结构试验课件2(新)概述

土木工程结构试验与检测
第四章 量测仪器与数据采集系统
嵌固端支座示意图
不同结构形式，不同支座
(2)四角支承板和四边支承板的支座 在配置四角支承板支座时应安放一个固 定滚珠;对于四边支承板,滚珠间距不宜过大, 宜取板在支承处厚度的3~5倍。此外,对于 四边简支板的支座应注意四个角部的处理。 当四边支板无边梁时,加载后四角会翘起。 因此,角部应安置能承受拉力的支座。板、 壳支座的布置方式如图3.6.12所示。
对支墩的要求
1、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1/10 。 2、使用两个以上的支墩时,如连续梁、四角支承板等,为了防 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的刚度。 3、单向简支试件的2个支墩及双向板支墩在2个跨度方向的 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。因为过大的高差会在结构中产生附加应力,改变 结构的工作机制。 4、连续梁各中间支墩应采用可调式支墩,必要时还应安装测 力计,按支座反力的大小调节支墩高度,因为支墩的高度对 连续梁的内力有很大影响 。
当用一个加载器施加两点或两点以上荷载 时,常通过分配梁实现,如图3.6.9所示。分配梁 应为单跨简支形式 , 刚度足够大 , 重量尽量小。 分配梁配置不宜超过两层,以免使用中失稳或引
起误差。
分配梁示意图
3.6.5支座与支墩
结构试验中的支座与支墩是试验装置中 模拟结构受力和边界条件的重要组成，是支 承结构、正确传递作用力和模拟实际荷载图 式的设备。对于不同的结构形式和不同的试 验要求,可使用不同的支座和支墩 。
在进行柱与压杆试验时,试件应分别设置球形支座或双层正交刀口 支座。如图3.6.10、图3.6.14、图3.6.15所示。球铰中心与加载 点重合，双层刀口的支点应落在加载点上 。
受压试件两端的支座
受压试件两端的支座
2、支墩
支墩本身的承载力必须进行计算,以保证试 验时不致发生过度变形。 在现场多用砖块临时砌成,支墩上部应有足 够大的平整支承面,最好在顶部铺钢板,支承 面积要按地耐力复核。 在实验室内一般用钢或混凝土制成的专用支 墩。
1.支座
按作用方式不同 , 支座有活动铰支座、
固定铰支座、球铰支座和刀口支座 ( 固定铰
支座的一种特定形式 ) 。铰支座一般都用钢
材制作 , 常见的构造形式如图 3.6.10 所示。
对铰支座的基本要求如下。
1.支座
按作用方式不同 , 支座有活动铰支座、
固定铰支座、球铰支座和刀口支座 ( 固定铰
支座的一种特定形式 ) 。铰支座一般都用钢
支座设计
②构件支座处铰的上下垫板要有一定刚度 , 其厚度为：
③滚轴的长度,一般取等于试件支承处截面宽b
支座设计
④滚轴的直径,可参照表3.6.1选用,并按式(3.6.3)进行强
度验算
支座设计
不同结构形式，不同支座
对于不同的结构形式 ，要求有不同的支座 形式，具体如下： (1)简支梁和连续梁支座 这类试件通常一端为固定铰支座,其他为滚动 支座。安装时各支座轴线应彼此平行并垂直试件 的纵轴线。各支座间的距离取为试件的计算跨度。 当需要模拟梁的嵌固端支座时,在实验室内可利用 试验台座用拉杆锚固,如图3.6.11所示,只要保证 支座与拉杆间的嵌固长度,即可满足试验要求。
3.6.2水平反力装置
水平反力装置主要由反力墙或反力架及千斤顶水平连接件等组成。 反力墙一般为固定式,而反力架则有固定式和移动式两种。 对于固定式反力墙,国内外大多采用混凝土结构(混凝土或预应力混 凝土),并且和试验台座刚性连接以减少自身的变形。在混凝土反力 墙上,按一定距离设有孔洞,以便用螺栓锚住加载器的底板。反力墙 与千斤顶的连接方式大致分为三种,纵向滑轨式锚栓连接、螺孔式 锚栓连接型横向滑轨式锚栓连接。利用反力墙组成的水平反复加 载试验装置:如图3.6.7a所示。 移动式反力架一般采用钢结构,通过螺栓与试验台座的槽轨锚固。 利用反力架和千斤顶滚轴装置组成的水平反复加载试验装置，如 图3.6.7b所示
材制作 , 常见的构造形式如图 3.6.10 所示。
对铰支座的基本要求如下。
活动铰支座示意图
固定铰支座示意图
球铰支座示意图
支座要求
要求： 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。 ③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。
支座设计
① 加设的垫板宽度一般不得小于试验支承 处截面的宽度,支承垫板的长度可按下式计算:
水平反力装置
水平反力装置
3.6.3竖向反力装置
竖向反力装置主要由荷载架、千斤顶连接杆件组成。 在实验室内荷载架一般是由横梁、立柱组成的反力架和试验台 座等组成,也可利用适宜于试验中小型构件的抗弯大梁或空间析 了架式台座。在现场试验时则通过反力架用平衡重块、锚固桩 头或专门为试验浇筑的钢筋混凝土地梁平衡试件的荷载。 荷载架主要是由立柱和横梁组成。它可以用型钢制成,特点是制 作简单,取材方便,可按钢结构的柱与横梁设计，横梁与柱的连 接采用精制螺栓或圆销。对荷载架的承载力、刚度要求较高,能 满足大型结构试验的要求。荷载架的高度和承载力可按试验需 要设计,可成为实验室内固定的大型试验台座上的竖向加载架。 如图3.6.8所示。
板、壳支座的布置方式
不同结构形式，不同支座
(3)受扭试件两端的支座 对于梁式受扭构件试验,为保证试件在受 扭平面内自由转动 , 支座形式可如图 3.6.13 所示。试件两端架设在两个能自由转动的支 座上,支座的转动平面应相互平行 ,并与试件 的扭曲轴相垂直。
(3)受扭试件两端的支座
(4)受压试件两端的支座
竖向ຫໍສະໝຸດ Baidu力装置示意图
竖向反力装置
在一般静力试验时,只要使千斤顶与试件保
持稳定即可。但在抗震试验时,由于水平地震反
复作用,试件会发生侧移。此时垂直千斤顶要求
对试件的荷载点保持不变,即必须同试件一起移
动。这时需要依靠千斤顶与横梁之间的滚轴来 实现。如图3.6.7b所示的千斤顶滚轴连接图。
3.6.4分配梁