结构实验技术讲稿静力部分第04次课33

1土木工程学院结构实验技术

田石柱教授2

手持式应变仪：可以观测多点应变，但量测的精度，会因操作方式的不同而异。3

手持式应变仪1－插脚；2－千分表；3－刚性骨架；4－薄钢片；5－脚座；6－试件4九、其它测量仪表1．位移测试仪表(1)机械式百分表和千分表外形构造磁性表座5百分表和千分表:百分表的表盘按0.01mm刻度，读数精度可以达到0.005mm。百分表的量程一般为10mm，30mm，50mm。千分表的构造与百分表基本相同，但精度齿轮的放大倍数不同，其测量精度可达到0.001mm,量程一般不超过2mm。6

用位移计观测挠度或变位时，应注意：1）固定位移计的不动支架要有足够的刚性，位移计测杆上下灵活；2）位移计测杆应与所观测的位移方向一致，非匀质材料的测点处应粘贴小块玻璃片。3）符合观测所需的量程及灵敏度7（2）张线式位移传感器可以用于大变形条件下的位移测试.

张线式位移传感器百分表测量重锤的位移8（3）电阻应变式位移传感器

电阻应变式位移传感器的测杆通过弹簧与一固定在传感器内的悬臂梁相连，在悬臂梁的根部粘贴电阻应变片。测杆移动时，带动弹簧使悬臂梁受力产生变形，通过电阻应变仪测量电阻应变片的应变变化，再转换为位移量。电阻应变式位移传感器

电子百分表9电子百分表内部构造1-电阻应变片2-悬臂梁3-弹簧10（4）滑动电阻式位移传感器滑动电阻式位移传感器的基本原理是将线位移的变化转换为传感器输出电阻的变化。

滑动电阻式位移传感器

11（5）线性差动电感式位移传感器

线性差动电感式位移传感器，英文为LinearVariableDifferentialTransformer，简称为LVDT。工作原理是通过高频振荡器产生一参考电磁场，当与被测物体相连的铁芯在两组感应线圈之间移动时，由于铁芯切割磁力线，改变了电磁场强度，感应线圈的输出电压随即发生变化。LVDT位移传感器12

LVDT位移传感器132．转角测量仪表在结构静载试验中，结构变形反应的测量大多以线位移为主，但有时也有角位移检测的要求。最常见的转角测量仪器是水准管式倾角测量仪，如图所示。试验时，先将倾角仪上水准管内的水泡调平，试件受荷变形后，产生倾角，水泡偏离平衡衡位置，这时再将水泡调平，调整量就是测点处的转角。这种读数方法称为调零读数法。

长水准管

14电阻应变式倾角传感器的示意图:

将倾角仪安装在试验结构需要测量转角的部位，结构转动时，倾角传感器内的重锤使悬挂重锤的悬臂梁产生挠曲应变，利用粘贴在悬臂梁上的应变片即可测量其变化，再转换为倾角。电阻应变式倾角传感器15利用位移计进行转角测量如下图L位移计测转角装置163．裂缝量测仪器

结构试验中裂缝的产生和发展是结构反应的重要特征。

目前最常用观察裂缝的方法：借助放大镜用肉眼观察；采用各种应变计连续搭接粘贴，从某一应变计读数突变来发现裂缝；17目前最常用观察裂缝的方法：在试件表面涂刷脆性涂料或脆性油漆，当混凝土开裂时，裂缝处脆性涂层断裂，指示出开裂部位；利用声发射技术，把传感器置于试验表面和内部，接收材料由于开裂发射声能所完成的声波，来判断裂缝出现和位置。18缝裂宽度的测量常采用读数放大镜或裂缝卡与裂缝对比进行裂缝宽度测量。读数放大镜裂缝卡194．力的量测仪器结构静载试验需测定力。力量测仪器有机械式和电测两种。

基本原理：利用弹性元件的弹性变形或应变反应与其所受外力构成一定的比对关系而制成。机械式力传感器电阻应变式力传感器电测20

力传感器桥路接线方法:

R1R4R6R8R2R3R6R5R721

电阻应变式力传感器225．记录仪器及数据采集系统静态试验最常用记录仪器是X-Y仪数据采集系统：A/D，D/A，12位，±10V，211=2048采样频率：采多少个点/1秒。23第一章§1.4试验荷载设计

结构静载试验的荷载，按作用的形式有集中荷载和均布荷载。按作用的方向分有垂直荷载，水平荷载和任意方向荷载。有单向作用和双向反复作用荷载等。根据试验目的的不同，要求试验时能正确地在试件上呈现上述荷载。

24第一章§1.4试验荷载设计一、荷载图式试验荷载在试验结构构件上的布置形式（包括荷载类型和分布情况）称为荷载图式。结构荷载图式应与理论计算简图相一致。如果条件限制而无法实现成为方便加载，也应根据试验的目的要求，采用与计算机简图等效的荷载图式。

25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。采用等效荷载时必须注意，除控制截面的某个效应与理论计算荷载相同外，该截面的其它效应和非控制截面的效应，则可能有差别，所以必须全面验算因荷载图式改变对试验结构构件的各种影响。26

例：当梁承受均布荷载，用集中荷载代替均布荷载的等效荷载。等效荷载示意图27

二、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。一般结构静载试验的加载程序均分为预载，标准荷载（正常使用）破坏荷载三个阶段。

28

二、加载程序1预载预载的目的在于：

1）使试件各部接触良好，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）检验全部观测仪表工作正常与否。294）检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用预载一般分三段进行，每级取标准荷载的20%，停歇10分钟，对混凝土等，预载值应小于计算开裂荷载值。

2标准荷载标准荷载之前，每级加载值不应大于标准荷载的20%，一般分五级加至标准荷载；30

3破坏荷载标准荷载之后，每级不宜大于标准荷载的10%，当载荷加至破坏荷载的90%后，为了求得精确的破坏荷载值，每级应取不大于标准荷载的5%；需要做抗裂检测的结构，加载到计算开裂荷载的90%后，也应改