结构试验-第四章 土木工程结构静载试验
土木工程结构试验教程pdf
土木工程结构试验教程pdf土木工程结构试验是土木工程领域中非常重要的一项工作，它是研究和评估各种结构在受力情况下的行为和性能的关键方法之一。
结构试验教程旨在教授学生和专业人员进行结构试验的基本知识和技能，以提高其工作的质量和效率。
首先，结构试验教程将介绍结构试验的基本概念和背景。
学习者将了解不同类型的结构试验以及它们的应用范围。
同时，教程还将讲解试验设备的选择和准备工作，包括试验仪器的使用、安装和调试，以确保试验的准确性和可靠性。
其次，教程将深入讲解结构试验的操作步骤和技巧。
学习者将学习如何正确设置试验条件，包括加载方式、测量参数和控制要求。
此外，教程还将介绍如何进行试验数据的采集和分析，以及如何根据试验数据解读结构的性能和行为。
在教程的进一步内容中，将介绍一些常见的结构试验方法和技术。
学习者将了解静力试验、动力试验、疲劳试验等不同类型试验的原理和操作要点。
此外，教程还将介绍一些先进的结构试验技术，如数字化试验、大型模型试验等，以及其在土木工程领域的应用。
另外，为了帮助学习者更好地理解和掌握结构试验的知识和技能，教程还将提供一些典型试验案例和实验练习。
这些案例和练习将模拟实际工程中常见的结构问题，并引导学习者进行试验计划和操作。
通过实际操作和分析，学习者将能够更好地理解结构试验的原理和方法，并应用于实际工程中。
最后，在教程的结尾处，将提供一些结构试验的安全注意事项和实践经验。
学习者将了解如何正确使用试验设备，如何遵守试验操作规程，以及如何预防和解决常见的试验问题。
这些安全注意事项和实践经验将帮助学习者提高工作的安全性和效率，确保结构试验的顺利进行。
综上所述，土木工程结构试验教程是一本内容丰富、生动有趣的指导性教材。
通过学习该教程，学习者将能够全面掌握结构试验的基本知识和技能，提高自己在土木工程领域的专业能力和水平。
希望大家能够认真学习和应用这本教程，为土木工程的发展和进步做出贡献。
土木工程结构试验方案
土木工程结构试验方案一、背景土木工程结构试验是对建筑物和其他工程结构在静态或动态载荷下进行实验性能测试的一种方法，通过试验得到结构在不同条件下的力学性能参数，以评估结构的安全性能和耐久性，为设计和施工提供可靠的依据。
本试验方案旨在针对某一具体建筑结构进行试验，对其静态和动态性能进行全面的评测。
二、试验对象本试验对象为一栋四层钢筋混凝土建筑的主体结构，包括梁、柱和板等各个组成部分。
建筑结构已经完成施工并通过验收，但为了进一步评估其安全性能和耐久性，需要进行全面的力学性能试验。
三、试验目的1. 评估结构的受力性能，包括承载能力、变形性能和破坏模式；2. 测定结构的振动性能，包括自由振动频率和振动模态；3. 确定结构在特定荷载条件下的破坏载荷，以验证设计的合理性；4. 分析结构在地震等动力荷载下的响应情况，为结构抗震设计提供依据。
四、试验内容1. 静态试验1.1 施加逐渐增大的集中荷载，测定结构的承载力；1.2 施加逐渐增大的均布荷载，测定结构的变形情况；1.3 施加逐渐增大的侧向荷载，测定结构的位移和倾斜情况。
2. 动态试验2.1 振动台试验：利用振动台对结构进行自由振动实验，测定结构的固有频率和振型；2.2 冲击试验：利用冲击负荷，模拟结构在地震等动力荷载下的响应情况。
3. 破坏试验3.1 施加集中荷载，直至结构发生破坏，测定破坏载荷和破坏模式；3.2 分析破坏之前结构的受力性能，验证试验结果与设计参数的符合度。
1. 静态试验1.1 采用静态加载试验机，施加逐渐增大的集中荷载，测定结构的承载力，并记录荷载-位移曲线和荷载-应变曲线；1.2 采用测量仪器，测量结构在均布荷载作用下的变形情况，记录荷载-变形曲线；1.3 利用测量仪器和位移传感器，测定结构在侧向荷载作用下的变形、倾斜和位移情况。
2. 动态试验2.1 利用振动台设备，施加不同频率和幅值的激励，测定结构的自由振动频率和振型；2.2 利用冲击试验装置，对结构进行冲击试验，测定结构在地震等动力荷载下的响应情况。
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
6
§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
7
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
8
§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
土木工程结构试验-第1版教材
土木工程结构试验-第1版教材引言土木工程结构试验是土木工程专业的重要课程之一，它旨在培养学生对土木工程结构的设计、分析和实验能力。
本教材是土木工程结构试验课程的第1版教材，旨在为学生提供全面的学习资料，帮助他们更好地理解土木工程结构试验的概念和原理。
课程简介土木工程结构试验是一门实践性较强的课程，旨在通过实验操作，了解和掌握各种土木工程结构的性能与行为，从而更好地进行结构设计和分析。
本课程主要包括以下内容： - 结构试验的基本概念和原理 - 结构材料的试验方法和性能检测 - 结构荷载的测量和加载方法 - 常见结构的试验方法和分析技术 - 结构试验数据的处理和分析教材结构本教材共分为9个章节，内容涵盖了土木工程结构试验的基本理论和实验操作技术。
第一章：引言•介绍了土木工程结构试验的概念和目的•概述了土木工程结构试验的基本原理和方法•引导学生正确进行结构试验的基本要求和注意事项第二章：结构试验设备和工具•介绍了常用的结构试验设备和工具，如拉压试验机、横梁试验机、应变测量仪器等•详细介绍了这些设备和工具的使用方法和操作注意事项第三章：结构材料的试验方法•介绍了结构材料常见的试验方法，如混凝土抗压试验、钢筋拉伸试验等•详细介绍了这些试验方法的步骤和操作要点第四章：结构荷载的测量方法•介绍了结构荷载的测量方法，如应变测量、位移测量等•详细介绍了这些测量方法的原理和操作技巧第五章：简支梁试验•详细介绍了简支梁试验的步骤和注意事项•提供了简支梁试验的实验数据和分析方法第六章：悬臂梁试验•详细介绍了悬臂梁试验的步骤和注意事项•提供了悬臂梁试验的实验数据和分析方法第七章：桁架结构试验•详细介绍了桁架结构试验的步骤和注意事项•提供了桁架结构试验的实验数据和分析方法第八章：承重墙体试验•详细介绍了承重墙体试验的步骤和注意事项•提供了承重墙体试验的实验数据和分析方法第九章：数据处理和分析•介绍了结构试验中常见的数据处理和分析方法，如数据平滑、误差分析等•提供了实际试验数据的处理和分析案例总结本教材全面而深入地介绍了土木工程结构试验的理论和实践，为学生学习和掌握土木工程结构试验提供了必要的支持和指导。
第四章工程结构静载试验精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第四章工程结构静载试验主要内容试验前的准备加载与量测方案设计常见结构构件静载试验量测数据整理结构性能的检验与评定4.1 概述结构静载试验是用物理力学方法，测定和研究结构在静荷载作用下的反应，分析、判定结构的工作状态与受力情况。
静载试验方法不仅能为结构静力分析提供依据，同时也可为某些动力分析提供间接依据。
结构静载试验中最常用的单调加载静力试验。
主要用于研究承受静载作用下构件的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。
《混凝土结构试验方法标准》既统一了量大面广的生产检验性试验方法，又对一般性科研试验方法提出了基本要求，对生产和科研有广泛的实用性。
4.2 试验前的准备试验前的准备包括试验规划和准备两个方面，主要内容：1、调查研究、收集资料(1)鉴定性试验中，主要向有关设计、施工和使用单位和人员收集资料。
(2)科研性试验中，主要向有关科研单位和情报检索部门及必要的设计、施工单位，收集与本试验有关的历史、现状和将来的发展要求。
2、试验大纲的制定(1)概述：试验的依据及试验的目的意义与要求等。
(2)试件的设计及制作要求：设计的依据及理论分析和计算，试件的规格和数量，制作施工图等。
(3)试件的安装与就位：包括就位的形式、支承装置、边界条件模拟、保证侧向稳定的措施和安装就位的方法和机具等。
(4)加载方法与设备：包括荷载种类及数量、加载设备装置、荷载图式及加载制度等。
(5)量测方法和内容：主要说明观测项目、测点布置和量测仪表的选择、标定、安装方法及编号图、量测顺序规定和补偿仪表的设置等。
(6)辅助试验。
(7)安全措施：包括人身和设备、仪表等方面的安全防护措施。
(8)试验进度计划。
(9)试验组织管理：包括技术档案资料、原始记录管理、人员组织和分工、任务落实、工作检查等。
(10)附录：包括所需器材、仪表、设备及经费清单，观测记录表格，加载设备、量测仪表的率定结果报告和其他必要的文件规定等。
3、试件准备试件准备包括试件的设计、制作、验收及有关测点的处理等。
工程结构静载试验
工程结构静载试验简介工程结构静载试验是一种用于评价和验证工程结构安全性能的实验方法。
该试验模拟了工程结构在静力荷载作用下的应力和变形情况，通过测量和分析试验数据，可以判断结构在不同荷载下的变形性能、承载能力和稳定性。
试验目的工程结构静载试验的主要目的是： 1. 评估结构设计和施工方案的可行性和可靠性； 2. 验证结构的承载能力和稳定性是否满足设计要求；3. 检测结构的变形性能，包括挠度、位移和变形曲线等；4. 收集和分析结构的力学性能数据，为结构优化和改进提供参考。
试验准备进行工程结构静载试验之前，需要做好以下准备工作： 1. 制定试验方案：确定试验载荷、试验方向、试验目标等。
2. 确定试验工具和设备：根据试验方案确定所需的试验设备和测量工具，如荷载机、变形计、应变计等。
3. 安装传感器和测量设备：按照试验方案的要求，将传感器和测量设备安装在结构的关键位置，以便测得准确的试验数据。
4. 校准和检查设备：确保试验设备和仪器的准确性和稳定性，进行必要的校准和检查工作。
试验过程工程结构静载试验的具体过程包括以下几个步骤： 1. 载荷施加：根据试验方案确定的载荷大小和试验步骤，通过荷载机等设备施加静力载荷。
2. 数据采集：通过传感器和测量设备实时采集结构的各种力学参数，如应力、应变、挠度等。
3. 数据记录和处理：将采集的试验数据记录下来，并进行必要的处理和分析，以得出结构的承载能力和变形性能等指标。
4. 结果分析和评价：根据试验数据，对结构的安全性能进行分析和评价，判断结构是否满足设计要求。
5. 结果报告：将试验结果整理成报告，包括试验目的、试验过程、数据分析和评价等内容。
注意事项在进行工程结构静载试验时，需要注意以下事项： 1. 安全措施：确保工作人员的安全，采取必要的安全措施，如佩戴防护装备、设置防护围栏等。
2. 载荷施加控制：根据试验方案要求，控制载荷的施加速度和顺序，以及保持稳定的载荷大小。
结构静载试验
绞车或卷扬机加载
2 弹簧加载：常用于长期荷载试验，荷载值从几KN到 几千KN。用千分表量测弹簧长度的改变来算出所 加荷载值。
3 螺旋千斤顶：使用时需用测力计测定其加载值。它 适于对结构施加等变形荷载，设备简单，使用方便。
以上各类加载设备都只能产生静载。
另一类机械式加载设备是机械式激振器，可产生正弦 波动荷载，用于测定结构动力特性的动力试验。
结构抗震静力试验是以静力的方式模拟地震作 用的试验。它是用周期性的反复的静力荷载施加 于结构上，研究结构抗震强度的一种静力试验， 称为低周期反复加载试验，也称为伪静力试验。 (还有拟动力试验)
• 静力试验的最大优点是所有加载设备相对简单， 荷载逐级施加，可以停下来仔细观测结构变形， 给人一明晰的破坏概念。
例1：图示受拉构件， 欲测其拉伸应变。
a专设温度补偿
试件的方案
r＝
b补偿片R2也参
与工作
r＝1＋
例2：欲测图示构件 表面由弯矩造成 的应变，也有两 种方案。
a 专设温度补偿试件 的方案
r＝
b 补偿片R2也参与工 作，它贴在构件的 下表面且轴线与工 作片平行。
r 2
例3：构件受弯矩作用，但伴有拉伸，欲测弯矩造成 的应变而排除拉力造成的应变。
一、 应变测量仪表－ 电阻应变仪
应力量测是结构试验中很主要的量测内容，目 前还没有较好的方法直接测定应力，常常借助于
测定应变后通过材料的应力－应变曲线换算为应
力值。
1）电阻应变计 通过粘贴在试件测点的感受元件电阻应变计与试 件同步变形，输出电信号进行量测。
R L
A
dR K 0
R
电阻应变计的选用：
M4
UBD
土木工程结构试验方案范本
土木工程结构试验方案范本一、实验目的本试验旨在对土木工程结构的承载性能、变形性能以及抗震性能进行全面的测试和分析，以验证结构设计的合理性和可靠性，为工程施工提供科学依据和技术支持。
二、试验对象试验对象为某地区一座高层建筑的混凝土框架结构，包括主体结构和各种附件结构。
三、试验内容1. 结构静载试验：针对主体结构，进行静载试验，测定结构的承载能力和变形性能。
2. 结构动载试验：采用模拟地震动力学加载，测试结构的抗震性能和动态响应。
3. 结构材料试验：对混凝土、钢筋、预应力索等材料进行抗拉、抗压、抗剪等常规力学性能测试。
4. 结构连接节点试验：对结构连接节点进行静载和动载试验，验证其受力性能和稳定性。
5. 结构振动试验：对结构进行振动测试，测定结构的固有频率和振动模态。
6. 结构损伤识别试验：采用损伤识别技术，对结构进行损伤识别和损伤评估。
四、设备和仪器1. 静载试验设备：静载试验机、荷载传感器、位移传感器等。
2. 动载试验设备：地震模拟台、地震模拟器、动态荷载传感器等。
3. 材料试验设备：混凝土试验机、钢筋拉力试验机、预应力索试验架等。
4. 连接节点试验设备：连接节点静载试验机、连接节点动载试验台等。
5. 振动试验设备：三维振动台、加速度传感器、振动传感器等。
6. 损伤识别试验设备：结构损伤监测系统、损伤识别软件、损伤评估仪等。
五、试验方案1. 结构静载试验（1）试验目的：测定结构的承载能力和变形性能。
（2）试验方法：采用逐级加载法，逐渐增加荷载，记录结构的变形和荷载响应，以确定结构的荷载-变形曲线。
（3）试验步骤：首先对结构进行预压，然后逐级增加荷载，测量结构的位移和应力。
2. 结构动载试验（1）试验目的：测试结构的抗震性能和动态响应。
（2）试验方法：采用地震模拟技术，通过地震波形输入和动态响应记录，评估结构的抗震性能。
（3）试验步骤：根据结构的设计抗震等级，设置合适的地震波形输入，并记录结构的动态响应。
《建筑结构检测》静载试验
2．正式加载（正常使用极限状态检测） (1)加载级距取不大于20％的正常使用极限状态短期荷载检测 值。（至少5级）对于检测抗裂度的试件，当荷载达到计算抗裂 荷载的90％后，应取不大于5％计算抗裂荷载值的级距加载至结 构开裂，以便确定实测开裂荷载值。
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柱子加载，一般按计算荷载的1∕15—1∕10，接近开裂或破坏 荷载时，应减至原来的1∕3—1∕2施加。 砌体抗压试验，对不需要测变形的，按预期破坏荷载的10 ％分级，每级1—1.5分钟内加完，恒载1—2分钟。加至预期破坏 荷载的80％后，不分级直接加至破坏。 为使结构在荷载作用下的变形得到充分的发挥和达到基本 的稳定，每级荷载加完后应有一定的级间间歇时间，钢结构一般 不少于10分钟，钢筋混凝土和木结构应不少于15分钟，但以观 测仪表的指示情况为准。当观测仪表指示稳定时，表明结构变形 基本停止，此时可以测取各项读数，再加下一级荷载。 应该注意，当试验结构同时还需施加水平荷载时，为保证 每级荷载下竖向荷载和水平荷载的比例不变，试验开始时首先应 施加与试件自重成比例的水平荷载，然后再按规定的比例同步施 加竖向和水平荷载。
2
静载检测过程可以划分为三个阶段： 1、计划与准备阶段； 2、静载与测试阶段； 3、分析与评定阶段。
3
6.1 检测的计划与准备
在检测的计划与准备阶段，应根据检测的目的和要求。考 察对象，研究有关的文字和资料，熟悉设计的意图，进行必要 的核算、理论分析和测试过程的设计计算；选定测试对象。进 行必要的材料性质和部件测试。拟订周密合理的测试方案，做 检测前的各项具体准备工作。 比如：对于成批生产的预制混凝土构件，按同一工艺正常 生产的不超过1000件且不超过3个月的同类型产品为一批．当连 续检测10批且每批的结构性能均符合检测指标要求时，对同一 工艺正常生产的构件，可改为不超过2000件且不超过3个月的同 类型产品为一批。在每批中随机抽取一个构件作为试件进行检 测。
《结构检验》教学大纲
《结构检验》教学大纲英文名称：Structural Testing课程编码：总学时：24 实验学时：学分：1.5适用对象：土木工程专业本科四年级学生先修课程：结构力学、结构设计原理、钢结构、土木工程材料、房屋建筑学大纲主撰人：大纲审核人：一、课程性质、目的和任务建筑结构试验是土木工程专业的一门有较强实践性的专业任选课。
本课程的任务是通过理论和实验的教学环节，使学生掌握结构试验方面的基本知识和基本技能，并能根据设计、施工和科学研究任务的需要，完成一般建筑结构的试验设计与试验规则，并得到初步的训练和实践。
二、教学内容及要求（一）第一章结构试验概论1、教学内容与要求（1）了解建筑结构试验目的、任务和分类；（2）了解本课程与力学、材料和结构等学科的联系，以及如何利用已有专业知识在本课程中综合应用。
（3）理解结构试验与结构理论的关系以及在发展建筑结构学科中的地位和作用。
2、教学重点结构试验与结构理论的关系以及在发展建筑结构学科中的地位和作用3、教学难点结构试验与结构理论的关系（二）第二章结构试验的加荷设备与方法1、教学内容与要求（1）掌握试验室与现场试验常用的各种试验装置与加载方法，能在结构试验设计中选择和设计加载方案，重点掌握液压加载方法。
（2）对于先进的电液伺服加载方法和原理及其在伪静力、拟动力以及模拟地震振动台等试验方法中的应用作一般了解。
（3）对于环境随机激振方法的概念作一般了解。
2、教学重点掌握液压加载方法3、教学难点现场试验常用的各种试验装置与加载方法（三）第三章结构试验的量测技术1、教学内容与要求（1）了解与掌握试验量测设备的原理与使用方法，重点是非电量电测以及各种电测传感器的工作原理适用范围和优缺点，为试验观测设计、仪表选择提供必要的知识准备。
（2）了解先进的测试设备与量测技术，如数据采集与处理系统的应用，以及量测技术的发展方向。
2、教学重点电测传感器的工作原理适用范围和优缺点3、教学难点试验量测设备的原理与使用方法（四）第四章结构静力试验1、教学内容与要求（1）掌握结构静力试验(单调加载)的加载制度，并通过基本构件(梁、板、柱)扩大构件(桁架、薄壳、网架)和建筑物整体试验的实例介绍。
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。
土木工程结构试验加载方案
土木工程结构试验加载方案1. 试验目的土木工程结构试验是为了验证设计的结构是否满足设计要求并具有足够的承载能力。
本次试验的目的是验证某一新型结构在正常使用和极限状态下的承载能力及变形性能，并进行对比分析，评估其实际工程应用价值。
2. 试验对象本次试验对象为某一新型混凝土桥梁结构，该桥梁结构采用了新型的预应力钢筋和混凝土材料，设计用于跨越一条大型河流，在正常交通和荷载情况下具有足够的承载能力和变形性能。
3. 试验方案3.1 试验内容本次试验将分别进行静载试验和动载试验，具体包括以下内容：- 静载试验：即在结构上施加一定的恒定荷载，观察结构的变形情况并测量荷载下结构的应力应变关系。
- 动载试验：即在结构上施加动态荷载，观察结构在动态荷载下的振动情况，并进行模态分析。
3.2 试验装置为了进行上述试验，需要使用以下试验设备和工具：- 静载试验：静载试验机、应变计、位移传感器等；- 动载试验：振动台、加速度传感器、光纤传感器等。
3.3 试验参数在进行试验时，需设置合适的试验参数，包括：- 静载试验：设置适当的恒定荷载，并测量结构的最大变形；- 动载试验：设置合适的动态荷载频率和幅度，并测量结构的动态响应。
4. 试验过程4.1 静载试验在进行静载试验时，首先需将试验对象安装在静载试验机上，并根据预设的试验参数施加恒定荷载。
然后，通过应变计和位移传感器来测量结构在荷载下的应变和变形情况，进而得到结构的应力应变关系。
最后，通过对比分析实验数据，评估结构的承载能力和变形性能。
4.2 动载试验在进行动载试验时，需将试验对象安装在振动台上，并根据预设的试验参数施加动态荷载。
然后，通过加速度传感器和光纤传感器来测量结构在动态荷载下的振动情况，并进行模态分析。
最后，通过对比分析实验数据，评估结构在动态荷载下的振动性能和稳定性。
5. 试验数据分析在进行试验后，需要对实验数据进行详细的分析和对比，得出以下结论：- 结构在正常使用和极限状态下的承载能力和变形性能；- 结构的动态响应和稳定性；- 结构设计和施工的优缺点及改进方向。
土木工程结构试验
《土木工程结构试验》实验指导书土木工程结构实验室二〇一七年九月修订目录实验一：等强度梁机测3实验二：等强度梁电测6实验三：钢桁架机测10实验四：钢桁架电测10 实验五：单自由度系统模型参数的测试27 实验六：测试附加质量对系统频率的影响33 实验七：附加质量分布对系统频率的影响36实验一：等强度梁机测（应变的机测和机械式测量仪表的构造原理）一、实验目的：1、了解、掌握各种机械仪表的性能，原理和使用方法，掌握应变的机测方法和原理。
2、认识和了解结构静力试验的各种机械仪表，掌握它们的原理和构造，掌握它们的安装和测读方法。
二、课前预习要求：1、预习教材的下列章节第三章3.3 试验测量仪器2、思考下列问题（1）结构静载试验中，主要测量的物理量有哪些？（2）选择一种测量仪表应考虑哪些方面的因素？（3）机械式测量仪表采用什么零件放大微小信号？三、参观部分：通过参观认识下列仪器的外貌，了解它们的构造，工作原理，使用方法和适用范围。
1、应变和位移测量仪表：杠杆应变仪、手持应变仪、千分表、百分表、挠度计。
2、其它检测仪表回弹仪、读数显微镜、刻度放大镜。
四、实验操作部分（等强度悬臂梁荷载试验）1、设备：等强度悬臂梁一套百分表一块磁性表座一套杠杆应变仪一套曲率仪一个2、内容在等强度悬臂梁上安装百分表、杠杆应变仪、曲率仪。
在梁端加砝码，测量等强度悬臂梁。
某一截面上的应变和梁端挠度值及曲率半径，与理论计算值进行分析比较。
3、试验步骤：（1）测量等强度悬臂梁的几何尺寸和仪表安装放位置的X值，并记录在表1—1中。
（2）在距梁端X1处的截面处安装杠杆应变仪，在X2处安装百分表（注意：百分表要有初读数，并严格垂直于梁面），将曲率仪安装在梁上合适的地方。
（3）记录初读数，在梁端分加三级砝码，量测在相应荷载作用下被测截面的应变与梁端的挠度值和曲率值，并记录在表1—2中。
（4）整理记录资料，计算出各级荷载下的实测应变，应力和挠度值和曲率值。
4工程结构静载试验
恒载的时间要求
每级荷载加完后的恒载时间： 每级荷载加完后的恒载时间： 钢结构不少于10分钟 分钟； 钢结构不少于 分钟； 钢筋混凝土结构和木结构不少于15分钟 分钟； 钢筋混凝土结构和木结构不少于 分钟； 对使用阶段不允许出现裂缝的结构，在计算开裂荷载下 对使用阶段不允许出现裂缝的结构， 应恒载30分钟 预应力混凝土结构应不小于12小时 分钟， 小时。 应恒载 分钟，预应力混凝土结构应不小于 小时。 结构在标准荷载作用下，恒载的时间还应满足下列要求： 结构在标准荷载作用下，恒载的时间还应满足下列要求： 钢结构不小于30分钟 分钟； 钢结构不小于 分钟； 钢筋混凝土结构不小于12小时 小时； 钢筋混凝土结构不小于 小时； 木结构不小于12小时 小时； 木结构不小于 小时； 拱式砖石或混凝土结构不小于72小时 小时。 拱式砖石或混凝土结构不小于 小时。
预载的目的: 预载的目的: (1)使试件各部位接触良好 进行入工作状态， 使试件各部位接触良好， (1)使试件各部位接触良好，进行入工作状态， 荷载-变形关系趋于稳定； 荷载-变形关系趋于稳定； (2)检验全部试验装置的可靠性 检验全部试验装置的可靠性； (2)检验全部试验装置的可靠性； (3)检验全部观测仪表工作正常与否 检验全部观测仪表工作正常与否； (3)检验全部观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 检查现场组织工作和人员的工作情况。 (4)检查现场组织工作和人员的工作情况。 预载一般分为1~3级； 级 预载一般分为 每级荷载取标准荷载的20%； 每级荷载取标准荷载的 ； 每加一级荷载稳定10分钟 分钟； 每加一级荷载稳定 分钟； 对混凝土结构，预载值应小于开裂荷载。 对混凝土结构，预载值应小于开裂荷载。
试验大纲制定
1、概述：提出试验的依据、目的、意义、要求等 、概述：提出试验的依据、目的、意义、 2、试件的设计和制作要求：如设计依据、理论分析、 、试件的设计和制作要求：如设计依据、理论分析、 试件规格、数量、施工图、 试件规格、数量、施工图、原材料 3、试件安装与就位方法：试件就位的形式、支承、边 、试件安装与就位方法：试件就位的形式、支承、 界条件、安全措施、 界条件、安全措施、安装方法 4、加载方法与设备：加载设备、加载方式、加载能力 、加载方法与设备：加载设备、加载方式、 5、量测方法与内容：观测项目、测点布置、量测仪表 、量测方法与内容：观测项目、测点布置、 及标定、安装方法、 及标定、安装方法、编号 6、辅助试验计划：例如混凝土强度、钢材强度等 、辅助试验计划：例如混凝土强度、 7、安全措施：包括人身和设备、仪表的安全 、安全措施：包括人身和设备、 8、试验进度计划 、 9、试验组织管理：人员组织、分工、原始记录管理等 、试验组织管理：人员组织、分工、 10、列出所需器材、仪表、设备及经费预算 、列出所需器材、仪表、
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结构试验目的
结构试验设计
结构试验准备
试件设计 加载设计 观测设计 误差控制措施 安全控制措施 试件制作与安装 人员组织分工 仪器检查与标定 辅助性试验 加载、观测 数据采集
试件形状、尺寸 试件数量 设计构造措施 确定实验荷载图式 确定加载装置 确定加载制度 确定观测项目 确定测点数目和位置 选择测试仪器
4.4 测量数据的整理
试验图线、表格绘制：
(1)荷载-变形、荷载-应变、荷载-应力曲线等
钢筋混凝土梁跨中弯矩-挠度曲线
荷载—变形曲线特征
4.4 测量数据的整理
试验图线、表格绘制：
裂缝及其破坏特征图
(a) 适筋梁；(b)超筋梁；(c)少筋梁
4.4 测量数据的整理
试验图线、表格绘制：
碳纤维布对裂缝形态的影响
4.2 加载方案设计
荷载分级： 级间间歇时间：开始加载至加载完毕的时间t0和荷载停 留时间t1的总和 满载时间：变形或裂缝宽度试验中，正常使用极限状态 短期荷载作用下的持续时间 空载时间：卸载后到下一次加载之间的间歇 P97 图4-13
四、结构静载试验 4.1 试验准备 4.2 加载方案设计 4.3 观测方案设计 4.4 测量数据的整理 4.5 结构性能评价
对于正位试验的长柱它的侧向位移可用经纬仪观测。
受压 区边缘布置应变测点，可以单排布点于试件侧面的对称轴线 上或在受压区截面的边缘两排对称布点。
压杆中部沿压杆截面高度布置5～7个应变测点，以确定中
和层位置。
对于双肢柱试验，除了测量肢体各截面的应变外，尚需测
量腹杆的应变，以确定各杆件的受力情况。其中应变测点在 各截面上下成对布置，以便分析各截面上可能产生的弯矩。
梁腹板圆孔周边的应变测点布置
破坏荷载：力传感器 挠度：百分表或位移传感器 砼应变：应变片+应变仪，应变 片后贴 钢筋应变：应变片+应变仪，应 变片预埋
偏压柱体试验测点布置
双肢柱试验
试件的侧向位移是由布置在受拉区边缘的百分表或挠度计
进行量测，除了量测中点最大的侧移值外，可用侧向五点布 置法量测侧移曲线。
4.5 结构性能的评定
结构性能检验与评定的对象多数为预制构件，多数 为专门工厂生产，也有部分是现场制作。
4.5 结构性能的评定
我国产品质量法规定，必须产品抽样检验，合格方 可出厂。
检验的依据： 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB50204-2002 《预制混凝土构件质量检验评定标准》GBJ 321-90
结构试验实施
结果分析
结论
数据的处理 结构性能与承载力分析 破坏机理的分析
ห้องสมุดไป่ตู้、结构静载试验 4.1 试验准备 4.2 加载方案设计 4.3 观测方案设计 4.4 测量数据的整理 4.5 结构性能评价
4.2 加载方案的设计
主要介绍以下几个方面的内容： （1）结构类型与搁置位置 （2）加载图式 （3）试验荷载计算 （4）加载程序
四、结构静载试验 4.1 试验准备 4.2 加载方案设计 4.3 观测方案设计 4.4 测量数据的整理 4.5 结构性能评价
4.5 结构性能的评定
通过结构试验，对结构的承载能力、变形、抗裂性 能、裂缝宽度等进行评定，给出评定结论
为检验构件的某项性能，应依据试验结果，依照规范的要求， 对其进行性能评定 鉴定性试验：应按相关设计规范的要求对结构进行评定，看 其是否满足规范的要求 科研性试验：应对理论分析结果进行评定，看其与试验结果 的符合程度
四、结构静载试验 4.1 试验准备 4.2 加载方案设计 4.3 观测方案设计 4.4 测量数据的整理 4.5 结构性能评价
四、结构静载试验
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。 主要用于模型或实际结构承受静载作用下的工作 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。
[裂缝的测量]
未出现裂缝时，仪 器读数逐渐变化。 某载荷下出现裂缝 时，跨越裂缝的测 点仪器读数突然变 大；相邻的读数突 然变小
1 2 3 4 5
P
P
3#应变片
2#应变片
四、结构静载试验 4.1 试验准备 4.2 加载方案设计 4.3 观测方案设计 4.4 测量数据的整理 4.5 结构性能评价
4.5 结构性能的评定
国标规定，对成批生产的构件，每一批抽取 不少于1个进行检验。 同一工艺正常生产不超过1000件，或试件生产 时间不超过三个月的可视为一批 当连续10批合格，抽样率可改为1/2000. 注意：对现场生产的预制件，要加大抽样率
无量纲变化（Normalization）
为了验证钢筋混凝土矩形单筋梁的截面承载力公 式,需要进行大量的试验研究
P117
Average drag coefficient for cross-flow over a smooth circular cylinder and a sphere.
The effect of surface roughness on the drag coefficient of a sphere.
ab aq am 2
P100
4.3 观测方案设计
测点的布置： [局部应变测量点的布置]
（1）各种受力截面上的测点布置－－－P102 图4-20 （2）截面受压区高度测定 （3）混凝土开裂应变的测定
对于翼缘较宽较薄的T型梁，其翼缘部分受力不一定均匀， 应沿翼缘宽度布置测点，测定翼缘上应力分布的情况。
低碳钢应力-应变曲线
4.3 观测方案设计
测点的布置： [整体变形测量的测点布置] 一般是指“最大挠度”、“挠度变形曲线”
基本原则 最大挠度：中轴线或中轴线两侧对称位置上布置测点 挠度曲线：至少沿轴向方向布置５个测点 挠度的修正：要扣除支座沉降的影响
常见挠度测点布置，如P101，图4-19所示
支座沉降的修正
4.4 测量数据的整理
挠度的修正
（1）支座沉降的修正 （2）结构自重和加载设备影响的修正 （3）加载图式、预应力的影响
4.4 测量数据的整理
（1）支座沉降的修正
4.4 测量数据的整理
（2）结构自重和加载设备影响的修正
0 0 c as aq ag
修正系数
c ag
Mg Mb
0 ab ,或
4.1 试验准备
（1）调查研究、收集资料
充分了解试验的任务和要求，明确试验目 的： 研究性试验：搜集相关文献 检验性试验：收集有关设计、施工资料
4.1 试验准备
（2）编写试验大纲 在调研的基础上，为使试验有条不紊进 行而制定的纲领性文件： P85－86
4.1 试验准备
（3）试件的准备； （4）辅助性试验； （5）设备与场地准备； （6）试件安装 （7）加载设备、测量仪表安装 （8）试验控制特征指的计算
c ag
消除支座沉降后的 跨中挠度实测值
FG 0 ab Fb
结构自重和加载设备影响的修正
Mb
开裂
Mg
0 ag
0 ag
4.4 测量数据的整理
截面内力 （1）轴向受力构件（拉、压）
N EA
截面内的平均应变
见课本P102，图4-20
4.4 测量数据的整理
截面内力 （2）压弯或拉弯构件
（2）试验加荷（加载）图式
试验荷载在试件上的布置形式称为“加载图式”。 如条件限制无法实现时，可采用“等效加载图式” P91 等效加载图式注意事项： 1)控制截面上主要内力与计算内力相等； 2)主要内力图形与计算内力图形相似； 3)等效加载图式所引起的变形应加以适当修正； 4)控制截面上的内力等效，次要截面上的内力应接近
钢筋混凝土结构构件的一种典型的静载试验加载程序
4.2 加载方案设计
预加载： 载荷不超过标准载荷40%，并且要小于计算开裂值。 目的：使支撑和加载部位接触良好 检测全部装置的可靠性 检查全部观测仪表工作是否正常
发现问题、解决问题、是正式试验的一次预演
4.2 加载方案设计
荷载分级： 目的：控制加载速度，观察结构变形，提供读数时间 试验荷载一般按20%为一级，按5级进行加载 为得到准确的（1）承载力试验荷载；（2）开裂 荷载；（3）正常使用状态荷载，及其相应变形。因此荷 载分级应分别在这些荷载值的上下，将原荷载等级减小 1/2或更小。 P97
研究性试验 不针对具体工程，无规范给定荷载值
根据材料实测强度和几何参数，计算出构件承载 力极限时的内力：
S R( f , f , a ,......)
C u 0 c 0 S 0
混凝土抗压强度
钢筋抗拉强度
几何尺寸参数
4.2 加载方案的设计
（3）试验荷载的计算
研究性试验
控制截面上的正常使用极限状态短期效应计算值：
[正常使用极限状态] Qs GK QK
G 1.2 Q 1.4 GK---永久荷载标准值
QK---可变荷载标准值
4.2 加载方案的设计
（3）试验荷载的计算
检验性试验
若采用集中荷载，依据上述公式计算的Qd或QS，应 进一步转化为集中力 见P94.
4.2 加载方案的设计
（3）试验荷载的计算
N Mxy 1 A Ix
图解法
P114，例4-4
4.4 测量数据的整理
试验图线、表格绘制
“A picture is worth a thousand words”
----Fred R. Barnard