4 结构静力检测与试验ppt课件

1、第四章第四章 构造静力检测与实验构造静力检测与实验4-1 4-1 概述概述4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力构造工程中常见构件类型静力 实验设计实验设计4-4 4-4 房建构造现场静载实验设计房建构造现场静载实验设计4-5 4-5 桥梁构造现场静载实验设计桥梁构造现场静载实验设计第四章第四章 构造静力实验构造静力实验4-7 4-7 静载实验实施过程静载实验实施过程4-8 4-8 静力实验数据整理静力实验数据整理4-9 4-9 构造性能的检验与评定构造性能的检验与评定4-10 4-10 静力荷载实验检测实例静力荷载实验检测实例4-6 4-6

2、 基桩静载实验设计基桩静载实验设计一、构造静力荷载类型一、构造静力荷载类型恒载：永久荷载恒载：永久荷载 自重、铺装层分量、土压力等自重、铺装层分量、土压力等4-1 4-1 概述概述活载：可变荷载活载：可变荷载 人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等规范荷载：正常条件下能够出现的最大荷载值规范荷载：正常条件下能够出现的最大荷载值实验荷载：实验荷载： 规范荷载规范荷载 极限承载力极限承载力二、构造静力检测与实验的目的与定义二、构造静力检测与实验的目的与定义构造静载实验是用物理力学方法，测定和研讨构构造静载实验是用物理力学方法，测定和研讨构造在静荷载作用下的强度

3、、刚度、抗裂性等根本造在静荷载作用下的强度、刚度、抗裂性等根本性能和破坏机制，分析、断定构造的任务形状与性能和破坏机制，分析、断定构造的任务形状与受力情况。受力情况。 构造一直要接受静力荷载构造一直要接受静力荷载构造静力实验与检测是构造荷载实验中占主导位构造静力实验与检测是构造荷载实验中占主导位置、最根本最大量的一种实验检测类型。置、最根本最大量的一种实验检测类型。技术与设备比较简单，容易实现技术与设备比较简单，容易实现有充分的时间察看构造的各种变化情况有充分的时间察看构造的各种变化情况4-1 4-1 概述概述二、构造静力检测与实验的目的与定义二、构造静力检测与实验的目的与定义目的：根据被研讨

4、构造所处不同阶段的任务性质目的：根据被研讨构造所处不同阶段的任务性质决议决议1 1正常运用极限形状荷载正常运用极限形状荷载( (也称设计荷载也称设计荷载) )作用下作用下构造的挠度、应力及裂痕的实验与检测，并根构造的挠度、应力及裂痕的实验与检测，并根据规范要求评定这些目的能否满足设计运用要据规范要求评定这些目的能否满足设计运用要求；求；2 2构造抗裂性能实验与检测，研讨构造构件的抗构造抗裂性能实验与检测，研讨构造构件的抗裂性能，确定构造的实践开裂荷载；裂性能，确定构造的实践开裂荷载；3 3构造极限承载才干实验与检测，研讨构造构件构造极限承载才干实验与检测，研讨构造构件的破坏机制，确定构造的实践

5、极限承载才干。的破坏机制，确定构造的实践极限承载才干。4-1 4-1 概述概述三、构造静力检测与实验的分类三、构造静力检测与实验的分类按加载过程分类按加载过程分类1 1荷载从零开场不断平稳延续施加荷载直到构造构荷载从零开场不断平稳延续施加荷载直到构造构 件破坏；件破坏；2 2荷载从零开场进展分级加载至预定荷载值或构造荷载从零开场进展分级加载至预定荷载值或构造 破坏荷载值；破坏荷载值；3 3荷载从零开场平稳延续或分级施加假设干次预定的荷载从零开场平稳延续或分级施加假设干次预定的 反复荷载后，再延续添加荷载直到构造构件破坏；反复荷载后，再延续添加荷载直到构造构件破坏；4 4长期继续荷载作用长期继续

6、荷载作用4-1 4-1 概述概述四、构造静力检测与实验的优点四、构造静力检测与实验的优点由于静力实验的荷载大多采用分级逐渐施加，因此由于静力实验的荷载大多采用分级逐渐施加，因此便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施加下一级荷载前有充分的时间仔细察看构造变形的加下一级荷载前有充分的时间仔细察看构造变形的开展，得到最明确和最明晰的构造荷载开展，得到最明确和最明晰的构造荷载变形关系变形关系和破坏机制。和破坏机制。4-1 4-1 概述概述五、构造静力检测与实验的常见的构造构件类五、构造静力检测与实验的常见的构造构件类 型及主要研讨内容型及主要研讨内容构

7、构件件试试验验荷载和变形的关系荷载和变形的关系荷载与开裂的相关关系荷载与开裂的相关关系徐变徐变部分或整体失稳部分或整体失稳次应力、内力重分布次应力、内力重分布整整体体试试验验构造空间任务构造空间任务整体刚度整体刚度非承重构件和某些薄非承重构件和某些薄弱环节对构造整体任弱环节对构造整体任务的影响务的影响评定构造的实践任务评定构造的实践任务性能性能房屋、桥梁、涵洞、隧道等房屋、桥梁、涵洞、隧道等根本构件：梁、板、柱、根本构件：梁、板、柱、 砌体等砌体等组合构件：框架、桁架、组合构件：框架、桁架、 壳体、折板、壳体、折板、 网架等网架等4-1 4-1 概述概述六、构造静载实验的现状及未来展望六、构造

8、静载实验的现状及未来展望主导作用主导作用混凝土构造实验方法混凝土构造实验方法GB 50152-92GB 50152-92桥梁荷载实验规范桥梁荷载实验规范基桩检测规范基桩检测规范 GBJ321-90 GBJ321-904-1 4-1 概述概述一、一、 确定加载方案确定加载方案荷载图式：实验检测荷载在试件上的布置方式，包荷载图式：实验检测荷载在试件上的布置方式，包括荷载类型和分布情况。括荷载类型和分布情况。由实验目的和构造计算图形决议实验荷载图式由实验目的和构造计算图形决议实验荷载图式安装图式：正位实验安装图式：正位实验 异位实验异位实验 实验荷载应使构造处于某种实践能够出现的最实验荷载应使构造处

9、于某种实践能够出现的最不利的任务情况。如有几种极限形状，那么分别在不利的任务情况。如有几种极限形状，那么分别在几个试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面几个试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面图式结果情况下，一个试件做两个图式。图式结果情况下，一个试件做两个图式。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择一、一、 确定加载方案确定加载方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择采用与计算图式不同的实验荷载图式：采用与计算图式不同的实验荷载图式：(1)对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所疑对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所疑心，而在实验时采用某种

10、更接近于构造实践受力情心，而在实验时采用某种更接近于构造实践受力情况的荷载图式；况的荷载图式；(2)在不影响构造的任务和实验成果分析的前提下，在不影响构造的任务和实验成果分析的前提下，由于受实验条件的限制和为了加载的方便而改动荷由于受实验条件的限制和为了加载的方便而改动荷载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。等效荷载图式：控制截面的内力值相等，加载时的等效荷载图式：控制截面的内力值相等，加载时的内力图形与实际计算时的内力图形相近，另外还要内力图形与实际计算时的内力图形相近，另外还要思索到能否会因最大内力区域的某些变化影响构造思索到能否会因最大内力区域的

11、某些变化影响构造的承载性能。的承载性能。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案2、实验荷载确实定、实验荷载确实定(1)对于构造构件的挠度、裂痕宽度实验，应确定正对于构造构件的挠度、裂痕宽度实验，应确定正 常运用极限形状实验荷载值常运用极限形状实验荷载值(规范荷载规范荷载)； 正常运用短期荷载荷载值正常运用短期荷载荷载值QS =永久荷载永久荷载GK+可变荷载规范值可变荷载规范值QK。(2)对混凝土构造构件的抗裂实验，应确定开裂试对混凝土构造构件的抗裂实验，应确定开裂试 验荷载值；验荷载值；(3)对构造构件的承载力实验，应确定承载才干极对构造构件的承载力

12、实验，应确定承载才干极 限形状实验荷载值。限形状实验荷载值。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案3、加载控制方式确实定、加载控制方式确实定(1)荷载控制方式：加载量以荷载值作为控制参数，荷载控制方式：加载量以荷载值作为控制参数，每次施加需求的荷载增量，当荷载到达预定值后，每次施加需求的荷载增量，当荷载到达预定值后，进展其它参数进展其它参数(如挠度、应变等如挠度、应变等)的丈量。的丈量。(2)位移控制方式：以构造变形控制测点的位移量或位移控制方式：以构造变形控制测点的位移量或电液伺服加载设备的活塞行程为控制参数，当位移电液伺服加载设备的活塞行程为控制

13、参数，当位移控制测点的位移量到达规定值后，再进展其它参数控制测点的位移量到达规定值后，再进展其它参数(如荷载、应变等如荷载、应变等)的丈量；的丈量；(3)其他控制方式：如应变控制等其他控制方式：如应变控制等4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定加载程序：是指实验进展期间荷载与时间的关系，加载程序：是指实验进展期间荷载与时间的关系，即对实验的加载级距、加载卸载循环次数、级间间即对实验的加载级距、加载卸载循环次数、级间间歇时间等做出有序安排。歇时间等做出有序安排。加载级距：是指每次加、卸载的数值变化量加载级距：是指每次加

14、、卸载的数值变化量级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳载时间。载时间。目的：是保证构造的变形根本上能充分地表现出来。目的：是保证构造的变形根本上能充分地表现出来。加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载( (普通为普通为正常运用极限形状荷载正常运用极限形状荷载) )后卸载，然后再加载、卸载后卸载，然后再加载、卸载的反复次数，通常与实验性质有关。的反复次数，通常与实验性质有关。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案静载实验加载程序静载实验加载程序预载阶段预载阶段正常运用极限形状实验阶段正常运用极限形

15、状实验阶段破坏实验阶段破坏实验阶段第一次循环第一次循环第二次循环第二次循环空载空载由实验目确实定的荷载值由实验目确实定的荷载值预载值预载值破坏荷载值破坏荷载值加载时间加载时间级间间歇时间级间间歇时间级级距距荷载荷载时间时间空载空载空载空载一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定(1)预载：预载： i. 使构造进入正常任务形状使构造进入正常任务形状 (密实节点或结合部位的间隙、使变形与荷载的关密实节点或结合部位的间隙、使变形与荷载的关 系趋于稳定系趋于稳定) 级距：分级距：分1313级进展加载。级进展加载。 荷载值：不大于混凝土开裂荷载的荷载值：不大于混凝土开裂荷载的

16、70%70%。 循环次数：循环次数：1313次。次。 ii. 检查现场的实验组织任务和人员任务情况，检查检查现场的实验组织任务和人员任务情况，检查 全部实验安装和荷载设备的可靠性，可对整个试全部实验安装和荷载设备的可靠性，可对整个试 验起演习作用。验起演习作用。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定(2)正式实验正式实验(室内消费鉴定性实验室内消费鉴定性实验)： 加载级距：加载级距： 为了较为准确地获得构造开裂荷载的实测值，在加为了较为准确地获得构造开裂荷载的实测值，在加载到达开裂实验荷载计算值的载到达开裂实验荷载计

17、算值的90%以后，每级加载值不以后，每级加载值不宜大于正常运用极限形状实验荷载值的宜大于正常运用极限形状实验荷载值的5%。当试件开。当试件开裂后，每级加载值应恢复到上述裂后，每级加载值应恢复到上述20%的级距。的级距。 在到达正常运用极限形状实验荷载值以前，每级加在到达正常运用极限形状实验荷载值以前，每级加载值不宜大于该荷载值的载值不宜大于该荷载值的20%，在超越正常运用极限形，在超越正常运用极限形状实验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的状实验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的10%。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载

18、程序确实定(2)正式实验正式实验(室内消费鉴定性实验室内消费鉴定性实验) ： 加载级距：加载级距： 为了能准确地测得混凝土构造的破坏荷载，当为了能准确地测得混凝土构造的破坏荷载，当加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力检验荷载设计值的载力检验荷载设计值的5%5%；卸载级距：卸载级距： 可以放大，取运用形状短期实验荷载值的可以放大，取运用形状短期实验荷载值的 20%50%。4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定(2)正式实验正式实验(室内消费鉴定性实验室内消费鉴定性

19、实验) ： 级间间歇时间：级间间歇时间： 以控制测点观测仪表示值的变化来决议以控制测点观测仪表示值的变化来决议 每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求混凝土构造：混凝土构造：1015min钢构造：不少于钢构造：不少于5min 新型、大跨度构造：新型、大跨度构造：12h要求实验变形和裂痕宽度的构件，在运用形状短期要求实验变形和裂痕宽度的构件，在运用形状短期实验荷载作用下的恒载继续时间不应少于实验荷载作用下的恒载继续时间不应少于30min。 恒载时间：恒载时间：4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程

20、序确实定、加载程序确实定(2)正式实验正式实验(室内消费鉴定性实验室内消费鉴定性实验) ： 检验构造剩余变形，确定构造恢复力特性检验构造剩余变形，确定构造恢复力特性由实验目确实定，普通为由实验目确实定，普通为23次。次。 加卸载循环次数：加卸载循环次数：对于普通构造构件，其变形恢复继续时间为对于普通构造构件，其变形恢复继续时间为45min，对于新构造构件和跨度较大的构造构件，其变形恢对于新构造构件和跨度较大的构造构件，其变形恢复继续时间为复继续时间为18h。 空载时间：空载时间：4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定

21、加载程序的调整：加载程序的调整：科学研讨性实验：参考科学研讨性实验：参考 GB50152-92GB50152-92，加载级距要相对较小。，加载级距要相对较小。地基与基桩静载实验：加载级距普通会减小，稳载时地基与基桩静载实验：加载级距普通会减小，稳载时间普通以小时计间普通以小时计现场实验：加大加载级距现场实验：加大加载级距4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序确实定、加载程序确实定例：混凝土梁开裂荷载例：混凝土梁开裂荷载27kN，破坏荷载，破坏荷载134kN。加载级别：加载级别：预载值：预载值：27*70%=18.9(kN),取取15kN，

22、循环，循环13次，次， 可不分级。可不分级。(1)开裂前：开裂前： 10kN20kN24kN26kN27kN 28kN (2)开裂后：开裂后： 30kN50kN70kN90kN110kN120kN 130kNkN140kN4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案二、二、 确定量测方案确定量测方案 首先思索：首先思索： 构造整体变形构造整体变形构造挠度等随荷载变化的量测构造挠度等随荷载变化的量测 然后思索：然后思索： 构造部分变形构造部分变形应力、裂痕等的丈量。应力、裂痕等的丈量。1.1.测点位置具有代表性，满足量测目的的需求；测点位置具有代表性，满足量测目的的需求；2.2.测点数量应适

23、宜，使测试任务的重点突出；测点数量应适宜，使测试任务的重点突出；3.3.要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于 校核主要观测数据，供计算和分析时参考；校核主要观测数据，供计算和分析时参考； 零应力处、对称点、实际计算有把握的位置零应力处、对称点、实际计算有把握的位置4-2 4-2 构造静力实验方案构造静力实验方案一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法： 正位、简支正位、简支(铰支承、滚动支承铰支承、滚动支承) 集中等效荷载集中等效荷载(控制断面内力相等控制断面内力相等)4-3 4-3

24、构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：最大跨中挠度最大跨中挠度当跨度大于当跨度大于6m6m时，要相应添加挠度测点时，要相应添加挠度测点弹性挠度曲线图弹性挠度曲线图支座沉降支座沉降1. 挠度丈量挠度丈量4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计12345f2f1f3f4f5f3f4f2f3f4f2一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：宽度较大的梁宽度较大的梁( (大于大于0.6m):0.6m):有纵肋的情况有纵肋的情况4

25、-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：长宽比小于长宽比小于2 2的板的板: :4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：2. 应变丈量应变丈量弯剪区弯剪区纯弯区纯弯区 普通在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均普通在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均应变量。应变量。最大压最大压应变应变最大拉最大拉应变应变中和轴中和轴位置及位置及应变分应变分布规律布规律校核测

26、点校核测点4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：翼缘较宽较薄的翼缘较宽较薄的T型梁型梁梁的腹板上开孔梁的腹板上开孔022.54567.5904-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：内部钢筋应力的丈量内部钢筋应力的丈量4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一

27、、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：3.3.裂痕的丈量裂痕的丈量构造的抗裂性能、破坏形状构造的抗裂性能、破坏形状手持应变仪测点布置手持应变仪测点布置1 2 3 4 571 2 3 4 5+Mmax -Mmax q6脚标脚标 应变片测点布置应变片测点布置(上图上图正视图，以下图正视图，以下图俯视俯视图图)PP12345678跨裂痕应变测点荷载跨裂痕应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P5不跨裂痕中应变测点荷载不跨裂痕中应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P44-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计一、受弯构件实验一

28、、受弯构件实验梁、板：梁、板：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：3.3.裂痕的丈量裂痕的丈量构造的抗裂性能、破坏形状构造的抗裂性能、破坏形状PP垂直裂痕宽垂直裂痕宽抗弯破坏抗弯破坏 斜裂痕宽斜裂痕宽抗剪破坏抗剪破坏裂痕密裂痕密超筋破坏超筋破坏裂痕稀裂痕稀少筋破坏少筋破坏4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计二、柱和压杆实验：二、柱和压杆实验：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法：柱：根本承重构件，中心或偏心受压柱：根本承重构件，中心或偏心受压 正位正位大型构造实验机、长柱实验机、电液大型构造实验机、长柱实验机、电液加载系统加

29、载系统 卧位卧位试件过于高大，不便安装和观测，考试件过于高大，不便安装和观测，考虑自重的影响。虑自重的影响。 支承方式支承方式刀口铰支座刀口铰支座( (双向双向) )，球形铰支座，球形铰支座 对中方式对中方式几何对中、物理对中几何对中、物理对中4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计二、柱和压杆实验：二、柱和压杆实验：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：. .观测工程：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制观测工程：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制 断面或区域的应力变化规律、裂痕断面或区域的应力变化规律、裂痕. .测点布置：测点布置：应变计应变

30、计铰支座铰支座试件试件百分表百分表AAA-A(1)(1)挠度：受拉边，最大挠挠度：受拉边，最大挠度、挠度曲线度、挠度曲线(2)(2)应变：应变：受压区边缘受压区边缘最大压应力最大压应力压杆截面高度压杆截面高度5757个测点个测点 应变分布规律应变分布规律4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法： 正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋架同时实验架同时实验1. 1. 挠度的丈量挠度的丈量4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设

31、计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：2.2.内力的丈量内力的丈量在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。应变测点数应变测点数= =内力未知数内力未知数杆件内力：轴力和弯矩杆件内力：轴力和弯矩(x(x、y y 方向方向) )xyxy只需轴力只需轴力N N作用作用有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx作用作用x有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx、MyMy作作用用y4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(二二

32、)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：杆件应变截面的选择：杆件应变截面的选择：(1)(1)杆件中部：丈量屋架在接受轴力或轴力和弯矩杆件中部：丈量屋架在接受轴力或轴力和弯矩 组合影响下的应力并防止节点刚度的影响。红色组合影响下的应力并防止节点刚度的影响。红色(2)(2)接近节点：丈量由于节点刚度引起的次弯矩。橘色接近节点：丈量由于节点刚度引起的次弯矩。橘色4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：3.3.端部节点的应力分析：三向应变测点端部节点的应力分析：三向应变测点4-3

33、4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：4.4.桁架端节点锚头部位应变测点布置桁架端节点锚头部位应变测点布置124534-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计三、桁架实验：三、桁架实验：(二二)实验工程和测点布置：实验工程和测点布置：5.5.桁架下弦预应力钢筋张拉应力丈量桁架下弦预应力钢筋张拉应力丈量测试：预应力钢筋在施工张拉和实验过程中的应力值测试：预应力钢筋在施工张拉和实验过程中的应力值以及预应力的损失情况以及预应力的损失情况测点位置：

34、桁架跨中及两端部位测点位置：桁架跨中及两端部位桁架跨度较大时，那么在桁架跨度较大时，那么在1/41/4跨度的截面上可添加测跨度的截面上可添加测点点6.6.裂痕丈量：拉杆及下弦杆裂痕丈量：拉杆及下弦杆 (1) (1)预应力杆件的开裂荷载值预应力杆件的开裂荷载值 (2) (2)运用形状实验荷载值作用下的最大裂痕宽度及运用形状实验荷载值作用下的最大裂痕宽度及各级荷载作用下的主要裂痕宽度。各级荷载作用下的主要裂痕宽度。4-3 4-3 构造工程中常见构件类型静力实验设计构造工程中常见构件类型静力实验设计 1角钢型号角钢型号P18、P20、P22；2加载方式加载方式千斤顶加载点千斤顶加载点100kN50k

35、N 经过两级分载系经过两级分载系统将一台压力机统将一台压力机产生的荷载传送产生的荷载传送到桁架的到桁架的4 4个节个节点上。点上。 反力安装反力安装液压加载器液压加载器二级分载梁二级分载梁一级分载梁一级分载梁 3测试内容测试内容P/2AACCBBCCBBBCCBBCCBAAAAAA5555014.2B-B(C-C)共共8个测点个测点517.4A-A2个测点个测点 4实际计算；实际计算；图图3-2 各杆件应变及各节点位移实际计算结果各杆件应变及各节点位移实际计算结果50kN-2284.6mm-2282282281481484444446.2mm4.6mm15915900-265-397-265

36、5应变测试：半桥单臂应变测试：半桥单臂(1/4桥桥) 公共补偿公共补偿 查线查线 通道A22通道B44导线编号：每根导线上编导线编号：每根导线上编号独一，两端编号一样。号独一，两端编号一样。该应变测点衔该应变测点衔接在号线上接在号线上该应变测点衔该应变测点衔接在号线上接在号线上号线衔接在号线衔接在A通道上通道上号线衔接在号线衔接在B通道上通道上故该测点的应故该测点的应变值在变值在A通道通道读取读取故该测点的应故该测点的应变值在变值在B通道通道读取读取注：注：A、B分别为应变仪的通道号分别为应变仪的通道号 6挠度测试：挠度测试： 按分配名单读表按分配名单读表 专人进展挠度汇总专人进展挠度汇总 百

37、分表调整百分表调整 读数读数(不计算差值不计算差值)，报给汇总人员，报给汇总人员 每组都要有挠度数据每组都要有挠度数据 7数据处置：数据处置：P/2AACBBC234AAAAAACBBCBBCCBBCC51A-AA-A截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向力产生的应变力产生的应变2109 E 91011.7A-A 7数据处置：数据处置：B-B(C-C)B-B(C-C)截面：应变片粘贴在截面的上部和下截面：应变片粘贴在截面的上部和下部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：3(7)4(8)1(5)2(6)7.725 M上

38、上2)6(2)5(1 2)8(4)7(3 N-N7.7 M下下25B-B(C-C)554(8)3(7)2557.71(5)2(6)5 对一根知的待检测构件对一根知的待检测构件钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁进展分析计算；根据计算结果设计实验方案进展分析计算；根据计算结果设计实验方案并完成整个实验；整理出完好的实验结果；并完成整个实验；整理出完好的实验结果；将实验结果与实际计算值进展比较，判别该将实验结果与实际计算值进展比较，判别该梁能否到达设计要求。梁能否到达设计要求。经过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行经过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行为，掌握钢筋混凝土梁完好的实验过程。为，掌握钢筋混

39、凝土梁完好的实验过程。 实验内容实验内容 受拉钢筋的应变测试；受拉钢筋的应变测试；混凝土的应变测试；混凝土的应变测试；梁的挠度测试；梁的挠度测试；混凝土梁的开裂荷载测试；混凝土梁的开裂荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁裂痕宽度与荷载的关系；混凝土梁裂痕宽度与荷载的关系；混凝土梁的破坏形状。混凝土梁的破坏形状。 实验构件实验构件钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁尺寸：计算跨径尺寸：计算跨径 宽宽 高高=3000150300mm。 配筋：四种配筋：四种(见后见后) L-1 配筋图配筋图100010001000箍筋箍筋6200

40、6200受拉纵筋受拉纵筋2 122 12架力筋架力筋2 21010 L-2 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋3 123 12架力筋架力筋2 21010箍筋箍筋62006200 L-3 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋4 124 12架力筋架力筋2 21010箍筋箍筋62006200 L-4 配筋图配筋图100010001000受拉纵筋受拉纵筋5 125 12架力筋架力筋2 21010箍筋箍筋62006200 方案内容方案内容 计算：计算： 开裂荷载、破坏荷载开裂荷载、破坏荷载 跨中应变跨中应变(开裂时辰混凝土及钢筋、破坏时钢筋开裂时辰混凝土及钢筋、破坏时钢筋) 跨中挠度跨中挠度(破坏时破坏时) 破坏过

41、程及破坏形状破坏过程及破坏形状(弯、剪、超筋、适筋、少筋弯、剪、超筋、适筋、少筋) 设计：设计： 测点布置图：混凝土应变测点布置图：混凝土应变(纯弯段、弯剪段纯弯段、弯剪段)、钢筋、钢筋 应变、挠度应变、挠度 加载程序：加载程序：(计算出每级荷载的加载量计算出每级荷载的加载量) 仪器选用仪器选用 实验表格设计实验表格设计 实验方案及计算分析留意的问题实验方案及计算分析留意的问题 1周一：周一：L1 周二：周二：L2 周三：周三：L3 周四：周四：L4 2实测资料强度实测资料强度 混凝土强度：混凝土强度：40 按表按表11-1中的规范强度计算中的规范强度计算 钢筋屈服强度：钢筋屈服强度： 123

42、80MPa 3开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半 4加载级别：计算详细数值，取整数加载级别：计算详细数值，取整数 5测点布置：应变及挠度的详细位置、数测点布置：应变及挠度的详细位置、数 量，量， 绘制测点布置图。绘制测点布置图。6下周提交实验方案下周提交实验方案(钢桁架实验钢桁架实验) bhh022hAbhAbhxsEsEcr )()(323220crstEcrcrcrtcrxhAfxxhxhbfM tuctEf 50. cccE sssE sscrtcrcAxhbfbx )(.50crscrccrtuxhxxh 0 xcrcsEEE / 0WfMtcr极限承

43、载才干的计算极限承载才干的计算 按照等效的矩形应力分布图，矩形截面钢筋混按照等效的矩形应力分布图，矩形截面钢筋混凝土受弯构件的极限承载力计算式为：凝土受弯构件的极限承载力计算式为： )2(0)2(00010101xhbxfM MxhAfM MAfbxf Xxxcussyucsyc 一、实验荷载布置一、实验荷载布置1楼板的实验楼板的实验1.5l1.5ll横向无联络的装配板横向无联络的装配板横向是整体的板横向是整体的板静定简支单向受弯板的荷载布置静定简支单向受弯板的荷载布置4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计1.5l1.5ll1.5l1.5ll多跨延续板实验板跨最多跨延

44、续板实验板跨最大正弯矩时的荷载布置大正弯矩时的荷载布置中间板跨时中间板跨时边跨板时边跨板时边跨支座时边跨支座时1.5l1.5ll1.5l1.5ll多跨延续板实验支座最多跨延续板实验支座最大负弯矩时的荷载布置大负弯矩时的荷载布置中间跨支座时中间跨支座时板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大一、实验荷载布置一、实验荷载布置2次梁的实验次梁的实验简支板下单跨梁的实验荷载布置简支板下单跨梁的实验荷载布置AB延续板下单跨梁的实验荷载布置延续板下单跨梁的实验荷载布置AB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚度小AB4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计AB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚

45、度小一、实验荷载布置一、实验荷载布置2次梁的实验次梁的实验AB接近建筑物端部的延续板下单跨梁的实验荷载布置接近建筑物端部的延续板下单跨梁的实验荷载布置板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计一、实验荷载布置一、实验荷载布置2次梁的实验次梁的实验支承在主梁上的多跨延支承在主梁上的多跨延续次梁的实验荷载布置续次梁的实验荷载布置ABAB支承在柱上的多跨延续支承在柱上的多跨延续次梁的实验荷载布置次梁的实验荷载布置4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计CDEFC DEF二、实验荷载布置二、实验荷载布置3主梁的实验：主梁

46、的实验：多跨延续主梁的实验荷载布置多跨延续主梁的实验荷载布置柱最大压力的实验荷载布置柱最大压力的实验荷载布置AB4柱的实验：柱的实验：柱最大弯矩的实验荷载布置柱最大弯矩的实验荷载布置4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计一、实验荷载布置一、实验荷载布置5平面楼板的实验：平面楼板的实验：多跨延续、荷载量大、放弃对计算数值影响多跨延续、荷载量大、放弃对计算数值影响部大的跨间的荷载、思索五跨内荷载的相互部大的跨间的荷载、思索五跨内荷载的相互影响、等效荷载影响、等效荷载( (最大计算跨间弯矩，仅加载最大计算跨间弯矩，仅加载实验跨实验跨) )4-4 4-4 房建构造现场静力实验

47、设计房建构造现场静力实验设计Mmax Mmax -Mmax -Mmax -Mmax P q P1 =1.175PP1 =1.08PP1 =1.19PP1 =1.025PP1 =0.038P二、实验观测二、实验观测非破坏非破坏 刚度刚度 抗裂型抗裂型 测定构造梁板的挠曲变形测定构造梁板的挠曲变形最大挠度最大挠度剩余变形剩余变形 挠度丈量仪表架安装在次梁上，消除支座挠度丈量仪表架安装在次梁上，消除支座 沉陷影响沉陷影响 必要时丈量应必要时丈量应力分布情况及构力分布情况及构造初始应力造初始应力d0.7d4-4 4-4 房建构造现场静力实验设计房建构造现场静力实验设计一、桥梁实验孔一、桥梁实验孔( (

48、墩、台墩、台) )的选择的选择 受力最不利、技术情况较差、便于搭设脚手受力最不利、技术情况较差、便于搭设脚手便于布置测点及加载便于布置测点及加载二、检查架与仪表架的搭设二、检查架与仪表架的搭设 经济、方便、平安、稳定经济、方便、平安、稳定4-5 4-5 桥梁构造现场静力实验设计桥梁构造现场静力实验设计三、加载方案与实施三、加载方案与实施1. 加载实验工程确实定加载实验工程确实定(对称、偏载对称、偏载)桥梁形式桥梁形式加载试验项目加载试验项目简支梁桥简支梁桥跨中、跨中、L/4L/4截面正弯矩及挠度截面正弯矩及挠度连续梁桥连续梁桥跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩悬臂梁桥

49、悬臂梁桥支点最大负弯矩、悬臂端最大挠度支点最大负弯矩、悬臂端最大挠度锚跨跨中最大正弯矩锚跨跨中最大正弯矩无铰拱桥无铰拱桥拱顶最大负弯矩、拱脚最大负弯矩拱顶最大负弯矩、拱脚最大负弯矩刚架桥刚架桥跨中最大正弯矩及挠度跨中最大正弯矩及挠度结点截面最大负弯矩结点截面最大负弯矩斜拉桥与斜拉桥与悬索桥悬索桥主梁最大挠度、主梁控制截面最大内力主梁最大挠度、主梁控制截面最大内力索塔塔顶水平变位索塔塔顶水平变位主缆、斜拉索最大拉力主缆、斜拉索最大拉力4-5 4-5 桥梁构造现场静力实验设计桥梁构造现场静力实验设计D-DG-GE-EF-FH-HI-IG-G(H-H)加载车辆加载车辆6辆辆300kN3300kN3D

50、-D(E-E)加载车辆加载车辆6辆辆300kN3300kN3I-I加载车辆加载车辆6辆辆300kN3300kN3F-F加载车辆加载车辆6辆辆300kN3300kN3 对称加载对称加载 偏载偏载三、加载方案与实施三、加载方案与实施2. 实验荷载确实定与布置实验荷载确实定与布置控制荷载确实定控制荷载确实定规范汽车规范汽车挂车或履带车挂车或履带车需通行的超重车辆需通行的超重车辆静载实验效率系数静载实验效率系数等效荷载等效荷载)1( SSSq(0.81.05)人群荷载人群荷载等效荷载作用下控制等效荷载作用下控制断面内力计算值断面内力计算值评定荷载作用下控制评定荷载作用下控制断面内力计算值断面内力计算值

51、动力系数动力系数4-5 4-5 桥梁构造现场静力实验设计桥梁构造现场静力实验设计三、加载方案与实施三、加载方案与实施3. 加载设备的选择加载设备的选择汽车、重物汽车、重物4. 实验荷载分级与加载方式实验荷载分级与加载方式分级加载：方便时分级加载：方便时45级，困难时级，困难时23级级5. 加载时间选择与静力荷载继续时间加载时间选择与静力荷载继续时间气温变化不大、外界天气条件较好气温变化不大、外界天气条件较好( (晚上晚上) )继续时间：构造最大变位到达相对稳定继续时间：构造最大变位到达相对稳定常用荷载等级：常用荷载等级：60%、80%、90%、100%4-5 4-5 桥梁构造现场静力实验设计桥

52、梁构造现场静力实验设计四、观测工程确实定四、观测工程确实定构造的最大挠度、支座沉降、梁端转角、梁端纵向位移、构造的最大挠度、支座沉降、梁端转角、梁端纵向位移、墩顶横向和纵向位移、构造最大拉、压应力和中和轴位墩顶横向和纵向位移、构造最大拉、压应力和中和轴位置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂痕的出现和扩展情况。痕的出现和扩展情况。截面应力截面应力挠度挠度下沉下沉水平位移水平位移简支梁桥简支梁桥跨中、四分点、支点跨中、四分点、支点跨中、四分点跨中、四分点支点支点连续梁桥连续梁桥跨中、四分点、支点跨中、四分点、支点跨中、四分点跨中、四分点支

53、点支点悬臂梁桥悬臂梁桥支点、牛腿支点、牛腿梁端、牛腿、跨中梁端、牛腿、跨中 梁端、支点梁端、支点无铰拱桥无铰拱桥跨中、四分点、柱脚跨中、四分点、柱脚 跨中、四跨中、四(八八)分点分点墩台墩台墩台墩台刚架桥刚架桥跨中、结点、柱脚跨中、结点、柱脚跨中、结点跨中、结点柱脚柱脚斜拉桥与斜拉桥与悬索桥悬索桥跨中、主缆、斜拉索跨中、主缆、斜拉索跨中、四分点跨中、四分点塔顶塔顶塔顶塔顶4-5 4-5 桥梁构造现场静力实验设计桥梁构造现场静力实验设计桥面板测试截面应变片一、实验方案确实定一、实验方案确实定1为设计提供根据的基桩静力实验为设计提供根据的基桩静力实验在工程桩正式施工前，为确定设计参数的合理性和在工

54、程桩正式施工前，为确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性，在地质条件具有代表性的区域，施工工艺的可行性，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根桩进展静载实验。先施工几根桩进展静载实验。单桩承载力特征值单桩承载力特征值(规范值规范值)： 最大加载量的最大加载量的1/2最大加载量：最大加载量： 单桩极限承载力单桩极限承载力 预估设计承载力的预估设计承载力的2 2倍以上倍以上2为工程验收提供根据的基桩静力实验为工程验收提供根据的基桩静力实验3为其它目的进展的基桩静力实验为其它目的进展的基桩静力实验单桩承载力：竖向抗压、竖向抗拔和程度单桩承载力：竖向抗压、竖向抗拔和程度4-6 4-6 桩基静载实验设计

55、桩基静载实验设计二、实验加载方法二、实验加载方法维持荷载法：快速维持荷载法：快速 慢速慢速桩基桩基主梁主梁拉杆拉杆锚笼锚笼锚桩主筋锚桩主筋锚桩锚桩次梁次梁千斤顶千斤顶千斤顶千斤顶主梁主梁支支承承墩墩支支承承墩墩压重压重次梁次梁分级：最大加载量或预估极限承载力的分级：最大加载量或预估极限承载力的1/10左右，其左右，其 中第一级可取分级荷载的中第一级可取分级荷载的2倍。倍。4-6 4-6 桩基静载实验设计桩基静载实验设计三、实验丈量方法三、实验丈量方法桩端位移量桩端位移量单桩竖向抗压静载实验中的沉降量单桩竖向抗压静载实验中的沉降量慢速维持荷载法，每级荷载施加后按第慢速维持荷载法，每级荷载施加后按

56、第5 5、1515、3030、4545、60min60min测读桩顶位移量，以后每隔测读桩顶位移量，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。测读：测读：单桩竖向抗拔静载实验中的上拔量单桩竖向抗拔静载实验中的上拔量单桩程度静载实验中的程度位移量单桩程度静载实验中的程度位移量快速维持荷载法，每级荷载施加后按第快速维持荷载法，每级荷载施加后按第5 5、1515、30min30min测读桩顶位移量，以后每隔测读桩顶位移量，以后每隔15min15min测读一次。测读一次。4-6 4-6 桩基静载实验设计桩基静载实验设计三、实验丈量方法三、实验丈量方法稳定规范稳定规范慢速维持荷载法：位移量延续两次

57、在每小时内不超慢速维持荷载法：位移量延续两次在每小时内不超越越0.1mm0.1mm。慢速维持荷载法：每级荷载维持慢速维持荷载法：每级荷载维持1h1h，按第，按第1515、3030、60min60min测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载卸载：卸载：快速维持荷载法：加载时每级荷载维持时间不少于快速维持荷载法：加载时每级荷载维持时间不少于1 1小时，最后小时，最后15min15min时间间隔的桩顶位移量小于相邻时间间隔的桩顶位移量小于相邻15min15min时间间隔的桩顶位移量。时间间隔的桩顶位移量。快速维持荷载法：每级荷载维持快速维持荷载法：每级荷载维持15min

58、15min，按第，按第5 5、15min15min测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载。测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载。4-6 4-6 桩基静载实验设计桩基静载实验设计三、实验丈量方法三、实验丈量方法空载时间空载时间慢速维持荷载法：维持时间为慢速维持荷载法：维持时间为3h3h，测读时间为第，测读时间为第1515、30min30min，以后每隔，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。快速维持荷载法：维持时间为快速维持荷载法：维持时间为2h2h，测读时间为第，测读时间为第5 5、1010、1515、30min30min，以后每隔，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。4-6

59、4-6 桩基静载实验设计桩基静载实验设计加载与观测阶段加载与观测阶段即实验实施阶段，是整个即实验实施阶段，是整个实验检测任务的中心环节。实验检测任务的中心环节。1. 温度稳定观测温度稳定观测2. 仪表的测读与记录仪表的测读与记录记录温度变化，多次读数，温度影响小的时候观测记录温度变化，多次读数，温度影响小的时候观测人工读表：准确、迅速，并记录在专门的记录表人工读表：准确、迅速，并记录在专门的记录表格中。检查一切测点量测值变化格中。检查一切测点量测值变化 察看测点变化能察看测点变化能否符合规律否符合规律(第一次第一次)。一、实验观测与记录一、实验观测与记录自动记录：对控制测点的应变和位移进展监控

60、。自动记录：对控制测点的应变和位移进展监控。4-6 4-6 桩基静载实验设计桩基静载实验设计一、实验观测与记录一、实验观测与记录3. 裂痕观测裂痕观测接近开裂荷载时要寻觅、标志裂痕接近开裂荷载时要寻觅、标志裂痕P/DP/DP/DP/DP/DP/DP/DP/D取三条裂痕进展裂痕宽度丈量取三条裂痕进展裂痕宽度丈量( (第一条出现的裂痕和宽第一条出现的裂痕和宽度较大的裂痕度较大的裂痕) ) 。裂痕宽带读取位置：裂痕宽带读取位置：(1)(1)构件受拉面的最大裂痕宽度；构件受拉面的最大裂痕宽度；(2)(2)垂直裂痕在受拉主筋高度的位置处的宽度；垂直裂痕在受拉主筋高度的位置处的宽度；(3)(3)斜斜裂痕宽