第5章 土木工程结构静载试验
工程结构静载试验
▪ 单调加载静力试验主要用于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 性等基本性能和破坏机制。
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▪5.2 试验前的准备 自学
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▪5.3 加载与量测方案的设计
加载方案
单调静力试验的加载程序
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加载程序： 1.预载 目的： 使试件接触良好、进入正常工作状态，荷载荷 变形关系趋于稳定 检验全部试验装置的可靠性 检测量测的仪表工作是否正常 检查现场组织工作和人员情况，起演习作用 要求 加载分三级进行，每级取标准值的20%。级间 停歇10分钟 卸载分级进行
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2.正式加载 荷载量分级要求
♦ 开裂前，在达到开裂荷载计算值的90％以前，按荷 载短期效应组合的20％分级； ♦ 开裂前，达到开裂荷载计算值的90％后，按荷载短 期效应组合的5％分级； ♦ 开裂后，直至达到荷载短期效应组合值，仍按20％ 分级；
♦ 超过荷载短期效应组合值后，直到结构屈服前，按 10％分级.
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分级加载级间间歇时间t1（卸载级间间歇时间t3） ♦ 砼结构≥15min，钢结构略少； ♦ 基本原则：变形、应变等基本稳定。 恒载持续时间t2 ♦ 一般科研性试验≥30min ♦ 生产鉴定性试验≥10min ♦ 新结构和大跨结构≥12h 空载持续时间t4=1.5t2
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手持式
应变计测量
在裂缝位置的垂直方向布置测点
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混凝土开裂的判定
a) 应变仪应变剧增 (应变仪标距跨越裂缝)
b) 应变仪应变剧减 (裂缝在应变仪外)
第5章 土木工程结构静载试验
梁的试验荷载较大，一般采用液压加载。荷载布置应符 合试验加载图式。当受试验条件限制而采用等效荷载时，除 应注意控制截面内力等效外，还应注意非控制截面的内力差 异对试验结果产生的影响，同时加强非控制截面强度，以防 出现其他破坏形式。
测点布置的原则
⑴在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，简化 试验内容，保证重点部位的测点。
⑵测点的位置必须有代表性，以便测取最关键的数据。
⑶为了保证量测数据的可靠性，在结构的对称部位应 布置一定数量的校核点。
⑷测点的布置应保证试验工作的安全、方便。
仪器选择
⑴选用仪器仪表，必须能满足试验所需的精度和量程 要求，尽可能测读方便；
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腹部斜裂缝宽度达到1.5mm或斜裂缝末端混凝土剪压 破坏
1.35
的受剪
⑥
斜截面混凝土斜压破坏或受拉主筋端部滑脱，其他锚
固破坏
1.50
混凝土构件达到承载力极限状态的破坏标志：
(1)轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受、压构件 1)受拉主筋应力达到屈服强度、受拉应变达到0.01； 2)受拉主筋拉断； 3)受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm； 4)挠度达到跨度的l／50，悬臂构件挠度达到l／25； 5)受压区混凝土压坏； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达到0.2mm。
(2)轴心受压或小偏心受压构件 1)混凝土受压破坏； 2)受压主筋应力达到屈服强度。
(3)受弯构件剪切破坏 1)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； 2)斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏； 3)沿斜截面混凝土斜向受压破坏； 4)沿斜截面撕裂形成斜拉破坏； 5)箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交汇处的斜裂缝宽度达1.5mm； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。
第5章静力试验
沈阳建筑大学
土木工程结构试验与检测
5.1 单调静力荷载试验（monotonic static load testing）
单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加 到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能 的试验。
图5.1.1 静载试验加载程序
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土木工程结构试验与 简支梁试验等效荷载加载图示
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土木工程结构试验与检测
图5.3.1拟动力试验的基本原理
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图5.3.2 数值计算与拟动力试验之间的比较
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土木工程结构试验与检测
5.3.3 输入地震波的加速度时程曲线
5.3.4 7层钢筋混凝土结构的平面和剖面图
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土木工程结构试验与检测
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土木工程结构试验与检测
图5.4.1加速度放大系数曲线
图5.4.2 未加固砌体试件受压破坏
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图5.4.3 混凝土偏心受压构件的破坏形态展开图
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土木工程结构试验与检测
本章系统的介绍了结构静力试验中的单调静力荷 载试验、拟静力试验和拟动力试验。 载试验、拟静力试验和拟动力试验。重点阐述了拟静 力试验、拟动力试验的基本原理、 力试验、拟动力试验的基本原理、试验设备和试验步 骤。系统地介绍了如何进行数据的整理换算、统计分 系统地介绍了如何进行数据的整理换算、 析和归纳演绎。学习本章之后，应熟悉基本构件单调 析和归纳演绎。学习本章之后， 静力试验的各个环节，重点掌握试件的安装、 静力试验的各个环节，重点掌握试件的安装、加载方 法，试验项目和测点布置，以及确定开裂荷载、极限 试验项目和测点布置，以及确定开裂荷载、 承载力等指标的概念和方法， 承载力等指标的概念和方法，掌握静力试验量测数据 的整理和结构性能的公式、 的整理和结构性能的公式、图像和数学模型的表达方 法。
土木工程测试课件——结构静载试验
§7-6 结构动力反应的试验测定
4 强震观测
中华人民共和国防震减灾法 要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观测设备。
一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据，及时掌 握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况； 二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防设计； 三是通过已形成的观测网络的强震动观测，可以快速掌握地震裂度 分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。
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
测点1：受压区 测点2：受拉区 测点3、4：主筋处 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
一般选取内力最大的控制截面绘 制
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
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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§6-2 结构静载试验的或精密仪表和机床的影响 （3）高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、堤坝的风水荷载或移动荷载 （4）建筑物抗爆
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§7-2 动载试验的加载方法与设备
惯性力加载
冲击力：重物、钢丝、弹簧 离心力：偏心质量起振 直线位移惯性力
电磁加载：电磁试验台 疲劳试验机：多次反复加载 液压振动台：地震力 运动荷载：汽车、拖拉机、吊车
第五章工程结构静载试验
•加载
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•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (2)满载时间
• 对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短期荷载作用下的持续 时间，对钢结构和钢筋混凝土结构不应少于30min；木结构不应少于 30min的2倍；拱或砌体为30min的6倍；对预应力混凝土构件，满载 30min后加至开裂，开裂荷载下再持续30min。
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 5.3.1 加载方案
• 满足试验目的的前提下，尽可能做到试验技术合理、财政开支经济和安全 试验。
• 结构静载试验的加载程序分为预载、正式加载、卸载三个阶段。其目的一 是便于控制加（卸）载速度，而是方便观察和分析结构变形情况，三是利于 各点加载统一步调.
• 预载一般分三级进行，每级取标准荷载值的20%。然后分级卸载，分 2~3级卸完。
•加载
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•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (1)荷载分级
• 在加载达到标准荷载前，每级加载值不应大于标准荷载的20%，一般分 五级加至标准荷载；打到标准荷载之后每级不应大于标准荷载的10%； 当荷载加至计算破坏荷载的90%后，为了求得精确的破坏荷载值，没级 应取不大于标准荷载的5%。
•加载
•5.3 加载与量测方案的设计 • 5.3.2 量测方案
• 量测方案要考虑的主要问题： • (1)根据试验的目的和要求，确定观测项目，选择量测区段 • (2)按照确定的量测项目，选择合适的仪表 • (3)确定试验观测方法
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第五章 结构静载试验
Mg---是试件自重和加载设备重产生的弯距。
Mb、ab0 ---分别是试件出现裂缝前一级荷载产生的弯距和挠 度实测值。 ap----预应力钢筋的预压作用使构件产生反拱；对研究性试 验取实测值，对鉴定性试验取计算值； φ ----因加载图式变化产生的修正系数。见表5.1 采用等效荷载图式加载试验时，由于等效时仅考虑了控
校核测点的布置
为了能够正确的掌握测量的正确性，一般要设置 校核测点 。即应力已知的点，比如梁边缘凸缘处，应 力为零。
（3）裂缝测量
主要包括测定开裂荷载、位置、裂缝的发展和分布、 裂缝的宽度和深度。测定钢筋混凝土梁的抗裂性能。
有垂直裂缝和斜裂缝 垂直裂缝测定： 一般产生在弯矩最 大受拉区段，在该区段
（2）设计加载图式
荷载总值=100*5=500KN 四个集中力大小=500/4=125KN 作用点的位置：第一个距支座L/8=625mm 其它荷载相距L/4=1250mm
分配梁：单跨，上下两层，上层支座在下层分配梁跨中。
（3）计算该实验梁的内力并绘制内力图形
试验项目和测点布置
• 试验项目: 鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂
为构件承载力检验系数允许值见表560u0u0u00uuss或0us0u承载力检验标志及检验系数受力情况受拉轴拉偏拉受弯大偏压受压受剪标志编号b1b2b3b4b5b6承载力检验标志裂缝15mm挠度150受压砼压坏受力主筋拉断砼压坏斜裂缝15mm或斜裂缝末端砼剪压破坏斜压破坏或主筋端部滑脱13级钢冷拉12级冷拉34级热处理钢筋钢丝钢绞线13级钢冷拉12级冷拉34级热处理钢筋钢丝钢绞线检验系数121251451251301401501451351502按承载力检验0u0u00uuss或其中
结构试验-第五章 土木工程结构动载试验分析
型图。
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法]
结构频率扫描时间历程曲线
什么是模态？
模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具 有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模 态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计 算或试验分析过程称为模态分析。
如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易 受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可 能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作 用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态 设计及设备的故障诊断的重要方法。
[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法 研究振动的某个物理量（如幅值）与频率之间的关系称之 为频谱分析。 它是将振动的时间域信号变换到频率域上进 行分析。（傅立叶变换，FFT）
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法 通过振幅谱可以确定各阶主频率的大小，但是对应振动形 态还不清楚。 可以将某一观测点做为参考信号，其他各点分别与它作互 相关分析，求出各测点间的相位关系。
五、结构动载试验
5.4 结构疲劳试验 [疲劳试验的目的]
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法] 带宽法、半功率法求结构的阻尼
1 2
2
衰减系数
0
共振曲线
阻尼比
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法]
注意： 振动荷载（即激励器）的安装方向和位置要根 据试验结构的具体情况而定。通常，整体结构（高 层建筑等）的动荷载试验在水平方向上激振，板和 梁的动荷载在垂直方向激振。
第五章结构静力试验
加载架 压力传感器
600
600
600
900
900
A
2φ8 300 2φ12
A 2000
200 A---A
2）采用50mm百分表量测梁最大挠度，测点布置如图所示。 ）采用 百分表量测梁最大挠度， 百分表量测梁最大挠度 测点布置如图所示。 3）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变，在梁底 ）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变， 每根钢筋上跨中位置布置2个电阻应变计量测钢筋最大拉应变 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变， 每根钢筋上跨中位置布置 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变，测点布置 如图。混凝土应变计选择3× 电阻应变计， 如图。混凝土应变计选择 ×80mm电阻应变计，钢筋应变计选择 电阻应变计 2×10mm电阻应变计，采用电阻应变仪量测。 电阻应变计， × 电阻应变计 采用电阻应变仪量测。
第五章 结构静力试验
●
结构静力试验的加载制度
100%
预载时间
加载时间
工程结构静载试验
结构任何部位的异常变形或局部破坏都能在整体变形 中得到反映。
2）局部变形量测 如局部纤维变形、裂缝及局部挤压变形等。 量测结果可直接说明结构（钢混）的抗裂性能、推断 结构应力状态或验证设计与计算方法等。
2、测点的选择与布置原则 1）在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多； 2）测点位置必须具有代表性； 3）应布置一定的校核性测点； 4）对试验工作安全和方便。
4.4.3 屋架试验
屋架特点是跨度大，只能在自身平面内承受荷载，而出平 面刚度很小，在建筑物中要依靠侧向支撑体系形成整体刚度。
屋架主要受作 用于节点的集中荷 载，大部分杆件受 轴力作用。上弦有 节间荷载作用时， 上弦杆受压弯作用。
跨度较大的屋 架，下弦一般采用 预应力拉杆。
1、试件的安装和加载方法
3、仪器选择与测读原则 1）选择原则： （1）必须满足试验所需的精度与量程要求； （2）现场试验时，由于条件和环境复杂，选择仪表时
应作具体分析和技术比较； （3）测读方便、省时； （4）型号、规格尽可能一致，种类愈少愈好。
2）测读原则 （1）按一定的时间间隔进行； （2）测读时间选择在恒载间歇时间内； （3）恒载时间较长时，应测取恒载下变形随时间的变 化。空载时，应测取变形随时间的恢复情况； （4）记录仪表读数时，应该同时记下周围的气象资料 如温度和湿度等。 （5）对重要数据，应将结果随时与预计理论值进行比 较。
加载反力装置可根据现场条件选择锚桩横梁反力装置、压重平台反力装 置、锚桩压重联合反力装置、地锚反力装置。
为设计提供依据的竖向抗压静载试验应采用慢速维持荷载法。
慢速维持荷载法试验步骤应符合下列规定：
土木工程测试课件-结构静载试验
高层建筑的高度和体量较大，需要承受较大的垂直荷载。静载试验通过在高层建筑的不 同楼层施加静力荷载，观察建筑物的变形和裂缝情况，评估高层建筑的结构稳定性和抗
震性能。
案例三：大跨度结构静载试验
总结词
大跨度结构静载试验主要针对跨度较 大的桥梁、大型工业厂房等结构进行
详细描述
大跨度结构的跨度较大，需要承受较 大的水平荷载。静载试验通过在结构 的跨中施加静力荷载，观察结构的变 形和裂缝情况，评估大跨度结构的承 载能力和稳定性。
案例四：特殊环境下的静载试验
总结词
特殊环境下的静载试验主要针对极端气 候、地质条件等特殊环境下的土木工程 结构进行
VS
详细描述
特殊环境下的土木工程结构需要承受更为 复杂和极端的荷载条件。静载试验通过模 拟实际环境中的荷载条件，对结构进行加 载，观察结构的性能表现，评估结构的适 应性和稳定性。例如，在地震高发区的建 筑物需要进行地震模拟加载试验，以检验 其抗震性能。
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TH的意外情况，制定相应的应 急处理措施。
试验设备选择与安装
选择合适的加载设备
根据试验需求选择合适的静载试验机，确 保其加载能力满足要求。
设备安装与调试
按照试验计划将试验机安装到位，并进行 必要的调试和校准。
辅助设备的准备
准备必要的辅助设备，如反力墙、支座、 传感器等。
设备安全检查
04
试验结果分析
数据处理与整理
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复数据，确保数 据准确性。
数据转换
将原始数据转换为适合分析的格式，如绘 制图表。
数据分组
根据试验目的将数据分组，以便进行比较 和评估。
结构性能评估
强度评估
土木工程结构试验与检测知识点整理
土木工程结构试验与检测知识点整理（别太依赖……书还是要看个一两遍的……）第一章绪论【选择】研究性试验【目的】①验证结构计算理论的假定②为制订设计规范提供依据③为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供试验依据检验性试验【目的】①检验预制构件或部件的结构性能，判定预制构件的设计及制作质量②检验结构工程质量，确定工程结构的可靠性【名词解释】①拟静力试验：利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似②拟动力试验：将地震实际反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上，使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震作用下所经历的真实过程完全一致【选择】结构实验分类①根据试验目的：研究性试验与检验性试验②根据荷载性质：静力试验与动力试验③根据试验对象：实体试验与模型试验第二章结构试验设计【填空】研究性试验包括4个阶段：设计、准备、实施、总结【填空】试件形状与尺寸要满足：在试验时形成和实际工作相一致的应力状态【选择】试件数量决定了：试验目的与试验的工作量试验数量受限于：试验研究、经费预算、时间期限【名词解释】加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）【简答】采用等效荷载时，必须全面验算由于荷载图式的改变对结构构件造成的各种影响；必要时应对结构构件做局部加强，或对某些参数进行修正；取弯矩等效时，需验算剪力对构件的影响，同时要把采用等效荷载的试验结果所产生的误差控制在试验允许范围内。
【简答】试验装置具体要求①应具有足够刚度②试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变③满足构件的边界条件和受力变形的真实状态④满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求【名词解释】加载制度：试验进行期间荷载与试件的关系【选择】量测项目分类①反映结构整体工作状况的整体变形：梁的挠度、转角、支座偏移等②反映结构局部工作状况的局部变形：应变、裂缝、钢筋滑移等【综合】仪器选择的要求①必须能满足试验所需的精度与量程要求②现场试验时，仪器所处条件和环境较复杂，影响因素较多，电测仪器的适应性不如机械式仪表，选用时应作具体分析和技术比较③为了简化工作，避免差错，量测仪器的型号规格应尽可能一致，种类越少越好【综合】量测仪器的要求（第四章P42）①符合量测所需的量程及精度要求②动力试验量测仪器，其线性范围、频响特性及相移特性等都应满足试验要求③对于安装在结构上的仪器或传感器，要求自重轻、体积小，不影响结构的工作④同一试验中选用的仪器种类应尽可能少，以便统一数据的精度，简化量测数据的整理工作和避免差错⑤选用仪器时应考虑试验的环境条件第三章加载设备与试验装置【选择】重物加载：重物直接加载与杠杆加载方法判断（见P20-21图3.1.1-3.1.5）【选择/填空】重物直接加载注意事项：当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作为均布荷载时，应注意重物尺寸和堆放距离；当采用砂、石等松散颗粒材料作为均布荷载时，切勿连续松散堆放，宜采用袋装堆放，以防止砂石材料摩擦角引起的拱作用；当环境湿度不同时，可能引起砂石重量随含水率而变化，造成荷载值的不稳定【选择】分配梁应为单跨简支形式，刚度足够大，重量尽量小，配置不宜超过两层，以免使用中失稳或引起误差（见P35图3.6.9）【选择】铰支座基本要求（见P35图3.6.10）①保证试件在支座处能自由转动②保证试件在支座处力的传递如果试件在支承处没有预埋支承钢垫板，试验时必须另加垫板【选择】支墩要求①要求支墩和地基有足够的刚度与承载力，在试验荷载下的总压缩变形不宜超过试验构件挠度的1/10②为防止支墩不均匀沉降及避免试验结构产生附加应力而破坏，要求各支墩应具有相同刚度③单向简支试件的2个支墩的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件跨度的1/50第四章量测仪器与数据采集系统【名词解释】灵敏度：单位输入量所引起的仪表指标值的变化【名词解释】线性范围：保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时输入量的允许变化范围【选择】P45公式4.2.6【填空】电阻应变仪的原理：通过惠斯登电桥，将微小电阻变化转变为电压或电流变化【选择】应变片数量①全桥电路：4个②半桥电路：2个③1/4桥电路：1个【选择】测振仪器①磁电式速度传感器主要技术指标：固有频率、灵敏度、频率响应和阻尼系数等②压电式加速度传感器主要技术指标：灵敏度、安装谐振频率、频率响应、横向灵敏度比和幅值范围（动态范围）等第五章静力试验（重点）【解答】掌握静载试验加载过程中荷载与试件的关系，包括预加载时间，静加载时间，满载时间，卸载时间，空加载时间（见P69图5.1.1）【填空】预载目的①使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定②检验全部试验装置的可靠性③检验全部量测仪表工作正常与否④检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用预载分三级进行，每级取正常使用荷载20%，每加（卸）一级，停歇10分钟【填空】简支梁试验等效荷载加载中，把均布加载转化为集中力加载服从等效原则【解答】应变测量布置测点：一般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；对于变截面梁，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）；有时需在截面突然变化的位置上布置测点（截面选择见P73图5.1.5）【综合】裂缝量测主要内容：开裂荷载、裂缝位置、裂缝宽度和深度，及描述裂缝的发展和分布裂缝观测方法：（第四章P56）①肉眼观测（最常用最简易）在试件表面涂白石灰水并待其干燥②贴应变片③涂导电漆膜④超声波检测裂缝宽度量测仪器：①读数显微镜②裂缝读书卡裂缝测量方法：利用光学仪器、目测或利用应变传感器电测裂缝（第六章P126）裂缝检测：浅裂缝检测与深裂缝检测（第七章P159）①对于结构或构件上的裂缝，应检测裂缝的位置、长度、宽度和数量②必要时应剔除构件抹灰，确定砌筑方法、留槎、线管及预制构件对裂缝的影响③对于仍在发展的裂缝应进行定期的观测，提供裂缝发展速度的数据（第七章P178）裂缝观测：加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的部位，在这些部位应测量裂缝长度、宽度，并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘；加载过程中观测裂缝长度及宽度变化情况，可直接在混凝土表面进行描绘记录，也可采用专门表格记录；加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查，尤其应仔细检查是否产生新裂缝，并将最后检查情况填入裂缝观测记录表，必要时可将裂缝发展情况绘制在裂缝开展图上（第九章P213）裂缝发展状况：当裂缝数量较少时，可根据试验前后观测情况及裂缝观测表对裂缝状况进行描述；当裂缝发展较多时，应选择结构有代表性部位描绘裂缝展开图，图上应注明各加载程序裂缝长度和宽度的发展；除以上资料整理外，还可根据需要整理各加载程序控制截面应变（或挠度）分布图、沿桥纵向挠度分布图及列出各加载程序时主要测点实测弹性变位（或应变）与相应的理论计算值的对照表，并绘出其关系曲线图【名词解释】延性系数：试验结构构件塑性变形能力的一个指标，等于在荷载下降段相应于破坏荷载的变形与相应于屈服荷载的变形的比值（见P82公式5.2.2）【选择/计算】试验数据取舍原则（见P87-88）1.量测数据修约①拟舍弃数字（小数点后）的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字不变②拟舍弃数字的最左一位数字大于5，或者是5，但其后跟有非全部为0的数字，则进一，即保留的末尾数字加1③拟舍弃数字的最左一位数为5，而右边无数字或皆为0时，若所保留的末尾数字为奇数则进1，为偶数则舍弃④复数修约，先将它的绝对值按上述规则修约，然后在修约值前加上负号⑤拟修约数值应在确定修约数字位数后，一次修约，不得多次按上述规则连续修约2.异常数据剔除①3σ准则（见P88公式5.4.1）②格拉布斯方法③肖维纳准则【掌握】P90例5.1.1第六章动力试验【填空】动荷载特性：作用力的大小、方向、频率及其作用规律等【填空】结构动力特性：结构的自振频率、阻尼比、振型等参数【填空】掌握判断自由振动法、自振法与脉动法（P104-108）【名词解释】结构对应于某频率振动的振型：结构按此自振频率振动时形成的弹性曲线【名词解释】动力系数：动挠度和静挠度的比值（P115公式6.3.4）第七章混凝土结构的检测【名词解释】非破损检测方法：在不损伤被检测结构构件的条件下，检查构件内在或表面缺陷，检测有关物理量的材料试验方法【选择】①回弹法属于一种常用的非破损检测方法②后装拔出法属于一种半破损检测方法【计算】回弹值的测定方法测试应在事先规定的测区内进行，每一构件测区数不少于10个每一测区设16个回弹点分别剔除3个最大值和3个最小值P151公式7.2.1【填空/计算】碳化深度测量：吹去洞中粉末，立即用浓度1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁边缘处，未碳化混凝土变成紫红色，已碳化的则不变色d m——测区平均碳化深度d m≤0.4mm，取d m=0；d m＞6mm，取d m=6mm当构件测区数少于10个时，按P153公式7.2.7确定混凝土强度推定值当不小于10个或按批量检测时，按P153公式7.2.8确定【选择】钻心法的芯样试件的钻取位置：应选择在受力较小的部位进行芯样钻取（如矩形框架柱长向边一侧压力较小处，梁的中心轴线或以下的部位等）【简答】超声回弹综合法的优点：①综合法可以减少混凝土龄期和含水率的影响②综合法可以内外结合，相互弥补回弹法和超声法的不足，较全面反映了混凝土的实际质量第八章地基承载力的检测【填空】高应变法，也称锤击贯入试验法。
土木工程测试课件6结构静载试验
06
结论与展望
结论总结
结构静载试验是检验结构承载能力和安全性能的重要手段，通过试验可 以获取结构的应力、应变、位移等参数，从而评估结构的性能和安全性 。
在结构静载试验中，需要选择合适的加载方案和测试方法，以确保试验 结果的准确性和可靠性。同时，试验过程中需要注意安全问题，采取相
应的安全措施，确保试验人员和试验结构的安全。
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在结构健康监测和损伤识别方面，可以利用结构静载 试验的结果和其他传感器数据，建立结构健康监测系 统，实现结构的实时监测和预警。这有助于及时发现 和处理结构的损伤和隐患，保障结构的安全和使用寿 命。
结构形式优化
根据试验结果，优化结构 形式的设计，以提高结构 的承载能力和稳定性。
连接方式优化
根据试验结果，优化结构 的连接方式，以提高结构 的整体性和稳定性。
05
试验案例
案例一：桥梁静载试验
总结词
桥梁静载试验是检验桥梁结构承载能力的有效方法。
详细描述
通过在桥梁上施加静力荷载，观察桥梁的变形和应力分布情况，从而评估桥梁的结构强度和稳定性。 静载试验通常采用重物、车辆或液压千斤顶等设备进行加载，并使用位移计、应变计等仪器进行数据 采集。
总结词
大跨度结构静载试验用于检验大跨度结 构的承载能力和稳定性。
VS
详细描述
大跨度结构静载试验通常采用重物、车辆 或液压千斤顶等设备进行加载，并使用位 移计、应变计等仪器进行数据采集。通过 观察大跨度结构的变形和应力分布情况， 评估其结构强度和稳定性。大跨度结构静 载试验对于确保大跨度结构的稳定性和安 全性具有重要意义。
结构的静载实验
结构的静载试验结构的静载试验中只介绍一种最常用也最基本的构件，就是梁的静载试验，在梁的试验当中，只介绍其中的试验观测部分，就是观测它的挠度，应变和裂缝。
另一部分内容为结构静载试验的数据处理与分析。
一、梁的静载试验（一）挠度观测对于一个结构来讲，最主要的是它的整体变形。
对于梁就是挠度，挠度是梁性能当中很重要的一个性质。
同时通过挠度的变化，也能看出梁中间某一部分，局部出现破坏的部分，它在挠度上也有很明显的反应。
因此，对于观测挠度，实际上是观测梁变形当中最基本的观测。
1．最大挠度观测在观测梁的挠度的时候,要充分考虑两个支座的沉陷。
教材图6—2(a)。
在图上表示的是这么一个梁，在没受力之前，当然是直的，而且支座在图上这个位置。
当加上一个力，受力以后，即使这个梁本身不变形，那么它由于支座的沉陷，也会使梁产生一个刚性的位移。
比如说它左边位移一个Y A，右边产生位移是Y B，这个是支座沉陷，而在中点，这个最大挠度位置上，我们测得的这个读数，实际上它不是真正的挠度，而是包括梁的刚性位移。
因此，我们在求最大挠度的时候，要把两个支座的沉陷的影响去除掉，就是Y代表位移的读数，包括刚性位移在内的。
图上的f就是梁真正产生的变形。
根据它的几何关系，我们可以得到，首先减去左边支座，然后再减去这两个之差，然后再乘上一个测量挠度的位置被跨度来除的比例，这是测量梁的最大挠度。
测量完最大挠度以后，实际上要把它描绘成一个荷载和挠度的曲线。
纵坐标用的是荷载，横坐标是它的挠度，然后可以描绘成一条曲线。
这条曲线一般说来就是这样了，在开始阶段接近于一条直线。
在某一个位置，比如说混凝土梁开裂了，当然挠度会突然增大，出现第一个拐点。
以后随着它的开裂的发展，那么它的挠度就越来越大了，就是说它和荷载就不是线性关系了，荷载增加不多，但是挠度增加比较快，一般的混凝土梁的形式，大体上是这么个形式，这是做挠度的荷载关系的曲线。
在测挠度除了做荷载的关系曲线之外，还要做某一级荷载下梁本身的变形，各个点的变形，把这个变形，叫做梁的挠度曲线。
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测点布置的原则
⑴在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，简化 试验内容，保证重点部位的测点。
⑵测点的位置必须有代表性，以便测取最关键的数据。
⑶为了保证量测数据的可靠性，在结构的对称部位应 布置一定数量的校核点。
⑷测点的布置应保证试验工作的安全、方便。
仪器选择
⑴选用仪器仪表，必须能满足试验所需的精度和量程 要求，尽可能测读方便；
在钢筋上布置应变测点，抗弯测量布置在控制截面受力 主筋上，抗剪测量可布置在弯起钢筋和控制截面箍筋上。钢 筋应变测量，可在混凝土浇筑前贴电阻应变计，做好绝缘和 防护处理后浇筑混凝土；也可以在浇筑混凝土时在测点处预 留孔洞，露出钢筋，在试验前粘贴应变计或试验时用机械式 应变测量仪表测量。
钢筋混凝土梁弯起钢筋和箍筋的应变测点
（3）裂缝的测量 开裂的判别及开裂荷载的确定
开裂荷载测量的关键是及时发现第一条裂缝，因此，事先应
该估计裂缝可能出现的区段。
加载过程中或持荷时间内发现第一条裂缝时，按前一级荷载
确定开裂荷载。
混凝土抗拉强度离
散性较大，事先不
易确定裂缝的位置
梁板受拉边沿连续贴应变计或涂导电涂层等方法判断开裂时
间。荷载—挠度曲线判别法判断开裂时刻，当荷载—挠度曲线斜 率首次发生突变时的荷载值为开裂荷载。
等效荷载加载方案
简支梁试验等效荷载加载图 示
观测方案
⑴ 挠度的测量 梁的挠度值是量测数据中最能反映其综合性能的一项指标，
其中最主要的是测定梁跨中最大挠度值及弹性挠度曲线。 挠度测量一般用百分表，选用时要注意量程。挠度测量必须扣 除支座影响，因此，测量单向板和梁跨中最大挠度时，除在跨 中布置沉降测点外，还应在支座处布置沉降测点，测点数目不 得少于3个
2.压杆和柱的静载试验
（1）加载方案 （2）测点布置
1.梁、板受弯构件的静力试验
加载装置
试验方式：受弯构件在试验安装时多采用正位试验，其 一端采用铰支承，另一端采用滚动支承。为了保证构件与支 承面的紧密接触，在支墩与钢板，钢板与构件之间应用砂浆 找平，对于板一类宽度较大的试件，要防止支承面翘曲。也 可采用异位(卧位、反位)试验。
结构静载试验的加载程序
2.加载制度的确定
பைடு நூலகம்
分级加(卸)载的目的：一是为了控制加(卸)载速度， 二是便于观察试验过程中结构的变形等情况，三是为了 统一加载步骤。
加载程序
（1）预载阶段 （2）正式加载阶段
荷载分级 分级间隔时间 恒载时间 空载时间 （3）卸载阶段
量测方案
1.确定观测项目 2.测点布置 3.仪器选择 3. 测读原则
⑵现场试验，尽可能选用于扰少的机械式仪表；
⑶试验结构的变形与时间有关，测读时间应遵守有关 试验方法标准的规定，尤其当试件进入弹塑性阶 段．变形增加较快，应尽可能选用自动记录仪表；
⑷量测仪器的规格和型号，选用时应尽可能相同。
5.4 一般结构构件的静载试验
1.梁、板受弯构件的静力试验
（1）试验装置与加载方案 （2）观测方案
校核测点
钢筋混凝土梁测量应变的测点布置图
截面1-1为测量纯弯曲区域内正应力的单向应变测点； 截面2-2为测量剪应力与主应力的应变网络测点； 截面3-3为梁端零应力区校核测点。 设置校核测点的目的： 为了校核试验的正确性及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应力处设置少量测点以检 验整个量测过程是否正常。
加载方式：板承受均布荷载，可采用重力加载，荷载布 置应均匀，避免因构件变形造成重物块起拱而改变构件受力 形式。当荷载较大采用液压加载时，可用多点集中荷载等效， 并注意同步加载。
梁的试验荷载较大，一般采用液压加载。荷载布置应符 合试验加载图式。当受试验条件限制而采用等效荷载时，除 应注意控制截面内力等效外，还应注意非控制截面的内力差 异对试验结果产生的影响，同时加强非控制截面强度，以防 出现其他破坏形式。
简支梁挠度测量测点布置
（2）应变的测量 梁、板弯曲应变的测量是主要内容之一，通常要测量正
负弯矩控制截面和有突变的截面的应变（应力）分布规律 及中和轴位置，因此沿截面高度连续布置应变测点，测点 数量不少于5个，测点可等距布置，不等距布置采用外密里 疏，以测出较大应变，获得较好精度。
测量梁截面应变分布的测点布置
当裂缝肉眼可见时，其宽度可用最小刻度为0.01mm及 0.05mm的读数放大镜测量。
裂缝宽度的测量
最大裂缝宽度的测量，可选三条目测最大裂缝测量其宽度， 取其中最大值作为最大裂缝宽度。
构件开裂后应立即对裂缝的发生和发展情况进行详细观测， 用测量仪器确定各级荷载作用下的主要裂缝宽度、长度、位置、 走向、裂缝间距和正常使用荷载作用下的最大裂缝宽度。试验后 绘出裂缝展开图，统计出平均裂缝宽度和平均裂缝间距。
5.2 试验前的准备
1.调查研究、收集资料 2.试验大纲的制定 3.试件准备 4.材料物理力学性能测定 5.试验设备与试验场地的准备 6.试件安装就位
5.3 静载试验加载和量测方案的确定 加载方案
1.加载程序 加载程序是指试验进行期间荷载与时间的关系。结构静
载试验的加载程序分为预载、标准荷载（正常使用荷载）、 破坏荷载三个阶段
第5章 土木工程结构静载试验
5.1 概述 5.2 试验前的准备 5.3 静载试验加载和量测方案的确定 5.4 一般结构构件的静载试验 5.5 试验资料的整理与分析
教学目标
（1）熟悉结构试验前的各项准备工作的内容和要求，掌握 试验大纲的编制方法； （2）掌握结构静力试验(单调加载)加载制度的设计、加载 方案和量测方案的设计； （3）掌握结构静力试验中试验加载和观测设计的一般规律 与不同类型结构试验的特殊问题； （4）掌握常用结构构件量测数据的整理分析方法； （5）掌握对预制构配件结构性能的检验与评定方法。
5.1 概 述
目的：
通过对试验结构或构件直接施加荷载作用，采集 试验数据，认识并掌握结构的力学性能。
定义：
在结构的直接作用中，起主导作用的是静力荷载， 因此结构静载试验是土木工程结构试验中最基本最常 见的试验。静载试验主要用于模拟结构承受静力荷载 作用下的工作情况，试验时，可以观测和研究结构或 构件的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机理