结构静载试验加载

3结构静载试验

3.1概述

结构静载试验是应用最广的试验方法。它相对动载试验而言，技术与设备较简单，经济性好，实现容易。主要应用于：研究结构构件的的承载力、刚度、抗裂性、稳定等基本性能和破坏机制。结构静载试验方法包含一次单调加载试验、低周反复试验和拟动力试验。本章主要讲述内容为：（1）静载加载系统：加载设备、装置及加载方法（2）静载量测系统：量测仪器和量测方法（3）常见结构静载试验方法：梁板、柱、桁架、墙体和网架（4）静载试验数据修正与处理方法3.2静载试验荷载系统结构静载试验的荷载绝大多数采用的是模拟荷载，产生模拟荷载的荷载系统应满足以下基本条件：1）满足结构荷载图式和边界条件要求。2）加载值稳定，不受试验环境或结构变形的影响，相对误差不超过±5％。3）加载设备应有足够的强度和刚度，保证足够的安全储备。4）加载设备要操作方便，便于分级加载和卸载，并能控制加载速率。3.2.1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；利用砂石、砖块加载时，荷载不易恒定。1、重力直接加载

（1）用块状材料做均布加载装置1.重物2.试件3.支座≤l/650-100

块状材料直接分垛堆放，垛宽度≤l/6,垛间距50—100mm；颗粒材料装袋或装无底箱。（2）用水做均布加载的试验装置特点：简易方便，经济适用（3）用吊篮施加集中荷载的加载装置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2、杠杆加载利用杠杆原理，将重物荷重放大加于结构上，减少重物数量，便于持久加载。现场试验杠杆加载的支承方法（a)墙洞支承(b)重物支承（b)反弯梁支承(c)桩支承3.2.2液压加载系统特点：结构试验中普遍采用的一种加载方法。它的最大优点是能产生较大的荷载，试验操作安全方便，加载速度快。特别是对于大型结构构件试验，当要求荷载点数多、吨位大时更为合适。尤其是电液伺服加载系统能模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载。原理：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。常用的液压加载设备有：手动液压加载器（千斤顶）、电动液压加载器、结构试验机和电液伺服加载器。一、液压加载器1）手动液压加载器手动液压加载器的构造原理见图。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.2）电动液压加载器a）单作用加载器构造比较简单：由活塞和工作油缸两部分组成。而储油缸、油泵、阀门等另外单独配置。活塞行程较大，可倒置安装。可做多点加载：可用多个加载器组成同步加载系统，适应多点加载。b）双作用加载器为适应结构抗震试验施加低周反复荷载的需要，采用双向作用的液压加载器，它的特点是在油缸的两端各有一个送油孔，设置油管接头，可通过油泵与换向阀交替进行供油，由活塞对结构产生拉压双向作用施加反复荷载。二、品试律验加策载系笑统液压根加载疾系统陕主要御由储套油箱士、高坑压油彩泵、字测力拦装置绸和操热纵台怠，通舒过高荡压油嘴管同蔑时并旧联连锅接若植干个香液压酸加载往器组景成，良由操塌纵台洁控制胶，满搭足多点恶同步饱加载的要讲求。妖当使字用液恩压加旷载系晓统加爷载试毯验时挥，还巧必须县配置振各种反力厉支承伶系统迈（如轻承力猴架、栽试验横台座定、分纠配梁刷等）。液压的多点黑加载汉装置液压烫加载恼系统三、村结拾构试迎验机某加载比较踪蝶典型嘴的大并型结粉构试首验机夺是结防构长柱乱试验港机，由液压幅操纵饰台、院大吨欧位的止液压睁加载纳器（占≥2炊00捞0k季N）斯和试蜓验机劈燕架三部帝分组竖成。岩国内浊普遍麻使用柄的长备柱试饿验机次的是细50书00最kN合，试报件最括大高笨度可额达6扎m，邮用以冠进行应柱、铺墙板氧、砌末体、添节点讨和梁治的受础压与陕受弯诊试验摘。试省验机汗应满刷足2序级精侵度要争求。四、兵电液钟伺服巷加载倚系统1.袜系统泽特点困与构能成电液孔伺服致液压匹系统置是一樱种比底较理去想的嘴试验甘设备废，它舍可以尿较为扇精确舞地模文拟所膝受的亏实际旋荷载闪（静眠力荷扣载与其动力晨荷载绞），军如模拟猎地震、海浪等复五杂荷叹载。特点：响掀应快徒，灵张敏度狗高、肯量测拍和控挨制精仍度好拒、出斗力大隐、波谊形多融、频银带宽舞、可隆与计障算机也联机瓣。投艘资大盗、维动护费默用高膀。系统侍主要盗由液压委源、枯控制弊系统陷和电凤液伺饭服液弃压加韵载器等三系大部蔽分组芹成。2、受工作按原理:液压源加载器控制系统加载以时，印通过传感棍器（如伟荷载独、位割移、逝应变娇、加遭速度侨等传冬感器抓）量俩测某塑一物傅理量炊作为理反馈晶信号虹，以电参养量的方答式实骄时与脖指令顿信号繁（试召验要才求控互制达唇到的设定刃量）进税行比适较，形从而幅自动调修正航电液穴伺服茫阀的机工作矛状态散，使域液压俱加载怒器活醉塞的坦动作源趋向施于传灰感器俘量测岔的物厘理量捉并与反指令裂信号机相一辉致。唱因此虚，它劫可以饶精确即模拟鼠结构白构件排所承漂受的位实际茂荷载探。在维结构倒抗震建试验压中的地震包模拟拔振动吃台试膊验、结构乳拟动乡丰力试兰验和葡结构幸伪静咳力试验我得到探应用挡。指令伺服放大器电液伺服阀液压加载器试验对象传感器适调器计洞算哈机控制驶系统3.蔽2.帮3换机趣械力躺加载机械并力加百载常视用的域机具援有倒倾链葫烦芦、挣卷扬穿机、反绞车车、花衰篮螺欺丝、欣螺旋删千斤废顶及咳弹簧淹等。父优点聋是设恳备简抵单，巨容易址实现久。走缺点营是荷难载值赶不大篮。葫芦她、卷满扬机象、绞慢车和移花篮贫螺丝议等主崭要用尺于远提距离谅或高援耸结万构加谋载。望联结乳滑轮日组可柔以改远变作滔用力幻玉的方额向和启拉力史大小旷。拉泄力大奔小通掘常用今拉力搬测力农计测否定烫。弹簧摧与螺蝇旋千蒜斤顶叮均适柳用于钞施加亚长期除荷载禁。螺搜旋千俩斤顶卖由涡揉轮蜗窝杆等秒组成坡，手投动顶秃升采那用类满似普艳通手咳动液谦压千塘斤顶载。通恳过旋岂动螺灯帽，茂靠弹读簧的下弹力资加压颂，用僻百分骂表测努其压深缩变蚕形确坚定其腊荷载蔽。弹簧淡施加认持久故荷载3.毯2.适4贫气压涌加载悼法气压尊加载桌法主绞要是锡利用及空气凤压力灭对试随件施退加垂兰直于蜓试件烫表面沈荷载撒，有偷正压牧加载忧（充照气）醋和负改压加班载（闻抽真扎空）嚷两种凭。气娱压加删载特搅别适世合于朱曲面嗽结构苦加载我。气庙压加厉载需风要一串个对试榴件无案约束谢的密宰封容裕器或垂气囊垄。气压险加载政的优讨点是礼加载北、卸滥载方股便，毫荷载耐稳定骂；缺壳点是唇试件屑受力遮载面准无法强观测巨，利港用真忽空加价载时腥试件发周边异密封毒要求壶较高牵。正压贞加载汪：用空附气压徐缩机筋对气她囊充赠气，扒给试主件施舱加荷剑载，田压力表可到居18佳0K薯Pa坦。在搏试件篮上特本制一猛个对试纤件无株约束做的密勒封容谎器（图态2－都21弃a）献，或侧在加交载装禽置和渣试件扑之间硬设置受一可充投气的拴气囊茫（图2贫－2查1b所），惭经充涉气后滔藉助侦容器句或气勇囊将剑均布请压力揭施加祸于试佳件表胆面。负压智加载利用啊真空重泵抽估出试馒件与走台座昨形成伞的封搅闭空咐间的长空气判，形翼成大矿气压洒力差饮对试沿件施教加均私布荷铜载（锦可到研10浑0K假Pa火)，殊压力汇值用才真空溜表测乌量。3.著2.永5恢加载泻装置浊一潮、支承猛装置支承宇和传溜力、扔模拟招实际书荷载绞图式局和边妥界条捆件，族通常柄由支座能和支谋墩两部绳分组蕉成。1.纠支座支座鹿的型舰式和急构造蠢与试件凶类型污、边卸界条体件等因青素有透关，影有铰支抗座和化固定津支座两种。1）应铰支轧座：铰支朽座一莫般用西钢材嚼制作问，其破型式瞎有滚倦轴式恶和刀卡铰式陕两种电。板盖梁症铰孤支历座板恳壳铜结买构缴铰仇支哄座铰支甩座的积基本依要求①保株证结坝构在烟支座冲处自由础水平僵移动恐和自市由转馋动。②保挂证结饥构在农支座山处力的啊传递。③保景证结饱构在嘴支承争处局部翠受压厘强度。④滚轴桃长度腾：一般款取等工于试辛件支州承处忘截面菠宽度低；⑤滚轴泼直径兆：参照肝下表抵选用他，并这进行俯强度才验算匆。⑥垫哄板：上垫志板宽杯度b用与试让件支轿撑宽昏度一太致，罩长度脊L不吼小于萌R/愿bf肥c,康厚度δ不小逝于0机.7疯b√债fc裳u/销f，俱并不仅小于观宽度漆的1宏/6药。滚轴受力kN/mm<22～44～6直径D(mm)40～6060～8080～1002）塔固定伐支座对于诱柱或静框架堵等构愧件，宪可用猛螺栓拒直接畜固定师于试京验台价座。象对于婶梁式颗构件枕，在轨实验乎室内翅可利享用试验斑台座医和拉至杆锚庙定装榜置模拟挽固定砍端支奴座。柱端获固定华支座糖构造梁式敌构件杆固定岭端支钉座构洽造3）勉受压似构件械刀式前铰支听座对柱某或墙墙板的蛾试验慨时，精构件欣两端钻均应杰采用刀铰只支座。刀库铰支催座有单向拦铰和屠双向岂铰两种港。双剂向刀亡铰支缩慧座适津用于忌可能哈发生双向像屈曲时使哑用。柱或边墙板恳偏心京受压纺试验：可抹以通奴过调逃节螺着丝来冠调整棒刀口尖与试壁件几棚何中缴线的就距离异，满概足不言同偏荣心矩臂的要半求。短柱探轴压班试验：如结闻构试仿验机套上下割压板貌之一帽已有球铰，则砖短柱仙两端可不炊设刀铰鹅支座仙。受压凉构件弟刀铰砍支座2．子支墩现场脉试验那的支巴墩：多更用砖块机砌筑慢或用凶混凝清土浇直注而成虑，支设墩上纵部应陪有足够形平整牛并应篇垫钢质板。支池墩本犹身应芹有足燥够的强度顿和刚孩度，支轨承底钓面积社要按愈地耐旅力进凯行复漫核验死算，姑保证革试验酒时各沫支墩腊不发妙生过持度的走变形晃或不看均匀随沉降欢。在荡试验脖荷载智作用蹄下，削支墩颗和地春基的总压停缩变僚形不胶直超度过试食件挠哑度的樱1／扑10。若网试验宇需要竖两个燥以上通支墩莲时，灰各支帮墩的趴刚度船均应妨相同货。实验前室试羡验的解支墩：用须钢材评或钢减筋混临凝土睬制成限专用水支墩饥，支奶墩的远高度蜂一般舰在4鸣00竟～6僻00捧mm延，以鼓满足应仪表棕安装天、观裳测和邀加卸逝荷载祝的要丧求，燃实验娇室内锄如有胸条件糠应采糊用支裙座高浆度可调铃支墩。二、纹荷载蓄传递塞装置作用趟：将芬加载至设备每产生跑的荷亡载按试明验荷涂载图洗式的舞要求崇传递到试袖验的及结构诊上，圣同时经满足荷载西放大千、分仔配和僚荷载术作用伟形式雀转换的要跨求。真有杠惨杆、不分配拒梁和镇卧梁凑。1．书杠杆利用艳放大高原理颗，将壶施加锄的较狡小荷往载，燃经过嗓杠杆遵的传杰递而骄获得论放大轿几倍阴的作仅用力燃，杠亦杆比马例不废宜大口于1锄：6斯。当腊采用廉型钢截单梁养式杠萌杆时呜，其捷支点蹈、力薯点和庄重点浆必须敞明确炒，并凭设有妻加肋微，防林止杠榆杆本伍身翘拣屈和社失稳胜。2．尘分配粮梁将单辜一杠世杆或谎液压算加载蓬器产赤生的末荷载裂分配夹成两杆个或悲两个绵以上告的多京点集融中荷穷载。或分配畅梁一弦般均侍为单跨漠简支筒梁形式走，不贼能用齿多跨道连续洁梁的汇形式琴。单跨文简支俭分配顺梁：一个撤集中鼠荷载呀分为泡两个像集中抄力，拼它们扮的数宝值即片是分汁配梁侧的两辟个支船座反揪力。分配猾梁层越数不处宜大劳于三有层。不启等比彼例的南比例撒不宜北大于携1：忆4，威且须宴将荷揭载分烂配比可例大残的一雁端设恶置在婚靠近驾固定阀铰支超座的含一边倾，以峡保证卖荷载际的正叔确分戒配、指传递慢和试邀验的道安全轰。分鼓配梁烈本身网应有脾足够绿的强垒度和忙刚度捞。分配居梁的广设置3.炒卧梁卧梁舌的作荡用：是晚将若认干个忌加载聪点的集中揪荷载世转换妈成均锈布荷咬载施加爬于试爆件的絮端面可，保表证试闭件的护受载顷截面从获得筹均匀猛分布吼的应炊力状蚕态。厚为了溉保证枣荷载顶的正妙确传堵递，卧梁驻必须叮有足关够的批强度嫁和刚裤度。如手需降箩低卧论梁的攻刚度泻，应走适当勒增加颂集中嫂荷载嗽的个孙数。卧梁倘安装景时与背试件诞端面候之间础应平罗整辅授设砂芦浆垫馅层，砂期浆强传度不秆应低席于试涂件混参凝土遵强度割等级始的5厉0%童。对于践承受施集中巴荷载裙作用珍的试警件表勿面应哲辅设阿钢垫栽板，关防止挎局部居受压谋破坏绣。对宜于柱伪与压索杆试依验，怜可在架试件械受压殿端增渔设钢柱劲帽，防蒙止局宿部承岛压破煤坏。墙体珍轴向青加载怎试验售装置三、誓荷载缓支承像装置1．组竖向乌荷载某支承修装置在实虚验室喊内一损般是渣由横脑梁立卡柱组据成的反力遭架和慎试验虑台座组成渗。反力夺架可以工是用肯型钢剖制成柴的门规型支松架，弯横梁里与柱缺的连响接采降用精它制螺灶栓或脉圆销救。强犹度刚价度都擦较大杜，能叛满足愉大型锁结构肤构件毒试验绵的要竭求，弯支架低的高武度和际承载延能力知可按斜试验黄需要未设计惑。另一惕种是释用大截循面圆狠钢制贴成的川立柱，配前以型餐钢制餐成的交横梁省，这怀时在递圆钢刚立柱凯两端野车成逐螺纹寺，用可螺帽细固定吓横梁街并与漫台座工连接上固定毁。轻挽便，代但刚斤度较明小。2．反力给装置水平歌反力粪架或摇反力脏墙1）罪反力韵架：一般放是由聪钢结想构制粉成的市可移择动桁惠架式厚支架投，液败压加筹载器锄固定械于反竹力架微的立毒柱上委。由匪于受贿强度晌和刚枪度控派制，暴它能趣承受饮的荷茫载不治大，扛一般尤适用狂于中小宇型试学件试产验使用雅。2）弹反力再墙钢筋症混凝巾土结浩构或校钢结定构制直成。我反力捐墙与雷试验枝台座平连成悔整体搅，组回成抗受侧力吨试验饮台座畅。在题反力舰墙纵仍横方浸向按乌一定催距离念设有说锚孔廉，以替便安谷装液晃压加欢载器躁，满波足加类载器格在反伯力墙女的任锈意位案置对宵试件牌施加捆水平催荷载暑