷载的4060，并重复23次。再逐步加至100，接近开裂和屈服荷载前应减少极差进行加载。（3）试验过程中，应保持反复加载的连续性和均匀性，加载或卸载的速度宜一致。（4）当进行承载能力和破坏特征试验时，应加载至试件极限荷载下降段；对混凝土结构试件下降值应控制到最大荷载的85。1、单向反复加载制度 为了研究地震作用对结构构件的空间组合效应，克服结构构件在采用单方向（平面内）加载时，不考虑另一方向（平面外）地震作用对结构影响造成的局限性，可在 、 两个主轴方向同时施加低周反复荷载。对于框架柱或压杆的空间受力情况以及框架梁柱节点在两个主轴方

29、向所在平面内采用梁端加载方案施加反复荷载试验，均可采用双向同步或非同步的加载制度。XY2、双向反复加载制度（1） 、 轴双向同步加载 同单向反复加载制度相，低周反复荷载在与构件截面主轴成角的方向进行斜向加载，使 、 两个主轴方向的荷载分量同步作用。双向同步加载也可用变形控制加载法、荷载控制加载法或荷载变形双控制加载法。xYxY2、双向反复加载制度双向低周反复加载制度双向低周反复加载制度（2） 、 轴双向非同步加载 双向非同步加载是在构件截面的 、 两主轴方向分别施加低周反复荷载。 xYxy2、双向反复加载制度三、试验测试内容和方法 拟静力试验观测内容根据试验研究目的而定。梁柱节点通常的量测项目

30、：1、荷载及支座反力 对于在梁端加载时需要测量柱端水平反力，采用柱端加载的方案，测量梁端的支座反力。2、荷载变形曲线 变形包括梁端和柱端变形，量测加载界面处的位移，在变形控制加载阶段据此控制加载程序，通过数据采集仪或函数记录仪记录整个试验的荷载变形曲线的全过程。4、节点核心区剪切角可通过量测核心区对角线的位移量来计算确定。梁柱节点测点布置1.柱端位移测点；2.梁端位移测点；3.梁塑性铰区段转角；4.节点核心区剪切角；5.柱塑性铰区段转角3、塑性铰区段曲率或转角： 对于梁，一般可在距柱0.5hb（梁高）或hb处布点 对于柱，则可在距梁面 0.5hc（柱宽）处布置测点。143253226、核心区箍

31、筋应力测点可按核心区对角线方向布置，这样一般可测得箍筋最大应力值。如果沿柱的轴线方向布点，则测得的是沿轴方向垂直截面上的箍筋应力分布规律。5、梁柱纵筋应力 一般用电阻应变计量测。测点布置以梁柱相交处截面为主，在试验中为了测定塑性铰区段的长度或钢筋锚固应力，还可根据要求沿纵向钢筋布置更多的测点。 梁柱节点测点布置梁柱节点测点布置1.柱端位移测点；2.梁端位移测点；3.梁塑性铰区段转角；4.节点核心区剪切角；5.柱塑性铰区段转角14325322钢筋滑移时测点布置钢筋滑移时测点布置1.钢筋滑移测点 2.试件；128、裂缝在试验过程中，应认真观查裂缝的开展情况，做到及时记录。7、钢筋滑移梁内纵向钢筋通

32、过核心区的滑移量可以通过量测并比较靠近柱面处梁主筋上B点相对于柱面混凝土C点之间的位移 ，及B点相对于柱面处钢筋A点之间的位移 得到。1221四、试验数据的整理 低周反复加载试验结果常由荷载变形滞回曲线及相关参数描述，它是研究结构抗震性能的基础数据。 荷载位移曲线的各级第一循环的峰点（卸载顶点）连接起来的包络线作为骨架曲线。骨架曲线在研究非线性地震反应时，它反映了每次循环的荷载位移曲线达到最大峰点的轨迹，反映了试验构件的开裂强度、极限强度和延性特征。滞回环的形状随反复加载循环次数的增加而改变，对于混凝土结构，滞回环的形状可反映钢筋滑移或剪切变形的扩展情况。滞回环面积的缩小，标志着耗能能力的退化

33、，可根据滞回环的形状和面积衡量和判断构件的耗能能力和破坏机制。进行结构抗震性能研究时，根据骨架曲线和滞回曲线，可从结构的承载力、延性、退化以及能量耗散等方面进行综合分析、评定结构的抗震性能。1、抗力与变形（1）开裂荷载 取试验结构或构件出现第一条垂直裂缝或斜裂缝时的荷载。（2）屈服荷载和屈服变形 取试验结构构件在荷载稍有增加而变形有较大增长时所能承 受的最小荷载和其相应的变形为屈服变形。对混凝土构件是指受拉主筋应力屈服时的荷载或相应变形。（3）极限荷载 取试验构件所能承受的最大荷载值A点。（4）破坏荷载和极限变形 在试验过程中，当试验构件丧失承载力或超过极限荷载后，下降到0.85倍极限荷载时，

34、所对应的荷载值即为破坏荷载，其相应变形为极限变形 。u荷载荷载- -变形关系曲线变形关系曲线2、延性系数 延性系数是试验结构构件塑性变形能力的一个指标，按下式计算：yuuy：试验结构构件的延性系数 ：荷载下降段相应于破坏荷载的变形 ：相应于屈服荷载的变形 对于砌体的延性系数用极限荷载时的变形与开裂荷载时的变形比表示延性的定义 3、退化率 退化率反映试验结构构件抗力随反复加载次数增加而降低的指标。研究强度退化时，用强度降低系数表示按下式计算：1maxmin、jijiQQi：强度降低系数 ijQmin、ji：位移延性系数为时，第次加载循环的峰点荷载值 1max、jQ：位移延性系数为 j时，第一次加

35、载循环的峰点荷载值 研究刚度退化时，即在位移不变条件下，随反复加载次数的增加而刚度降低的情况，用环线刚度表示按下式计算：niijniijiQK11iK：环线刚度 ijQji：位移延性系数为时，第次循环的峰点荷载值 ij：位移延性系数为 j时，第 i次循环的峰点 位移值 ：循环次数 n4、能量耗散 结构构件吸收能量能力的好坏，由滞回曲线所包围的滞回环面积和它的形状来衡量。由滞回曲线的面积可以求得等效粘滞阻尼系数 ehOBDABCeSSh21等效粘滞阻尼系数计算 等效粘滞阻尼系数也是衡量结构抗震能力的一项指标。ABC面积越大，则的值越高，结构的耗能能力也越强。 6.5 拟动力试验 拟动力试验又称联

36、机试验，是将地震实际反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上，使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震动作用下所经历的真实过程完全一致。试验是用静力方式进行的,不是在振动过程中完成的，称拟动力试验。一、拟动力试验的基本原理 是用计算机直接参与试验的执行和控制，包括利用计算机按地震实际反应计算得到的位移时程曲线驱动和控制电液伺服加载器对结构施加荷载。同时量测结构的反应和数据采集，经检测装置处理后，联机系统将结构试验得到的反应量立即输入计算机，从而得到结构的瞬时非线性变形和恢复力之间的关系，再由计算机算出下一次加载后的变形，并将计算所得到的各控制点的变形转变为控制信号，驱动加载器强迫结构按实际

37、地震反应实现结构的变形和受力。整个试验由专用软件系统通过数据库和运行系统来执行操作指令并完成整个系统的控制和运行。 拟动力试验法是用计算机与加载作动器联机求解结构动力方程的方法。关键：结构恢复力直接从试件上测得，无需理论上假设，解决理论分析中恢复力模型及参数难确定问题。 数值计算与拟动力试验之间的比较二、拟动力试验的设备 拟动力试验的加载设备由计算机、加载装置与加载控制系统等组成。 计算机是整个试验系统的心脏，完成加载过程的控制和试验数据采集，同时对试验结构的其它反应参数，如应变、位移等进行演算和处理。 加载装置与加载控制系统功能：把该时刻由计算机传来的位移指令转换为电压信号输入，用于电液伺服

38、系统，使加载器安指令工作。拟动力试验可采用与静力试验或拟静力试验一样的加载装置，承载能力应大于试验设计荷载的150。三、试验步骤主要试验步骤：1.在计算机系统中输入地震加速度时程曲线，并按一定的时间间隔数字化2.把 时刻的地震加速度值代入运动方程，解出 时刻的地震反应位移值 3.由计算机控制电液伺服加载装置系统，将 施加到结构上，实现这一步的地震反应 4.量测此时试验结构的反力 ，并代入运动方程，按地震反应过程的加速度进行 时刻的位移 的计算，量测试验结构反力 5.重复上述步骤，按输入 时刻的地震加速度值，求解位移 和结构反力 连续进行加载试验，直到试验结束。 nnnXnXnF1n1nX1nF

39、1n2nX2nF1、试验目的 （1）掌握钢筋混凝土框架结构在实际地震作用 下的特性和破坏机制； （2）对结构抗震分析方法进行研究探索； （3）检验与验证现行抗震规范的合理性。四、钢筋混凝土框架拟动力试验示例2、试验对象 试验对象为足尺的7层混凝土结构，平面尺寸为17m16m。在水平荷载加力方向为3跨，垂直加力方向为两跨。框架底层高度为3.75m，27层高度各为3.0m，总高度为21.75m。在B轴框架中设有等截面壁厚为200mm的连续抗震墙，在垂直于加力方向的1、4轴框架内设有用作限制平面变形的壁厚150mm的连续墙，该墙与柱没有联系。柱截面为500mm500mm，主梁截面为300mm500mm，次梁截面为300mm450mm。七层钢筋混凝土结构的平面和剖面图 进行拟动力试验前，先进行结构的自由和强迫振动试验、各层单独加载试验以及结构静力试验。进行拟动力试验时由于采用等效单自由度体系，在试验中使外力分布保持一阶振型，即符合倒三角形分布。将位于试验结构顶层的加载器按位移控制，该位移的大小是根据试验体顶层位移与基底剪力，通过单质点反应分布求得。而其他各层的加载还是按一定外力分布并按各层比例进行荷载控制。便于既掌握振