4-结构静力检测与试验

安装图式：正位试验 异位试验
试验荷载应使结构处于某种实际可能出现的最不 利的工作情况。如有几种极限状态，则分别在几个 试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面图式 结果情况下，一个试件做两个图式。
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案
1、荷载图式的选择
采用与计算图式不同的试验荷载图式：
(1)对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所怀 疑，而在试验时采用某种更接近于结构实际受力情 况的荷载图式；
位、最基本最大量的一种试验检测类型。 ▪ 技术与设备比较简单，容易实现 ▪ 有充分的时间观察结构的各种变化情况
▪ 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强度、刚度、抗裂性等基本 性能和破坏机制，分析、判定结构的工作状态与 受力情况。
§4-1 概述
二、结构静力检测与试验的目的与定义
科学研究性试验：参考《混凝土结构试验方法标准》 GB50152-92，加载级距要相对较小。
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定
例：混凝土梁开裂荷载27kN，破坏荷载134kN。 预载值： 27*70%=18.9(kN),取15kN，循环1~3次，
可不分级。 加载级别：
(1)开裂前： 10kN→20kN→24kN→26kN→27kN →28kN→…
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案
4、加载程序的确定 (1)预载：
i. 使结构进入正常工作状态 (密实节点或结合部位的间隙、使变形与荷载的关
系趋于稳定)
ii. 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，可对整个试 验起演习作用。
荷载值：不大于混凝土开裂荷载的70%。
每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求
恒载时间：
要求试验变形和裂缝宽度的构件，在使用状态短期试 验荷载作用下的恒载持续时间不应少于30min。 新型、大跨度结构：12h
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定 (2)正式试验(室内生产鉴定性试验) ：
加卸载循环次数： 由试验目的确定，一般为2~3次。
中和轴 位置及 应变分 布规律
最大拉 应变
一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均 应变量。
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
一、受弯构件试验—梁、板：
(二)试验项目和测点布置：
翼缘较宽较薄的T型梁
梁的腹板上开孔
90 67.5 45
22.5 0
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
一、受弯构件试验—梁、板： (二)试验项目和测点布置：
内部钢筋应力的测量
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
一、受弯构件试验—梁、板：
(二)试验项目和测点布置：
3.裂缝的测量——结构的抗裂性能、破坏形态
P
P
q
12 34567
12 34 5 -Mmax
脚标 +Mmax 手持应变仪测点布置
P
1 2 3 4 5 6 78
为了能准确地测得混凝土结构的破坏荷载，当加 载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力 检验荷载设计值的5%；
卸载级距： 可以放大，取使用状态短期试验荷载值的
20%~50%。
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定 (2)正式试验(室内生产鉴定性试验) ：
级间间歇时间： 钢结构：不少于5min 混凝土结构：10~15min 以控制测点观测仪表示值的变化来决定
§4-1 概述
一、结构静力荷载类型
▪ 恒载：永久荷载 自重、铺装层重量、土压力等
▪ 活载：可变荷载 人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等
▪ 标准荷载：正常条件下可能出现的最大荷载值
▪ 试验荷载： 标准荷载 极限承载力
§4-1 概述
二、结构静力检测与试验的目的与定义
▪ 结构始终要承受静力荷载 ▪ 结构静力试验与检测是结构荷载试验中占主导地
▪ 目的：根据被研究结构所处不同阶段的工作性质 决定
1．正常使用极限状态荷载(也称设计荷载)作用下结 构的挠度、应力及裂缝的试验与检测，并根据规 范要求评定这些指标是否满足设计使用要求；
2．结构抗裂性能试验与检测，研究结构构件的抗 裂性能，确定结构的实际开裂荷载；
3．结构极限承载能力试验与检测，研究结构构件 的破坏机制，确定结构的实际极限承载能力。
一、 确定加载方案
2、试验荷载的确定
(1)对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定正 常使用极限状态试验荷载值(标准荷载)； 正常使用短期荷载荷载值QS =永久荷载GK+可变荷载标准值QK。
(2) 对 混 凝 土 结 构 构 件 的 抗 裂 试 验 ， 应 确 定 开 裂 试 验荷载值；
(3) 对 结 构 构 件 的 承 载 力 试 验 ， 应 确 定 承 载 能 力 极 限状态试验荷载值。
应变计
压杆截面高度5~7个测点 —应变分布规律
裂缝密——超筋破 坏 裂缝稀——少筋破 坏
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
二、柱和压杆试验： (一)试件安装和加载方法：
柱：基本承重构件，中心或偏心受压
正位—大型结构试验机、长柱试验机、电液 加载系统
卧位—试件过于高大，不便安装和观测，考 虑自重的影响。
支承方式—刀口铰支座(双向)，球形铰支座
四、结构静力检测与试验的优点
▪ 由于静力试验的荷载大多采用分级逐步施加，因此 便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施 加下一级荷载前有充分的时间仔细观察结构变形的 发展，得到最明确和最清晰的结构荷载—变形关系 和破坏机制。
§4-1 概述
五、结构静力检测与试验的常见的结构构件类 型及主要研究内容
为了较为准确地获得结构开裂荷载的实测值，在加 载达到开裂试验荷载计算值的90%以后，每级加载值不 宜大于正常使用极限状态试验荷载值的5%。当试件开 裂后，每级加载值应恢复到上述20%的级距。
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定 (2)正式试验(室内生产鉴定性试验) ：
加载级距：
空载时间：
检验结构残余变形，确定结构恢复力特性
对于一般结构构件，其变形恢复持续时间为45min， 对于新结构构件和跨度较大的结构构件，其变形恢复 持续时间为18h。
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定
加载程序的调整： 现场试验：加大加载级距 地基与基桩静载试验：加载级距一般会减小，稳载时 间一般以小时计
(3)其他控制方式：如应变控制等
§4-2 结构静力试验方案
一、 确定加载方案 4、加载程序的确定
加载程序：是指试验进行期间荷载与时间的关系， 即对试验的加载级距、加载卸载循环次数、级间间 歇时间等做出有序安排。 加载级距：是指每次加、卸载的数值变化量
级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳 载时间。 目的：是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。
对中方式—几何对中、物理对中
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
二、柱和压杆试验：
(二)试验项目和测点布置：
１.观测项目：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制 断面或区域的应力变化规律、裂缝
２.测点布置：
铰支座
A
(1)挠度：受拉边，最பைடு நூலகம்挠
度、挠度曲线
(2)应变：
试件
受压区边缘—最大压应力 百分表
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
一、受弯构件试验—梁、板： (二)试验项目和测点布置： 1. 挠度测量
支座沉降
最大跨中挠度 弹性挠度曲线图
当跨度大于6m时，要相应增加挠度测点
1
5
2
3
4
f1
f5
f2 f2’
f3
f3’
f4 f4’
f2’
f3’
f4’
§4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计
(2)在不影响结构的工作和试验成果分析的前提下， 由于受试验条件的限制和为了加载的方便而改变荷 载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。
等效荷载图式：控制截面的内力值相等，加载时的 内力图形与理论计算时的内力图形相近，另外还要 考虑到是否会因最大内力区域的某些变化影响结构 的承载性能。
§4-2 结构静力试验方案
(2)开裂后： 30kN→50kN→70kN→90kN→110kN→120kN→ 130kN→135kN→140kN→…
§4-2 结构静力试验方案
二、 确定量测方案
首先考虑： 结构整体变形——结构挠度等随荷载变化的量测
然后考虑： 结构局部变形——应力、裂缝等的测量。
1.测点位置具有代表性，满足量测目的的需要；
第四章 结构静力检测与试验
▪ §4-1 概述 ▪ §4-2 结构静力试验方案 ▪ §4-3 结构工程中常见构件类型静力
试验设计 ▪ §4-4 房建结构现场静载试验设计 ▪ §4-5 桥梁结构现场静载试验设计
第四章 结构静力试验
▪ §4-6 基桩静载试验设计 ▪ §4-7 静载试验实施过程 ▪ §4-8 静力试验数据整理 ▪ §4-9 结构性能的检验与评定 ▪ §4-10 静力荷载试验检测实例
§4-1 概述
三、结构静力检测与试验的分类
▪ 按加载过程分类
1．荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构 件破坏；
2．荷载从零开始进行分级加载至预定荷载值或结构 破坏荷载值；
3．荷载从零开始平稳连续或分级施加若干次预定的 重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏；
4．长期持续荷载作用
§4-1 概述
一、受弯构件试验—梁、板：
宽度较大的梁(大于0.6m):