华科结构静力试验讲义

华科结构静力试验讲义第一页，共53页。二、试验项目和测点布置1）试验项目鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂缝开展情况。研究性试验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂缝观测外，还测量构件某些部位的应力。2）测点布置挠度观测（最大值）第二页，共53页。挠度分布：第三页，共53页。应力测量

梁弯曲应力测点：第四页，共53页。梁剪应力测点：第五页，共53页。钢筋应力测点

用预埋或试件表面开槽的方法来解决设点的问题第六页，共53页。翼缘与孔边应力的测量对于翼缘较宽较薄的T型梁，其翼缘部分受力不一定均匀，应沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力分布的情况。梁腹板圆孔周边的应变测点布置第七页，共53页。校核测点和裂缝观测为了校核试验的正确性，便于整理试验结果时进行误差修正，经常在梁的端部凸角上的零应力处设置少量测点，以检验整个测量过程是否正常。裂缝测量：开展、宽度、发展和分布。肉眼观察；连续地或交替地布置测点；读数显微镜。第八页，共53页。由荷载一应变曲线观测混凝士的开裂第九页，共53页。斜裂缝测点第十页，共53页。转角和曲率的测量转角：用角位移传感器进行测量。常用的角位移传感器和线位移传感器都是测量测点相对于地面的转角，测量结果处理时应该考虑支座沉陷引起的刚体转动。曲率：用应变计或位移计进行测量，在该截面的上下边缘布置应变或位移测点，通过测量上下边缘的应变来计算曲率。第十一页，共53页。3.4.2受压构件试验一、试件安装和加载方法卧位和正位，液压加载，构件二端均应采用比较灵活的可动铰支座型式，一般采用刀口支座。第十二页，共53页。正位试验第十三页，共53页。对中???轴心受压柱：安装时一般先进行，即将构件轴线对准作用力的中心线。构件在几何对中后再进行物理对中，即加载达20％～40％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，以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：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。加载：长柱试验机或液压加载系统;(1/10-1/15)Nu，接近开裂荷载和破坏荷载时细分2-4级。第十四页，共53页。二、试验项目和测点布置破坏荷载：力传感器挠度：百分表或位移传感器曲率：曲率计砼应变：应变片+应变仪，应变片后贴。钢筋应变：应变片+应变仪，应变片预埋第十五页，共53页。3.4.3屋架试验一、试件安装和加载方法就位方式：一般采用正位试验。现场试验时还可以采用成对试件的卧位试验。安装时应设置侧向支撑，以保证屋架上弦的侧向稳定。支承方式：与梁相同，支承垫板应留有充分余地。加载方式：可以采用重力直接或杠杆加载。当施加多点集中荷载并且节点荷载较大时，采用同步液压加载。第十六页，共53页。重物加载第十七页，共53页。液压加载第十八页，共53页。屋架成对试验第十九页，共53页。屋架试验支撑设置第二十页，共53页。第二十一页，共53页。二、观测项目和测点布置观测项目1）桁架挠度及挠曲线。

2）开裂荷载及破坏荷载。

3）主要杆件的应变。

4）节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响

5）屋架端节点的应力分布

6）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压应力。

7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。

8）预应力锚头工作性能。第二十二页，共53页。测点布置可以利用结构和荷载的对称性，在屋架一半布置主要测点，而在另一半布置校核测点。1）节点位移：大量程的挠度计或者用米厘纸制成标尺通过水准仪进行观测。第二十三页，共53页。2）杆件的内力测量通过测应变来测量杆件内力。第二十四页，共53页。杆件的内力测量测点布置第二十五页，共53页。3）节点应变测量测点布置：上弦节点第二十六页，共53页。端部节点应变测量第二十七页，共53页。4）锚具性能测量在端节点砼表面沿自锚头长度方向布置若干应变测点：横向测点和纵向测点第二十八页，共53页。5）预应力钢筋张拉应力的测量直接在预应力钢筋上布置应变测点测量，通常布置屋架跨中和两端头。注意应变计的防护处理。6）裂缝测量杆件开裂荷载和裂缝宽度。（端节点、腹杆与下弦杆及节点交汇处较早开裂的位置）第二十九页，共53页。3.4.4薄壳和网架结构的试验

用于大跨度建筑，通过原型试验和1/5-1/20模型试验研究结构受力性能及计算可靠性。1、试件安装和加载方法支承形式：1）薄壳结构：实际支承形式类似双向板，有四角支承和四边支承，试验支承可以用固定铰、活动铰及滚轴。2）网架结构：实际支承在框架或柱顶，试验时支承在刚性较大的型钢圈梁上。边支座一般受压，角支座及其附近支座可能受拉。支座形式下如图。第三十页，共53页。网架试验支座形式受压支座拉压球铰支座拉压锁形支座球面支座第三十一页，共53页。加载方法重物直接堆载、水池加载或通过吊篮加载。也可用气压加载，需要较大荷载时常使用液压加载器和分配梁加载。2、观测项目和测点布置1）观测项目：主要测量位移和应变。2）测点布置：常利用对称性减少测点数量。同时布置一些校核测点。

第三十二页，共53页。薄壳结构液压加载第三十三页，共53页。网壳水加载第三十四页，共53页。双曲扁壳结构测点布置位移测点应变测点边界第三十五页，共53页。网架测点布置：（1）利用对称性分区（2）位移下弦节点，应力布置在杆件上（杆件中间或节点附近）（3）校核测点。第三十六页，共53页。3.5试验数据处理3.5.1、原始数据处理原始记录数据：完整性、科学性、严肃性。清楚、不得任意涂改错误数据：仪器设置，人工读错，人工记录，环境影响，仪器缺陷，通过复核仪器修正。数据修约：四舍五入。第三十七页，共53页。3.5.2结果表达表格形式曲线：连线、拟合曲线形态：裂缝分布、变形形态、破坏形态、照片函数：回归分析。常用方法为最小二乘法：回归值与试验值之差的平方和为最小。数据处理工具：Excel、Origin第三十八页，共53页。3.5.3应力和内力计算*应力计算：应变到应力的换算应根据试件材料的应力一应变关系和应变测点的布置进行，如材料属于弹性体，可按照材料力学的有关公式进行。第三十九页，共53页。应力计算：平面应力第四十页，共53页。第四十一页，共53页。第四十二页，共53页。3.5.4结构变形计算

应考虑支座沉降、结构自重和等效加载图示的修正。1、梁的弯曲变形离支座x处的挠度和转角为：第四十三页，共53页。悬臂梁的挠度和转角第四十四页，共53页。自重和设备重作用下，梁的挠度为：第四十五页，共53页。荷载等效的修正系数ψ：采用等效荷载图式加载试验时，由于等效时仅考虑了控制内力相等的原则等效，故应对测量的挠度进行修正。均布荷载1.0，四分点等效乘0.91,三分点等效乘0.98，四集中力五分点等效乘0.99，八集中力十六分点1.00。梁的弯曲变形为：ψ（f(x)+f0(x)）第四十六页，共53页。2、剪切变形节点剪切变形：第四十七页，共53页。3.5.5构件性能检验一、构件承载力检验第四十八页，共53页。承载力检验标志及检验系数γu受力情况受拉（轴拉、偏拉、受弯、大偏压）受压受剪标志编号B1B2B3B4B5B6承载力检验标志裂缝>1.5mm,挠度>1/50受压砼压坏受力主筋拉断砼压坏斜裂缝>1.5mm或斜裂缝末端砼剪压破坏斜压破坏或主筋端部滑脱1-3级钢冷拉1-2级冷拉3-4级热处理钢筋、钢丝、钢绞线1-3级钢、冷拉1-2级冷拉3-4级热处理钢筋、钢丝、钢绞线检验系数1.201.251.451.251.301.401.501.451.351.50第四十九页，共53页。二、构件的挠度检验第五十页，共53页。三、构件的抗裂检验四、构件的裂缝宽度检验第五十一页，共53页。人有了知识，就会具备各种分析能