d0f4工程结构静载试验ppt课件

1、工程构造静载实验工程构造静载实验概述概述 进展构造静载实验首先是由于在构造所遭到的进展构造静载实验首先是由于在构造所遭到的直接作用中，静荷载起主导作用，其次是由于相对直接作用中，静荷载起主导作用，其次是由于相对于动载实验而言，构造静载实验所需的技术和设备于动载实验而言，构造静载实验所需的技术和设备比较简单。构造静载实验最常用的是单调加载静力比较简单。构造静载实验最常用的是单调加载静力实验。实验。但是静载实验对精度的要求普通较高。但是静载实验对精度的要求普通较高。实验前的预备实验前的预备调查研讨、搜集资料调查研讨、搜集资料实验大纲的制定实验大纲的制定试件的预备试件的预备资料物理力学性能的测定资料

2、物理力学性能的测定实验设备与实验场地的预备实验设备与实验场地的预备试件安装就位试件安装就位加载设备和量测仪表安装加载设备和量测仪表安装实验控制特征值的计算实验控制特征值的计算确定实验的性质、规模、实验的方式、数量和种类。确定实验的性质、规模、实验的方式、数量和种类。 对鉴定性实验：应搜集设计图纸、计算书、设计根对鉴定性实验：应搜集设计图纸、计算书、设计根据、施工情况、资料性能、施工记录、运用过程、超据、施工情况、资料性能、施工记录、运用过程、超载情况、事故经过等。载情况、事故经过等。 对科研性实验：搜集与本实验有关的历史、现状、对科研性实验：搜集与本实验有关的历史、现状、开展、存在问题等。开展

3、、存在问题等。调查研讨、搜集资料调查研讨、搜集资料1、概述：提出实验的根据、目的、意义、要求等、概述：提出实验的根据、目的、意义、要求等2、试件的设计和制造要求：如设计根据、实际分析、试件的设计和制造要求：如设计根据、实际分析、试件规格、数量、施工图、原资料试件规格、数量、施工图、原资料3、试件安装与就位方法：试件就位的方式、支承、边、试件安装与就位方法：试件就位的方式、支承、边境条件、平安措施、安装方法境条件、平安措施、安装方法4、加载方法与设备：加载设备、加载方式、加载才干、加载方法与设备：加载设备、加载方式、加载才干5、量测方法与内容：观测工程、测点布置、量测仪表、量测方法与内容：观测工

4、程、测点布置、量测仪表及标定、安装方法、编号及标定、安装方法、编号6、辅助实验方案：例如混凝土强度、钢材强度等、辅助实验方案：例如混凝土强度、钢材强度等7、平安措施：包括人身和设备、仪表的平安、平安措施：包括人身和设备、仪表的平安8、实验进度方案、实验进度方案9、实验组织管理：人员组织、分工、原始记录管理等、实验组织管理：人员组织、分工、原始记录管理等10、列出所需器材、仪表、设备及经费预算、列出所需器材、仪表、设备及经费预算实验大纲制定实验大纲制定按实验大纲的要求制造试件，应思索实验方便作构按实验大纲的要求制造试件，应思索实验方便作构造处置、留有足够的资料性能实验的试件，实验前造处置、留有足

5、够的资料性能实验的试件，实验前检查、丈量各部分实践尺寸、构造情况、施工质量。检查、丈量各部分实践尺寸、构造情况、施工质量。试件预备与制造试件预备与制造资料强度资料强度变形性能变形性能弹性模量弹性模量泊松比泊松比应力应力应变关系应变关系资料力学性能测定资料力学性能测定对实验的加载设备的检查；对实验的加载设备的检查；量测仪表的检查、修整和标定；量测仪表的检查、修整和标定；实验场地的清理。实验场地的清理。实验设备与实验场地预备实验设备与实验场地预备保证试件在实验全过程中都能按方案模拟条件任务，保证试件在实验全过程中都能按方案模拟条件任务，超静定构造，各支座应坚持均匀接触，防止因安装超静定构造，各支座

6、应坚持均匀接触，防止因安装错误而产生附加应力或出现平安事故。错误而产生附加应力或出现平安事故。试件安装就位试件安装就位留意在安装时将仪表和设备编号、测点留意在安装时将仪表和设备编号、测点号和联接到丈量仪器上的通道号一并记号和联接到丈量仪器上的通道号一并记录在表格中。录在表格中。加载设备和量测仪表安装加载设备和量测仪表安装混凝土试件的开裂荷载、极限荷载计算值，混凝土试件的开裂荷载、极限荷载计算值，用以指点实验任务的进展，保证实验的准用以指点实验任务的进展，保证实验的准确，防止盲目实验。确，防止盲目实验。实验控制特征值计算实验控制特征值计算在我们进展的静态应变仪操作实验中，在我们进展的静态应变仪操

7、作实验中，在全桥自补偿时，假设没有将在全桥自补偿时，假设没有将D1、D2和和D断开，那么丈量值将是断开，那么丈量值将是250微应变左右。微应变左右。加载与量测方案的设计加载与量测方案的设计荷载方案荷载方案预载预载预载普通分为预载普通分为13级；级；每级荷载取规范荷载的每级荷载取规范荷载的20%；每加一级荷载稳定每加一级荷载稳定10分钟；分钟；对混凝土构造，预载值应小于开裂荷载。对混凝土构造，预载值应小于开裂荷载。预载的目的预载的目的: :(1)(1)使试件各部位接触良好，进展入任务形状，使试件各部位接触良好，进展入任务形状，荷载荷载- -变形关系趋于稳定；变形关系趋于稳定；(2)(2)检验全部

8、实验安装的可靠性；检验全部实验安装的可靠性；(3)(3)检验全部观测仪表任务正常与否；检验全部观测仪表任务正常与否；(4)(4)检查现场组织任务和人员的任务情况。检查现场组织任务和人员的任务情况。规范荷载及破坏荷载实验规范荷载及破坏荷载实验 规范荷载前每级荷载取规范荷载的规范荷载前每级荷载取规范荷载的20%； 规范荷载后每级加载量不大于规范荷载的规范荷载后每级加载量不大于规范荷载的10%； 加载至计算破坏荷载的加载至计算破坏荷载的90%后每级加载量不大后每级加载量不大于规范荷载的于规范荷载的5%； 对混凝土构造，加载至计算开裂荷载的对混凝土构造，加载至计算开裂荷载的90%后，后，每级加载值也应

9、小于规范荷载的每级加载值也应小于规范荷载的5%。每级荷载加完后的恒载时间：每级荷载加完后的恒载时间： 钢构造不少于钢构造不少于10分钟；分钟； 钢筋混凝土构造和木构造不少于钢筋混凝土构造和木构造不少于15分钟；分钟； 对运用阶段不允许出现裂痕的构造，在计算开裂荷载下对运用阶段不允许出现裂痕的构造，在计算开裂荷载下应恒载应恒载30分钟，预应力混凝土构造应不小于分钟，预应力混凝土构造应不小于12小时。小时。构造在规范荷载作用下，恒载的时间还应满足以下要求：构造在规范荷载作用下，恒载的时间还应满足以下要求： 钢构造不小于钢构造不小于30分钟；分钟； 钢筋混凝土构造不小于钢筋混凝土构造不小于12小时；

10、小时； 木构造不小于木构造不小于12小时；小时； 拱式砖石或混凝土构造不小于拱式砖石或混凝土构造不小于72小时。小时。恒载的时间要求恒载的时间要求卸载卸载 卸载普通可按加载级差，也可取两倍加载级差。卸载普通可按加载级差，也可取两倍加载级差。 如需量测构造剩余变形，在全部卸载后应空载一定如需量测构造剩余变形，在全部卸载后应空载一定时间：钢筋混凝土构造应不少于时间：钢筋混凝土构造应不少于1.5倍规范荷载的恒载倍规范荷载的恒载时间，钢构造应不少于时间，钢构造应不少于30分钟，木构造应不少于分钟，木构造应不少于24小小时。时。 在即将进展的桁架静载实验中请大家留意卸载问题。在即将进展的桁架静载实验中请

11、大家留意卸载问题。测试方案通常包括有以下几个内容：测试方案通常包括有以下几个内容：1 1、按整个实验目的要求，确定实验测试的工程；、按整个实验目的要求，确定实验测试的工程；2 2、按确定的量测工程要求，选择测点位置；、按确定的量测工程要求，选择测点位置；3 3、选择测试仪器和测定方法。、选择测试仪器和测定方法。测什么，在哪里测，用什么测，怎样测？测什么，在哪里测，用什么测，怎样测？量测方案量测方案拟定的测试方案要与加载程序亲密配合。拟定的测试方案要与加载程序亲密配合。在拟定测试方案时应该把构造在加载过程中能在拟定测试方案时应该把构造在加载过程中能够出现的变形等数据计算出来，以便在实验时够出现的

12、变形等数据计算出来，以便在实验时能随时与实践观测读数比较，及时发现问题。能随时与实践观测读数比较，及时发现问题。同时，这些计算的数据对确定仪器的型号，选同时，这些计算的数据对确定仪器的型号，选择仪器的量程和精度等也是完全必要的。择仪器的量程和精度等也是完全必要的。例如：构造的开裂荷载、极限荷载、最大位移例如：构造的开裂荷载、极限荷载、最大位移等等测试方案测试方案观测工程观测工程 在确定实验的观测工程时，首先应该思索反映在确定实验的观测工程时，首先应该思索反映构造整体任务和全貌的整体变形，如构造挠度、构造整体任务和全貌的整体变形，如构造挠度、转角和支座偏移等。转角和支座偏移等。 其次思索反响构造

13、部分任务情况的部分变形，其次思索反响构造部分任务情况的部分变形，如应变、裂痕和钢筋滑移等。如应变、裂痕和钢筋滑移等。测点选择和布置测点选择和布置(1) 在满足实验目的前提下，测点宜少不宜多，这在满足实验目的前提下，测点宜少不宜多，这样不仅可以节省仪器设备，防止人力浪费，而且样不仅可以节省仪器设备，防止人力浪费，而且使实验任务重点突出，精神集中，提高效率和保使实验任务重点突出，精神集中，提高效率和保证质量。证质量。 测点的布置都应该是有目的的，服从于构造分测点的布置都应该是有目的的，服从于构造分析的需求，不应错误地为了追求数量而不真实践析的需求，不应错误地为了追求数量而不真实践地盲目设置测点。地

14、盲目设置测点。 对于一个新型构造或科研的新课题，由于对对于一个新型构造或科研的新课题，由于对它缺乏认识，可以采用逐渐逼近由粗到细的方它缺乏认识，可以采用逐渐逼近由粗到细的方法，先测定较少点位的力学数据，经过初步分法，先测定较少点位的力学数据，经过初步分析后再补充适量的测点，直到能足够了解构造析后再补充适量的测点，直到能足够了解构造物的性能为止。物的性能为止。 测点的位置必需求有代表性，以便于分析和测点的位置必需求有代表性，以便于分析和计算。构造物的最大挠度和最大应力的数据，计算。构造物的最大挠度和最大应力的数据，通常是设计和实验任务者最感兴趣的数据，由通常是设计和实验任务者最感兴趣的数据，由于

15、利用它可以比较直接地了解构造的任务性能于利用它可以比较直接地了解构造的任务性能和强度贮藏。因此在这些最大值出现的部位上和强度贮藏。因此在这些最大值出现的部位上必需布置测点必需布置测点测点选择和布置测点选择和布置(2) 在丈量任务中，为了保证丈量数据的可在丈量任务中，为了保证丈量数据的可靠性；还应该布置一定数量的校核性测点。靠性；还应该布置一定数量的校核性测点。这是由于在实验量测过程中部分丈量仪器这是由于在实验量测过程中部分丈量仪器会发生缺点，会有很多偶尔要素影响量测会发生缺点，会有很多偶尔要素影响量测数据的可靠性，因此不仅在需求知道应力数据的可靠性，因此不仅在需求知道应力和变形的位置上布置测点

16、，也应在知应力和变形的位置上布置测点，也应在知应力和变形的位置上布置校核测点。和变形的位置上布置校核测点。测点选择和布置测点选择和布置(3) 测点的布置应有利于实验时操作和测读，不便于测点的布置应有利于实验时操作和测读，不便于观测读数的测点，往往不能提供可靠的结果。观测读数的测点，往往不能提供可靠的结果。测点选择和布置测点选择和布置(4)观测仪器选择观测仪器选择(1)在选择仪器时，要防止盲目选用高准确度在选择仪器时，要防止盲目选用高准确度和高灵敏度的精细仪器。和高灵敏度的精细仪器。这是由于仪器的量程和灵敏度是矛盾的两这是由于仪器的量程和灵敏度是矛盾的两个方面。个方面。普通的实验，要求测定结果的

17、相对误差不普通的实验，要求测定结果的相对误差不超越超越5%5%，量程为最大被测值的，量程为最大被测值的1.251.25至至2 2倍。倍。选择仪表时必需思索测读方便省时，优选择仪表时必需思索测读方便省时，优先采用自动量测记录安装。先采用自动量测记录安装。对于附着于构造上的仪器，要求其自重对于附着于构造上的仪器，要求其自重轻、体积小，不影响构造的任务。轻、体积小，不影响构造的任务。量测仪器的型号规格应尽能够一致，种量测仪器的型号规格应尽能够一致，种类愈少愈好。类愈少愈好。观测仪器选择观测仪器选择(2)观测误差控制观测误差控制试件制造误差试件制造误差资料性能误差资料性能误差试件安装误差试件安装误差荷

18、载和量测设备误差荷载和量测设备误差构造实验方法非规范误差构造实验方法非规范误差试件制造误差试件制造误差 为减少试件制造误差产生的影响，实为减少试件制造误差产生的影响，实验前，必需量测试件的一些参数。主要验前，必需量测试件的一些参数。主要有：有： (1)(1)受力区的实践外形尺寸；受力区的实践外形尺寸； (2)(2)实验后，丈量混凝土实测主筋位置；实验后，丈量混凝土实测主筋位置； 实测维护层厚度。实测维护层厚度。 (3)(3)采用试件的实测尺寸进展实际计算，采用试件的实测尺寸进展实际计算，可以大大减小误差。可以大大减小误差。资料性能误差资料性能误差要求确定资料强度的试块和构造试件具有同一要求确定

19、资料强度的试块和构造试件具有同一性性( (如一样强度等级的混凝土、一样的模板成如一样强度等级的混凝土、一样的模板成型、一样的振捣和养护条件、一样时间拆模和型、一样的振捣和养护条件、一样时间拆模和同时进展实验。同时进展实验。资料实验必需按规范方法进展，留意试块尺寸资料实验必需按规范方法进展，留意试块尺寸效应和实验加载速率对资料强度的影响和能够效应和实验加载速率对资料强度的影响和能够产生的误差。产生的误差。试件安装误差试件安装误差试件安装就位前，要正确仔细地定出支座位置、试件安装就位前，要正确仔细地定出支座位置、荷载作用点位置和方向，留意试件安装就位的正荷载作用点位置和方向，留意试件安装就位的正确

20、性，防止构件的计算跨度、柱或压杆的计算长确性，防止构件的计算跨度、柱或压杆的计算长度等与计算简图不一致。度等与计算简图不一致。支座约束条件要严厉与计算假定一致，防止因支支座约束条件要严厉与计算假定一致，防止因支座变形而增大摩擦力、产生次弯矩或部分应力集座变形而增大摩擦力、产生次弯矩或部分应力集中，防止因支承面不平整而引起试件改动。中，防止因支承面不平整而引起试件改动。荷载和量测设备误差荷载和量测设备误差 按规定要求的精度等级和误差范围选按规定要求的精度等级和误差范围选用加载设备和量测仪表进展实验。为控用加载设备和量测仪表进展实验。为控制实验的误差，应对量测仪器进展系统制实验的误差，应对量测仪器

21、进展系统的计量标定。的计量标定。构造实验方法非规范误差构造实验方法非规范误差在有实验方法规范的情况下。构造实验应严厉按在有实验方法规范的情况下。构造实验应严厉按“规范的规定进展实验。规范的规定进展实验。有些实验没有实验规范或规程，应在充分论证的有些实验没有实验规范或规程，应在充分论证的根底上选择适宜的实验方法根底上选择适宜的实验方法应留意尺寸效应对试件强度产生的影响。应留意尺寸效应对试件强度产生的影响。构件在临近破坏时，强度随时间变化的非线性关构件在临近破坏时，强度随时间变化的非线性关系非常突出，加载时间愈长，强度愈低，为此，系非常突出，加载时间愈长，强度愈低，为此，对同批、同类试件的实验方法

22、、加载时间历程应对同批、同类试件的实验方法、加载时间历程应加以一致，防止产生差别，以致无法对比。加以一致，防止产生差别，以致无法对比。普通构造的静载实验普通构造的静载实验受弯构件的实验受弯构件的实验压杆和柱的实验压杆和柱的实验屋架实验屋架实验薄壳和网架构造实验薄壳和网架构造实验受弯构件的实验整体变形的量测受弯构件的实验整体变形的量测 除应在跨中或挠度最大的部位量测位移外，还应同时量测支座的沉降或紧缩变形，以及悬臂式构造构件固端由于实验安装、支墩变形等要素引起的刚体转动，在分析实测数据时，消除由此产生的误差和影响。对于受弯构件，应在跨中或挠度最大部位截面处的中轴线上量测构造最大挠度。 对于宽度大

23、于对于宽度大于600mm的受弯构件，挠度测的受弯构件，挠度测点应沿构件中轴线两侧对称布置。点应沿构件中轴线两侧对称布置。宽度较大试件的变形的量测宽度较大试件的变形的量测 对具有边肋的单向板，除应量测构件边肋挠度对具有边肋的单向板，除应量测构件边肋挠度外，还应量测板宽度中央的最大挠度。外，还应量测板宽度中央的最大挠度。具有边肋的单向板的变形量测具有边肋的单向板的变形量测应量测自在端的位移和支座沉降及支座截面处应量测自在端的位移和支座沉降及支座截面处转动所产生的角位移，量测支座沉降及转动的转动所产生的角位移，量测支座沉降及转动的测点应布置在支座截面的位置。测点应布置在支座截面的位置。对于有固端结合

24、的悬臂式构造对于有固端结合的悬臂式构造实验梁的变形量测实验梁的变形量测应首先在弯矩最大的截面沿截面高度布置测点，当应首先在弯矩最大的截面沿截面高度布置测点，当只需求量测弯矩产生的最大应力时，应在截面的最只需求量测弯矩产生的最大应力时，应在截面的最大纤维的边缘布点，由最大拉压应变确定最简单的大纤维的边缘布点，由最大拉压应变确定最简单的应力分布规律。应力分布规律。对于钢筋混凝土，由于不同的任务条件与受力形状，对于钢筋混凝土，由于不同的任务条件与受力形状，截面上应力变化较大，当要量测沿截面高度应力应截面上应力变化较大，当要量测沿截面高度应力应变分布规律和截面上中和轴位置时，因截面应力不变分布规律和截

25、面上中和轴位置时，因截面应力不是按直线规律分布，测点沿截面高度不宜少于五点。是按直线规律分布，测点沿截面高度不宜少于五点。由于受弯构件正截面承载力计算不思索混凝土的抗由于受弯构件正截面承载力计算不思索混凝土的抗拉强度，为探求混凝土开裂后受拉区的受力性能，拉强度，为探求混凝土开裂后受拉区的受力性能，应同时量测截面受拉区主筋的应变。应同时量测截面受拉区主筋的应变。受弯构件的实验部分变形的量测受弯构件的实验部分变形的量测 对于受弯构件中同时受弯矩和剪力作用的截对于受弯构件中同时受弯矩和剪力作用的截面需求量测主应力大小和方向及剪应力分布时，面需求量测主应力大小和方向及剪应力分布时，应在该截面布置三向应

26、变测点组成的应在该截面布置三向应变测点组成的450或或600的应变测点，由三个方向的应变值经应变分析或的应变测点，由三个方向的应变值经应变分析或应变圆图解法求得主应力大小和方向及剪应力的应变圆图解法求得主应力大小和方向及剪应力的分布。分布。主应力和剪应力的丈量主应力和剪应力的丈量梁的三分点加载实验梁的三分点加载实验 为研讨受弯构件弯剪区的抗剪强度，宜在构为研讨受弯构件弯剪区的抗剪强度，宜在构件的钢箍和弯起钢筋上布置测点。件的钢箍和弯起钢筋上布置测点。箍筋强度的实验量测箍筋强度的实验量测锈蚀梁实验锈蚀梁实验锈蚀梁实验锈蚀梁实验碳纤维加固梁实验碳纤维加固梁实验板的受弯性能实验板的受弯性能实验荷载的

27、传送荷载的传送荷载传感器及千斤顶荷载传感器及千斤顶应变片应变片位移计位移计千分表千分表柱和压杆实验试件安装和加载方法柱和压杆实验试件安装和加载方法对于柱和压杆实验可以采用正位或卧位实验的安装对于柱和压杆实验可以采用正位或卧位实验的安装和加载方案。和加载方案。卧位实验方案比较平安，但安装就位和加载安装往卧位实验方案比较平安，但安装就位和加载安装往往又比较复杂，同时在实验中要思索卧位时构造自往又比较复杂，同时在实验中要思索卧位时构造自重所产生的影响重所产生的影响构件两端均应采用比较灵敏的可动铰支座方式。构件两端均应采用比较灵敏的可动铰支座方式。 压杆与柱的实验普通观测其破坏荷载；各级荷压杆与柱的实

28、验普通观测其破坏荷载；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痕开展情况。域的应力变化规律以及裂痕开展情况。试件的挠度是由布置在受拉边的百分表或挠度试件的挠度是由布置在受拉边的百分表或挠度计进展量测，与受弯构件类似，除了量测中点计进展量测，与受弯构件类似，除了量测中点最大的挠度值外，可用侧向五点布置法量测挠最大的挠度值外，可用侧向五点布置法量测挠度曲线。度曲线。对于双肢柱实验，除了丈量肢体各截面的应变对于双肢柱实验，除了丈量肢体各截面的应变外，尚须丈量腹杆的应变，以确定各杆件的受外，尚须丈量腹杆的应变，以确定各杆件的受力情况。力情况。柱和压杆实验实验工程和测点布置柱和压杆实验实验工程和测点布置屋架静载实验屋架静