建筑结构静载试验

5建筑结构静载试验

静载作用是指结构或构件不引起加速度或加速度可以忽略的直接作用。结构静载试验中最常见的是单调加载静力试验。

单调加载是指在短期内对试验对象进行平稳地一次连续施加荷载，荷载从零开始一直到结构构件破坏或达到预定荷载或是在短时期内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏。5.1概述加载程序：试验期间荷载与时间的关系。一般静载试验加载程序分为预载、标准荷载、破坏荷载三个阶段。分级加（卸）载目的：

1）控制加载速度

2）观察和分析结构变形

3）统一各点加载步调5.2受弯构件的静力试验正位试验，一端采用铰支座，另一端采用滚动支座，支座下面用支墩安置在地面上，要求牢固和稳定。应尽量保证加载面与支承面平整（砂浆、垫沙层、橡胶+钢板）加载方法：梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载器。板：一般重物加载。也可用集中荷载等效，采用梁加载方式加载。吊车梁：采用液压加载，试验时的加载图式要按最布利荷载布置决定集中荷载的作用位置。1.试件的安装和加载方法

构件试验的荷载图式应符合设计规定和结构实际受载情况，有时也可以采用等效的原则进行换算，即使试验构件的内力图形与设计或实际的内力图形相等或接近，并使两者最大受力面的内力值相等。为保证变形相等，也可按同样原则求得变形相等的等效荷载。

ql2/8ql/2ql2/8ql2/8ql/2ql/2PP=ql/2PPPP=ql/4例：某梁设计跨度为5m，设计荷载为均布荷载100KN/m，实验时，只有一台液压加载器，最大加载压力为600KN，采用四个集中力的形式模拟均布荷载，分配梁不限，试确定加载图式。解：（1）计算该设计梁的内力并绘制内力图形

Mmax=ql2/8=312.5KNmQmax=ql/2=250KN内力图形如图。

（2）设计加载图式荷载总值=100*5=500KN四个集中力大小=500/4=125KN作用点的位置：第一个距支座L/8=625mm其它荷载相距L/4=1250mm分配梁：单跨，上下两层，上层支座在下层分配梁跨中。（3）计算该实验梁的内力并绘制内力图形试验项目和测点布置试验项目:

鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂缝开展情况。研究性试验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂缝观测外，还测量构件某些部位的应力。测点布置：（1）挠度测量：

挠度是梁性能当中很重要的一个性质。它能反映梁的整体变形。同时通过挠度的变化，也能看出梁局部出现破坏的情况。挠度测量时必须考虑支座沉陷的问题，如果跨中的挠度是相对于地面的话，最少应该布置三个测点,如图。对跨中：对其它点：由于支座承受的巨大作作用力，可能使地地面沉陷，因此仪仪器架子应离支座座远一些。跨度较大的梁测点数量量应增至5~7个，且对称布置。挠度测量后应绘制荷载—挠度曲线和各级荷载作用下下的挠度曲线（叫梁的挠度曲线线，最少5个测点），根据需需要有时还需要绘绘制挠度—时间曲线。（2）应变的测量应变是反应梁局部变形形的一个量，所以以测出来就是某一一个截面的应变，，一般选择如下部部位：首先，要选择在弯弯矩或者剪力最大大的地方。第二，弯矩和剪力力均比较大的截面面。第三，截面面积突突变的地方。第四，抗弯或者抗抗剪控制截面。对于一般的做研究性试试验的梁，大多采采用如下加荷模式式。中间是一个纯纯弯段，便于研究究正载面的强度，，没有剪力的影响响。而在两端主要要是剪力的影响，，弯矩就逐渐减小小了。ql2/8ql/2PP=ql/2纯弯区段应变的测测量纯弯区段应变的测量主要包包括：最大应变的的测量，应变的分分布测量，受压区区高度测量和受拉拉主筋的应变测量量。研究最大应变时，可只只在梁的上下两个个表面贴应变片。。为减少误差，上上下应变片应设在在梁截面的对称轴轴上，或在对称轴轴两侧各设一个（（共4个），以求平均均值。纯弯区段应变的测测量研究某截面上应变的分分布情况和中和轴轴的位置（即受压压区高度的变化）），要在这个截面面上贴应变片。一一般应变片不少于于五片。当梁截面面高度较大时，还还可以增加。可以以等距布置，也可可外密里疏。有有时也可以用手持持式应变仪来测量量。纯弯区段应变的测测量研究受拉主筋的应力情情况一般是在主筋筋上预先贴好应变变片，或预留孔洞洞，后贴应变片。。弯矩与剪力共同作作用区段的测量应力状态复杂，应贴应变花花。箍筋和弯起钢筋的的应变测量为研究抗剪强度和受受拉混凝土开裂后后，钢筋的应力变变化问题，应测箍箍筋和弯起钢筋的的应变。测点布置置如图：可采用预预埋式或预留孔洞洞式。翼缘与孔边边应力测量量翼缘较宽的的T形梁，如现现浇肋型楼楼盖，翼缘缘应力分布布不均匀。。构件开洞后后，易产生生应力集中中。校核测点的的布置为了能够正确的的掌握测量量的正确性性，一般要要设置校核核测点。。即应力已已知的点，，比如梁边边缘凸缘处处，应力为为零。（3）裂缝测量量主要包括测测定开裂荷荷载、位置置、裂缝的的发展和分分布、裂缝缝的宽度和和深度。测定钢筋混混凝土梁的的抗裂性能能。垂直裂缝测定：一般产生在在弯矩最大大受拉区段段，在该区区段连续或交替布置测点。。有垂直裂缝缝和斜裂缝缝斜截面上的的主拉应力力裂缝，经经常出现在在剪力较大大的区域内内，箱型截截面或工字字形截面，，腹板的中中和轴或腹腹板与翼缘缘相交接的的腹板常是是主拉应力力较大的部部位。斜截面裂缝缝测定裂缝宽度的的测量一般是用0.01mm和0.05mm的读数放大大镜肉眼观观测，并记记录。每一构件中中测定裂缝缝宽度的裂裂缝数量不不少于3条，包括第第一条及开开裂最大的的一条。裂缝的标注注和描绘试验过程中中随着裂缝缝的出现和和开展，应应该将裂缝缝的发展情情况标注在在试验构件件上，最后后根据裂缝缝的标注在在纸上绘制制裂缝的展展开图。试件上的标标注方法：：在每条裂裂缝边上1~3mm处平行画出出裂缝的走走向，并标标明裂缝的的编号、每每一级荷载载下裂缝的的开展位置置（用小横横线表示））、裂缝的的宽度等。。裂缝的标注注和描绘500KN,0.01mm1000KN,0.015mm1500KN,0.025mm5.3受压构件的的试验包括轴心受受压和偏心心受压柱。。试件安装和和加载方法法：正位和和卧位。对轴压构件件，一般应应先进行几几何对中，，即将构件件轴线对准准作用力的的中心线。。然后进行行物理对中中，即加载载达20%~40%时，测中央央截面两侧侧或四个面面的应变，，并调整作作用力轴线线，使各点点应变均匀匀，之后才才可以继续续试验。偏压构件在在物理对中中后，沿加加力线量出出偏心距，，加载点移移至偏心距距处，才可可以试验。。试验项目和和测点布置置应观测破坏荷荷载、各级级荷载下的的侧向挠度度及变形曲曲线、控制制截面的应应力变化规规律及裂缝缝的开展情情况。破坏荷载：：力传感器器挠度：百分分表或位移传感器器或正位实实验用经纬仪曲率：曲率率计受压区砼应变：应变变片+应变仪，应变片后贴，且对对称轴线或或沿轴线布布置。钢筋应变：：应变片+应变仪，应应变片预埋埋5.4量测数据的的整理简支试件的的挠度修正正：由于支座沉沉降、试件件自重和加加载设备重重、加载图图式及预应应力反拱的的影响，挠挠度计所测测挠度数据据并非试件件本身的绝绝对挠度，，故应对其其修正。as,p0=(aq0+ag0-ap)φaq0--消除支座沉沉降后的挠挠度实测值值；当支座座反力作用用线上不能能安装仪表表时，还应应考虑支座座测点偏移移系数；ag0--试件自重和和加载设备备重引起的的挠度；ag0=(Mg/Mb)*ab0Mg---是试件自重重和加载设设备重产生生的弯距。。Mb、ab0---分别是试件件出现裂缝缝前一级荷荷载产生的的弯距和挠挠度实测值值。ap----预应力钢筋筋的预压作作用使构件件产生反拱拱；对研究究性试验取取实测值，，对鉴定性性试验取计计算值；φ----因加载图式式变化产生生的修正系系数。见表表5.1采用等效荷荷载图式加加载试验时时，由于等等效时仅考考虑了控制制内力相等等的原则等等效，故应应对测量的的挠度进行行修正。均布荷载1.0，四四分点等效效乘0.91,三三分点等效效乘0.98，四集集中力八分分点等效乘乘0.99，八集中中力十六分分点1.00。悬臂试件的挠度度修正悬臂构件在在自由端的的挠度要考考虑固定端端的沉降和和转角以及及试件自重重和加载设设备重的影影响。修正如下：：其中：----消除支座沉沉降和转角角后的自由由端挠度值值。、----自重重和加载设设备重产生生的挠度值值和固端弯弯距。、----出出现裂缝前前一级荷载载挠度实测测值和固端端弯距。φca----加载图式修修正系数截面内力的确定定应变值确定后即即可求出截截面上的应应力和内力力。轴心受力构件的的内力：：n个测点应变变的平均值值压弯与拉弯试件件的内力压弯与拉弯弯试件的内内力有轴向向力N和平面内弯弯距M。应变计数数量应不少少于所求内内力数。内力计算公公式为：y1y2ε1ε2=+当时时：双向弯曲试件的的内力x1x2y1y2ε2ε1ε3ε4abcd双向弯曲的的内力有N、Mx、My，测点对称称布置在边边缘纤维处处，角点纤纤维处的应应变εa、εb、εc、εd可用外插法法计算。5.5结构性能的的评定应根据试验结结果和国家家规范有关关要求对结结构的某项项性能作出出评定。评评定结果为为合格和不不合格两种种。结构的承载载力检验：：两种检验方方法：按允允许值检验验和按实际际承载力检检验。1、按允许许值检验：：即承载力力试验荷载载值应不超超过规范规规定的允许许值。按下下式计算：：为构件的承承载力检验验系数实测测值，即承承载力检验验荷载实测测值与承载载力检验荷荷载设计值值的比值。。承载力荷载载效应实测测值s承载力检验验荷载效应应设计值。。结构重要性性系数，根根据安全等等级有1.1,1.0,0.9。为构件承载载力检验系系数允许值值，见表5.6承载力检验验标志及检检验系数受力情况受拉（轴拉、偏拉、受弯、大偏压）受压受剪标志编号B1B2B3B4B5B6承载力检验标志裂缝>1.5mm,挠度>1/50受压砼压坏受力主筋拉断砼压坏斜裂缝>1.5mm或斜裂缝末端砼剪压破坏斜压破坏或主筋端部滑脱1-3级钢冷拉1-2级冷拉3-4级热处理钢筋、钢丝、钢绞线1-3级钢、冷拉1-2级冷拉3-4级热处理钢筋、钢丝、钢绞线检验系数1.21.251.451.251.301.401.501.451.351.502、按承载力力检验其中：：按按实配钢筋筋面积计算算的承载力力值与承载载力荷载效效应设计值值的比值。。承载力极限限状态的标标志对轴心受拉拉、偏心受受拉、受弯弯、大偏心心受压构件件，承载力力极限状态态的标志有有下述几方方面：当正常配筋筋时，通常常是受拉主主筋先屈服服，进而受受拉主筋处处的裂缝宽宽度达到1.5mm或挠度达到到跨度的1/50倍。对于超筋构构件，受压压区砼一般般先破坏（（裂缝宽度度和挠度没没达到上述述值）。对于少筋构构