土木工程实验原理结构静载试验

1、第三章 结构静载试验3.2 制定方案前：1 2 3方案技术预备：鉴定性试验：鉴定性试验：1 2 3研究性试验：研究性试验：1 2 3了解试验目的了解试验目的实地考察对象实地考察对象熟悉背景文献熟悉背景文献试验的缘由试验的缘由需获得的参数需获得的参数标准，规范，规程标准，规范，规程课题现状，意义课题现状，意义需获得的参数需获得的参数预期达到的层面预期达到的层面第三章 结构静载试验试验方案具体内容包括：1. 1. 试验目的及技术依据试验目的及技术依据2. 2. 试验场地的选定和测点布置；试验场地的选定和测点布置；3. 3. 试件安装就位及试件支座形式；试件安装就位及试件支座形式；4. 4. 加载设

2、备及装置，加载图式，加载程序；加载设备及装置，加载图式，加载程序；5. 5. 人员、仪器、试件的安全及防护措施；人员、仪器、试件的安全及防护措施；6. 6. 测量方法，仪器型号，仪表布置图；测量方法，仪器型号，仪表布置图；7. 7. 试验进度表；试验进度表；8. 8. 附录：经费，器材、工具等。附录：经费，器材、工具等。第三章 结构静载试验3.3 1.加载图式 它是试验荷载在试件上的布置形式。它包括荷载的类（如：重力加载或液压加载等）和荷载分布情况（如：均布加载或集中加载等）。 要求：加载图式要尽量与结构设计计算的荷载要求：加载图式要尽量与结构设计计算的荷载图式一致。使试验时荷载下结构工作情况

3、与实际情况图式一致。使试验时荷载下结构工作情况与实际情况为接近。为接近。第三章 结构静载试验2.试验荷载的几个概念（1）正常使用短期荷载检测值 它是结构在正常工作状态下应能承受的荷载的检它是结构在正常工作状态下应能承受的荷载的检测值测值正常使用短期荷载检测值正常使用短期荷载检测值永久性荷载永久性荷载使用荷载使用荷载结构构件自重结构构件自重结构构件装饰重结构构件装饰重SKKQGQSQKGKQ1KG2KG第三章 结构静载试验（2）荷载长期效应组合值 它是考虑了可变荷载对结构作用的长期它是考虑了可变荷载对结构作用的长期性。性。 可变荷载的准永久值系数，通常取0.4。LKqKQGQq第三章 结构静载试

4、验（3）短期承载力检测值 它是结构最大应能承受的短期荷载检测值。它是结构最大应能承受的短期荷载检测值。 永久荷载的分项系数取永久荷载的分项系数取1.21.2； 可变荷载的分项系数取可变荷载的分项系数取1.4.1.4. dGKQKQGQGQ第三章 结构静载试验3. 加载程序是指对试验所进行的加载级距，加、卸载的循环次数，级间间隙时间等有序的安排。（1）预载目的：目的：1 1）密实节点或接合部位，使结构处于工作状态；）密实节点或接合部位，使结构处于工作状态； 2 2）检查试验装置及试验仪器仪表是否正常工作；）检查试验装置及试验仪器仪表是否正常工作； 3 3）人员是否各就各位，已做好准备工作。）人员

5、是否各就各位，已做好准备工作。 SQ第三章 结构静载试验4.第三章 结构静载试验5. 试验测点布置基本原则：试验测点布置基本原则： （1 1）在满足试验目的的前提下，测点不宜过多，）在满足试验目的的前提下，测点不宜过多，使试验工作重点突出。使试验工作重点突出。 （2 2）测点要具有代表性，便于分析计算。）测点要具有代表性，便于分析计算。 （3 3）为了确保测量数据的可靠，应布置一定数量）为了确保测量数据的可靠，应布置一定数量的校核点。测点的布置要尽量使测量时安全、方便及的校核点。测点的布置要尽量使测量时安全、方便及满足仪器的一些特殊要求。满足仪器的一些特殊要求。第三章 结构静载试验几个典型测点

6、布置第三章 结构静载试验3.4 对于异常情况要及时查清原因，排除故障或事故对于异常情况要及时查清原因，排除故障或事故隐患。待弄清原因并排除异常后，再继续加载观测。隐患。待弄清原因并排除异常后，再继续加载观测。必要时可能要依实际情况及时调整试验方案。必要时可能要依实际情况及时调整试验方案。第三章 结构静载试验1.应变观测第三章 结构静载试验2.位移观测 第三章 结构静载试验3裂缝观测 第三章 结构静载试验开裂荷载的具体确定：第三章 结构静载试验4.钢筋混凝土破坏特征第三章 结构静载试验3.5 1 常见的测试曲线有（1）荷载变形曲线；（2）荷载应变曲线；（3）截面应变图；（4）裂缝开展分布图。第三

7、章 结构静载试验1） 意义：由结构变形关系曲线，可 判断结构或构件在荷载作用下的工作 状态。 1结构处于弹性阶段； 2结构处于弹塑性阶段（当混凝土开 裂时，会出现A、B转折点）； 3 (1)是在加载过程中仪器出现故障； (2)是邻近构件、支架参与工作分担 了荷载； (3)是整体钢筋混凝土结构经多次加载后，也会出现此钟情况； (4)是钢筋混凝土结构在卸载过程中也会出现此种情况。第三章 结构静载试验荷载-变形曲线的实现过程荷载传感器荷载传感器机电百分表机电百分表动态应变仪动态应变仪X-Y记录仪记录仪第三章 结构静载试验2）.意义：由荷载应变图显示荷载与应变的内在关系以及应变随荷载增长的规律。以梁为

8、例: 第三章 结构静载试验3）意义：由截面应变图来了解试件沿截面高度分布的规律及其变化过程以及观察其中中和轴的移动情况。 以梁为例，A为第一级荷载，B为第二级荷载，C为第三级荷载。1、2、3、4、5分别为五个沿截面高度均匀分布的应变测点。第三章 结构静载试验4） 在试验过程中始终跟踪描下裂缝开展的轨迹与此级荷载大小及裂宽大小。其目的是为了了 解结构在荷载作用下的工作状态。试验结束后，立即拍照，并在坐标纸上按比例作一裂缝展开图。按实测时实际裂缝绘出开展部位、方向、长度以及每级荷载下的裂宽等信息。第三章 结构静载试验3.6. 在计算结构或构件时，需要对实测的挠度进行修正，以获得真实的挠度。1（1）

9、对于简支静定结构构件若左右两支座沉降测量值分别为 和 ，跨中实测挠度值为 ，则扣除支座沉降后的试验挠度值为：lfrfmf201rlmffff第三章 结构静载试验（2） 若固定端的沉降和自由端的挠度实测值分别为： 和 ，而悬臂长为 ，扣除固定端沉降后悬臂下倾的角度为 ，则扣除固定端沉降后的挠度值为：1fltan1201lfff2f第三章 结构静载试验2 结构构件自身重量产生的挠度，通常采用近似计算法得到。 由结构构件在弹性范围内，依据“弯矩等效原则”有： 00iiggfMMfgfgM0iM0if第三章 结构静载试验此外，对于桁架、屋架自重所产生的挠度，可在其弹性阶段内，按荷载挠度比例式求出自重所

10、产生的挠度： 其中： 结构构件自重； 结构构件在弹性范围内的第级荷载下的荷载值。 则，考虑以上两种修正后的挠度值为：0iiggfGGfgGiGgfff0102第三章 结构静载试验3 由于某种原因，用等效集中荷载代替设计时的均布加载时，由于集中荷载与均布荷载两种加载方式它们的内力包络图不同，造成一定的挠度结果的差异。则按如图修正系数进行修正。 0203fCfh第三章 结构静载试验4 由于长期荷载作用下的挠度 比短期荷载作用下的挠度 要大。而试验测试是短期荷载下的挠度值，它们之间的换算式为： 通常， ， 也可按规范有关条文取用。04f03f030304) 1() 1(fQQQfMMMfSSLSSL

11、0 . 2第三章 结构静载试验3.7 1.（1）其中： 结构构件承载力检验系数实测值， ，其中， 初次观测到承载力检验标志之一时的荷载实测值。 结构构件的安全等级和重要系数（见表3-2）； 结构构件承载力检验系数允许值（由设计标准图集或表3-1给出）。00uu 0u0uQ0uduuQQ00第三章 结构静载试验（2） 挠度指标是指结构构件在 下的挠度。 其中： 在 下，结构构件短期挠度实测值； 结构构件短期允许挠度值。 SQ0SSff0SfSQSf第三章 结构静载试验3） 通常将构件做如下抗裂等级分类： 对于严格要求不出现裂缝的构件称之为一级构件； 对于一般性要求不出现裂缝的构件称之为二级构件；

12、 对于允许出现裂缝但对裂宽有限制的构件称之为三级构件。 第三章 结构静载试验（a） 其中： 抗裂检验系数实测值； ， 其中， 构件开裂时的荷载实测值。 构件抗裂检验系数允许值； ，其中， 允许开裂荷载值。 或 由设计标准图集给出。0crcrrr0crrScrcrQQr000crQcrrScrcrQQrcrQcrrcrQ第三章 结构静载试验（b） 其中： 下，受拉主筋处最大裂缝宽度实测值； 下，受拉主筋处最大裂缝宽度允许值（见表3-3）。max0maxWWS0maxSWSQmaxWSQ第三章 结构静载试验2.（1）在挠度评定和抗裂性能评定时，加载值： 加载系数； 。 取0.4，0.6，0.8，1

13、.0， （2）在承载力评定时，加载值： ， 加载系数； 取 1KSGKQQK1()KSQGKQK1KddGQKQKKdKQGQ)(1K)1(0u)6(0u第三章 结构静载试验3. 有一甲I组冷拔低碳钢丝（10I 4）配筋的预应力圆孔板YKB3651，标准图集中：抗裂检验系数 1.188，允许外荷重（活荷载，使用荷载） 4.056KPa，板自重 1.864 KPa， 嵌缝重 0.131KPa， /250 分四格加均布荷载，拟定加载方案，并依据实测结果给予评定。bcrrKQ 2KG1KG f0l第三章 结构静载试验1） b0.5 （板宽的计算不以实测值计，而以设计值计。以标准模数来计。如0.5，0

14、.6，0.9，1.2m。实测值为0.49m以0.5m计）。计算跨度0l)(5 . 31003600m221/995. 1995. 1131. 0864. 1mKNKPaGGGKKK2/051. 6056. 4995. 1mKNQGQKKS2/0724. 8056. 44 . 1995. 12 . 1mKNQGQKQKGd第三章 结构静载试验2/617. 3056. 44 . 0995. 1mKNQGQKqKL0 . 2 f0l250/mm14250/3500mmfQQQfSLSS76. 814617. 3051. 6051. 6) 1(第三章 结构静载试验2） 加载方式为均布荷载，分为四区格，

15、每格边长：每格加载值：)(875. 04350040mllQQQlbP4375. 0875. 05 . 0第三章 结构静载试验(1)正常使用短期荷载检测值下的挠度、抗裂检验荷载： 挠度检验荷载： 抗裂检验荷载：21/187. 4864. 1051. 6mKNGQQKS21/32. 5864. 1051. 6188. 1mKNQQrQKScr第三章 结构静载试验（2）承载力检验荷载：由于是I级钢筋配筋，承载力阈值荷载检验系数依次为： 1.20，1.25，1.35，1.50则承载力检验荷载： u2/82. 7864. 10724. 820. 1mKN2/22. 8864. 10724. 825. 1mKN2/03. 9864. 10724. 835. 1mKN2/24.10864. 10724. 850. 1mKN1KduGQQ第三章 结构静载试验3）：（1）第 级荷载（取在构件开裂前某一级，这里取 ）下的实测挠度值： ， ， ；（2） 下实测挠度值： ， ， ； （3）当 时开裂；（4）当 时出现锚固破坏。4 . 0Kmmf01. 01mmf41. 02mmf72. 32mmf01. 03i) 1(KQSmmf14. 01mmf16. 0330. 1K60. 1K第三章 结构静载试验4）：（一）（1）在第 级荷载