第五章静力试验

第五章静力试验第1页，共56页。目录一、简介二、单调静力荷载试验三、受弯构件的试验四、受压构件的试验五、实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验六、量测数据的整理七、结构性能的检验与评定八、小结第2页，共56页。简介：

静力荷载试验的目的是通过对试验结构或构件直接施加荷载，采集试验数据，认识并掌握结构的力学性能。“静力”指试验过程中，结构本身运动的加速度效应（惯性力效应）可以忽略不计。静力试验根据荷载性质的不同分为：单调静力荷载试验、拟静力试验和拟动力试验。

静力试验第3页，共56页。简介：

通过静力试验可以深入了解构件在各种基本力作用下的结构性能和承载力问题、荷载与变形的问题以及砼结构的荷载与裂缝的关系，还有钢结构的局部或整体失稳等问题。

静力试验第4页，共56页。√概念：指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。

√试验加载制度：指试验实施过程中荷载的施加程序或步骤，从试验实施的进程来看，加载制度也可认为是施加的荷载与时间的关系。

√研究内容：主要用于模拟结构承受静荷载作用下观测和研究结构构件的强度、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。

单调静力荷载试验第5页，共56页。√试验加载程序：指试验进行期间荷载与时间的关系。

√结构静载试验的加载程序：预载、正常使用荷载、极限荷载。

单调静力荷载试验加载制度图5.1.1钢筋砼结构的静载试验加载程序预载时间标准荷载试验时间破坏时间第6页，共56页。单调静力荷载试验加载制度

说明：√有的试验只要加至正常使用荷载，试验后试件还可使用，现场结构或构件的检验性试验多属此类。

√对于研究性试验，当加至标准荷载后，一般不卸载而继续加载，直至试件进入破坏阶段。

加载制度的确定及分级加（卸）载的目的：（1）为了控制加（卸）载速度；（2）便于观察试验过程中结构的变形等情况；（3）为了统一加载步骤。

第7页，共56页。√预载：◆目的：①使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；②检验全部试验装置的可靠性；③检验全部量测仪表工作正常与否；④检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用。◆要求：①一般分三级进行，每级取正常使用荷载的20%；②然后分级卸载，2~3级卸完；③每加（卸）一级荷载，停歇10min；④对于开裂较早的混凝土结构，预加荷载不宜超过计算开裂荷载的70%，以保证在正式试验时能得到开裂荷载。

单调静力荷载试验加载制度第8页，共56页。√正常加载：◆荷载分级◆分级间隔时间◆满载时间◆空载时间

单调静力荷载试验加载制度第9页，共56页。√正常加载：◆荷载分级：正常使用荷载之前，每级加载值不应大于正常使用荷载的20%，一般分5级加至正常使用荷载；正常使用荷载之后，每级不宜大于正常使用荷载的10%。当荷载加至计算极限荷载的90%后，为了求得精确的极限荷载，每级应取不大于极限荷载的5%；需要做抗裂检测的结构，加载至计算开裂荷载的90%后，也应改为不大于开裂荷载的5%施加，直至第一条裂缝出现。

单调静力荷载试验加载制度第10页，共56页。√正常加载：◆分级间隔时间：为了保证在分级荷载下所有量测内容的仪表读数准确和避免不必要的误差，要求不同结构在每级荷载加完后应有一定的级间停留时间，其目的是使结构在荷载作用下的变形得到充分发挥和达到基本稳定后再量测。为此试验方法标准中规定，钢结构一般不少于10min，混凝土结构、砌体结构和木结构不应少于15min。

单调静力荷载试验加载制度第11页，共56页。√正常加载：◆满载时间：对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短期荷载作用下的持续时间，对钢结构和混凝土结构不应少于30min；木结构不应少于30min的2倍，拱或砌体为30min的6倍；对预应力混凝土构件，满载30min后加至开裂，在开裂荷载下再持续30min。

单调静力荷载试验加载制度第12页，共56页。√正常加载：◆空载时间：受载结构卸载后下一次重新开始受载之间的间歇时间称空载时间。有关试验标准规定：对于一般的混凝土结构空载时间取45min；对于较重要的结构构件和跨度大于12m的结构取18h（即为满载时间的1.5倍）；对于钢结构不应少于30min。

单调静力荷载试验加载制度第13页，共56页。√卸载：

凡间断性加载试验，或仅作刚度、抗裂和裂缝宽度检验的结构与构件，以及测定残余变形的试验及预载之后，均需卸载。卸载一般可按加载级距进行，也可以放大1倍或分2次卸完。

单调静力荷载试验加载制度第14页，共56页。√加载方案：

受弯构件的试验第15页，共56页。√加载方案：

受弯构件的试验(a)(b)(c)简支梁试验等效荷载加载图示第16页，共56页。√量测方案：◆挠度量测：梁的挠度值是量测数据中最能反映总体工作性能的一项指标，因为梁任何部位的异常变形或局部破坏（开裂）都将通过挠度或在挠度曲线中反映出来。对梁式结构最主要的是测定跨中的最大挠度值及梁的弹性挠度曲线（P-f曲线）。

受弯构件的试验梁的挠度测点布置（a）（b）第17页，共56页。√量测方案：◆挠度量测：梁的真实挠度：（a）剔除支座位移；（b）对宽度较大的梁，两边对称贴片以消除扭转的影响（支座偏心，加载点偏心）；（c）挠度的预计大小（选择仪器的量程）受弯构件的试验第18页，共56页。√量测方案：◆应变量测：

受弯构件的试验梁正截面应变分布的测点布置（a）截面最大纤维应变；（b）测量中和轴的位置和应变分布规律第19页，共56页。√应变量测：

受弯构件的试验第20页，共56页。√应变量测：

受弯构件的试验第21页，共56页。√裂缝量测：测定开裂荷载、裂缝位置，裂缝的宽度和深度，以及描述裂缝的发展和分布。

受弯构件的试验第22页，共56页。√裂缝量测：

受弯构件的试验第23页，共56页。√裂缝量测：

受弯构件的试验第24页，共56页。√裂缝的标注方法：

受弯构件的试验第25页，共56页。√加载方案：◆正位或卧位试验加载方案；√试验仪器：◆大型长柱试验机；◆静力试验台座上的大型荷载支承设备和液压加载系统配合使用；受压构件的试验第26页，共56页。屋架结构静载试验（1）试件安装和加载方法第27页，共56页。屋架结构静载试验第28页，共56页。屋架结构静载试验（2）试验项目和测点布置第29页，共56页。屋架结构静载试验（2）试验项目和测点布置第30页，共56页。4.5.3屋架结构静载试验（2）试验项目和测点布置第31页，共56页。4.5.3屋架结构静载试验（2）试验项目和测点布置第32页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第33页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第34页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第35页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第36页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第37页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第38页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第39页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第40页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第41页，共56页。实例碳纤维布加固钢筋砼梁受弯承载力试验第42页，共56页。量测数据整理

1.整体变形量测结果整理1.1简支构件的挠度1.2悬臂构件的挠度第43页，共56页。2.截面内力2.1轴向受力构件第44页，共56页。2.2压弯或拉弯构件第45页，共56页。2.3双向弯曲构件第46页，共56页。3.平面应力状态下的主应力计算第47页，共56页。结构性能的检验与评定

1.构件承载力检验（1）按混凝土结构设计规范的允许值进行检验时，应满足下式要求:第48页，共56页。（2）当按构件实配钢筋的承载力进行检验时，应满足下式要求:第49页，共56页。（3）承载力极限标志①轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压构件②轴心受压或小偏心受压构件③受弯构件的剪切破坏④粘接锚固破坏第50页，共56页。2.构件的挠度检验（1）当按混凝土结构设计规范规定的挠度允许值进行检验时，应满足下列要求：第51页，共56页。（2）当按实配钢筋确定的构件挠度值进行检验，或仅作刚度、抗裂或裂缝宽度检验的构件，应满足下列要求：第52页，共56页。3.构件的抗裂检验在正常使用阶段不允许出现裂缝的构件，应对其进行抗裂性检验。构件的抗裂性检验应符合下列要求：第53页，共56页。4.构件裂缝宽度检验对正常使用阶段允许出现裂缝的构件，应限制其裂缝宽度。构件的裂缝宽度应满足下列要求：第54页，共56页。5.构件结构性能评定根据结构性能检验的要求，对被检验的构件，应按下表所列项目和标准进行性能检验，并按下列规定进行评定