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1、结结构测试测试 技术术 结构静载试验 内容列表 (1) 结构试验 的加载设备 (2) 试验 装置的支座设计 (3) 应变测试 技术 (4) 静载试验 用仪器仪表 (5) 试验 准备与实施 (6) 结构静载试验 示例 试验 准备与实施 试验大纲是控制整个试验进 程的纲领性文件，而试验方 案则是在试验大纲指导下具体实施试验的设计文件。一般包 括： (1) 概述 (2) 试件设计及制作工艺 (3) 加载方案与设备 (4) 测试方案和内容 (5) 安全技术措施 (6) 试验组织 管理 (7) 附录 试件设计 结构试验的试件可以是整体结构或结构的一部 分，或结构中的构件。一般可以将结构试验的对象 通称为
2、试件。 1、试件形状 试件形状设计的基本要求是在规定的荷载条件 下，试件的受力特征可以反映实际结 构的受力特征 ，实现试验 目的。可分为基本构件和结构试件两 类。 基本构件指结构体系中的梁、柱、板、杆等。 结构试件包括单一结构如双向板、剪力墙、壳 体等和由基本构件组合而成的结构。 试件设计 框架结 构中的 梁柱和 节点计 划试件 试件设计 无梁平板结构中板柱节点试件 试件尺寸 试件尺寸与实际结 构尺寸相同时，称为真型试 件或足尺试件，试件尺寸明显小于实际结 构尺寸时 ，称为模型试件。 砼结砼结 构：以研究构件或截面力学性能为主要目 的时，预应力混凝土和钢筋混凝土试件的尺寸由材 料特性所要求的最
3、小尺寸控制。 钢结钢结 构：为消除尺寸效应的影响，钢结构一般 选择与实际结 构相同或相近的尺 寸，螺栓和焊缝。 砌体结结构：砌体结构的尺寸需满足块体和灰缝 尺寸的基本要求。 试件数量与试验 参数 结构试验 的目的以及试验 参数的选取决定了试件的 数量。 在生产性和鉴定性结构试验 中，试验 目的是检验试 验对 象的力学性能是否满足规范要求和设计 要求。 在研究型结构试验 中，试件的数量由试验 目的所规 定的试验 参数决定。 全组合方法与正交试验 法。 试件构造设计 (1) 对于钢筋混凝土和预应力混凝土试件，在集中 荷载作用点和支座部位预埋钢板，防止局部破 坏。 (2) 对于砌体受压试件，上下表面
4、平整度要求。 梁、柱、框架和桁架试件局部加强预制钢筋混凝土垫块 上的砌体 试件构造设计 (3) 钢结构一般在端部焊接钢板，或在端部焊接铰 链。 (4) 为测量混凝土内部应变和温度，需要预埋传感 器。 钢结 构节点试验 加载和观测 方案 结构静载试验 可分为短期荷载试验 和长期荷载 试验。在短期荷载试验 中，又可分为单调加载试验 和反复加载试验 。 1、静载试验 和加载制度 试验加载制度是试验实 施过程中荷载施加程序 和步骤，可以认为是施加荷载与时间的关系。 加载和观测 方案 单调 静载试验 的加载程序-分级加载制度 加载和观测 方案 分级加载制度中，每一级荷载增量大小和分级的数量，应根据试 验
5、目的和类型来确定，对于砼结 构， (1) 根据试件的受力特点和要求，计算试件的使用状态短期试验 荷 载值 。每级不宜超过20%。 (2) 为了准确捕捉开裂荷载，对于研究性试验 ，加载到达开裂荷载 计算值的90%后，每级加载值 不宜超过5%。对于检验 性试验 ，荷载 接近抗裂检验 荷载时 ，每级荷载不宜大于该值 的5%。 (3) 对于研究性试验 ，加载到达承载能力试验 研究计算值的90%以 后，每级加载值 不宜大于短期荷载值 的5%，对于检验 性试验 ，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 荷载的5%。 (4) 每级卸载值 可取为短期荷载值 的20%30%，卸载后在构件上
6、的剩余值宜与加载时 某一荷载值对应 。 在混凝土分级加载制度中，应按照统一的标准来 选取每级加载和卸载的荷载持续时间 ， 加载和观测 方案 (1)每级荷载加载和卸载后的持续时间 不少于10min， 宜相等。 (2)如果试验 要求得到结构或构件的正常使用极限状态 的性能指标，如变形和裂缝宽 度，在使用状态短期 试验 荷载作用下的持续时间 不少于30min。 (3)对于预应 力混凝土结构或构件，在开裂试验 荷载 计算值作用下持续时间 宜适当延长。 (4) 在现场对 混凝土结构进行试验时 ，对新型结构或 构件、大跨结构或其它重要结构，在使用状态短期 荷载作用下的持续时间 不宜少于12h。 空载时间长
7、 度应为 使用状态短期试验 荷载持续 时间 的1.5倍。 加载和观测 方案 框架试验 试验观测 方案设计 按照试验 的目的和要求，试验观测 方案应包含 以下内容： (1) 确定观测项 目。在结构静力荷载试验 中，测量 的项目包括荷载、位移、转角、应变 、裂缝分布与宽 度。 (2) 选择测 量范围、布置测点位置。测点的选择必须 要有代表性，所选测点得到的数据能够说明结构的受力性 能。 (3) 选择测 量仪器仪表，试验中选用的仪器仪表必须 能满足观测所需的精度与量程要求。电测法的适应性不如 机测法。 试验 前的技术准备工作 试验 前的技术准备工作： (1) 材料力学性能测定。混凝土开裂荷载的计算
8、要用到混凝土的抗拉强度。 (2) 试件安装就位。清理、检查 、测量、布点、 安全、对中以及坐浆。 (3) 安装加载设备 和测试仪 表。加载设备 、测 力传感器、荷载分配系统、仪表架、平面外支撑、 安装、划线、布点。 示例1：钢筋砼简 支梁静载实 验 简支梁的静载试验 的加载方式 承载能力+变形性能 固定铰与滚动铰 分配梁+千斤顶，避免拱作用 纯弯段与弯剪段 等效荷载示意图 示例1：钢筋砼简 支梁静载实 验 钢筋混凝土简支梁静载试验 fcf3(f1+f5)/2 梁的中点挠度实测值 ： 示例1：钢筋砼简 支梁静载实 验 (a)混凝土表面应变测点布置和量测；(b)）弯起钢筋应变测点布置和量测；(c)
9、箍筋应变测点布置和量测 测量应变的仪表在混凝土梁上的布置 主要观测 受压区混凝土最大压应变 、纵向受拉钢筋应变 、 抗剪试验 中箍筋和弯起钢筋的应变 、沿截面高度的应变变 化、 T型截面梁沿翼缘宽 度的应变变 化、混凝土受拉开裂时的应变 等。 示例1：钢筋砼简 支梁静载实 验 (a)开槽粘贴电阻应变计 (b)开槽安装杠杆引伸仪 (c)在钢筋上焊脚标以使用手持应变仪 测量钢筋混凝土构件内钢筋应变的方法 示例1：钢筋砼简 支梁静载实 验 图3.78 钢筋混凝土柱的试验装置及仪表布置 1支承架；2挠度计；3电阻应变计；4 柱试件；5测力计；6加载油缸；7曲率仪 两端铰支座 立式门架加载和试验 机加
10、载 双刀铰支座和球型支座 几何对中与力学对中 观测项 目 弯矩与侧移相关 完整应力-应变 曲线获 取 偏心受压柱的卧位试验 示例2：钢筋砼偏压柱静载实 验 示例3：钢筋砼板壳静载实验 简支方板加载示意图 (采用三层分配 梁) 示例3：钢筋砼板壳静载实验 壳体结构的均布加载方法 示例3：钢筋砼板壳静载实验 用液压加载器进行壳体结构加载试验 示例3：钢筋砼板壳静载实验 板角锚固镙栓 示例3：钢筋砼板壳静载实验 测点布置图荷载板边水平位移曲线 结论结论 ：如果板边水平位移受到约束，双向板在受力初期，将产生中 面压力，随着挠度加大，中面压力又转化为中面拉力。 示例4：桁架结构静载试验 桁架滚动支座构造
11、形式 1桁架端部节点；2上下钢垫板； 3半圆形支承板；4圆钢 屋架试验挠度测点布置图 正位加载、侧向支撑 支座反力中心线对 准轴线 交汇点 重物加载和多油缸同步加载 观测项 目 示例4：桁架结构静载试验 屋架试验应变测点布置图 一部分为复杂应 力状态的节点应变测试 ，另一部分为构件应变 测试 屋架结构内力按各杆件均为铰 接计算，上弦杆按连续 梁计算次内 力 上弦杆和腹杆的应变测 点多于下弦杆件，上弦杆考虑弯矩和轴力 ，下弦杆考虑轴 力 示例4：桁架结构静载试验 屋架端部节点上的应变测点布置 桁架节点受上弦 杆和支座的压力 以及下弦杆的拉 力，以及下弦杆 预应 力的作用。 示例5：砌体结构静载试验 砌体平均应变 的测量 砌体结构检验 分为2 类：1为柱和墙体的受 压试验 ，2为墙 体的受 剪试验 砌体试件的制作按 规范要求，按砌体的 组砌方式、错缝 搭接、 水平灰缝和竖向灰缝的 饱满 度等 测试项 目主要为砌体 水平位移和应变 示例6：楼面板静载试验 示例7：桥梁静载试验
