静载试验

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静载检测中最常见的是单调加载静力试验。 单调加载静力试验是指在短时期内对试验对象进行平稳的一次连 续施加荷载，荷载从零开始一直加到结构构件破坏，或是在短时 期内平稳地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。
单调加载静力试验主要用于研究结构承受静荷载作用下构件 的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。土木工程结构 中大量的基本构件试验主要承拉、压、弯、剪、扭等最基本作用 力的梁、板、柱和砌体等系列构件。通过单调加载静力试验可以 研究各种基本作用力单独或组合作用下构件的荷载和变形的关系， 对于混凝土构件尚有荷载与开裂的相关关系及反映结构构件变形 与时间关系的徐变问题，对于钢结构构件则还有局部或整体失稳 的问题。对于整体结构通过单调加载静力试验能揭示结构空间工 作、整体刚度、非承重构件和某些薄弱环节对结构整体工作的影 响等方面的某些规律。
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。
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(3)对于弯矩和轴力共同作用的构件，应在最大弯 矩作用截面处沿平行于杆轴方向的两个侧面布置两个 或四个应变片。
(4)对于开孔薄腹梁或薄壁容器，可沿孔边切线方 向布置应变片。
(5)对于超静定梁或框架，可在估计反弯点位置的 两旁布置两个应变片，测出应变后按比例求应变为零 (即反弯点)的位置。
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(三)应变观测 主应力方向已知的情况 主应力方向未知的情况
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1．主应力方向已知的情况 (1)对于轴向受力构件，为了消除荷载偏心影响，可在构件
两相对侧面内沿平行于杆轴方向布置两个应变片，取两应变片 的平均应变作为实测应变。
(2)对于受弯构件，如果测定最大应力，可在最大弯矩作用 截面的上、下边缘布置应变片；如果测定中和轴位置或验证平 截面假定，应沿侧面高度方向布置一定数量的应变测点，测点 数不宜少于5个，如图所示(图中“△”表示应变测点位置，“-” 表示应变片)。
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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。
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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。
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（二）加载程序：是指对检测进行的加载级距、加载卸载循环
次数、级间间歇时间等的有序安排,下图表示一般静载检测的过
程。
分步加载的目的： 1）控制加载速度； 2）便于观察变形、 裂缝； 3）统一试验加载 步骤。
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1．预载 预载的目的在于：
①密实节点或结合部位的间隙， 使结构进入正常工作状态； ②检查测试装置是否可靠，观测仪表是否正常； ③检查组织工作和人员工作情况,起演习的作用。
总之，通过预载试验可以发现一些潜在的问题，并将之解 决在正式试验之前，对保证试验工作顺利进行具有一定的意义。
预载加载的级距取20％的正常使用极限状态短期荷载检测 值，共加三级，级间间歇时间为10分钟。
普通钢筋混凝土结构的预载值不宜超过开裂荷载计算值的 70％。
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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
(4)对于双向板、空间薄壳结构等双向受力结构，挠度测点 应沿两个跨度方向或主曲率方向的跨中或挠度最大的部位布置。
(5)对于柱、框架、杆塔或足房屋屋结构等，为了测定整体 位移及变形曲线，一般沿与主要轴向力成正交的两个方向布置 位移量测仪表。
(6)对于高层楼房或其他高耸结构，为了测定在风荷载作用 下的顶部位移，可以使用激光经纬仪。
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7.测试安全措施，包括人员、仪器、试件侧向稳定等的保护技 术措施。
8.进度计划，记录表格制作。 9.试验组织管理，一个试验，特别是大型试验，参加试验人数
多，牵涉面广，必须严密组织，加强管理。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、 指挥调度以及必要的交底和培训工作。 10.附录，包括所需器材、仪表、设备及经费清单、观测记录 表格、量测仪表的率定结果报告和其他必要文件、规定等。 总之，整个检测方案的准备必须充分，规划必须细致、全面。 每项工作及每个步骤必须十分明确。防止盲目追求试验次数 多，仪表数量多，观测内容多和不切实际的提高测量精度等， 以免给试验带来混乱和造成浪费，甚至使试验失效或发生安 全事故。
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三、观测方法 （一）对观测点的基本要求:选择观测点时，应满足下述基本要 求：
(1)测点位置具有代表性，以便测取最关键的数据，便于对试 验结果分析和计算；
(2)在满足试验目的的前提下，测点数量宜少不宜多，以简化 试验内容，节约经费开支，使测试工作的重点突出；
(3)为保证量测数据的可靠性，有一定数量的校核性测点。在 试验过程中，由于偶然因素会有部分仪器或仪表工作不正常或 发生故障，影响量测数据的可靠性，因此不仅在需要量测的部 位设置测点，也应在已知参数的位置上布置校核性测点，以便 判别量测数据的可靠程度；
边肋和板宽中心线的最大挠度。 跨度不超过6m的构件，沿跨度方向布置三个观测仪表；跨
度大于6m的构件，沿跨度方向相应增加挠度观测仪表。
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(2)屋架、桁架结构的上、下弦杆受力状态不同。为了测出 上、下弦杆的挠度曲线，应分别布置测定上、下弦杆挠度的仪 表。
(3)对于高跨比较大的桁架(或其他构件)，为了保证结构的 正常工作，除布置测定挠度的仪表外，还应布置测定水平位移 和出平面的侧向位移的仪表。
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(2)满载时间。加载至正常使用极限状态短期荷载检测值后， 恒载时间不得少于30分钟，对于钢结构不应少于30分钟，钢筋 混凝土结构不应少于12小时，木结构不应少于24小时，拱或砌 体为72小时。要使结构有充分变形的时间，因为此时结构的变 形值即为结构的刚度。在观测仪表指示稳定的情况下，测取结 构应变、变形和裂缝宽度等项数据，结束恒载。
(3)恒载后的卸载级距，可取20％一50％的正常使用短期荷 载检测值，级间间歇时间为10分钟。
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(4)卸载后的空载时间，即受载结构卸载后到下一次重新开始受
载之间的间歇时间。以便观测结构在卸载后的残余变形和变形的 恢复情况，受载后的残余变形和变形的恢复情况均可说明结构的 工作性能。
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3.承载力极限状态检测 先取不大干20％正常使用极限状态短期荷载检测值的级距
3、承载力极限状态荷载检测值按下式确定：
它是结构最大能承受的短期荷载检测值。
Q GGK QQK
式中 G、 Q:分别为永久荷载（1.2）和可
变荷载（1.4）的分项系数。
因测试条件所限而采用等效荷载图式时，原则上应使控制 截面的内力值相等，测试加载内力图形与理论计算时的内力图 形相近。采用等效荷载加载，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)使测读安全、方便，所选用的各类量测仪器的量程应大于 最大测值的l.25倍。
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(二)位移观测 (1)对于粱、单向板、桁架等受弯构件，若宽度不超过0.6m，
挠度仪表沿跨度方向单排布置； 若宽度超过0. 6m，挠度仪表沿跨度方向在构件两侧双排
对称布置，以两侧仪表读数的平均值作为观测位移值。 具有边肋的单向板，沿跨度方向布置三排观测仪表，量测
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2.测试场地的选定和布置。 3.试件的安装和就位，其中包括就位的形式（正位、卧位或 反位）、支承装置，保证试件侧向稳定的措施和安装就位的方 法及机具等。 4.加载方法，包括加载设备及装置，荷载数量及种类，加载 图式，加载程序等。 5.测量方法，也称观测设计，主要说明观测项目、测点布置 和量测仪表的选择、仪表标定方法、仪表布置及编号、仪表安 装方法、量测顺序规定和补偿仪表的设置等。 6.辅助试验。结构试验往往要做一些辅助试验，如材料物理力 学性能的试验和某些探索性小试件或小模型、节点试验等。本 项应列出试验内容，阐明试验目的、要求、试验种类、试验个 数、试件尺寸、制作要求和试验方法等。
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。
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二、加载图式和加载程序
加载图式:是指检测荷载在试件上的布置形式，包括荷载类型 （如重力加载或液压加载）和荷载分布情况（如均布加载或集 中加载）。 (一).荷载类型:检测时的荷载应该使结构处于某种实际可能出现 的最不利的工作情况。 1、对于承受均布荷载的简支板类受弯构件，若仅有一种可变荷 载，则正常使用极限状态短期荷载检测值按下式确定：
如载至正常使用极限状态短期荷载检测值， 然后取不大于10％正常使用极限状态短期荷载检测值的级
距继续加载，当荷载达到承载力荷载检测值的90％后，以不大 于5％的承载力荷载检测值的级距加载至结构出现承载力极限状 态的检测标志，以便确定承载力检测荷载实测值。
级间间歇时间 取10分钟，但 以结构变形稳 定为主。
第六章 静载检测
静载检测：指结构或构件在静力荷载作用下，通过专 门仪器设备测得结构或构件的各种变形、内力变化及承 载能力。在大量的结构检测中大多数为静载检测。 例如：建筑工程的质量验收，旧有结构的实际承载能力 的评定及改建、扩建、加固、补强处理等。另外，对批 量生产的预制构件进行质量鉴定，抽样检测及对新型结 构或工艺提供试验佐证等也属于静载检测范围。因此， 静载检测也是结构检测工作中一项最常见也是最基本的 工作。
QS GK QK
式中GK、QK :分别为永久荷载（结构的自重和装饰重）
和可变荷载（使用荷载，桌椅等）的标准值。 kN / m2
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2、荷载的长期效应组合值按下式确定： 它是结构针对可变荷载在长期使用期内（设计基准期内），结
构应能承受的荷载组合值。
QL GK qQK 式中 q :可变荷载的准永久值系数（0.4）
内容（10方面）： 1．检测目的及技术依据 准备工作首先要把握信息，这就要调查研究，收集资料，
充分了解本项试验的任务和要求，明确目的，使规划试验时心 中有数，以便确定试验的性质和规模，试验的形式、数量和种 类，正确地进行试验设计。
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①.对于鉴定性检测，调查研究主要是向有关设计、施工和使用 单位或人员收集资料。设计方面包括设计图纸、计算书和设计 所依据的原始资料（如工程地质资料、气象资料和生产工艺资 料等）；施工方面包括施工日志、材料性能试验报告、施工记 录和隐蔽工程验收记录等；使用方面主要是使用过程、超载情 况或事故经过等。 ②.对于研究性检测，调查主要向有关科研单位和情报检索部门 必要的设计和施工单位，收集与本试验有关的历史（如国内外 有无做过类似的试验，采用的方法及结果等）、现状（如已有 哪些理论、假设和设计、施工技术水平及材料、技术状况等） 和将来发展的要求（如生产、生活和科学技术发展的趋势与要 求等）
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测方案 检测方案是进行检测的纲领性文件，通常包括必下几方面的