结构单调加载静力试验

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1、第 五 章 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验v主 要 内 容v 5.1 概 述v 5.2 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度v 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试验 5.1 概 述v 定 义 ： 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

2、 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v 单 调 加 载 静 力 试 验 是 最 普 遍 的 试 验 类 型 。v 单 调 加 载 静 力 试 验 主 要 用 于 模 拟 结 构 承 受 静 荷 载 作用 下 观 测 和 研 究 结 构 构 件 的 强 度 、 刚 度 、 抗 裂 性 等基 本 性 能 和 破 坏 机 制 。 5.2 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度v定 义 ： 试 验 进 行 期 间 荷 载 与 时 间 的 关 系 。v试 验 加 载 应 与 结 构

3、 的 实 际 受 力 情 况 吻 合 ， 如三 种 荷 载 组 合 （ 短 期 、 长 期 、 基 本 ） 情 况 。v典 型 的 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 程 序 (见 后图 )。v预 加 载 试 验 预 加 载 荷 载 值 为 开 裂 荷 载 的 70 左 右 ，一 般 为 开 裂 荷 载 的 30-70 。 5.2 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度v 单 调 静 力 试 验 的 加 载 程 序 : 5.2 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度v荷 载 量 分 级 要 求 ：v 开 裂 前 ， 在 达 到 开 裂 荷 载 计

4、 算 值 的 90 以 前 ， 按 荷 载 短期 效 应 组 合 的 20 分 级 ；v 开 裂 前 ， 达 到 开 裂 荷 载 计 算 值 的 90 后 ， 按 荷 载 短 期 效应 组 合 的 5 分 级 ；v 开 裂 后 ， 直 至 达 到 荷 载 短 期 效 应 组 合 值 ， 仍 按 20 分 级 ；v 超 过 荷 载 短 期 效 应 组 合 值 后 ， 直 到 结 构 屈 服 前 ， 按 10分 级 ；v 结 构 屈 服 后 ， 按 y的 倍 数 施 加 荷 载 ， 按 2 y、 3 y、4 y分 级 。 5.2 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度v 分 级

5、 加 载 级 间 间 歇 时 间 t1（ 卸 载 级 间 间 歇 时 间 t3）v 砼 结 构 10min， 钢 结 构 略 少 ；v 基 本 原 则 ： 变 形 、 应 变 等 基 本 稳 定 。v 恒 载 持 续 时 间 t2v 一 般 科 研 性 试 验 30minv 生 产 鉴 定 性 试 验 10minv 新 结 构 和 大 跨 结 构 12hv 空 载 持 续 时 间 t 4： 1.5t2。 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.3.1 受 弯 构 件 的 试 验v 试 件 的 安 装 和 加 载 方 法v (1)简 支 座 与 固 定 支 座 的 实 现

6、v (2) 应 尽 量 保 证 加 载 面 与 支 承 面 平 整 （ 砂 浆 、 垫 沙 层 、橡 胶 +钢 板 ）v 加 载 方 法 ： 千 斤 顶 +分 配 梁 最 常 见 v 一 般 采 用 等 效 荷 载 的 加 载 图 式 （ 按 照 所 研 究 的 界 面 位 置 ） 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.3.1 受 弯 构 件 的 试 验v 试 验 项 目 和 测 点 布 置 ：v (1) 挠 度 测 量v 梁 的 挠 度 f， P f曲 线 、 框 架 的 P 曲 线 、 节 点的 P 曲 线v 梁 的 真 实 挠 度 fv a) 剔 除 支 座

7、位 移 ；v b) 对 宽 度 较 大 的 梁 ， 两 边 对 称 贴 片 ， 以 消 除 扭 转的 影 响 （ 支 座 偏 心 、 加 载 点 偏 心 ） ；v c) 挠 度 的 预 计 大 小 （ 选 择 仪 器 的 量 程 ） 。 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.3.1 受 弯 构 件 的 试 验v (2) 应 变 测 量v 一 般 在 以 下 几 个 截 面 上 ： M+max、 M-max、 l、 y 或 弯矩 突 变 处 ；v 贴 片 的 原 则 ： 按 应 变 梯 度 ； 受 拉 区 少 、 压 区 密 （ 如采 用 引 伸 仪 则 不 用 ）

8、； 一 般 情 况 下 多 采 用 不 均 匀 布 置 的 方法 。v a)单 向 应 力 测 定 ： 单 向 片v b)平 面 应 力 测 定 ： 多 个 单 向 片 、 应 变 花v c)箍 筋 和 弯 筋 应 力 测 量 ： 预 埋 式 和 表 面 开 槽 式 v d)翼 缘 与 孔 边 应 力 测 量 ： 连 续 贴 片 （ 力 学 分 析 结 果 ）v e)校 核 测 点 ： 不 受 力 位 置 ， 检 验 系 统 误 差 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.3.1 受 弯 构 件 的 试 验v （ 3） 裂 缝 测 量v 裂 缝 包 括 ： 弯 曲 裂

9、 缝 、 剪 切 裂 缝 、 弯 剪 裂 缝 。v 基 于 力 学 分 析 ， 在 裂 缝 位 置 的 垂 直 方 向 布 置 测 点 。v 裂 缝 永 远 与 l垂 直 （ 事 故 处 理 常 用 原 则 ） 。v 裂 缝 出 现 的 判 别 方 法 ： 目 测 ； P 曲 线 ； 应 变 值 。v 最 大 裂 缝 宽 度 的 测 量 方 法 ： 等 弯 矩 段 选 取 3条 ， 在 纵 筋 水平 位 置 处 采 用 读 数 放 大 镜 或 裂 缝 标 尺 。v 裂 缝 的 标 注 方 法 ： 试 验 完 毕 后 绘 制 裂 缝 开 展 图 。 5.3 基 本 构 建 的 单 调 加 载 静

10、 力 试 验v5.3.1 受 弯 构 件 的 试 验v（ 3） 受 弯 塑 性 铰 测 量v 测 量 内 容 ： 塑 性 铰 的 出 现 、 长 度 ， 钢 筋 及 砼 的 应变 情 况 、 裂 缝 情 况 。v 延 性 系 数v 测 量 P 曲 线 的 意 义 ：v 钢 筋 在 塑 性 铰 区 的 连 续 贴 片 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.3.2 压 杆 和 柱 的 试 验v 一 、 试 件 安 装 和 加 载 法v 正 位 试 验 （ 试 验 机 上 或 大 型 荷 载 架 上 进 行 ） 、 卧位 试 验 （ 大 型 试 件 ） 两 端 采 用 可

11、 动 铰 支 座 （ 反 弯 点截 取 试 件 模 型 ） ， 可 考 虑 P 效 应 。v 对 受 压 构 件 的 安 装 就 位 ， 关 键 在 于 对 中 ： 首 先 进行 几 何 对 中 ， 再 进 行 物 理 对 中 （ 通 过 应 变 测 量 ， 施加 20-40 试 验 荷 载 ） 。 5.3 基 本 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.3.2 压 杆 和 柱 的 试 验v 二 、 试 验 项 目 和 测 点 布 置v 试 验 项 目 ： P 曲 线 、 s、 c、 max等 ， 注意 需 要 成 对 测 量 。v 为 研 究 混 凝 土 受 压 区 的 实 际 应

12、 力 图 形 ， 可 采 用 测力 板 进 行 测 定 （ 教 材 P105， 类 似 自 制 传 感 器 ）v (1)将 测 力 板 浇 筑 在 棱 柱 体 试 件 中 进 行 标 定 ；v (2)将 测 力 板 浇 筑 在 试 件 中 进 行 测 量 。 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.4.1 屋 架 试 验v1、 安 装 和 加 载 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.4.1 屋 架 试 验v2、 试 验 项 目 和 测 点 布 置 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.4.1 屋 架 试 验v屋 架

13、杆 件 应 力 应 变 测 点 布 置 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验5.4.1 屋 架 试 验屋 架 杆 件 内 力 测 点 布 置 5.4 扩 大 构 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验5.4.1 屋 架 试 验屋 架 端 部 节 点 应 变 测 点和 自 锚 部 位 测 点 布 置 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.5.1 钢 筋 混 凝 土 平 面 楼 盖 试 验v 楼 盖 包 括 板 、 次 梁 、 主 梁 三 个 部 分 ， 试 验 目 的 是 研 究 活 荷 载的 作 用 。v 1、 试 验 荷 载 布

14、置v 对 于 连 续 梁 ， 活 荷 载 最 不 利 布 置 的 原 则v 跨 中 Mmax： 该 跨 布 置 ， 左 右 隔 跨 布 置v 支 座 Mmax： 该 支 座 左 、 右 跨 布 置 ， 左 右 隔 跨 布 置v 支 座 最 大 剪 力 ： 同 支 座 Mmaxv 可 从 弯 矩 图 、 挠 曲 线 来 理 解v 试 验 中 为 简 化 ， 可 忽 略 较 远 跨 的 影 响 或 仅 在 荷 载 数 值 上 考 虑其 影 响 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 板 的 试 验 ：v 确 保 为 单 向 板v 次 梁 的 试 验 ：v 当 主

15、梁 支 承 次 梁 时 ， 可 将 次 梁 视 为 连 续 梁v 当 柱 支 承 次 梁 时 ， 将 次 梁 视 为 固 支 梁v 实 际 上 结 构 中 均 为 弹 性 支 座 ， 无 绝 对 意 义 上 的 铰 支 、 固支v 主 梁 的 试 验 ：v 同 次 梁 的 试 验v 柱 的 试 验 ： v Nmax： 柱 相 邻 跨 满 布v Mmax： 同 梁 端 Mmax时 布 置 方 案 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v 5.5.1 钢 筋 混 凝 土 平 面 楼 盖 试 验v 2、 试 验 观 测v 平 面 楼 盖 试 验 一 般 为 非 破 坏

16、 性 ， 这 是 由 于 T形 梁（ 强 度 大 ） ， 多 梁 式 经 常 为 现 场 试 验v 板 、 梁 挠 度 的 观 测v 工 程 中 ： 精 密 水 准 仪 、 引 出 法v 消 除 支 座 的 影 响v 混 凝 土 梁 、 板 中 混 凝 土 及 钢 筋 的 原 始 应 力 测 定v 卸 载 法v 荷 载 的 施 加 一 般 采 用 成 袋 砂 、 石 、 水 泥 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.5.2 单 层 工 业 厂 房 整 体 结 构 空 间 工 作 试 验v单 层 工 业 厂 房 由 排 架 、 屋 盖 系 统 、 山 墙 等

17、 组成 ， 由 于 屋 盖 系 统 和 山 墙 对 各 榀 平 面 排 架 的约 束 作 用 ， 从 而 形 成 空 间 结 构 。v试 验 目 的 ： 确 定 厂 房 整 体 空 间 作 用 性 质 及 具体 分 配 系 数 。 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.5.2 单 层 工 业 厂 房 整 体 结 构 空 间 工 作 试 验v1、 试 验 荷 载 布 置v采 用 机 械 力 加 载 的 方 式v加 载 方 法v2、 试 验 观 测 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.5.3 足 尺 房 屋 结 构 的

18、整 体 试 验v一 般 花 费 巨 大 ， 试 验 设 备 、 台 座 、 荷 载 架 等的 要 求 都 很 高 ， 但 能 反 映 真 实 结 构 的 实 际 工作 性 能 ， 通 常 用 作 模 拟 试 验 基 础 上 的 验 证 性试 验 。v五 层 中 型 砌 块 建 筑 足 尺 结 构 抗 震 静 力 试 验 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.5.3 足 尺 房 屋 结 构 的 整 体 试 验 5.5 建 筑 物 或 其 部 件 的 单 调 加 载 静 力 试 验v5.5.3 足 尺 房 屋 结 构 的 整 体 试 验 第 五 章 结 构 单

19、 调 加 载 静 力 试 验v 思 考 题v 1、 简 述 单 调 加 载 静 力 试 验 的 定 义 。v 2、 绘 出 阐 述 结 构 单 调 加 载 静 力 试 验 的 加 载 制 度 。v 3、 试 根 据 弯 矩 和 剪 力 等 效 原 则 绘 出 均 布 荷 载 下 简 支 梁 的 等效 荷 载 加 载 图 式 。v 4、 如 何 布 置 测 量 简 支 梁 弯 曲 应 力 、 剪 应 力 分 布 的 应 变 测 点 ？v 5、 混 凝 土 梁 裂 缝 的 测 量 有 几 种 方 法 ？v 6、 柱 的 安 装 和 加 载 方 案 有 哪 两 种 ， 特 点 是 什 么 ？v 7、 何 谓 几 何 对 中 与 物 理 对 中 ， 在 柱 的 试 验 中 如 何 实 现 ？v 8、 如 何 布 置 测 量 柱 的 侧 向 位 移 和 变 形 曲 线 的 测 点 ？ v 9、 屋 架 安 装 和 加 载 方 法 有 几 种 ， 特 点 是 什 么 ？