建筑结构试验第5章 建筑结构静载试验.ppt

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1、建筑结构试验第5章 建筑结构静载试验 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望5.2 试验大纲和试验报告n n试验大纲（包含试验设计的全部内容）试验大纲（包含试验设计的全部内容）1 1试验目的。试验目的。2 2试件设计及制作要求（试件设计的依据及理论分析，试件设计及制作要求（试件设计的依据及理论分析，试件数量及施工图，对试件原材料、制作工艺、制试件数量及施工图，对试件原材料、制作工艺、制作精度等的要求）。作精度等的要求）。3 3辅助试验内容（辅助试验的目的，

2、试件的种类、数辅助试验内容（辅助试验的目的，试件的种类、数量及尺寸，试件的制作要求，试验方法等）。量及尺寸，试件的制作要求，试验方法等）。4.4.试件的安装与就位（试件的支座装置，保证侧向稳试件的安装与就位（试件的支座装置，保证侧向稳定装置等）。定装置等）。5 5加载方法（荷载数量及种类，加载设备，加载装置，加载方法（荷载数量及种类，加载设备，加载装置，加载图式，加载程序）。加载图式，加载程序）。5.2 试验大纲和试验报告（续）6 6量测方法（测点布置，仪表型号选择，仪表标定量测方法（测点布置，仪表型号选择，仪表标定方法，仪表的布置与编号，仪表安装方法，量测程方法，仪表的布置与编号，仪表安装方

3、法，量测程序）。序）。7 7试验过程的观察（试验过程中除仪表读数外在其试验过程的观察（试验过程中除仪表读数外在其他方面应做的记录）。他方面应做的记录）。8 8安全措施（安全装置，脚手架，技术安全规定等）。安全措施（安全装置，脚手架，技术安全规定等）。9 9试验进度计划。试验进度计划。1010、附件（经费，器材及仪表设备清单等）。、附件（经费，器材及仪表设备清单等）。n n 5.2 试验大纲和试验报告（续）n n试验报告试验报告（1 1）试验目的）试验目的（2 2）试验对象的简介和考察。）试验对象的简介和考察。（3 3）试验方法及依据。）试验方法及依据。（4 4）试验情况及问题。）试验情况及问题

4、。（5 5）试验成果处理与分析。）试验成果处理与分析。（6 6）技术结论。）技术结论。（7 7）附录。）附录。5.3 一般结构静载试验一般结构静载试验5.3.1 5.3.1 受弯构件试验受弯构件试验一、试件安装和加载方法一、试件安装和加载方法n n正位试验，一端采用铰支座，另一端采用滚动支座，支座下正位试验，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。面用支墩安置在地面上，要求牢固和稳定。n n加载方法：加载方法：梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载加载器直梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载加载器直接加载。接加载。板：一般重物加载。也可用集

5、中荷载等效，采用梁加载方式板：一般重物加载。也可用集中荷载等效，采用梁加载方式加载。加载。吊车梁：采用液压，试验时的加载图式要按最布利荷载布置吊车梁：采用液压，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。决定集中荷载的作用位置。二、二、试验项目和测点布置试验项目和测点布置1 1）试验项目）试验项目n n鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂缝开展情况。挠度及裂缝开展情况。n n研究性试验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂缝观研究性试验：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。测外，还测量构件某些部位的应

6、力。2 2）测点布置）测点布置n n挠度观测挠度观测（最大值）（最大值）n n挠度分布：u应力测量应力测量 梁弯曲应力测点：梁弯曲应力测点：梁剪应力测点：钢筋应力测点n n用预埋或试件表面开槽的方法来解决设点的问题用预埋或试件表面开槽的方法来解决设点的问题翼缘与孔边应力的测量n n对于翼缘较宽较薄的对于翼缘较宽较薄的T T型梁，其翼缘部分受力不一型梁，其翼缘部分受力不一定均匀，应沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力定均匀，应沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力分布的情况。分布的情况。梁腹板圆孔周边的应变测点布置梁腹板圆孔周边的应变测点布置校核测点和裂缝观测n n为了校核试验的正确性，便于整理试验结

7、果时进行误差修正，为了校核试验的正确性，便于整理试验结果时进行误差修正，经常在梁的端部凸角上的零经常在梁的端部凸角上的零 应力处设置少量测点，以检验应力处设置少量测点，以检验整个测量过程是否正常。整个测量过程是否正常。n n裂缝测量：开展、宽度、发展和分布。肉眼观察；连续地或裂缝测量：开展、宽度、发展和分布。肉眼观察；连续地或交替地布置测点；读数显微镜。交替地布置测点；读数显微镜。由荷载一应变曲线观测混凝士的开裂n n斜裂缝测点梁的梁的两点两点加载加载加载后破坏破坏转角和曲率的测量n n转角：用角位移传感器进行测量。常用的角位移转角：用角位移传感器进行测量。常用的角位移传感器和线位移传感器都是

8、测量测点相对于地面传感器和线位移传感器都是测量测点相对于地面的转角，测量结果处理时应该考虑支座沉陷引起的转角，测量结果处理时应该考虑支座沉陷引起的刚体转动。的刚体转动。n n曲率：用应变计或位移计进行测量，在该截面的曲率：用应变计或位移计进行测量，在该截面的上下边缘布置应变或位移测点，通过测量上下边上下边缘布置应变或位移测点，通过测量上下边缘的应变来计算曲率。缘的应变来计算曲率。5.3.2 受压构件试验一、试件安装和加载方法一、试件安装和加载方法n n卧位和正位，液压加载，构件二端均应采用比较灵卧位和正位，液压加载，构件二端均应采用比较灵活的可动铰支座型式，一般采用刀口支座。活的可动铰支座型式

9、，一般采用刀口支座。正位试验对中n n轴心受压柱：安装时一般先进行，即将构件轴线对准作用力轴心受压柱：安装时一般先进行，即将构件轴线对准作用力的中心线。构件在几何对中后再进行物理对中，即加载达的中心线。构件在几何对中后再进行物理对中，即加载达20204040的试验荷载时，测量构件中央截面两侧或四个面的的试验荷载时，测量构件中央截面两侧或四个面的应变，并调整作用力的轴线，以达到各点应变均匀为止。在应变，并调整作用力的轴线，以达到各点应变均匀为止。在构件物理对中后即可进行加载试验。构件物理对中后即可进行加载试验。n n偏压试件：也应在物理对中后，沿加力中线量出偏心距离，偏压试件：也应在物理对中后，

10、沿加力中线量出偏心距离，再把加载点移至偏心距的位置上，进行试验。再把加载点移至偏心距的位置上，进行试验。n n加载：长柱试验机或液压加载系统加载：长柱试验机或液压加载系统;(1/10-1/15)Nu;(1/10-1/15)Nu，接近开，接近开裂荷载和破坏荷载时细分裂荷载和破坏荷载时细分2-42-4级。级。二、试验项目和测点布置n n破坏荷载：力传感器破坏荷载：力传感器n n挠度：百分表或位移传感器挠度：百分表或位移传感器n n曲率：曲率计曲率：曲率计n n砼应变：应变片砼应变：应变片+应变仪，应变仪，应变片后贴。应变片后贴。n n钢筋应变：应变片钢筋应变：应变片+应变仪，应变仪，应变片预埋应变

11、片预埋5.4.1 屋架试验一、试件安装和加载方法一、试件安装和加载方法n n就位方式：一般采用正位试验。现场试验时还可以就位方式：一般采用正位试验。现场试验时还可以采用成对试件的卧位试验。安装时应设置侧向支撑，采用成对试件的卧位试验。安装时应设置侧向支撑，以保证屋架上弦的侧向稳定。以保证屋架上弦的侧向稳定。n n支承方式：与梁相同，支承垫板应留有充分余地。支承方式：与梁相同，支承垫板应留有充分余地。n n加载方式：可以采用重力直接或杠杆加载。当施加加载方式：可以采用重力直接或杠杆加载。当施加多点集中荷载并且节点荷载较大时，采用同步液压多点集中荷载并且节点荷载较大时，采用同步液压加载。加载。二、

12、观测项目和测点布置二、观测项目和测点布置n n观测项目观测项目1 1）桁架挠度及挠曲线。）桁架挠度及挠曲线。2 2）开裂荷载及破坏荷载。）开裂荷载及破坏荷载。3 3）主要杆件的应变。）主要杆件的应变。4 4）节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响）节点的变形及节点刚度对杆件的次应力影响 5 5）屋架端节点的应力分布）屋架端节点的应力分布 6 6）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压应力。应力。7 7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。8 8）预应力锚头工作性能。）预应力锚头工作性能。n n测点布置测点布置

13、 可以利用结构和荷载的对称性，在屋架一半布可以利用结构和荷载的对称性，在屋架一半布置主要测点，而在另一半布置校核测点。置主要测点，而在另一半布置校核测点。1 1）节点位移：大量程的挠度计或者用米厘纸制成标尺）节点位移：大量程的挠度计或者用米厘纸制成标尺通过水准仪进行观测。通过水准仪进行观测。2）杆件的内力测量 通过测应变来测量杆件内力。n n杆件的内力测量测点布置3）节点应变测量测点布置：上弦节点端部节点应变测量4）锚具性能测量n n在端节点砼表面沿自锚头长度方向布置若干应变测在端节点砼表面沿自锚头长度方向布置若干应变测点：横向测点和纵向测点点：横向测点和纵向测点5）预应力钢筋张拉应力的测量n

14、 n直接在预应力钢筋上布置应变测点测量，通常布置屋架跨中和两端头。注意应变计的防护处理。6）裂缝测量n n杆件开裂荷载和裂缝宽度。（端节点、腹杆与下弦杆及节点交汇处较早开裂的位置）5.4.3 5.4.3 薄壳和网架结构的试验薄壳和网架结构的试验 用于大跨度建筑，通过原型试验和用于大跨度建筑，通过原型试验和1/5-1/20 1/5-1/20 模型模型试验研究结构受力性能及计算可靠性。试验研究结构受力性能及计算可靠性。1 1、试件安装和加载方法、试件安装和加载方法n n支承形式：支承形式：1 1）薄壳结构：实际支承形式类似双向板，有四角支承）薄壳结构：实际支承形式类似双向板，有四角支承和四边支承，

15、试验支承可以用固定铰、活动铰及滚轴。和四边支承，试验支承可以用固定铰、活动铰及滚轴。2 2）网架结构：实际支承在框架或柱顶，试验时支承在）网架结构：实际支承在框架或柱顶，试验时支承在刚性较大的型钢圈梁上。边支座一般受压，角支座及刚性较大的型钢圈梁上。边支座一般受压，角支座及其附近支座可能受拉。支座形式下如图。其附近支座可能受拉。支座形式下如图。网架试验支座形式受压支座拉压球铰支座拉压锁形支座球面支座n n加载方法 重物直接堆载、水池加载或通过吊篮加载。也可用气压加载，需要较大荷载时常使用液压加载器和分配梁加载。2、观测项目和测点布置1）观测项目：主要测量位移和应变。2）测点布置：常利用对称性减

16、少测点数量。同时布置一些校核测点。薄壳结构液压加载双曲扁壳结构测点布置位移测点应变测点边界网架测点布置：（网架测点布置：（1 1）利用对称性分区（）利用对称性分区（2 2）位移下弦）位移下弦节点，应力布置在杆件上（杆件中间或节点附近）节点，应力布置在杆件上（杆件中间或节点附近）（3 3）校核测点。）校核测点。5.5 量测数据处理1 1、原始数据处理、原始数据处理n n原始记录数据：完整性、科学性、严肃性。清楚、原始记录数据：完整性、科学性、严肃性。清楚、不得任意涂改不得任意涂改n n错误数据：仪器设置，人工读错，人工记录，环境错误数据：仪器设置，人工读错，人工记录，环境影响，仪器缺陷，通过复核

17、仪器修正。影响，仪器缺陷，通过复核仪器修正。n n数据修约：数据修约：四舍五入。四舍五入。2.结果表达n n表格形式n n曲线：连线、拟合曲线n n形态：裂缝分布、变形形态、破坏形态、照片n n函数：回归分析。常用方法为最小二乘法：回归值与试验值之差的平方和为最小。n n数据处理工具：Excel、Origin3.应力和内力计算*应力计算：应变到应力的换算应根据试件材料的应力一应变应力计算：应变到应力的换算应根据试件材料的应力一应变关系和应变测点的布置进行，如材料属于弹性体，可按照材关系和应变测点的布置进行，如材料属于弹性体，可按照材料力学的有关公式进行。料力学的有关公式进行。5.6 结构性能评

18、定一、构件承载力检验一、构件承载力检验 承载力检验标志及检验系数承载力检验标志及检验系数uu受力受力情况情况受拉（轴拉、偏拉、受弯、大偏压）受拉（轴拉、偏拉、受弯、大偏压）受压受压受剪受剪标志标志编号编号B1B1B2B2B3B3B4B4B5B5B6B6承承载载力力检检验验标标志志裂缝裂缝1.5mm,1.5mm,挠挠度度 1/50 1/50受压砼压坏受压砼压坏受受力力主主筋筋拉拉断断砼砼压压坏坏斜裂缝斜裂缝1.5mm1.5mm或斜裂或斜裂缝末端缝末端砼剪压砼剪压破坏破坏斜压破斜压破坏或主坏或主筋端部筋端部滑脱滑脱1-31-3级钢级钢冷拉冷拉1-21-2级级冷拉冷拉3-43-4级级热处热处理钢理钢筋、筋、钢丝、钢丝、钢绞钢绞线线1-31-3级钢、级钢、冷拉冷拉1-21-2级级冷拉冷拉3-43-4级级热处热处理钢理钢筋、筋、钢丝、钢丝、钢绞钢绞线线检验检验系数系数1.201.201.251.251.451.451.251.251.301.301.401.401.501.501.451.451.351.351.501.50二、构件的挠度检验三、构件的抗裂检验四、构件的裂缝宽度检验