公路水运工程试验检测 第三章

3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
为了使卸载后结构变形的充分恢复， 试验要求有一定的空载持续时间 一般为恒载时间的1.5倍 1.5 对于一般混凝土构件为45min
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
在结构进行正式加载试验前，一般均 需要对结构进行预载试验。 预载的目的首先是使结构进入正常的 预载的目的 工作状态，特别是对尚未负载的新结 构构件 如木结构在制造时节点与结合部分难 免存在缝隙，经过预载可使其进一步 密实
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
试验加载制度 指的是试验进行期间荷载与时间 的关系。 的关系。 正确制订试验的加载制度和加载 程序，才能够正确了解结构的承 载能力和变形性质，才能够将试 验的结果相互进行比较。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
在试验结构构件的刚度 裂缝宽度 刚度和裂缝宽度 刚度 时，要确定正常使用极限状态试验 荷载值 在试验结构构件抗裂性 抗裂性时，要确定 抗裂性 开裂试验荷载值； 在试验结构构件承载力 承载力时，要确定 承载力 承载能力极限状态试验荷载值。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
分级加载级间间歇时间的长短取决于结构 变形发展情况，即要求在试验分级加载的 时间间歇内结构的变形基本上能充分地反 映出来。 如果间歇时间过短，结构的变形未能充分 反映，就会得到偏小的变形数值，在进行 破坏试验时，就会得到偏高的极限荷载实 测值，影响试验结果的正确性。
混凝土结构为了检验结构的刚度和 抗裂性能，设计要求按正常使用极 正常使用极 限状态对变形和裂缝宽度进行验算。 限状态 对于要求试验变形和裂缝宽度的构 件，要求在使用状态短期试验荷载 作用下进行恒载试验，恒载持续时 间不应少于 不应少于30min。 不应少于
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
科研性试验 要求在开裂试验荷载计算值作用下 恒载持续30min； 生产鉴定性试验 应不少于10min，如果在施加开裂试 验荷载前已经出现裂缝，则可不必 进行恒载。
图 － 梁 的的巨大作用力可能或多或 少地引起周围地基的局部沉陷， 因此，安装仪器的表架必须离开 支座墩子有一定距离。 只有在永久性的钢筋混凝土台座 上进行试验时，上述地基沉陷才 可以不予考虑。
1．挠度的测量
跨度较大的梁，为了保证量测结果的可 靠性，并求得梁在变形后的弹性挠度曲 弹性挠度曲 个测点，并 线，则相应的要增加至5～7个测点 ～ 个测点 沿梁的跨间对称布置 对称布置，图3—3(b)。 对称布置 对于宽度较大 宽度较大的梁，必要时应考虑在截 宽度较大 面的两侧布置测点 两侧布置测点，所需仪器的数量也 两侧布置测点 就需要增加一倍．此时各截面的挠度取 两侧仪器读数之平均值。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
最后在整个试验加载过程中尚应 注意考虑结构自重 结构自重的影响，应作 结构自重 为试验荷载的一部分。 作用在结构上的加载设备的重力 设备的重力， 设备的重力 应在施加的荷载中扣除，且不宜 大于使用状态试验荷载的20％。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
图3－3 梁的挠度测点布置 －
1．挠度的测量
由于宽度较大的单向板，一般均 需在板宽的两侧布点，当有纵肋 的情况下，挠度测点可按测量梁 的挠度的原则布置于肋下。 对于肋形板的局部挠曲，则可相 对于板肋来进行测定。
2．应变测量
梁是受弯构件，要量测由于弯曲产生的 应变 在梁承受正负弯矩最大的截面或弯矩有 突变的截面上布置测点。 突变的截面上布置测点 对于变截面的梁，则应在抗弯控制截面 上布置测点(即在截面较弱而弯矩值较 大的截面上)。有时，也需在截面突然 变化的位置上设置测点。
(1)单向应力测量
梁受拉区的混凝土开裂以后,该处截 面上混凝土部分退出工作，此时布 置在混凝土受拉区的仪表就丧失其 量测的作用。 则常常在受拉区的钢筋上也布置测 点以便量测钢筋的应变。 可获得梁截面上内力重分布 内力重分布的规律。 内力重分布
(1)单向应力测量
图3－5 钢筋混凝土梁测量应变的测点布置图 －
单调加载静力试验用于
①模拟结构承受静荷载作用下观测和研 究结构构件的强度、刚度、抗裂性 强度、 强度 刚度、抗裂性等基 本性能和破坏机制。 ②混凝土构件还有荷载与开裂的相关关 系和反映结构构件变形与时间关系的徐 徐 变问题。 ③钢结构构件则有比之其他构件更为突 出的局部或整体失稳 局部或整体失稳问题。 局部或整体失稳
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
通过预载可以检查现场的试验组织 工作和人员工作情况，检查全部试 验装置和荷载设备的可靠性，对整 个试验起演习 演习作用。 演习 通过预载试验发现的问题，都必须 逐一认真加以解决。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
预载试验所用的荷载一般是分级 荷载的1～ 级 荷载的 ～2级。 由于混凝土结构构件抗裂试验的 结果离散性较大，因此预载值 预载值应 预载值 严格控制不使结构开裂，预载时 的加载值不宜超过该试件开裂试 验荷载计算值的70％。 ％
(3)钢箍和弯筋的应力测量
为研究钢筋混凝土梁的抗剪强度 梁的抗剪强度 混凝土表面需要布置测点外 常在梁的弯起钢筋上布置应变测点 在梁的弯起钢筋上布置应变测点 (图3—6)。 这里较多的是用预埋或试件表面开 槽的方法来解决设点的问题。
图3－6 钢筋混凝土梁的弯起钢筋和钢箍上的应变测点 －
(4)翼缘与孔边应力测量
2．应变测量
如果只要求测量弯矩引起的最大应 力，则只需在该截面上下边缘纤维 处安装应变计即可。 为了减少误差，上下纤维上的仪表 应设在梁截面的对称轴上(图3—4(a)) 或是在对称轴的两侧各设一个仪表， 以求取它的平均应变量。
2．应变测量
钢筋混凝土梁，梁截面上的应力分布是 不规则的。 一般情况下应变测点， 一般情况下应变测点，沿截面高度至少 需要布置五个测点 如果梁的截面高度较大时，尚可沿截面 高度增加测点数量。 测点愈多，则中和轴 中和轴位置能定得更准确， 中和轴 在截面上应力分布 应力分布的规律也愈清楚。 应力分布
一、试件的安装和加载方法
均布荷载，试验加载时应 板一般是承受均布荷载 均布荷载 将荷载施加均匀。 当用重力直接加载 重力直接加载时，应在板面上划分 重力直接加载 区格，表示出荷载安放的位置并堆放成 垛，每垛之间应留有间隙 间隙，避免因构件 间隙 受载弯曲后由于荷载间相互作用产生起 起 拱作用，以致改变试件受载后的工作状 拱作用 态。
结构构件单调加载静力 第三章 结构 单调加载静力 试验
3.1 概述 3.2 结构单调加载静力试验的加 载制度 3.3 基本构件的单调加载静力试 验
3.1 概述
单调加载静力试验 是指在短时期内对试验对象进行平 稳地一次连续施加荷载，荷载从 “零”开始一直加到结构构件破坏， 或是在短时期内平稳地施加若干次 预定的重复荷载后，再连续增加荷 载直到结构构件破坏。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
结构静力试验一般包括： ①预加载 ②标准荷载 ③破坏荷载 三个阶段的一次单调静力加载。 三个阶段的一次单调静力加载
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
图3－1是一个典型的单调静力试验的加载 程序。 即先分级加载到试验需要相应的试验荷载 值，然后在满载情况下停留足够长的时间， 观测变形的发展 再作分级卸载，卸完后给以一定的空载时 间 最后再分级逐步加载至结构破坏。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
混凝土结构试验时从加载结束到下 一级开始加载， 一级开始加载，每级荷载的间歇时 间不应少于10min，在上述间歇时 间不应少于 间内同时进行结构反应的量测。 钢结构试验时， 钢结构试验时，间歇时间可少于 10min。 。
3.2 结构单调加载静力试验的 加载制度
一、试件的安装和加载方法
图3—2(b)所示采用在跨度四分点加两个 集中荷载的方式来代替均布荷载，并取 试验梁的跨中弯矩等于设计弯矩时的荷 载作为梁的试验荷载，这时支座截面的 最大剪力也可以达到均布荷载梁的剪力 设计数值。 采用四个等距集中荷载来进行加载试验 时，则将可得到更为满意的结果。见图 3—2(c)所示。
对于翼缘较宽较薄的T型梁，其翼 缘部分受力不一定均匀，以致不能 全部参加工作 应该沿翼缘宽度布置测点 测定翼缘上应力分布情况(图3—7)。
(4)翼缘与孔边应力测量
图3－7 T型梁翼缘的应变测点布置
(4)翼缘与孔边应力测量
在梁的腹板上开孔，孔边的应力集中 孔边的应力集中 现象是比较严重的，严重影响结构的 强度，因此必须注意孔边的应力测量。 图(3—8)空腹梁，利用应变仪沿圆孔 周边连续测量几个相邻点的应变，通 过各点应变迹线求得孔边应力分布情 况。
(2)平面应力测量
抗剪测点应设在剪应力较大的部位。 抗剪测点应设在剪应力较大的部位。 对于薄壁截面的简支梁 简支梁，除支座附近的 简支梁 支座附近的 中和轴处产生剪应力较大外，还可能在 中和轴处 腹板与翼缘的交接处也将产生较大的剪 应力或主应力，这些部位亦宜布置测点。 当要求测量梁沿长度方向的剪应力或主 应力的变化规律时，则在梁长度方向宜 分布较多的剪应力测点。
2．应变测量
应变测点沿截面高度的布置可以是 等距离的，也可以是不等距而外密 等距离 外密 里疏，以便比较准确地测得截面上 里疏 较大的应变(图3—4(b))。 对于布置在靠近中和轴位置处的仪 表，由于应变读数值较小，因此相 对误差可能很大，以致不起任何效 用。
(1)单向应力测量
在梁的纯弯曲区域内，梁的截面 上仅有正应力产生，故在该处截 面上可仅布置单向的应变测点。 如图(3—5)截面1—1所示。
二、试验项目和测点布置
生产性试验一般不测量应力。 生产性试验一般不测量应力 科学研究性试验，除了强度、抗裂 科学研究性试验 度、挠度和裂缝观测外， 还测量构件某些部位的应力。 测量构件某些部位的应力
1．挠度的测量
对于梁式结构 最主要的是测定跨中最大挠度值 及弹性挠度曲线。 及弹性挠度曲线。