(结构试验)第三章结构试验加载方法与设备
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第三章 结构试验加载方法与 设备
School of Urban Construction and Management
2020/7/8
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3.2 静力加载方法 重力直接加载法
重物荷载可直接堆放于结构表面（如板的试验）形成均布荷 载，或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载。
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➢电液伺服系统在试验加载设备中得到广泛应用后，为结构 动力试验模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载创 造了有利条件，使动力加载技术发展到了一个新的高度。
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3.2 静力加载方法
大型结构试验机
大型结构试验机是结构 试验室内进行大型结构 试验的专门设备，比较 典型的是结构长柱试验 机，用以进行柱、墙板 、砌体、节点与梁的受 压与受弯试验。试验机 由液压操纵台、大吨位 的液压加载器和机架三 部分组成。
2020/7/8
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3.2 静力加载方法
液压加载系统 液压加载系统主要是由储油箱、高压油泵、液压加载器、测 力装置和各类阀门组成的操纵台通过高压油管连接组成。当 使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时尚必须配 置各种支承系统，来承受液压加载器对结构加载时产生的平 衡力。
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3.2 静力加载方法
这类加载装置的优点是试验用的重物容易取得，并可重复使 用，但加载过程中需要花费较大的劳动力。
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利用水作为重力加载用的荷载装置，是一个简易方便而且甚 为经济的方案。对于大面积的平板试验，如楼面、平屋面等 钢筋混凝土结构可以采用特殊的盛水装置作为均布荷载直接 加于结构表面。
在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时，水是最为理想 的试验荷载，它不仅附合结构物的实际使用条件，而且还能 检验结构的抗裂抗渗情况。
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3.3 动力加载方法
初位移加载法
也称为张拉突卸法。在结构上拉一钢丝缆绳，使结构变形而 产生一个人为的初始强迫位移，然后突然释放，使结构在静 力平衡位置附近作自由振动。对于小模型则可采用悬挂的重 物通过钢丝对模型施加水平拉力，剪断钢丝造成突然卸荷。
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3.3 动力加载方法
➢缺点：荷载量不能很大，操作笨重而费工。此外，当采用 重力加载方式试验时，一旦结构达到极限承载能力，因荷重 不能随结构变形而自动卸载，容易使结构产生过大变形而倒 塌。因此，安全保护措施应当足够重视。
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3.2 静力加载方法
液压加载器
➢液压加载器又称千斤顶，是液压加载设备中的一个主要部 件。 ➢主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入 液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。
液压加载系统 ➢液压加载法中利用普通手动液压加载器配合加荷承力架和 静力试验台座使用，是最简单的一种加载方法。
➢设备简单，作用力大，加载 卸载安全可靠，与重力加载法 相比，可大大减轻笨重的体力 劳动。
➢但如要求多点加载时则需要
多人同时操纵多台液压加载器
，这时难以做到同步加载卸载
，尤其当需要恒载时更难以保
支座
结构试验中的支座是支承结 构、正确传递作用力和模拟 实际荷载图式的设备，通常 由支座和支墩组成。 支座按作用方式不同有滚动 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）几种。
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3.4 载荷支承装置和试验台座
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构 受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座
铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由 转动。 2、保证试件在支座处可将力 良好传递。 3、试件支座处铰的上线垫板 要有一定得刚度。
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3.4 载荷支承装置和试验台座
反力加载装置 目前常用的反力装置主要有反力墙、反力台座、门式刚架、反 力架和相应的各种组合类型，图为《建筑抗震试验方法规程》 中建议的几种实验加载装置。
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3.2 静力加载方法
大型结构试验机
大型结构试验机是结构 试验室内进行大型结构 试验的专门设备，比较 典型的是结构长柱试验 机，用以进行柱、墙板 、砌体、节点与梁的受 压与受弯试验。试验机 由液压操纵台、大吨位 的液压加载器和机架三 部分组成。
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3.2 静力加载方法
持稳压状态。所以，比较理想
的加载方法是采用能够变荷的
同步液压加载设备来进行试验
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3.2 静力加载方法
液压加载特点 ➢液压加载是目前结构试验中应用比较普遍和理想的一种加 载方法。
➢最大优点是利用油压使液压加载器（千斤顶）产生较大的 荷载，试验操作安全方便，特别是对于大型结构构件试验要 求荷载点数多，吨位大时更为合适。
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3.2 静力加载方法
杠杆加载法 利用重物作集中荷载，会受到荷载量的限制，这时可以利用 杠杆将荷重放大后作用在结构上，不仅能扩大重力荷载的使 用范围，而且还可减轻加载的劳动强度。
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百度文库
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3.2 静力加载方法
杠杆加载法特点
➢优点：设备简单，取材方便，荷载恒定，加载形式灵活。 ，对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为合适。
机械力与气压加载设备
吊链、卷扬机、绞车、花篮螺丝、螺旋千斤顶及弹簧等是机 械力加载常用机具。
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利用气体压力对结构加载有两种方式：一种是利用压缩空气 加载；另一种是利用抽真空产生负压对结构构件施加荷载。 由于气压加载所产生的为均布荷载，所以，对于平板或壳体 试验尤为适合。 对于某些封闭结构，可以利用真空泵抽真空的方法，造成内 外压力差，即利用负压作用使结构受力。
初速度加载法 也称突加荷载法。如利用摆锤或落重的方法使结构在瞬时内 受到水平或垂直的冲击，产生一个初速度，同时使结构获得 所需的冲击荷载。
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3.3 动力加载方法
初速度加载法 冲击试验
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3.4 载荷支承装置和试验台座
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构 受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
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3.2 静力加载方法 重力直接加载法
重物荷载可直接堆放于结构表面（如板的试验）形成均布荷 载，或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载。
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➢电液伺服系统在试验加载设备中得到广泛应用后，为结构 动力试验模拟地震荷载、海浪波动等不同特性的动力荷载创 造了有利条件，使动力加载技术发展到了一个新的高度。
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3.2 静力加载方法
大型结构试验机
大型结构试验机是结构 试验室内进行大型结构 试验的专门设备，比较 典型的是结构长柱试验 机，用以进行柱、墙板 、砌体、节点与梁的受 压与受弯试验。试验机 由液压操纵台、大吨位 的液压加载器和机架三 部分组成。
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3.2 静力加载方法
液压加载系统 液压加载系统主要是由储油箱、高压油泵、液压加载器、测 力装置和各类阀门组成的操纵台通过高压油管连接组成。当 使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时尚必须配 置各种支承系统，来承受液压加载器对结构加载时产生的平 衡力。
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3.2 静力加载方法
这类加载装置的优点是试验用的重物容易取得，并可重复使 用，但加载过程中需要花费较大的劳动力。
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利用水作为重力加载用的荷载装置，是一个简易方便而且甚 为经济的方案。对于大面积的平板试验，如楼面、平屋面等 钢筋混凝土结构可以采用特殊的盛水装置作为均布荷载直接 加于结构表面。
在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时，水是最为理想 的试验荷载，它不仅附合结构物的实际使用条件，而且还能 检验结构的抗裂抗渗情况。
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3.3 动力加载方法
初位移加载法
也称为张拉突卸法。在结构上拉一钢丝缆绳，使结构变形而 产生一个人为的初始强迫位移，然后突然释放，使结构在静 力平衡位置附近作自由振动。对于小模型则可采用悬挂的重 物通过钢丝对模型施加水平拉力，剪断钢丝造成突然卸荷。
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3.3 动力加载方法
➢缺点：荷载量不能很大，操作笨重而费工。此外，当采用 重力加载方式试验时，一旦结构达到极限承载能力，因荷重 不能随结构变形而自动卸载，容易使结构产生过大变形而倒 塌。因此，安全保护措施应当足够重视。
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3.2 静力加载方法
液压加载器
➢液压加载器又称千斤顶，是液压加载设备中的一个主要部 件。 ➢主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入 液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。
液压加载系统 ➢液压加载法中利用普通手动液压加载器配合加荷承力架和 静力试验台座使用，是最简单的一种加载方法。
➢设备简单，作用力大，加载 卸载安全可靠，与重力加载法 相比，可大大减轻笨重的体力 劳动。
➢但如要求多点加载时则需要
多人同时操纵多台液压加载器
，这时难以做到同步加载卸载
，尤其当需要恒载时更难以保
支座
结构试验中的支座是支承结 构、正确传递作用力和模拟 实际荷载图式的设备，通常 由支座和支墩组成。 支座按作用方式不同有滚动 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）几种。
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3.4 载荷支承装置和试验台座
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构 受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。
支座
铰支座要求： 1、保证试件在支座处能自由 转动。 2、保证试件在支座处可将力 良好传递。 3、试件支座处铰的上线垫板 要有一定得刚度。
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3.4 载荷支承装置和试验台座
反力加载装置 目前常用的反力装置主要有反力墙、反力台座、门式刚架、反 力架和相应的各种组合类型，图为《建筑抗震试验方法规程》 中建议的几种实验加载装置。
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3.2 静力加载方法
大型结构试验机
大型结构试验机是结构 试验室内进行大型结构 试验的专门设备，比较 典型的是结构长柱试验 机，用以进行柱、墙板 、砌体、节点与梁的受 压与受弯试验。试验机 由液压操纵台、大吨位 的液压加载器和机架三 部分组成。
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3.2 静力加载方法
持稳压状态。所以，比较理想
的加载方法是采用能够变荷的
同步液压加载设备来进行试验
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3.2 静力加载方法
液压加载特点 ➢液压加载是目前结构试验中应用比较普遍和理想的一种加 载方法。
➢最大优点是利用油压使液压加载器（千斤顶）产生较大的 荷载，试验操作安全方便，特别是对于大型结构构件试验要 求荷载点数多，吨位大时更为合适。
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3.2 静力加载方法
杠杆加载法 利用重物作集中荷载，会受到荷载量的限制，这时可以利用 杠杆将荷重放大后作用在结构上，不仅能扩大重力荷载的使 用范围，而且还可减轻加载的劳动强度。
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百度文库
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3.2 静力加载方法
杠杆加载法特点
➢优点：设备简单，取材方便，荷载恒定，加载形式灵活。 ，对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为合适。
机械力与气压加载设备
吊链、卷扬机、绞车、花篮螺丝、螺旋千斤顶及弹簧等是机 械力加载常用机具。
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利用气体压力对结构加载有两种方式：一种是利用压缩空气 加载；另一种是利用抽真空产生负压对结构构件施加荷载。 由于气压加载所产生的为均布荷载，所以，对于平板或壳体 试验尤为适合。 对于某些封闭结构，可以利用真空泵抽真空的方法，造成内 外压力差，即利用负压作用使结构受力。
初速度加载法 也称突加荷载法。如利用摆锤或落重的方法使结构在瞬时内 受到水平或垂直的冲击，产生一个初速度，同时使结构获得 所需的冲击荷载。
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3.3 动力加载方法
初速度加载法 冲击试验
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3.4 载荷支承装置和试验台座
试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构 受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。