精彩同济大学土木工程课件结构静载试验

20.04.2023
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统： 1 液压加载系统的支撑结构 ③非台座支撑
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统： 2 试验机加载系统 刚性压力机
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
3 电液伺服荷载系统： 液压源、控制系统、执行系统 基本工作原理
1 重力荷载系统： 1 重物直接加载
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均布载荷
集中载荷
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统： 2 杠杆加载法 放大率通常为3-5倍
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§6-2 结构静载试验的荷载系统 2 液压荷载系统：
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统： 1 液压加载系统的支撑结构 ①试验台支座支撑 ②反力墙结构
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§6-1 结构静载试验概述
概念： 用物理力学的方法,测定研究结构在静载作用下的反应,分析结 构的受力工作状态,评定结构的可靠程度。
1 发展和验证结构理论的重要途径:路标试验 2 发现结构设计 问题的主要手段 3 建筑结构质量鉴定的直接方式 4 制定各类技术规范和技术标准的基础
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§6-2 结构静载试验的荷载系统 4 机械荷载系统：
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§6-2 结构静载试验的荷载系统 5 气压荷载系统：面积加载
气 囊 正压加载
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负压加载
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§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法 1 荷载图式 在试验结构构件上的荷载布置形式 包括荷载类型和分布情况 称为荷载图式； 原则: 荷载图式应与计算简图相一致； 如果无法或不便满足,应采用与计算简图等效的荷载图式。 等效荷载： 加在试件上、使试件产生的内力图形与计算简图相近、控制 截面的内力值相等的荷载
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§6-5 结构抗震性能的静载试验
1 拟静力试验 试验数据的确定原则和方法 开裂荷载 屈服荷载和屈服变形 极限荷载 破损荷载和极限变形：0.85极限荷载 装置简单,试验加载速度慢,一次加载最长不宜超过30分钟,缺点 是不能与地震记录挂钩,加载程序由研究者根据经验和理论分析 主观确定。
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§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制： 选择合适的坐标系,使曲线在45°附近 ①荷载—变形曲线 反映结构工作的全过程及基本性质
n 直线1表示结构在弹 性范围内工作
n 曲线2表示结构的弹 塑性工作状态
n 曲线3一般属于异常 现象,源自仪器错误 或临近构件参与工作
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结构运 动方程
n时刻的 地震反应
位移值
量测结 构反力
加载控 制系统
结构或 模型
n+1时刻
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§6-6 静载试验的数据处理
1 试验数据的处理：自学 借助材料力学、结构力学、弹性力学的知识 1 挠度计算； 简支梁板：支座沉降、自重、设备重力、加载图式 悬臂构件：支座转角、支座沉降 支座测点偏移、结构徐变影响 2 应力计算； 应力值、主应力的方向 3 内力计算； P161 根据实测的应变值计算截面内力 拉压构件：轴向力 拉弯构件：轴向力和弯距 双向弯曲：
结构试验的一般过程： 1 试验规划阶段：怎么做 试验大纲：试验目的、试件设计与制作要求、加载装置与加 载方法、量测要求、试验进度、参加人员的组织分工、安全 措施、经费预算、材料清单、辅助性试验。 2 试验准备阶段：准备 试件的制作、试件的安装就位、加载系统的安装、加载设备 和量测设备的率定、量测系统的安装、记录表格的设计、对 重要数据表格进行估算。 3 加载试验阶段：实施 4 试验资料整理和总结阶段,怎么样 原始资料的整理和归档、试验数据处理和试验结论
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统；
2 加载能力有一定的储备； 3 能分级加载和卸载； 4 加载设备施加的荷载与实际一致,不应对结构有额外的约 束。
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
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§6-5 结构抗震性能的静载试验
2 拟动力试验：联机试验 计算机模拟实际地震位移时程曲线 电液伺服结加构载荷,载量和测变结形构与反地应震,计作算用出下加载后结构的变形 将结构变所形经转历化的为真控实制过信程号完,全驱一动致加。载器强迫结构按实际地震反 应,实现结构的变形和受力。
加载装置与加载方法 变位移 变力
每级控制荷载或控制变形 的条件下,一般重复三次。
变力变位移
试验观测项目与量测要求
Q
力、位移、应变
弯矩和曲率
剪力和剪切应变
扭矩和扭转角
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T
§6-5 结构抗震性能的静载试验
1 拟静力试验 以弯剪变形为主的构件低周反复试验装置
千斤顶 反力架 铰
荷重传感器 位移传感器
测读原则：按一定的时间间隔、恒载、记录环境情况、及时 整理数据 强调：全部测点读数时间基本一致。
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§6-5 结构抗震性能的静载试验
1 拟静力试验
用低周往复循环加载的方法对结构构件进行静载试验,试验中控
制结构的变形值或荷载量,使结构构件正反两个方向反复加载和
卸载,模拟地震荷载对结构的受力过程低。周反复荷载试验
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然后,在展开图上描出裂缝的长短、间距,注明“分级荷载/ 裂缝宽度”,试件方位、编号等。
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§6-6 静载试验的数据处理
3 结构的性能评价 承载力评定： vu0≥ γ0 vu 挠度评定：
Us≤ U 抗裂评定： γcr0≥ γcr 裂缝宽度评定： Ws.max≤ Wmax
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§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制： ②荷载—应变曲线 反映荷载与应变的关系及应变与荷载增长规律
n 测点1：受压区 n 测点2：受拉区 n 测点3、4：主筋处 n 测点5：靠近截面中部,
先受压后受拉
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§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制： ③截面应变图
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§6-1 结构静载试验概述
分类： 1 实物试验和模型试验； 2 静力试验和动力试验； 3 短期荷载试验和长期荷载试验； 4 实验室试验和现场试验； 5 生产性试验和科研性试验；
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岳阳洞庭湖大桥三塔 斜拉桥全桥静动力模型 1：30
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§6-1 结构静载试验概述
n 一般选取内力最大的控制截 面绘制
n 了解应变沿截面高度方向的 分布规律及变化过程,以及 中和轴移动情况等
n 可用于推算受压区和受拉区 的合力值及作用位置,算出 截面弯矩或轴力
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§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制： ④构件裂缝及破坏图
绘制时,用坐标纸或方格纸按比例先作一个裂缝开展面的展 开图。
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§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法 等效荷载：
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§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法 2 加载程序： 加载级距、加载卸载、循环次数、级间间歇时间等的有序安 排。
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§6-4 一般结构的静载试验方法
2 试验观测方案 1 确定观测项目： 说明外部作用荷载与结构变形的相互关系。 变形：反映结构整体工作状况、局部的工作状况 2 测点的选择和布置； 原则：测点宜少不宜多,突出重点；必须有代表性；布置一定 数量校核点；便于安全测试。 3 仪器选择与测读原则； 仪器选择：精度和量程要求、机械和电测仪器的比较、测读 时间