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1、第四章第四章 结构静力检测与试验结构静力检测与试验4-1 4-1 概述概述4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力结构工程中常见构件类型静力 试验设计试验设计4-4 4-4 房建结构现场静载试验设计房建结构现场静载试验设计4-5 4-5 桥梁结构现场静载试验设计桥梁结构现场静载试验设计第四章第四章 结构静力试验结构静力试验4-7 4-7 静载试验实施过程静载试验实施过程4-8 4-8 静力试验数据整理静力试验数据整理4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定4-10 4-10 静力荷载试验检测实例静力荷载试验检测实例4-6 4-6
2、 基桩静载试验设计基桩静载试验设计一、结构静力荷载类型一、结构静力荷载类型恒载：永久荷载恒载：永久荷载 自重、铺装层重量、土压力等自重、铺装层重量、土压力等4-1 4-1 概述概述活载：可变荷载活载：可变荷载 人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等人、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标准荷载：正常条件下可能出现的最大荷载值试验荷载：试验荷载： 标准荷载标准荷载 极限承载力极限承载力二、结构静力检测与试验的目的与定义二、结构静力检测与试验的目的与定义结构静载试验是用物理力学方法，测定和研究结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
3、、刚度、抗裂性等基本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性能和破坏机制，分析、判定结构的工作状态与受力情况。受力情况。 结构始终要承受静力荷载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结构静力试验与检测是结构荷载试验中占主导地位、最基本最大量的一种试验检测类型。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有充分的时间观察结构的各种变化情况4-1 4-1 概述概述二、结构静力检测与试验的目的与定义二、结构静力检测与试验的目的与定义目的：根据被研究
4、结构所处不同阶段的工作性质目的：根据被研究结构所处不同阶段的工作性质决定决定1 1正常使用极限状态荷载正常使用极限状态荷载( (也称设计荷载也称设计荷载) )作用下结作用下结构的挠度、应力及裂缝的试验与检测，并根据规构的挠度、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；范要求评定这些指标是否满足设计使用要求；2 2结构抗裂性能试验与检测，研究结构构件的抗裂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；性能，确定结构的实际开裂荷载；3 3结构极限承载能力试验与检测，研究结构构件的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
5、际极限承载能力。破坏机制，确定结构的实际极限承载能力。4-1 4-1 概述概述三、结构静力检测与试验的分类三、结构静力检测与试验的分类按加载过程分类按加载过程分类1 1荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构 件破坏；件破坏；2 2荷载从零开始进行分级加载至预定荷载值或结构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；破坏荷载值；3 3荷载从零开始平稳连续或分级施加若干次预定的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；重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏；4 4长期持续荷载作用长期持续荷载
6、作用4-1 4-1 概述概述四、结构静力检测与试验的优点四、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发展，得到最明确和最清晰的结构荷载变形关系变形关系和破坏机制。和破坏机制。4-1 4-1 概述概述五、结构静力检测与试验的常见的结构构件类五、结构静力检测与试验的常见的结构构件类 型及主要研究内容型及主要研究内容构构件
7、件试试验验荷载和变形的关系荷载和变形的关系荷载与开裂的相关关系荷载与开裂的相关关系徐变徐变局部或整体失稳局部或整体失稳次应力、内力重分布次应力、内力重分布整整体体试试验验结构空间工作结构空间工作整体刚度整体刚度非承重构件和某些薄弱非承重构件和某些薄弱环节对结构整体工作的环节对结构整体工作的影响影响评定结构的实际工作性评定结构的实际工作性能能房屋、桥梁、涵洞、隧道等房屋、桥梁、涵洞、隧道等基本构件：梁、板、柱、基本构件：梁、板、柱、 砌体等砌体等组合构件：框架、桁架、组合构件：框架、桁架、 壳体、折板、壳体、折板、 网架等网架等4-1 4-1 概述概述六、结构静载试验的现状及未来展望六、结构静载
8、试验的现状及未来展望主导作用主导作用混凝土结构试验方法混凝土结构试验方法GB 50152-92GB 50152-92桥梁荷载试验规范桥梁荷载试验规范基桩检测规范基桩检测规范混凝土预制构件质量检验评定标准混凝土预制构件质量检验评定标准 GBJ321-90 GBJ321-904-1 4-1 概述概述一、一、 确定加载方案确定加载方案荷载图式：荷载图式：试验检测荷载在试件上的布置形式，包试验检测荷载在试件上的布置形式，包括荷载类型和分布情况。括荷载类型和分布情况。由试验目的和结构计算图形决定试验荷载图式由试验目的和结构计算图形决定试验荷载图式安装图式：正位试验安装图式：正位试验 异位试验异位试验 试
9、验荷载应使结构处于某种实际可能出现的最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。式结果情况下，一个试件做两个图式。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择一、一、 确定加载方案确定加载方案1、荷载图式的选择、荷载图式的选择采用与计算图式不同的试验荷载图式：采用与计算图式不同的试验荷载图式：(1)对对于于设设计计计计算算所所采采用用的的荷荷载载图图式
10、式的的合合理理性性有有所所怀怀疑疑，而而在在试试验验时时采采用用某某种种更更接接近近于于结结构构实实际际受受力力情情况的荷载图式；况的荷载图式；(2)在在不不影影响响结结构构的的工工作作和和试试验验成成果果分分析析的的前前提提下下，由由于于受受试试验验条条件件的的限限制制和和为为了了加加载载的的方方便便而而改改变变荷荷载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。等等效效荷荷载载图图式式：控控制制截截面面的的内内力力值值相相等等，加加载载时时的的内内力力图图形形与与理理论论计计算算时时的的内内力力图图形形相相近近，另另外外还还要要考考虑虑到到是是否否会会因因最
11、最大大内内力力区区域域的的某某些些变变化化影影响响结结构构的承载性能。的承载性能。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案2、试验荷载的确定、试验荷载的确定(1)对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定正正 常使用极限状态试验荷载值常使用极限状态试验荷载值(标准荷载标准荷载)； 正常使用短期荷载荷载值正常使用短期荷载荷载值QS =永久荷载永久荷载GK+可变荷载标准值可变荷载标准值QK。(2)对对混混凝凝土土结结构构构构件件的的抗抗裂裂试试验验，应应确确定定开开裂裂试试 验荷载值验荷载值；(3)对对结结构构构构件件
12、的的承承载载力力试试验验，应应确确定定承承载载能能力力极极 限状态试验荷载值限状态试验荷载值。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案3、加载控制方式的确定、加载控制方式的确定(1)荷载控制方式：荷载控制方式：加载量以荷载值作为控制参数，加载量以荷载值作为控制参数，每次施加需要的荷载增量，当荷载达到预定值后，每次施加需要的荷载增量，当荷载达到预定值后，进行其它参数进行其它参数(如挠度、应变等如挠度、应变等)的测量。的测量。(2)位位移移控控制制方方式式：以以结结构构变变形形控控制制测测点点的的位位移移量量或或电电液液伺伺服服加加载载设设备备的的活活塞塞
13、行行程程为为控控制制参参数数，当当位位移移控控制制测测点点的的位位移移量量达达到到规规定定值值后后，再再进进行行其其它它参参数数(如荷载、应变等如荷载、应变等)的测量；的测量；(3)其他控制方式：其他控制方式：如应变控制等如应变控制等4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定加载程序加载程序：是指试验进行期间荷载与时间的关系，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。歇时间等做出有序安排。加载级距加载级距：是指每次加、卸
14、载的数值变化量是指每次加、卸载的数值变化量级间间歇级间间歇时间：时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳每加载至一个级别的荷载之后的稳载时间。载时间。目的：目的：是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。加卸载循环次数加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载荷载从零加载到预定荷载( (一般为一般为正常使用极限状态荷载正常使用极限状态荷载) )后卸载，然后再加载、卸载后卸载，然后再加载、卸载的反复次数，通常与试验性质有关的反复次数，通常与试验性质有关。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案静载试验加载程序静载试验加载程序预载阶段预载阶段正常使用极限状态试
15、验阶段正常使用极限状态试验阶段破坏试验阶段破坏试验阶段第一次循环第一次循环第二次循环第二次循环空载空载由试验目的确定的荷载值由试验目的确定的荷载值预载值预载值破坏荷载值破坏荷载值加载时间加载时间级间间歇时间级间间歇时间级级距距荷载荷载时间时间空载空载空载空载一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(1)预载：预载： i. 使结构进入正常工作状态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 系趋于稳定系趋于稳定) 级距：级距：分分1 13 3级进行加载。级进行加载。 荷载值：荷载值：不大于混凝土开裂荷载
16、的不大于混凝土开裂荷载的70%70%。 循环次数：循环次数：1 13 3次。次。 ii. 检查现场的试验组织工作和人员工作情况，检查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。验起演习作用。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验)： 加载级距加载级距： 为为了了较较为为准准确确地地获获得得结结构构开开裂裂荷荷载载的的实实测测值值，在在加加载载达达到到开开裂裂试
17、试验验荷荷载载计计算算值值的的90%以以后后，每每级级加加载载值值不不宜宜大大于于正正常常使使用用极极限限状状态态试试验验荷荷载载值值的的5%。当当试试件件开开裂后，每级加载值应恢复到上述裂后，每级加载值应恢复到上述20%的级距。的级距。 在在达达到到正正常常使使用用极极限限状状态态试试验验荷荷载载值值以以前前，每每级级加加载载值值不不宜宜大大于于该该荷荷载载值值的的20%，在在超超过过正正常常使使用用极极限限状状态试验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的态试验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的10%。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载
18、程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验) ： 加载级距加载级距： 为了能为了能准确地测得混凝土结构的破坏荷载准确地测得混凝土结构的破坏荷载，当加，当加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力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检验荷载设计值的5%5%；卸载级距：卸载级距： 可以放大，取使用状态短期试验荷载值的可以放大，取使用状态短期试验荷载值的 20%50%。4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验
19、室内生产鉴定性试验) ： 级间间歇时间级间间歇时间： 以控制测点观测仪表示值的变化来决定以控制测点观测仪表示值的变化来决定 每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求混凝土结构：混凝土结构：1015min钢结构：不少于钢结构：不少于5min 新型、大跨度结构：新型、大跨度结构：12h要要求求试试验验变变形形和和裂裂缝缝宽宽度度的的构构件件，在在使使用用状状态态短短期期试试验荷载作用下验荷载作用下的的恒载持续时间不应少于恒载持续时间不应少于30min。 恒载时间恒载时间：4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4
20、、加载程序的确定、加载程序的确定(2)正式试验正式试验(室内生产鉴定性试验室内生产鉴定性试验) ： 检验结构残余变形，确定结构恢复力特性检验结构残余变形，确定结构恢复力特性由试验目的确定，一般为由试验目的确定，一般为23次。次。 加卸载循环次数加卸载循环次数：对对于于一一般般结结构构构构件件，其其变变形形恢恢复复持持续续时时间间为为45min，对对于于新新结结构构构构件件和和跨跨度度较较大大的的结结构构构构件件，其其变变形形恢恢复复持续时间为持续时间为18h。 空载时间空载时间：4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定
21、加载程序的调整加载程序的调整：科学研究性试验：科学研究性试验：参考参考混凝土结构试验方法标准混凝土结构试验方法标准GB50152-92GB50152-92，加载级距要相对较小。，加载级距要相对较小。地地基基与与基基桩桩静静载载试试验验：加加载载级级距距一一般般会会减减小小，稳稳载载时时间一般以小时计间一般以小时计现场试验：现场试验：加大加载级距加大加载级距4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、一、 确定加载方案确定加载方案4、加载程序的确定、加载程序的确定例：混凝土梁开裂荷载例：混凝土梁开裂荷载27kN，破坏荷载，破坏荷载134kN。加载级别：加载级别：预预载载值值：27*70%
22、=18.9(kN),取取15kN，循循环环13次次， 可不分级。可不分级。(1)开裂前：开裂前： 10kN20kN24kN26kN27kN 28kN (2)开裂后：开裂后： 30kN50kN70kN90kN110kN120kN 130kN135kN140kN4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案二、二、 确定量测方案确定量测方案 首先考虑首先考虑： 结构结构整体变形整体变形结构挠度等随荷载变化的量测结构挠度等随荷载变化的量测 然后考虑然后考虑： 结构结构局部变形局部变形应力、裂缝等的测量。应力、裂缝等的测量。1.1.测点位置具有代表性，满足量测目的的需要；测点位置具有代表性，满足量测
23、目的的需要；2.2.测点数量应适宜，使测试工作的重点突出；测点数量应适宜，使测试工作的重点突出；3.3.要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于 校核主要观测数据，供计算和分析时参考；校核主要观测数据，供计算和分析时参考； 零应力处、对称点、理论计算有把握的位置零应力处、对称点、理论计算有把握的位置4-2 4-2 结构静力试验方案结构静力试验方案一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(一一)试件安装和加载方法：试件安装和加载方法： 正位、简支正位、简支(铰支承、滚动支承铰支承、滚动支承) 集中等效荷载集中等效荷载(控制断面内力相等控
24、制断面内力相等)4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：最大跨中挠度最大跨中挠度当跨度大于当跨度大于6m6m时，要相应增加挠度测点时，要相应增加挠度测点弹性挠度曲线图弹性挠度曲线图支座沉降支座沉降1. 挠度测量挠度测量4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计12345f2f1f3f4f5f3f4f2f3f4f2一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：宽度较大的梁宽度较大的梁( (大于大于0.6m):0.6m
25、):有纵肋的情况有纵肋的情况4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：长宽比小于长宽比小于2 2的板的板: :4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：2. 应变测量应变测量弯剪区弯剪区纯弯区纯弯区 一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均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。应变量。最大压最大压应变应变最大拉最大拉应变应变中和轴中和轴位置及位置及应
26、变分应变分布规律布规律校核测点校核测点4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：翼缘较宽较薄的翼缘较宽较薄的T型梁型梁梁的腹板上开孔梁的腹板上开孔0 22.5 45 67.5 90 4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：内部钢筋应力的测量内部钢筋应力的测量4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件
27、类型静力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：3.3.裂缝的测量裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态结构的抗裂性能、破坏形态手持应变仪测点布置手持应变仪测点布置1 2 3 4 571 2 3 4 5+Mmax -Mmax q6脚标脚标 应变片测点布置应变片测点布置(上图上图正视图，下图正视图，下图仰视图仰视图)PP12345678跨裂缝应变测点荷载跨裂缝应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P5不跨裂缝中应变测点荷载不跨裂缝中应变测点荷载应变曲线图应变曲线图 P44-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静
28、力试验设计一、受弯构件试验一、受弯构件试验梁、板：梁、板：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：3.3.裂缝的测量裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态结构的抗裂性能、破坏形态PP垂直裂缝宽垂直裂缝宽抗弯破坏抗弯破坏 斜裂缝宽斜裂缝宽抗剪破坏抗剪破坏裂缝密裂缝密超筋破坏超筋破坏裂缝稀裂缝稀少筋破坏少筋破坏4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计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、柱和压杆试验：(一一)试件安装和加载方法试件安装和加载方法：柱：基本承重构件，中心或偏心受压柱：基本承重构件，中心或偏心受压 正位正位大型结构试验机、长柱试验机、电液大型结构试验机、长
29、柱试验机、电液加载系统加载系统 卧位卧位试件过于高大，不便安装和观测，考试件过于高大，不便安装和观测，考虑自重的影响。虑自重的影响。 支承方式支承方式刀口铰支座刀口铰支座( (双向双向) )，球形铰支座，球形铰支座 对中方式对中方式几何对中、物理对中几何对中、物理对中4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计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、柱和压杆试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：. .观测项目：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制观测项目：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、裂缝断面或区域的应力变化规律、裂缝. .测点布置
30、：测点布置：应变计应变计铰支座铰支座试件试件百分表百分表AAA-A(1)(1)挠度：受拉边，最大挠挠度：受拉边，最大挠度、挠度曲线度、挠度曲线(2)(2)应变：应变：受压区边缘受压区边缘最大压应力最大压应力压杆截面高度压杆截面高度5 57 7个测点个测点 应变分布规律应变分布规律4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架试验：三、桁架试验：(一一)试件安装和加载方法试件安装和加载方法： 正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋架同时试验架同时试验1. 1. 挠度的测量挠度的测量4-3 4-3 结构工程
31、中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：2.2.内力的测量内力的测量在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。应变测点数应变测点数= =内力未知数内力未知数杆件内力：轴力和弯矩杆件内力：轴力和弯矩( (x x、y y 方向方向) )xyxy只有轴力只有轴力N N作用作用有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx作用作用x有轴力有轴力N N和弯矩和弯矩 MxMx、MyMy作用作用y4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架
32、试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：杆件应变截面的选择：杆件应变截面的选择：(1)(1)杆件中部：测量屋架在承受轴力或轴力和弯矩杆件中部：测量屋架在承受轴力或轴力和弯矩 组合影响下的应力并避免节点刚度的影响。组合影响下的应力并避免节点刚度的影响。红色红色(2)(2)靠近节点：测量由于节点刚度引起的次弯矩。靠近节点：测量由于节点刚度引起的次弯矩。橘色橘色4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：3.3.端部节点的应力分析：三向应变测点端部节点的应力分析
33、：三向应变测点4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：4.4.桁架端节点锚头部位应变测点布置桁架端节点锚头部位应变测点布置124534-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计三、桁架试验：三、桁架试验：(二二)试验项目和测点布置试验项目和测点布置：5.5.桁架下弦预应力钢筋张拉应力测量桁架下弦预应力钢筋张拉应力测量测试：测试：预应力钢筋在施工张拉和试验过程中的应力值预应力钢筋在施工张拉和试验过程中的应力值以及预应力的损失情况以及预应力的
34、损失情况测点位置：测点位置：桁架跨中及两端部位桁架跨中及两端部位桁架跨度较大时，则在桁架跨度较大时，则在1/41/4跨度的截面上可增加测点跨度的截面上可增加测点6.6.裂缝测量：拉杆及下弦杆裂缝测量：拉杆及下弦杆 (1)(1)预应力杆件的开裂荷载值预应力杆件的开裂荷载值 (2)(2)使用状态试验荷载值作用下的最大裂缝宽度及使用状态试验荷载值作用下的最大裂缝宽度及各级荷载作用下的主要裂缝宽度。各级荷载作用下的主要裂缝宽度。4-3 4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计结构工程中常见构件类型静力试验设计简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验1角钢型号角钢型号P18、P20、P
35、22；2加载方式加载方式千斤顶加载点千斤顶加载点100kN50kN简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验通过两级分载系通过两级分载系统将一台压力机统将一台压力机产生的荷载传递产生的荷载传递到桁架的到桁架的4 4个节个节点上。点上。 反力装置反力装置液压加载器液压加载器二级分载梁二级分载梁一级分载梁一级分载梁简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验3测试内容测试内容P/2AACCBBCCBBBCCBBCCBAAAAAA5555014.2B-B(C-C)共共8个测点个测点517.4A-A2个测点个测点简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验4理论计
36、算；理论计算；图图3-2 各杆件应变及各节点位移理论计算结果各杆件应变及各节点位移理论计算结果50kN-228 4.6mm-228 228 228 148 148 444 444 6.2mm4.6mm159 159 00-265 -397 -265 简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验5应变测试：半桥单臂应变测试：半桥单臂(1/4桥桥) 公共补偿公共补偿 查线查线 通道A22通道B44导线编号：每根导线上编号导线编号：每根导线上编号唯一，两端编号相同。唯一，两端编号相同。该应变测点连该应变测点连接在号线上接在号线上该应变测点连该应变测点连接在号线上接在号线上号线连接在号线连
37、接在A通道上通道上号线连接在号线连接在B通道上通道上故该测点的应故该测点的应变值在变值在A通道通道读取读取故该测点的应故该测点的应变值在变值在B通道通道读取读取注：注：A、B分别为应变仪的通道号分别为应变仪的通道号简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验6挠度测试：挠度测试： 按分配名单读表按分配名单读表 专人进行挠度汇总专人进行挠度汇总 百分表调整百分表调整 读数读数(不计算差值不计算差值)，报给汇总人员，报给汇总人员 每组都要有挠度数据每组都要有挠度数据简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验7数据处理：数据处理：P/2AACBBC234AAAAAACBBC
38、BBCCBBCC51A-AA-A截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向力产生的应变力产生的应变91011.7A-A简支钢桁架模型非破坏静载实验简支钢桁架模型非破坏静载实验7数据处理：数据处理：B-B(C-C)B-B(C-C)截面：应变片粘贴在截面的上部和下截面：应变片粘贴在截面的上部和下部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：3(7)4(8)1(5)2(6)7.725 M上上 N-N7.7 M下下25B-B(C-C)554(8)3(7)2557.71(5)2(6)5简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载
39、实验对一根已知的待检测构件对一根已知的待检测构件钢筋混凝土简支钢筋混凝土简支梁进行分析计算；根据计算结果设计实验方梁进行分析计算；根据计算结果设计实验方案并完成整个实验；整理出完整的实验结果；案并完成整个实验；整理出完整的实验结果；将实验结果与理论计算值进行比较，判断该将实验结果与理论计算值进行比较，判断该梁是否达到设计要求。梁是否达到设计要求。通过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行通过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行为，掌握钢筋混凝土梁完整的实验过程。为，掌握钢筋混凝土梁完整的实验过程。简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验内容实验内容 受拉钢筋的应变测试；受拉钢筋的
40、应变测试；混凝土的应变测试；混凝土的应变测试；梁的挠度测试；梁的挠度测试；混凝土梁的开裂荷载测试；混凝土梁的开裂荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁裂缝宽度与荷载的关系；混凝土梁裂缝宽度与荷载的关系；混凝土梁的破坏形态。混凝土梁的破坏形态。简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验构件实验构件钢筋混凝土简支梁钢筋混凝土简支梁尺寸：计算跨径尺寸：计算跨径 宽宽 高高=3000 150 300mm。 配筋：四种配筋：四种(见后见后)简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-1 配筋图配筋图
41、100010001000箍筋箍筋 62006200受拉纵筋受拉纵筋2 2 12 12架力筋架力筋2 2 10简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-2 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋3 3 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62006200简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-3 配筋图配筋图受拉纵筋受拉纵筋4 4 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62006200简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验L-4 配筋图配筋图100010001000受拉纵筋受拉纵筋5 5 12 12架力筋架力筋2 2 10箍筋箍筋 62
42、006200简支钢筋混凝土梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验方案内容方案内容 计算：计算： 开裂荷载、破坏荷载开裂荷载、破坏荷载 跨中应变跨中应变(开裂时刻混凝土及钢筋、破坏时钢筋开裂时刻混凝土及钢筋、破坏时钢筋) 跨中挠度跨中挠度(破坏时破坏时) 破坏过程及破坏形态破坏过程及破坏形态(弯、剪、超筋、适筋、少筋弯、剪、超筋、适筋、少筋) 设计：设计： 测点布置图：混凝土应变测点布置图：混凝土应变(纯弯段、弯剪段纯弯段、弯剪段)、钢筋、钢筋 应变、挠度应变、挠度 加载程序：加载程序：(计算出每级荷载的加载量计算出每级荷载的加载量) 仪器选用仪器选用 实验表格设计实验表格设计简支钢筋混凝土
43、梁破坏静载实验简支钢筋混凝土梁破坏静载实验实验方案及计算分析注意的问题实验方案及计算分析注意的问题 1周一：周一：L1 周二：周二：L2 周三：周三：L3 周四：周四：L4 2实测材料强度实测材料强度 混凝土强度：混凝土强度：40 按表按表11-1中的标准强度计算中的标准强度计算 钢筋屈服强度：钢筋屈服强度： 12380MPa 3开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半 4加载级别：计算具体数值，取整数加载级别：计算具体数值，取整数 5测点布置：应变及挠度的具体位置、数测点布置：应变及挠度的具体位置、数 量，量， 绘制测点布置图。绘制测点布置图。6下周提交实验方案下
44、周提交实验方案(钢桁架实验钢桁架实验) bhh0xcr极限承载能力的计算极限承载能力的计算 按按照照等等效效的的矩矩形形应应力力分分布布图图，矩矩形形截截面面钢钢筋筋混混凝凝土受弯构件的极限承载力计算式为：土受弯构件的极限承载力计算式为： 一、试验荷载布置一、试验荷载布置1楼板的试验楼板的试验1.5l1.5ll横向无联系的装配板横向无联系的装配板横向是整体的板横向是整体的板静定简支单向受弯板的荷载布置静定简支单向受弯板的荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计1.5l1.5ll1.5l1.5ll多多跨跨连连续续板板试试验验板板跨跨最最大大正正弯弯矩矩时时的的荷荷
45、载载布布置置中中间间板板跨跨时时边边跨跨板板时时边边跨跨支支座座时时1.5l1.5ll1.5l1.5ll多多跨跨连连续续板板试试验验支支座座最最大大负负弯弯矩矩时时的的荷荷载载布布置置中中间间跨跨支支座座时时板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁的试验次梁的试验简支板下单跨梁的试验荷载布置简支板下单跨梁的试验荷载布置AB连续板下单跨梁的试验荷载布置连续板下单跨梁的试验荷载布置AB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚度小AB4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计AB板刚度大、梁刚度小板刚度大、梁刚度小一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁
46、的试验次梁的试验AB靠近建筑物端部的连续板下单跨梁的试验荷载布置靠近建筑物端部的连续板下单跨梁的试验荷载布置板刚度小、梁刚度大板刚度小、梁刚度大4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计一、试验荷载布置一、试验荷载布置2次梁的试验次梁的试验支承在主梁上的多跨连支承在主梁上的多跨连续次梁的试验荷载布置续次梁的试验荷载布置ABAB支承在柱上的多跨连续支承在柱上的多跨连续次梁的试验荷载布置次梁的试验荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计CDEFC DEF二、试验荷载布置二、试验荷载布置3主梁的试验：主梁的试验：多跨连续主梁的试验荷载布置多跨连续
47、主梁的试验荷载布置柱最大压力的试验荷载布置柱最大压力的试验荷载布置AB4柱的试验：柱的试验：柱最大弯矩的试验荷载布置柱最大弯矩的试验荷载布置4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计一、试验荷载布置一、试验荷载布置5平面楼板的试验：平面楼板的试验：多跨连续、荷载量大、放弃对计算数值影响部多跨连续、荷载量大、放弃对计算数值影响部大的跨间的荷载、考虑五跨内荷载的相互影响大的跨间的荷载、考虑五跨内荷载的相互影响、等效荷载、等效荷载( (最大计算跨间弯矩，仅加载试验最大计算跨间弯矩，仅加载试验跨跨) )4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计Mmax Mm
48、ax -Mmax -Mmax -Mmax P q P1 =1.175PP1 =1.08PP1 =1.19PP1 =1.025PP1 =0.038P二、试验观测二、试验观测非破坏非破坏 刚度刚度 抗裂型抗裂型 测定结构梁板的挠曲变形测定结构梁板的挠曲变形最大挠度最大挠度残余变形残余变形 挠度测量仪表架安装在次梁上，消除支座挠度测量仪表架安装在次梁上，消除支座 沉陷影响沉陷影响 必要时测量应必要时测量应力分布情况及结力分布情况及结构初始应力构初始应力d0.7d4-4 4-4 房建结构现场静力试验设计房建结构现场静力试验设计一、桥梁试验孔一、桥梁试验孔( (墩、台墩、台) )的选择的选择 受力最不利
49、、技术状况较差、便于搭设脚手受力最不利、技术状况较差、便于搭设脚手便于布置测点及加载便于布置测点及加载二、检查架与仪表架的搭设二、检查架与仪表架的搭设 经济、方便、安全、稳定经济、方便、安全、稳定4-5 4-5 桥梁结构现场静力试验设计桥梁结构现场静力试验设计三、加载方案与实施三、加载方案与实施1. 加载试验项目的确定加载试验项目的确定(对称、偏载对称、偏载)桥梁形式桥梁形式加载试验项目加载试验项目简支梁简支梁桥桥跨中、跨中、L/4L/4截面正弯矩及挠度截面正弯矩及挠度连续梁连续梁桥桥跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩跨中最大正弯矩、支点最大负弯矩悬臂梁悬臂梁桥桥支点最大负弯矩、悬臂端最大挠度支点
50、最大负弯矩、悬臂端最大挠度锚跨跨中最大正弯矩锚跨跨中最大正弯矩无铰拱桥无铰拱桥拱顶最大负弯矩、拱脚最大负弯矩拱顶最大负弯矩、拱脚最大负弯矩刚架桥刚架桥跨中最大正弯矩及挠度跨中最大正弯矩及挠度结点截面最大负弯矩结点截面最大负弯矩斜拉桥与斜拉桥与悬索桥悬索桥主梁最大挠度、主梁控制截面最大内力主梁最大挠度、主梁控制截面最大内力索塔塔顶水平变位索塔塔顶水平变位主缆、斜拉索最大拉力主缆、斜拉索最大拉力4-5 4-5 桥梁结构现场静力试验设计桥梁结构现场静力试验设计D-DG-GE-EF-FH-HI-IG-G(H-H)加载车辆加载车辆6辆辆300kN 3300kN 3D-D(E-E)加载车辆加载车辆6辆辆3
51、00kN 3300kN 3I-I加载车辆加载车辆6辆辆300kN 3300kN 3F-F加载车辆加载车辆6辆辆300kN 3300kN 3 对称加载对称加载 偏载偏载三、加载方案与实施三、加载方案与实施2. 试验荷载的确定与布置试验荷载的确定与布置控制荷载的确定控制荷载的确定标准汽车标准汽车挂车或履带车挂车或履带车需通行的超重车辆需通行的超重车辆静载试验效率系数静载试验效率系数等效荷载等效荷载(0.81.05)人群荷载人群荷载等效荷载作用下控制等效荷载作用下控制断面内力计算值断面内力计算值评定荷载作用下控制评定荷载作用下控制断面内力计算值断面内力计算值动力系数动力系数4-5 4-5 桥梁结构现
52、场静力试验设计桥梁结构现场静力试验设计三、加载方案与实施三、加载方案与实施3. 加载设备的选择加载设备的选择汽车、重物汽车、重物4. 试验荷载分级与加载方式试验荷载分级与加载方式分级加载：方便时分级加载：方便时45级，困难时级，困难时23级级5. 加载时间选择与静力荷载持续时间加载时间选择与静力荷载持续时间气温变化不大、外界天气条件较好气温变化不大、外界天气条件较好( (晚上晚上) )持续时间：结构最大变位达到相对稳定持续时间：结构最大变位达到相对稳定常用荷载等级：常用荷载等级：60%、80%、90%、100%4-5 4-5 桥梁结构现场静力试验设计桥梁结构现场静力试验设计四、观测项目的确定四
53、、观测项目的确定结构的最大挠度、支座沉降、梁端转角、梁端纵向位移、结构的最大挠度、支座沉降、梁端转角、梁端纵向位移、墩顶横向和纵向位移、结构最大拉、压应力和中和轴位墩顶横向和纵向位移、结构最大拉、压应力和中和轴位置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂缝的出现和扩展状况。缝的出现和扩展状况。截面应力截面应力挠度挠度下沉下沉水平位移水平位移简支梁简支梁桥桥跨中、四分点、支点跨中、四分点、支点跨中、四分点跨中、四分点支点支点连续梁连续梁桥桥跨中、四分点、支点跨中、四分点、支点跨中、四分点跨中、四分点支点支点悬臂梁悬臂梁桥桥支点、牛腿支点、牛腿
54、梁端、牛腿、跨中梁端、牛腿、跨中 梁端、支点梁端、支点无铰拱桥无铰拱桥跨中、四分点、柱脚跨中、四分点、柱脚 跨中、四跨中、四(八八)分点分点墩台墩台墩墩台台刚架桥刚架桥跨中、结点、柱脚跨中、结点、柱脚跨中、结点跨中、结点柱脚柱脚斜拉桥与斜拉桥与悬索桥悬索桥跨中、主缆、斜拉索跨中、主缆、斜拉索跨中、四分点跨中、四分点塔顶塔顶塔顶塔顶4-5 4-5 桥梁结构现场静力试验设计桥梁结构现场静力试验设计桥面板测试截面应变片一、试验方案的确定一、试验方案的确定1为设计提供依据的基桩静力试验为设计提供依据的基桩静力试验在在工工程程桩桩正正式式施施工工前前，为为确确定定设设计计参参数数的的合合理理性性和和施施
55、工工工工艺艺的的可可行行性性，在在地地质质条条件件具具有有代代表表性性的的区区域域，先施工几根桩进行静载试验。先施工几根桩进行静载试验。单桩承载力特征值单桩承载力特征值(标准值标准值)： 最大加载量的最大加载量的1/2最大加载量：最大加载量： 单桩极限承载力单桩极限承载力 预估设计承载力的预估设计承载力的2 2倍以上倍以上2为工程验收提供依据的基桩静力试验为工程验收提供依据的基桩静力试验3为其它目的进行的基桩静力试验为其它目的进行的基桩静力试验单桩承载力：竖向抗压、竖向抗拔和水平单桩承载力：竖向抗压、竖向抗拔和水平4-6 4-6 桩基静载试验设计桩基静载试验设计二、试验加载方法二、试验加载方法
56、维持荷载法维持荷载法：快速快速 慢速慢速桩基桩基主梁主梁拉杆拉杆锚笼锚笼锚桩主筋锚桩主筋锚桩锚桩次梁次梁千斤顶千斤顶千斤顶千斤顶主梁主梁支支承承墩墩支支承承墩墩压重压重次梁次梁分级：最大加载量或预估极限承载力的分级：最大加载量或预估极限承载力的1/10左右，其左右，其 中第一级可取分级荷载的中第一级可取分级荷载的2倍。倍。4-6 4-6 桩基静载试验设计桩基静载试验设计三、试验测量方法三、试验测量方法桩端位移量桩端位移量单桩竖向抗压静载试验中的单桩竖向抗压静载试验中的沉降量沉降量慢速维持荷载法，每级荷载施加后按第慢速维持荷载法，每级荷载施加后按第5 5、1515、3030、4545、60min
57、60min测读桩顶位移量，以后每隔测读桩顶位移量，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。测读：测读：单桩竖向抗拔静载试验中的单桩竖向抗拔静载试验中的上拔量上拔量单桩水平静载试验中的单桩水平静载试验中的水平位移量水平位移量快速维持荷载法，每级荷载施加后按第快速维持荷载法，每级荷载施加后按第5 5、1515、30min30min测读桩顶位移量，以后每隔测读桩顶位移量，以后每隔15min15min测读一次。测读一次。4-6 4-6 桩基静载试验设计桩基静载试验设计三、试验测量方法三、试验测量方法稳定标准稳定标准慢慢速速维维持持荷荷载载法法：位位移移量量连连续续两两次次在在每每小小时时内内不
58、不超超过过0.1mm0.1mm。慢速维持荷载法：慢速维持荷载法：每级荷载维持每级荷载维持1h1h，按第，按第1515、3030、60min60min测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载卸载：卸载：快快速速维维持持荷荷载载法法：加加载载时时每每级级荷荷载载维维持持时时间间不不少少于于1 1小小时时，最最后后15min15min时时间间间间隔隔的的桩桩顶顶位位移移量量小小于于相相邻邻15min15min时间间隔的桩顶位移量。时间间隔的桩顶位移量。快速维持荷载法：快速维持荷载法：每级荷载维持每级荷载维持15min15min，按第，按第5 5、15min15min测读桩
59、顶位移量后，即可卸下一级荷载。测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载。4-6 4-6 桩基静载试验设计桩基静载试验设计三、试验测量方法三、试验测量方法空载时间空载时间慢慢速速维维持持荷荷载载法法：维维持持时时间间为为3h3h，测测读读时时间间为为第第1515、30min30min，以后每隔，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。快快速速维维持持荷荷载载法法：维维持持时时间间为为2h2h，测测读读时时间间为为第第5 5、1010、1515、30min30min，以后每隔，以后每隔30min30min测读一次。测读一次。4-6 4-6 桩基静载试验设计桩基静载试验设计加载与观测阶段加载与观测
60、阶段即试验实施阶段，是整个即试验实施阶段，是整个试验检测工作的中心环节。试验检测工作的中心环节。1. 温度稳定观测温度稳定观测2. 仪表的测读与记录仪表的测读与记录记录温度变化，多次读数，温度影响小的时候观测记录温度变化，多次读数，温度影响小的时候观测人工读表人工读表：准确、迅速，并记录在专门的记录表准确、迅速，并记录在专门的记录表格中。检查格中。检查所有测点量测值变化所有测点量测值变化 观察测点变化是观察测点变化是否符合规律否符合规律(第一次第一次)。一、试验观测与记录一、试验观测与记录自动记录：自动记录：对控制测点的应变和位移进行监控。对控制测点的应变和位移进行监控。4-6 4-6 桩基静
61、载试验设计桩基静载试验设计一、试验观测与记录一、试验观测与记录3. 裂缝观测裂缝观测接近开裂荷载时要寻找、标记裂缝接近开裂荷载时要寻找、标记裂缝P/DP/DP/DP/DP/DP/DP/DP/D取取三条裂缝三条裂缝进行裂缝宽度测量进行裂缝宽度测量( (第一条出现的裂缝和第一条出现的裂缝和宽宽度较大的裂缝度较大的裂缝) ) 。裂缝宽带读取位置：裂缝宽带读取位置：(1)(1)构件受拉面的最大裂缝宽度；构件受拉面的最大裂缝宽度；(2)(2)垂直裂缝在受拉主筋高度的位置处的宽度；垂直裂缝在受拉主筋高度的位置处的宽度；(3)(3)斜斜裂缝宽度在与箍筋的交汇处的宽度。裂缝宽度在与箍筋的交汇处的宽度。4-7
62、4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程一、试验观测与记录一、试验观测与记录3. 裂缝观测裂缝观测试验完毕后，要将裂缝形态绘制成裂缝展开图试验完毕后，要将裂缝形态绘制成裂缝展开图。适筋梁抗弯破坏适筋梁抗弯破坏超筋梁抗弯破坏超筋梁抗弯破坏少筋梁抗弯破坏少筋梁抗弯破坏斜拉破坏斜拉破坏剪压破坏剪压破坏斜压破坏斜压破坏4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程一、试验观测与记录一、试验观测与记录3. 裂缝观测裂缝观测开裂荷载的确定开裂荷载的确定：(1)(1)加载过程中出现第一条裂缝时，取前一级荷载值加载过程中出现第一条裂缝时，取前一级荷载值作为开裂荷载实测值；作为开裂荷载实测值；(2)(
63、2)在规定的荷载持续时间内出现第一条裂缝时，在规定的荷载持续时间内出现第一条裂缝时，取本级荷载与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实取本级荷载与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；测值；(3)(3)在规定的荷载持续时间结束后出现第一条裂缝时，在规定的荷载持续时间结束后出现第一条裂缝时，取本级荷载值作为开裂荷载实测值；取本级荷载值作为开裂荷载实测值；4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程二、终止加载条件及结构极限承载力的确定二、终止加载条件及结构极限承载力的确定1. 生产鉴定性试验生产鉴定性试验(1)控制测点应力值达到或超过用弹性理论按规范安控制测点应力值达到或超过用弹性理论按规范安
64、全条件反算的控制应力值；全条件反算的控制应力值；(2)(2)控制测点变位控制测点变位( (或挠度或挠度) )超过规范允许值；超过规范允许值；(3)(3)由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，裂缝宽度超过允许值的裂缝大量新裂缝大量出现，裂缝宽度超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成极大影响；增多，对结构使用寿命造成极大影响；(4)(4)发生其他损坏，影响结构承载能力或正常使用；发生其他损坏，影响结构承载能力或正常使用；(5)(5)结构发生其它异常现象结构发生其它异常现象( (如异响等如异响等) )，应暂停加载，应暂停加载，并查明
65、原因后再决定是否继续加载。并查明原因后再决定是否继续加载。4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程二、终止加载条件及结构极限承载力的确定二、终止加载条件及结构极限承载力的确定2. 基桩静载试验基桩静载试验i. 在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的用下沉降量的5倍。当桩顶沉降能稳定且总沉降量小倍。当桩顶沉降能稳定且总沉降量小于于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm；ii. 慢速维持荷载法中，在某级荷载作用下，桩顶沉慢速维持荷载法中，在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量
66、的降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经倍，且经24h尚未达到稳定标准；尚未达到稳定标准；iii. 当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；iv. 当荷载当荷载沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量沉降量6080mm。(1)对于单桩竖向抗压静载试验对于单桩竖向抗压静载试验4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程二、终止加载条件及结构极限承载力的确定二、终止加载条件及结构极限承载力的确定2. 基桩静载试验基桩静载试验i. 在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级荷载作在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级
67、荷载作用下上拔量的用下上拔量的5倍。倍。ii. 按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时时；iii. 按钢筋抗拉强度控制，钢筋应力达到钢筋强度标按钢筋抗拉强度控制，钢筋应力达到钢筋强度标准值的准值的0.9倍。倍。ii. 水平位移超过水平位移超过3040mm。(2)对于单桩竖向抗拔静载试验对于单桩竖向抗拔静载试验(3)对于单桩水平静载试验对于单桩水平静载试验i. 桩身折断桩身折断；4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程二、终止加载条件及结构极限承载力的确定二、终止加载条件及结构极限承载力的确定3. 结构构件破坏性试验结构构件破坏性试验
68、(1)在荷载稳定的情况下，受拉主筋应变连续变在荷载稳定的情况下，受拉主筋应变连续变 化，或达到化，或达到10000；钢筋屈服钢筋屈服(6) 受拉主筋拉断；受拉主筋拉断；(3) 受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；(2) 跨中挠度达到跨度的跨中挠度达到跨度的1/50；对悬臂结构，挠度达；对悬臂结构，挠度达到到 悬臂长的悬臂长的1/25；(7) 受压区混凝土压坏。受压区混凝土压坏。(4) 受剪斜裂缝宽度达到受剪斜裂缝宽度达到1.5mm；(5) 受拉主筋在端部滑脱达受拉主筋在端部滑脱达0.2mm；4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程二、终止加载条件
69、及结构极限承载力的确定二、终止加载条件及结构极限承载力的确定混凝土结构破坏荷载的确定混凝土结构破坏荷载的确定：(1)(1)加载过程中出现破坏标志之一时，取前一级荷载加载过程中出现破坏标志之一时，取前一级荷载值作为破坏荷载实测值；值作为破坏荷载实测值；(2)(2)在规定的荷载持续时间内出现破坏标志之一时，在规定的荷载持续时间内出现破坏标志之一时，取本级荷载与前一级荷载的平均值作为取本级荷载与前一级荷载的平均值作为破破坏坏荷载实测荷载实测值；值；(3)(3)在规定的荷载持续时间结束后出现破坏标志之一时，在规定的荷载持续时间结束后出现破坏标志之一时，取本级荷载值作为取本级荷载值作为破破坏坏荷载实测值
70、；荷载实测值；4-7 4-7 静载试验的实施过程静载试验的实施过程一、原始数据初步整理一、原始数据初步整理1. 计算结构变形增量计算结构变形增量(1)(1)每级荷载下结构变形与零荷载下的增量每级荷载下结构变形与零荷载下的增量(2)(2)每级荷载下结构变形与上一级荷载下变形的增量每级荷载下结构变形与上一级荷载下变形的增量2. 数据换算数据换算4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算(一一)简支梁的挠度变形计算简支梁的挠度变形计算真实挠度计算应包括：真实挠度计算应包括：修正支座沉降后的修正支座沉降后的f fb b结构自重产生的结构自重产生的f
71、 fg g等效集中荷载代替均布荷载时的修正系数等效集中荷载代替均布荷载时的修正系数 4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算1.支座沉降影响的修正：支座沉降影响的修正：各测点实测挠度曲线各测点实测挠度曲线修正后的挠度曲线修正后的挠度曲线fxf1f2fxf1f3fxf1xl4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算2.自重自重梁在自身重量下产生的挠度梁在自身重量下产生的挠度只适用于处于弹性阶段的梁只适用于处于弹性阶段的梁4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构
72、变形的计算二、结构变形的计算3.等效荷载图式等效荷载图式集中荷载代替均布荷载集中荷载代替均布荷载lql/2Pl/4l/4PPl/8PPl/8l/8PPPPl/8l/8Pl/16l/16l/8l/8l/3Pl/3l/3Pl/4Pl/4l/4PPPl/8l/8名称名称加加载图示示修正系数修正系数均布加均布加载1.00二集中力，四分点，二集中力，四分点，等效荷等效荷载0.91二集中力，三分点，二集中力，三分点，等效荷等效荷载0.98四集中力，八分点，四集中力，八分点，等效荷等效荷载0.99八集中力，十六分点，八集中力，十六分点，等效荷等效荷载1.004-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验
73、的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算(二二)应力和内力的计算应力和内力的计算1.1.拉压构件截面中心处的平均内力：拉压构件截面中心处的平均内力：4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算2.压弯压弯(拉弯拉弯)构件截面内力的计算：构件截面内力的计算：=对称截面：对称截面：截面测截面测点布置点布置截面应截面应变分布变分布+轴向力产轴向力产生的应变生的应变弯矩产生弯矩产生的应变的应变4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算2.压弯压弯(拉弯拉弯)构件截面内力的计算：构件截面内力的
74、计算：h1h不对称截面：不对称截面：4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算2.平面应力状态下的主应力计算平面应力状态下的主应力计算：主应力方向已知：主应力方向已知： 2 2 1 14-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理二、结构变形的计算二、结构变形的计算2.平面应力状态下的主应力计算平面应力状态下的主应力计算：主应力方向未知：主应力方向未知：与与 1 1的夹角的夹角P 1 2 34-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理弯剪区弯剪区纯弯区纯弯区三、试验结构的表示：三、试验结构的表示：1.表格形式表
75、格形式： 汇总表：把试验结果中的主要内容或某些数据汇集于汇总表：把试验结果中的主要内容或某些数据汇集于一表中，起摘要和结论的作用，行与行列与列之间没有一表中，起摘要和结论的作用，行与行列与列之间没有必然的联系。必然的联系。加加载断面断面挠度度应变测试位置位置实测值(mm)计算算值(mm)校校验系数系数测试位置位置实测值(mm)计算算值(mm)校校验系数系数A-A断面断面L/4-0.46-0.57 -0.46距上距上缘10cm-0.570.810.81L/2-0.71-0.86 -0.71距下距下缘10cm-0.860.830.833L/4-0.46-0.53 -0.46截面下截面下缘-0.53
76、0.870.87B-B断面断面L/4(第第3跨跨)-0.12-0.10 -0.12距上距上缘10cm-0.10/L/2(第第3跨跨)-0.25-0.30 -0.25距下距下缘10cm-0.300.830.833L/4(第第3跨跨)-0.19-0.22 -0.19截面下截面下缘-0.220.860.86C-C断面断面L/4-0.66-0.93-0.66距上距上缘10cm-0.930.710.71L/2-1.03-1.15-1.03距下距下缘10cm-1.150.900.903L/4-0.56-0.66-0.56截面下截面下缘-0.660.850.854-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力
77、试验的数据处理三、试验结构的表示：三、试验结构的表示：1.表格形式表格形式： 关系表：把相互有关的数据按一定格式列于表关系表：把相互有关的数据按一定格式列于表中，行与行、列与列之间有一定的关系，可以清中，行与行、列与列之间有一定的关系，可以清楚地表示出数据之间的关系和变化规律。楚地表示出数据之间的关系和变化规律。4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理三、试验结构的表示：三、试验结构的表示：1.表格形式表格形式：挠度记录表格挠度记录表格序号序号荷载值荷载值(kN)百分表编号百分表编号12345100.000.000.000.000.002100.030.270.380.28
78、0.033160.050.270.380.280.034180.070.570.800.570.125200.080.680.940.700.156300.150.811.110.840.197400.211.812.521.830.358600.332.894.063.050.859800.474.926.815.101.2810850.506.879.457.131.7011900.527.3710.117.611.75123454-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理三、试验结构的表示：三、试验结构的表示：2.图像图像形式形式： 显示两个或两个以上变量之间关系的变化过
79、程；显示两个或两个以上变量之间关系的变化过程； 显示若干个变量数据沿某一区域的分布；显示若干个变量数据沿某一区域的分布；(1)(1)曲线图：曲线图： 挠度曲线、荷载位移曲线、荷载应力曲线、截面应挠度曲线、荷载位移曲线、荷载应力曲线、截面应 变分布曲线、裂缝展开图变分布曲线、裂缝展开图 显示变化过程或分布范围中转折点、最高点、最低显示变化过程或分布范围中转折点、最高点、最低 点及周期变化的规律。点及周期变化的规律。4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理12345序号序号荷载值荷载值(kN)百分表编号百分表编号12345100.000.000.000.000.002100.0
80、00.240.350.250.003160.000.500.710.470.004180.000.590.830.750.005200.000.700.980.680.006300.001.612.271.530.007400.002.523.532.360.008600.004.356.014.360.009800.006.098.375.740.0010850.006.568.996.170.0011900.007.019.636.620.0012345序号序号荷载值荷载值(kN)应变片编号应变片编号123451000000210-34-15123642316-69-544-471418-
81、85-53-3-3998520-9858-65-92467630-214169256-161988740-314215712-1741415860-5172631086-1811810980-7522871280-18419791085-8184261415-17920061190-878-2087截面应变分布图截面应变分布图-34-3490kN90kN20kN20kN10kN10kN-15-1512123636-98-985858-65-65-92-92-818-81842642614151415-179-179234112345三、试验结构的表示：三、试验结构的表示：2.图像图像形式形式：
82、(2)(2)形态图形态图：结构变形状态结构变形状态混凝土结构裂缝情况混凝土结构裂缝情况钢结构屈曲失稳状态钢结构屈曲失稳状态结构破坏状态结构破坏状态4-8 4-8 结构静力试验的数据处理结构静力试验的数据处理7.850.5210.807.611.82f3f4f29.636.627.0190kN荷载下挠度曲线图荷载下挠度曲线图(修正前修正前)90kN荷载下挠度曲线图荷载下挠度曲线图(修正后修正后)挠度曲线图挠度曲线图裂缝展开图裂缝展开图1520305040552030504055554030503050405530504055505530504055555050555550505530504055
83、555050553040505555504030304050553040505520304050555055304050553040505555505055侧面底面侧面侧面底面侧面一、构件性能检验与评定的项目与标准：一、构件性能检验与评定的项目与标准：1构件承载力的检验与评定构件承载力的检验与评定构件的结构重要性系数，应根据结构安全等级，按有关国构件的结构重要性系数，应根据结构安全等级，按有关国家规范取值；家规范取值；构件的承载力检验系数允许值，根据试件达到承载力极限构件的承载力检验系数允许值，根据试件达到承载力极限状态的检验标志取值，取值范围为状态的检验标志取值，取值范围为1.201.50。
84、4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定一、构件性能检验与评定的项目与标准：一、构件性能检验与评定的项目与标准：2构件的挠度检验构件的挠度检验与与评定评定当设计要求按构件实际情况的挠度计算值进行检验时，当设计要求按构件实际情况的挠度计算值进行检验时，还应符合下面的要求还应符合下面的要求在正常使用短期荷载检验值下，按构件实际情况的短期挠度计算值在正常使用短期荷载检验值下，按构件实际情况的短期挠度计算值在正常使用短期荷载检验值下，试件跨中短期挠度实测值在正常使用短期荷载检验值下，试件跨中短期挠度实测值构件的短期挠度允许值，其取值为混凝土结构设计规范规定的允许挠构件的短期挠度允许值，
85、其取值为混凝土结构设计规范规定的允许挠度值按结构性能检验的加载情况度值按结构性能检验的加载情况( (短期加载短期加载) )进行修正。进行修正。4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定一、构件性能检验与评定的项目与标准：一、构件性能检验与评定的项目与标准：3构件的抗裂检验与评定构件的抗裂检验与评定构件的抗裂检验系数允许值，根据试件的混凝土抗拉强度、构件的抗裂检验系数允许值，根据试件的混凝土抗拉强度、抗裂验算边缘混凝土的预压应力荷载短期荷载下的拉应力抗裂验算边缘混凝土的预压应力荷载短期荷载下的拉应力计算得到。计算得到。4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定一、构件
86、性能检验与评定的项目与标准：一、构件性能检验与评定的项目与标准：4构件的裂缝宽度检验构件的裂缝宽度检验构件检验的最大裂缝宽度允许值，按照混凝土结构设计规构件检验的最大裂缝宽度允许值，按照混凝土结构设计规范规定的最大裂缝宽度允许值相应取值，设计规定为范规定的最大裂缝宽度允许值相应取值，设计规定为0.2，0.3和和0.4mm时，其检验相应时，其检验相应取值为取值为0.15，0.20和和0.25mm4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定二、桥梁结构现场荷载试验工作状况评定：二、桥梁结构现场荷载试验工作状况评定：校验系数校验系数：桥梁类型桥梁类型应力校验系数应力校验系数挠度校验系数挠
87、度校验系数钢筋混凝土板桥钢筋混凝土板桥0.200.400.200.50钢筋混凝土梁桥钢筋混凝土梁桥0.400.800.500.90预应力混凝土桥预应力混凝土桥0.600.900.701.00圬工拱桥圬工拱桥0.701.000.801.00曲线曲线( (实测与理论接近实测与理论接近线性线性) )相对残余变位相对残余变位( (小小) ) 弹性工作状态弹性工作状态实测实测计算计算4-9 4-9 结构性能的检验与评定结构性能的检验与评定3. 加载设备的选用应满足哪些要求？加载设备的选用应满足哪些要求？4. 静载试验中为什么要进行稳载？钢筋混凝土构件的静载试验中为什么要进行稳载？钢筋混凝土构件的稳载时间
88、是多少？稳载时间是多少？5. 应变测点布置如下图所示，应变测点布置如下图所示，电电路连接如右图，路连接如右图，应变仪的读数为应变仪的读数为260 ，泊松比，泊松比 =0.3 ，问测点，问测点1的实际应变为多少的实际应变为多少？ 2 2 1 1 1R 2RABCDUiUo1. 科学研究性试验和生产鉴定性检测分别应用于哪些科学研究性试验和生产鉴定性检测分别应用于哪些方面？工程结构检测与试验的一般过程主要有哪些？方面？工程结构检测与试验的一般过程主要有哪些？2. 测量仪器的主要性能指标包括哪些？测量仪器的主要性能指标包括哪些？3. 激振加载方法主要用于什么类型的试验？其主要加激振加载方法主要用于什么
89、类型的试验？其主要加载方法包括哪些？载方法包括哪些？4.什么是结构试验加载程序？什么是结构荷载试验的加什么是结构试验加载程序？什么是结构荷载试验的加载图式？载图式？5.应变测点布置如下图所示，电应变测点布置如下图所示，电路连接如右图，测点路连接如右图，测点1的实际应变的实际应变为为200 ，泊松比，泊松比 =0.3，问应问应变仪的读数为多少？变仪的读数为多少？ 2 2 1 1 1R 2RABCDUiUo1. 工程结构检测与试验是如何分类的？工程结构检测工程结构检测与试验是如何分类的？工程结构检测与试验的一般过程主要有哪些？与试验的一般过程主要有哪些？2. 简述电阻应变计粘贴的原则和标准。简述电
90、阻应变计粘贴的原则和标准。1. 结构动力特性有哪些加载方法？结构动力特性有哪些加载方法？2. 什么是结构试验加载程序？什么是结构静力什么是结构试验加载程序？什么是结构静力 试验的加载图式？试验的加载图式？ 3. 按右图粘贴连接应变按右图粘贴连接应变片，片，测点测点1的实际应变的实际应变为为200，泊松比，泊松比 =0.3，问，问应变仪的读数应变仪的读数为为多少多少？ 2 2 1 1 1R 2RABCDUiUo4-3 4-3 扩大构件的静力试验扩大构件的静力试验 ( (一一) )试件安装和加载方法：试件安装和加载方法： 四角支承或四边支承四角支承或四边支承固定铰、活动铰及滚轴固定铰、活动铰及滚轴 可用重力直接加载，破坏试验时用压力机可用重力直接加载，破坏试验时用压力机 网架试验荷载一般作用与网架节点上。网架试验荷载一般作用与网架节点上。二、薄壳和网架的试验二、薄壳和网架的试验4-4 4-4 建筑物或其部件的静力试验建筑物或其部件的静力试验二、单层工业厂房整体结构空间工作试验二、单层工业厂房整体结构空间工作试验 ( (二二) )试验项目和测点布置：试验项目和测点布置：位移和应变位移和应变按平面坐标系统对称布置按平面坐标系统对称布置
