结构试验技术之工程结构静载试验三

1结构试验技术StructuralTestingTechnology

陈再现副教授、博士上课了！！！2第三章工程结构静载试验§3.1概述建筑结构作用直接作用间接作用荷载作用温度变化、不均匀沉降等静载作用动载作用拟动力试验单调加载试验低周往复试验3第三章结构静载试验§3.1概述本章主要讲述内容为：静载加载系统：加载设备、装置及加载方法静载量测系统：量测仪器和量测方法常见结构静载试验方法：梁板、柱、桁架、墙体和网架静载试验数据修正与处理方法4§3.2静载试验加载系统重力加载液压加载电液伺服加载机械加载气压加载加载系统附属设备：支座、支墩、分配梁等5§3.2试验加载系统静力加载系统必须满足以下基本要求：符合试件受力方式和边界条件要求荷载值应能保持相对稳定，不会随时间、环境条件的改变和结构的变形而变化，保证荷载量的相对误差不超过5%加载设备应有足够的强度和刚度，并有足够的安全储备能分级加载和卸载，以便控制加载速度和卸载速度。6一、重力加载重力加载：将物体本身的重力施加于结构上作为荷载。实验室试验：常用标准铸铁砝码、混凝土块、水箱现场试验：就地取材，常用砂、石、砖块等建筑材料，或是钢锭、铸铁、废构件等。重物可以直接施加或者通过杠杆间接施加于试验结构或构件上。特点：荷载容易取得，但加载费工费时。§3.2试验加载系统71、荷重块加载可以有规则地放置于结构上，作为均布荷载如图1-1所示。颗粒材料装袋或装箱。§3.2试验加载系统8内拱要求：要求堆放整齐，每堆宽度<跨度的1/6，并且每堆之间有一定的间距。§3.2试验加载系统9§3.2试验加载系统10§3.2试验加载系统112、用水直接用作均布荷载加载

可用水的高度计算控制荷载值，当结构变形过大时，应注意水荷载的不均匀性所产生的影响。§3.2试验加载系统123、荷重盘加载荷重盘是承荷重的吊盘，用于施加集中荷载如下图所示，荷重盘一般用钢筋和角钢焊接而成，其平面尺寸根据测试的需要决定其强度必须是足够保证安全。吊杆与荷重盘的自重应计入第一级荷载。§3.2试验加载系统133、荷重盘加载

1.试件2.支座3.重物4.吊篮5.分配梁

特别适合于现场做屋架试验§3.2试验加载系统144、杠杆加载杠杆加载也属于重力加载的一种。当利用重物作为集中荷载时，经常会受到荷载量的限制，利用杠杆的放大作用，可以减小荷重块的用量。杠杆通常用型钢制成，也可用钢板焊接而成，在加载量不太大的情况下，可以用木制杠杆。§3.2试验加载系统15现场试验杠杆加载的支承方法（a）（b）现场试验杠杆加载的支承方法（a）墙洞支承；（b）桩支承§3.2试验加载系统16二、液压加载

液压加载是目前结构试验中应用比较理想的一种加载方法，也是结构试验中最常用的加载方法，它的最大优点是利用油压使液压加载器产生较大的荷载，试验操作安全方便。尤其是电液伺服系统在试验加载设备中得到广泛应用后，为结构动力试验模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载创造了有利条件，使动力加载技术发展到了一个新的高度。§3.2试验加载系统17二、液压加载（1）工作原理：是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。荷载值由油压表示值和加载器活塞受压底面积求得，也可由液压加载器与荷载承力架之间所置的测力计直接测读。（2）常见形式：手动液压加载器；单作用液压加载器；双作用液压加载器。§3.2试验加载系统181、手动液压千斤顶使用时先拧紧放油阀，掀动手动油泵的手柄，使储油缸中的油通过单向阀压入工作油缸，推动活塞上升。最大出力可到5000kN，行程200mm.§3.2试验加载系统19缺点：每台千斤顶必须有专人操作，不能很好实现多点同步加载。§3.2试验加载系统回油供油供油回油202、油袭泵液流压千享斤顶油泵旗液压干千斤怕顶如罚图所亩示，肾由电跨动油场泵提笋供油劲压§3巨.2试验袋加载猜系统212、油核泵液怕压千访斤顶可以策在油目泵出妄口接骆上分受油器桐，可继组成沸多点朗同步形加载怜系统提适应至多点蜡同步吸加载讽要求阻。§3真.2试验你加载绸系统223、液坑压加犬载系篮统千斤旧顶与集支承悠系统亩组成帝液压年加载添系统旬，如虽图所乖示是搁一个装常用课加垂融直荷伤载的雁装置缸形式兰色是液华压千齿斤顶惹，黄色是测胸力计碧，桔黄送色是反燥力架加载榨架常用抛钢制伟成，横梁可沿惩加载等架上双下调糠节，试验折台座为1米以路上至煤几米而厚的浑劲性犯钢筋妇砼结涛构。试验毛台座修形式允有：槽道扛式、地锚董式、孔洞刊式（台燥面下割有地苹下室罩）§3笋.2试验由加载酷系统23§3断.2试验筑加载块系统24§3夜.2试验封加载猾系统25液压蚂水平槐加载傅装置馒：（a）（b）图3.6.7水平反力装置1－反力墙；2－试验台座；3－推拉加载器；4－试件；5－反力架；6－千斤顶滚轴连接5631233NNF1F2§3事.2试验屠加载常系统26大型滤结构间试验各机也是讽典型色的液席压加赵载系残统，目前硬试验巴室中农应用喉较多汉是结构市长柱返试验陈机，不会过把高荷载耍架、长机座穷、加练载器忆等组见成工缩慧作单页元，壁其余港部分杰组成旦操纵欢单元讲，二楚部分赤用油研管连魔接起器来。钉国内岁普遍膝使用各的长猾柱试蒜验机赛的是50召00薄kN，试以件最饼大高乏度可纲达6m，用免以进劲行柱山、墙狸板、咳砌体堂、节荷点和章梁的庙受压绕与受慰弯试赔验。§3扭.2试验够加载泼系统27§3辅.2试验红加载枯系统28§3摩.2试验头加载淋系统29三、痰电液兵伺服摧加载凶系统电液胡伺服身加载灭系统兰是一悉种比心较理扩想的灶试验画设备登，它授可以园较为无精确喷地模邀拟所竭受的古实际袄荷载完（静棉力荷司载与朝动力视荷载晚），慢如模拟屑地震谦、海垂浪等复叫杂荷勾载。能以姻一個极小的信号輸入，来控制出力极大的液压輸出，并由实际輸出码端的反馈直信号细与输快入信适号相比较，产生冰一个误差挖信号，再亡以误差颗信号勉作为侄输出泽状态之修欢正，便以达到精确鲜控制的目钉的。§3俘.2试验相加载液系统30汽车臭转向系統§3诊.2试验销加载某系统31汽车令刹车丝式系统§3巡寿.2试验绘加载锯系统32飞机操控锅系統§3色.2试验兆加载裁系统33防爆机器肿人§3纱.2试验丹加载搞系统34导弹射控沙系統§3摩.2试验趣加载肆系统35神七繁飞行些模拟造器§3矿.2试验贱加载泳系统36液压源加载器控制系统§3铁.2试验掀加载面系统37动力岩系统轧配电俩柜堤冷却小系统动力歪系统§3样.2试验诊加载嘱系统液压源38液压源加载器控制系统§3蔽.2试验咸加载眼系统391－铰裁支基挠座;将2－位端移传稳感器;3－电藏液伺躁服阀;屑4－活盗塞杆;5－荷绿载传鸦感器;态6－螺挥旋垫习圈;恰7－铰沟支接盾头1234567电液钥伺服戚加载截器§3桂.2试验境加载绢系统40液压源加载器控制系统§3馋.2试验锤加载够系统41§3茶.2试验躲加载幕系统控制狐系统42电液嗽伺服腹加载坛系统刘的工革作原乐理如图爽所示跪是电耗液伺锦服加懂载系蒙统的像电压处控制奸闭环屈回路细。VV－V＇V＇1243561－指粉令信初号；2－调阿整放拴大系坟统；3－油惧源；4－伺衫服阀午；5－作放动器倍；6－传逝感器§3月.2试验逐加载授系统43电液投伺服恼加载额系统侍的特帜点：可用于不捉同的论控制税系统回（力敢、位析移、俊速度坛、加培速度群、应残变等丘）以小迅能量景的輸危入指袭令经放匀大后而得铅到很大的跟輸出是一死種具许有反馈（Fe旨ed附B墓ac防k）的控制在结昆构抗约震试拍验中胜的地状震模蹦拟振锻动台讽试验广、结处构拟才动力首试验豪和结舞构拟械静力雅试验馒得到沫广泛态应用四。§3龄.2试验宴加载窗系统44四、棵机械蜻机具悬加载机械何力加延载常翅用的跨机具董有倒链冰葫芦泊、卷蜘扬机柴、绞狱车、足花篮得螺丝油、螺怀旋千币斤顶浮及弹家簧等。羊优点新是设招备简脊单，堵容易抛实现祸。惰缺点龟是荷呀载值饥不大洋。§3稀.2试验具加载汉系统45四、问机械欠机具津加载葫芦清、卷馆扬机狐、绞哪车和胜花篮辛螺丝悦等主访要用蚊于远距舟离或合高耸嫂结构加载掌。联贩结滑凭轮组柄可以据改变泊作用达力的携方向夸和拉刑力大殖小。坚拉力僵大小露通常量用拉力女测力搁计测定的。§3这.2试验紧加载趴系统46四、逗机械写机具婶加载弹簧全、螺慢旋千恐斤顶右均较榜适用走于施限加长期舅试验荷载肯。螺架旋千番斤顶显由涡晚轮蜗面杆等喉组成释，使域用类挪同普孙通手潮动液娃压千搬斤顶仿。弹逝簧可拔直接收旋紧避螺帽环，靠晴其弹拥力加杰压，项用百分幻玉表测其论压缩布变形尺确定荷载轰值。§3桨.2试验诵加载壁系统47五、甘气压盐加载气压迎加载假有两凶种。星一种认是用籍空气辱压缩需机对捏气包充气，给闻试件辉加均输匀荷列载。块另一奸种是洪用真疏空泵抽出试件族与台忠座围沙成的博封闭壤空间伤的空气，形该成大熄气压营力差使对试腥件加飞均匀惜荷载愚。§3辜.2试验哲加载荐系统48正压乡丰加载虚：用空夕气压李缩机坝对气奏囊充仙气，阁给试钩件施吊加荷淋载，绕压力率可到18粉0K丽Pa。§3屿.2试验贱加载府系统49负压松加载利用孕真空社泵抽劳出试游件与众台座煤形成循的封则闭空映间的掉空气匆，形地成大恩气压活力差寨对试吊件施字加均舒布荷高载（铲可到10两0K昼Pa给)，压订力值爷用真验空表着测量嚷。§3丙.2试验港加载餐系统50六、皱加载纪系统音附属寒设备试件拍支撑龄装置步：支谈座和提支墩荷载测传递烈装置献：分殃配梁核、卧极梁荷载伏反力周装置尚：反腐力架霸和台睬座§3槐.2试验控加载同系统511、试启件支督承装界置支承撤和传愚力、功模拟旦实际秃荷载深图式烦和边屈界条歇件，止通常崇由支座旧和支裂墩两部骆分组单成。支座支座霜的型匹式和席构造懂与试件浓类型顾、边桶界条办件等因殃素有枪关，薯有铰支月座和丹固定限支座两种自。1）铰模支座偶：铰支灾座一烛般用毙钢材欢制作扔，其负型式填有滚绕轴式恐和刀道铰式竿两种冠。§3赌.2试验于加载壁系统52§3啊.2试验虹加载正系统53§3各.2试验丈加载宵系统常用糟几种透支座南的形汉式54上下份垫板块尺寸愁应分把别按帐试验杀和支弄墩局硬部承踏压考绑虑，爽梁类阿构件料，上欺垫板素宽度循不应晴小于荣梁的尺底面永宽度规。垫板蹲长度岩按下应式计俩算：式中暴：——最大州支座珍反力炼；b——上垫达板宽可度；fc——试件雅材料洽抗压销强度养设计输值MP匆a铰支亏座设毫计§3柳.2试验制加载盏系统55上下稍垫板蝴要有扑一定章刚度孙，厚柄度可晕按下央式计挑算：式中晕：fc—混凝伪土抗众压强腊度设火计值MP吴a；l—板长重；f—钢材监计算陵强度克。§3恭.2试验渗加载厉系统56滚轴数选择药：滚标轴的瞧长度晨，一传般取使等于课试件淹支承在处截面意宽度b，滚轴搅直径参照擦下表像选用滚轴受力

(kN/mm)<22～44～6直径D(mm)40～6060～8080～100§3鼠.2试验房诚加载烦系统572）固辣定支城座一般愈采用螺栓将试汤件地绳梁固歉定于爸试验只台座睛。§3沙.2试验挽加载哲系统58§3籍.2试验屋加载碑系统59§3许.2试验疤加载四系统60支墩现场雪试验嫩的支哥墩：肉多用久砖块嘱砌筑别或用革混凝斯土浇否注而进成，袜支墩猴上部浴应足铜够平整吉并应灿垫钢富板。支倒墩本天身应枪有足奏够的强度源和刚象度，支傍承底烈面积宴要按奖地耐海力进肚行复搅核验扒算，彻保证丛试验掘时各摇支墩牲不发违生过忙度的赌变形冒或不鹊均匀秘沉降哥。在征试验需荷载卖作用准下，唐支墩蜂和地挣基的传总压辈缩变貌形不时应超困过试饶件挠核度的1／10。若鲜试验妙需要适两个梁以上坦支墩吉时，竿各支汉墩的卡刚度责均应曾相同庭。实验释室试餐验的雪支墩樱：用钢材社或钢艘筋混波凝土制成煎专用郑支墩率，支筒墩的毙高度市一般忙在40陶0～60终0m调m，以替满足企仪表哲安装却、观丝式测和奏加卸虑荷载侄的要遭求§3雅.2试验嫌加载侮系统612、荷铺载传间递装累置作用虏：将联加载移设备婚产生构的荷腊载按试紫验荷茎载图另式的善要求听传递到试错验的穿结构宁上，乔同时箩满足分配龟和荷趟载作舍用形享式转促换的要企求。边有分治配梁殊和卧尼梁。§3介.2试验雾加载士系统62分配厅梁分配杀梁是腐将集颜中作轰用于拌一点隆的荷马载转招换为匀作用驱于试滤件的执多点亡分荷蓝载的成设备励，如他图所堵示，障一般赠用型钢码制成。分配介梁一俱般均务为单跨端简支晨梁形式常，不匹能用脉多跨尽连续连梁的撕形式约。分配痕梁层醒数不宜师大于订二层，以错保证及荷载厨的正娱确分欠配、疮传递禁和试巾验的辉安全蛙。分遵配梁葛本身桨应有长足够辛的强你度和搅刚度§3估.2试验松加载堆系统63卧梁卧梁锡的作副用：谷是将聚若干纸个加恩载点峡的集作中荷临载转甘换成均布亦荷载施加酬于试悟件的旺端面榴。为稠了保役证荷质载的返正确喇传递柄，卧痛梁必约须有城足够节的强度块和刚尝度。卧娱梁安行装时怠与试齐件端贫面之打间应毫平整辅设呆砂浆迷垫层，砂乱浆强为度不宴应低票于试扔件混忆凝土乏强度召等级漆的50浮%。对于姿承受处集中谷荷载遭作用耐的卧乳梁表趁面应裕辅设钢垫杰板，防到止局辽部受窜压破何坏。§3顾.2试验皱加载厦系统64§3纸.2试验灾加载认系统653、荷虹载反输力装温置反力俩架提供捆反力权的加匠载装谨置，中有竖向荷和水粪平两种秃。§3屡.2试验兴加载递系统66台座敌：槽道栗式、腐地锚宫式、钥箱式槽式摩试验