结构实验技术讲稿静力部分ppt课件

1、构造实验技术Structural Testing Technology 陈再现 副教授、博士上课了！.3.4 工程构造实验方法 1.3 实验荷载设计1.4 构造实验观测设计 实验前的预备典型构件实验方法.1.3 荷载设计试件就位方式、荷载图式及加载制度的设计等。一、试件就位方式正位实验：实验时，构造构件安装位置与实践任务形状相一致。.异位实验：实验时，构造构件安装位置与实践任务形状不相一致。便于加载和观测卧位实验：与正位实验在空间位置上相差90度。 1.试件 2.加固后作荷载平衡用的屋架 3.支承反力架 4.液压加载器 5.荷载传感器屋架成对卧位实验1.3 荷载设计.反位实验：与正位实验在空间

2、位置上相差180度。1.3 荷载设计.构造静载实验的荷载，按作用的方式有集中荷载和均布荷载。按作用的方向分有垂直荷载，程度荷载和恣意方向荷载。有单向作用和双向反复作用荷载等。根据实验目的的不同，要求实验时能正确地在试件上呈现上述荷载。 二、荷载图式 实验荷载在实验构造构件上的布置方式包括荷载类型和分布情况称为荷载图式。 1.3 荷载设计. 构造荷载图式应与实际计算简图相一致。 假设条件限制而无法实现，为方便加载，也应根据实验的目的要求，采用与计算简图等效的荷载图式。 等效荷载：是指在试件上，使试件产生的内力图形与计算简图相近，控制截面的内力值相等的荷载。1.3 荷载设计. 例：当梁接受均布荷载

3、，用集中荷载替代均布荷载的等效荷载。1.3 荷载设计.采用等效荷载时必需留意，除控制截面的某个效应与实际计算荷载一样外，该截面的其它效应和非控制截面的效应，那么能够有差别，所以必需全面验算因荷载图式改动对实验构造构件的各种影响。1.3 荷载设计.加载图式修正系数 的取值假设等效集中荷载的加荷图式不符合此表所列图式时，应根据内力图形用图乘法或积分法求出挠度，并与均布荷载下的挠度比较，从而求出加荷图式的修正系数。. 三、加载程序 荷载种类和荷载图式确定后，还应按一定程序加载。1.3 荷载设计构造承载力及变形性能均与构造受荷载大小、加载速度及荷载在构件上的继续时间等要素有关。确定加载时间与加荷量的过

4、程称为加荷程序设计。预加载；正常运用极限形状荷载规范荷载；承载力极限形状荷载破坏荷载三个阶段. 三、加载程序 预载 预载的目的在于： 1使试件各部接触良好，进入正常任务形状，荷载与变形关系趋于稳定。 2检验全部实验加载安装的可靠性。 3检验全部观测仪表任务正常与否。 4检查现场组织任务和人员的任务情况，起演习作用 预载普通分三级进展，每级取屈服或开裂荷载的20%，停歇10分钟。1.3 荷载设计. 屈服或开裂荷载 屈服荷载之前，每级加载值不应大于屈服荷载的20%，普通分五级加至规范荷载； 破坏荷载 屈服荷载之后，每级不宜大于屈服荷载的10%，当载荷加至破坏荷载的90%后，为了求得准确的破坏荷载值

5、，每级应取不大于屈服荷载的5%；需求做抗裂检测的构造，加载到计算开裂荷载的90%后，也应改为不大于规范荷载的5%施加，直至第一条裂痕出现。1.3 荷载设计.为了使构造在荷载作用下的变形得到充分发扬和到达根本稳定，每级荷载加完后应有一定的恒载时间。钢构造普通不少于10min钢筋混凝土构造应不少于15min规范荷载时不应少于30min对检验性实验，在抗裂检验荷载下继续1015min;对运用阶段不允许出现裂痕的构造构件的抗裂研讨性实验，在开裂荷载计算值作用下的继续时间应为30min对新混凝土构件，跨度较大的屋架、桁架及薄腹梁等实验，在运用形状短期荷载作用下的继续时间不宜少于12h1.3 荷载设计.

6、实验观测方案要思索处理以下问题：确定观测工程布置测点位置选择适宜的仪表1.4 构造实验观测设计 .一、确定观测工程 构造在外荷载作用下的变形可以分两大类：一类反映的是构造整体任务情况，如梁的最大挠度及其整体挠曲曲线；拱式构造和框架构造的最大程度位移、竖向位移；杆、塔构造的整体程度位移及根底转动等。另一类的是反映构造的部分任务情况，如部分纤维应变、裂纹以及部分挤压变形等。 在确定实验观测工程时，首先应该思索整体变形，由于构造的整体变形最能概括其任务的全貌，构造任何部位的异常变形或部分破坏都能在构造整体变形中得到不同程度的反映。其次是部分变形量测，钢筋砼构造的裂痕，控制截面的应变。1.4 构造实验

7、观测设计 .二、测点的选择和布置 用仪器对构造或构件进展内力和变形等各种参数的量测时，测点选择与布置存在以下几条原那么：在满足实验目的的前提下，测点宜少不宜多，以便使实验任务重点突出。测点的位置必需有代表性，便于分析和计算。为了保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量的校核性测点。测点的布置对实验任务的进展应该是方便的，平安的。 1.4 构造实验观测设计 .三、仪器选择与测读选用的仪器仪表，必需能满足量测所需的精度与量程要求。现场实验由环境复杂，影响要素较多，电测仪器的顺应性就不如机械式。但测点较多时，机械式仪表却不如电测仪器灵敏、方便，选用时应作详细分析和技术比较。实验构造的变形与时间要素有关

8、，测读时间应有一定限制，必需遵守有关实验方法规范的规定。当实验构造进入弹塑性阶段时，变形添加较快，应尽能够运用自动记录安装。为了防止差误和方便任务，量测仪器的型号、规格应尽能够一致。 1.4 构造实验观测设计 .丈量仪器选择仪器精度：仪表的最小刻度不大于5%的最大被测值。仪器量程：被测最大值在1/2-2/3量程内。型号规格：尽能够一致，种类愈少愈好。测点数量很多且测点又位于很高很远的部位，那么采用电测仪表和自动记录仪器。1.4 构造实验观测设计 .数据测度实验前，进展初始读数。实验时，在每级加载、卸载间歇时间内，同时读取数据。当荷载维持较长时间不变时如12h)，应该按规定时间如加载后的5分钟、

9、10 分钟，30分钟，1小时，以后每隔36小时读数一次。同样，当构造卸载终了空载时，也应按规定时间记录变形的恢复情况。长时间实验，每次读数的同时记录周围环境的温度。动载实验和抗震实验，加载与观测同步进展。1.4 构造实验观测设计 . 实验前预备是指正式实验之前的一切任务，包括实验规划和预备两个方面，详细内容包括以下几项：调查研讨，搜集资料实验大纲制定试件预备资料力学性能测定实验控制特征值的计算实验设备与实验场地的预备试件安装就位加载设备和量测仪表安装实验前的预备 .实验大纲包含实验设计的全部内容1实验目的。2试件设计及制造要求试件设计的根据及实际分析，试件数量及施工图，对试件原资料、制造工艺、

10、制造精度等的要求。3辅助实验内容辅助实验的目的，试件的种类、数量及尺寸，试件的制造要求，实验方法等。4.试件的安装与就位试件的支座安装，保证侧向稳定安装等。5加载方法荷载数量及种类，加载设备，加载安装，加载图式，加载程序。实验前的预备 .6量测方法测点布置，仪表型号选择，仪表标定方法，仪表的布置与编号，仪表安装方法，量测程序。7实验过程的察看实验过程中除仪表读数外在其他方面应做的记录。8平安措施平安安装，脚手架，技术平安规定等。9实验进度方案。10、附件经费，器材及仪表设备清单等。 实验前的预备 .典型构件实验方法 一、受弯构件实验1、实验目的鉴定性实验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及

11、裂痕开展情况。研讨性实验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂痕观测外，还丈量截面应变大小和分布规律，有时还需丈量截面曲率。.2、试件安装和加载方法正位实验，一端采用固定铰支座，另一端采用滚动支座，支座下面用支墩安顿在地面上，要求结实和稳定。加载方法：梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载加载器直接加载。板：普通重物加载。也可用集中荷载等效，采用梁加载方式加载。吊车梁：采用液压，实验时的加载图式要按最不利荷载布置决议集中荷载的作用位置。典型构件实验方法 .3、测点布置挠度观测：最大挠度值和挠度曲线典型构件实验方法 .挠度曲线：测点5-7个，对称分布；宽度大于600mm的梁需在两侧布置对称测点，取

12、平均值典型构件实验方法 .应变丈量 对板、梁构件的弯曲应变量测是主要内容之一，特别是正负弯矩控制截面或有突变的截面 为测得截面上应力分布规律和确定中和轴位置，应沿截面高度延续布点，测点可等距布置，也可不等距，不等距采用外密里疏，以便测出较大应变值，获得较好的精度。典型构件实验方法 . 抗剪测点应设在剪应力较大部位或区段，对钢筋砼梁，为研讨抗剪强度，通常还要在梁的弯起钢筋和箍筋上布置测点。典型构件实验方法 . 钢筋砼构件中钢筋应变的量测方法，可在混凝土浇注前事先在钢筋上贴电阻应变计，并做好绝缘和防护处置。也可在浇注混凝土时在测点处预留孔洞，使钢筋的量测区段外露，以便粘贴电阻应变计。测点处预留孔洞

13、典型构件实验方法 . 中选用千分表或手持式应变计时，由于标距较大，可用短钢筋点焊在被测钢筋上，短钢筋长度等混凝土维护层厚度，周围用软橡皮做成防护套，等砼硬化后，即可在短钢筋头上固定千分表或手持式应变计插足园孔，借助短钢筋量测受力钢筋的应变。手持式应变仪测钢筋应变典型构件实验方法 .翼缘与孔边应力的丈量 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典型构件实验方法 .3、校核测点和裂痕观测为了校核实验的正确性，便于整理实验结果时进展误差修正，经常在梁的端部凸角上的零 应力处设置少量测点，以检验整个丈量过程能否正常

14、。裂痕丈量：开裂时间和位置、裂痕的开展方向和裂痕宽度。肉眼察看；延续地或交替地布置测点；读数显微镜。典型构件实验方法 .荷载一应变曲线观测混凝士的开裂典型构件实验方法 .斜裂痕测点典型构件实验方法 .典型构件实验方法 二、受压构件实验：柱、剪力墙等1、实验目的柱、剪力墙等受压构件是建筑物中的根本承重构件。受压构件实验的主要目的在于研讨轴力作用下柱子破坏的规律，从而找出不同长细比的柱子与极限荷载之间的关系，对于钢构造柱还有部分稳定问题。 .2、试件安装和加载方法柱子实验可采用正位或卧位方案。正位实验主要在长柱实验机或大型反力架配合液压千斤顶加载系统进展。卧位实验比较方便，平安，但自重影响难于有效

15、消除典型构件实验方法 .实验前，应将柱轴线对准作用力的中心线。柱几何尺寸对中后，假设有能够再进展力学对中，即加载约到达正常运用荷载的2040时，量测其中央截面的两侧应变或四角应变，并调整作用力的轴线，使各点的应变均匀。在柱构件力学对中后即可进展轴心受压构件实验。假设需进展偏心受压构件实验，应在力学对中后，沿加力中心线量出偏心间隔，再把加力点移至偏心距上，进展偏心受压构件实验。对砼和砌体构造柱子讲，由于资料离散性，力学对中普通难于做到，仅需保证几何对中即可。典型构件实验方法 .加载：长柱实验机或液压加载系统；柱子实验加载普通按估算破坏荷载的1/101/15分级施加，接近开裂荷载及破坏荷载时，加载

16、值应减为原分级值的1/21/3。典型构件实验方法 .3、测点布置柱子实验的观测工程有各级实验荷载下的侧向挠度值或变形曲线，各级实验荷载下控制截面或区段的应力及变化规律，裂痕的发生与开展，破坏特征及破坏荷载值等。柱子的侧向位移普通用位移传感器、挠度计等观测。控制部位的变形量测最好用采集仪器绘制荷载变形曲线典型构件实验方法 .三、桁架实验1、实验目的 桁架、拱架、屋架等构造是常用的承重构造方式，主要接受节点荷载。桁架实验的主要目的在于研讨竖向荷载作用下构造的承载才干、变形性能，节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响，以及屋架端节点的应力分布。典型构件实验方法 .2、试件安装和加载方法就位方式：普通采用正位实验。现场实验时还可以采用成对试件的卧位实验。安装时应设置侧向支撑，以保证屋架上弦的侧向稳定。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。典型构件实验方法 .重 物 加 载典型构件实验方法 .液 压 加 载典型构件实验方法 .屋 架 成 对 试 验典型构件实验方法 .3、测点布置桁架实验观测工程：桁架挠度及变形曲线；开裂荷载及破坏荷载