结构实验技术讲稿静力部分4公开课教案课件

1结构试验技术StructuralTestingTechnology

陈再现副教授、博士上课了！！！2§3.5静载试验资料的整理和分析

试验资料的整理和分析过程，是试验的核心内容。因此，这一工作是极为重要的。凡不属于差错或主观造成的仪表读数突变都不能轻易舍弃，待以后分析时再作判断处理。3§3.5静载试验资料的整理和分析

主要内容应变测量结果分析挠度测量结果计算试验曲线绘制混凝土构件承载力值确定结构性能评定4

通过应变测量结果分析可以得到截面应力和内力应力计算：根据试件材料的应力一应变关系和应变测点的布置进行内力计算：材料属于弹性体，可按照材料力学的有关公式计算内力；材料不属于弹性体，内力一般是计算不出来的一、应变测量结果分析51．轴向拉、压构件截面重心处的内力注意：绝对的轴心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了电桥的工作特性。61．轴向拉、压构件截面重心处的内力注意：绝对的轴心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了电桥的工作特性。72．拉弯（压弯）构件截面内力单向弯曲82．拉弯（压弯）构件截面内力

单向弯曲9测点分布应变分布和曲率内力计算公式矩形截面测点布置与相应的内力计算公式表102．拉弯（压弯）构件截面内力

双向弯曲11测点分布应变分布和曲率内力计算公式矩形截面测点布置与相应的内力计算公式续表12测点分布应变分布和曲率内力计算公式矩形截面测点布置与相应的内力计算公式续表13测点分布应变分布和曲率内力计算公式矩形截面测点布置与相应内力计算公式续表14例：求各测点的弯曲应变和轴向应变200600100400153．平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力1.主应力方向已知仅需要测两个方向的应变。———弹性模量和泊松比———沿1和2方向的应变163．平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力2.主应力方向未知需要测量三个方向的应变以确定主应变和主应力及其方向。173．平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力

最小主应力最大主应力183．平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力

最小主应力最大主应力19A、B、C取值见表

应变花名称ABC450直角应变花600等边三角形应变花伞型应变花扇型应变花20二、挠度1．简支结构构件的挠度简支梁、板、屋架、桁架等结构构件的挠度应当是构件本身的挠曲值，因此应扣除试验时的支座沉降。由于仪表的零读数是在结构构件和试验装置安装后才能进行，因此在构件挠度值中应加上构件自重和试验装置重力产生的挠度值。需要考虑加载图式改变的影响。21跨中挠度式中：—修正后的构件跨中挠度实测值；

—消除支座沉降后的跨中挠度实测值；

—构件自重和加载设备自重产生的跨中挠度值；

—加载图式修正系数。22跨中挠度式中：

—跨中位移实测值（包括支座沉降）；

—左端支座沉降实测值；

—右端支座沉降实测值；

—自重和加载设备自重产生的跨中弯矩值；

—出现裂缝的前一级荷载，加载值产生的跨中弯矩值；

—出现裂缝的前一级荷载，加载值产生的跨中挠度实测值。23任意截面处消除沉降挠度值Lx24任意截面处消除沉降挠度值Lx25加载图式修正系数的取值若等效集中荷载的加荷图式不符合此表所列图式时，应根据内力图形用图乘法或积分法求出挠度，并与均布荷载下的挠度比较，从而求出加荷图式的修正系数。262．悬臂构件的挠度：计算悬臂构件自由端在荷载作用下的挠度实测值，应考虑固定端的支座转角、支座沉降、构件自重和加载设备重量的影响。式中：

—修正后的悬臂构件自由端挠度实测值；

—消除支座沉降和转角后的自由端挠度实测值；

—构件自重和加载设备自重产生的自由端挠度值；

—加载图式修正系数，当在自由端用一个集中力作等效荷载时取0.75。2728三、试验曲线的绘制1．荷载-变形曲线荷载变形曲线诸如结构或构件的整体变形曲线、控制节点或最大挠度点的荷载—变形曲线等。291．荷载-变形曲线

在荷载—挠度曲线中，一般有三种情况，如图所示，曲线“1”及曲线“2”的OA段，说明结构处于弹性状态下工作，钢结构在正常使用荷载作用下多属于这种情况。“2"则表现出结构的弹性和弹塑性工作性质，这是钢筋混凝土结构试验的常见现象，在加载过程中，结构出现裂缝或局部破坏时，会在曲线上形成转折点(A点或B点)。301．荷载-变形曲线

在荷载—挠度曲线中，一般有三种情况，如图所示，曲线“1”及曲线“2”的OA段，说明结构处于弹性状态下工作，钢结构在正常使用荷载作用下多属于这种情况。“2"则表现出结构的弹性和弹塑性工作性质，这是钢筋混凝土结构试验的常见现象，在加载过程中，结构出现裂缝或局部破坏时，会在曲线上形成转折点(A点或B点)。311．荷载-变形曲线曲线“3”属于反常现象，说明试验存在问题；可能是仪器观测上的错误，也可能是在加载过程中邻近构件、支架等参与工作代为分担荷载所造成。但是在卸荷时，非弹性变形的恢复过程则是该种曲线型式，不过卸荷结束后，曲线不能回到坐标原点，而有一定残余变形。322．荷载—应变(应力)曲线及截面应变图荷载—应变曲线和荷载变形曲线相似，可以用来控制或分析构件最大应力的增长和变化情况。下图为钢筋混凝土粱受弯试验时控制截面上混凝土测点“1”

、“2”

、“3”

、“4”和钢筋测点“5”的基本情况。332．荷载—应变(应力)曲线及截面应变图

“1”点位于受压区，其应变增长基本上呈直线关系发展，“3”

、“4”点的突变是因为截面混凝土开裂而引起，测点“2”先增后减，是因为混凝土受拉区开裂后使中和轴上移之故。测点“5”是钢筋与混凝土共同工作时，先是混凝土开裂，后是钢筋应力达到流限发生两次转折。343．构件裂缝及破坏图试验过程中，应在构件上按裂缝开展面和主侧面绘出其开展过程，并注上出现裂缝的荷载值及裂缝宽度，直至破坏。待试验结束后，用照相记录其裂缝和破坏特征，或用坐标纸按比例作描绘记录。35四、混凝土构件承载力值的确定在一定的受力状态和工作条件下，结构构件所能承受的最大内力，称为结构构件的承载力。以混凝土结构为准，在加载或持载过程中出现一定的破坏标志时，即认为已达到承载力极限状态，此时荷载值即为承载力值。

36四、混凝土构件承载力值的确定在一定的受力状态和工作条件下，结构构件所能承受的最大内力，称为结构构件的承载力。以混凝土结构为准，在加载或持载过程中出现一定的破坏标志时，即认为已达到承载力极限状态，此时荷载值即为承载力值。

37四、混凝土构件承载力值的确定在结构构件受力情况为轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压时，标志是：通常受拉主筋应变达到屈服应变。受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm。挠度达到跨度的1／50，对悬臂结构，挠度达到悬臂长的1／25（无屈服台阶的钢筋情况）受拉主钢筋拉断（少筋破坏）受压区混凝土压坏（超筋破坏）锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。

38四、混凝土构件承载力值的确定

结构构件受力情况为轴心受压或小偏心受压时，其标志是：混凝土受压破坏。受压主筋应力达到屈服强度。39四、混凝土构件承载力值的确定

结构结构构件受力情况为剪弯时，其标志是：箍筋或弯起钢筋或斜截面内的纵向受拉主筋应力达到屈服强度。斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏。箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交会处的斜裂缝宽度达到1.5mm。401.构件的承载力评定（1）鉴定性试验，按规范的允许值进行评定———构件的承载力检验系数实测值（承载力检验荷载实测值与检验荷载设计值的比值）———构件承载力检验系数允许值，按表3.5取用；———结构或构件的重要性系数，按表3.4取用；五、结构性能评定

41表3.4表3.542表3.4表3.5431.构件的承载力评定（2）科研性试验，按构件的承载力检验系数实测值评定———构件的承载力检验系数实测值（破坏荷载实测值与破坏荷载理论计算值的比值）———结构或构件的破坏荷载理论计算值；———结构或构件的破坏荷载实测值；五、结构性能评定

442.构件的挠度评定（1）鉴定性试验，按规范的允许值进行评定：———在正常试验短期荷载作用下，构件的短期挠度实测值和短期挠度允许值；———构件的挠度允许值———荷载短期效应组合和长期组合计算的弯矩值———考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数五、结构性能评定

452.构件的挠度评定（2）科研性试验，比较计算挠度和实测挠度的符合程度五、结构性能评定

463.构件的抗裂检验对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，应满足下式要求：———构件抗裂检验系数实测值，即构件的开裂荷载实测值与正常使用短期检验荷载值之比；———受压区混凝土塑性影响系数；———构件抗裂检验系数允许值；五、结构性能评定

474.构件的裂缝宽度检