混凝土結(jié)構(gòu)靜載及現(xiàn)場荷載試驗(yàn)荷載和加載方法

1、混凝土結(jié)構(gòu)靜載及現(xiàn)場荷載試驗(yàn)荷載和加載方法結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載，按作用的形式有集中荷載和均布 荷載；按作用的方向分有垂直荷載、水平荷載和任意方向的 荷載，有單向作用和雙向反復(fù)作用荷載等。根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康牡?不同，要求試驗(yàn)時能正確地在試件上呈現(xiàn)上述荷載。一、加載圖式和等效荷載試驗(yàn)荷載在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置形式（包括荷載類型 和分布情況）稱為加載圖式。為了使試驗(yàn)結(jié)果與理論計算結(jié) 果便于比較，加載圖式應(yīng)與理論計算簡圖相一致，如計算簡 圖為均布荷載，加載圖式也應(yīng)為均布荷載； 簡圖為集中荷載， 則加載圖式也應(yīng)按簡圖的集中荷載大小、數(shù)量及作用位置布 置。如因條件限制而無法實(shí)現(xiàn)或?yàn)榉奖慵虞d，也應(yīng)根據(jù)試驗(yàn) 的目的要

2、求，采用與計算簡圖等效的荷載圖式。等效荷載是指加在試件上，使試件產(chǎn)生的內(nèi)力圖形與計 算簡圖相近，控制截面的內(nèi)力值相等的荷載。采用等效荷載 時必須注意，除控制截面的某個效應(yīng)與理論計算荷載相同 外，該截面的其它效應(yīng)和非控制截面的效應(yīng)則可能有差別， 所以必須全面驗(yàn)算因加載圖式改變對試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的各種 影響；必須特別注意結(jié)構(gòu)構(gòu)造條件是否會因最大內(nèi)力區(qū)域的 某些變化而影響承載性能。在試驗(yàn)加載時，由于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 自重對試驗(yàn)控制截面的內(nèi)力也會產(chǎn)生影響，此使便可采用等 效荷載的方法扣除結(jié)構(gòu)自重的影響。二、試驗(yàn)荷載的計算1極限狀態(tài)的定義和分類 極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件能夠滿足設(shè)計規(guī)定的某一功 能要求的臨界狀態(tài)，超

3、過這一狀態(tài)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件便不再滿足 設(shè)計要求。建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)計統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn) GB50068 和混 凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB50010 均將結(jié)構(gòu)功能的極限狀態(tài)分為 兩大類：（1）承載能力極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或 構(gòu)件達(dá)到最大承載力、出現(xiàn)疲勞破壞或不適于繼續(xù)承載的變 形。（2）正常使用極限狀態(tài)：這種極限狀態(tài)對應(yīng)于結(jié)構(gòu)或 構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能的某項(xiàng)規(guī)定限值。同時還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)按不同的荷載效應(yīng)組合設(shè)計值 進(jìn)行承載力計算及穩(wěn)定、變形、抗裂和裂縫寬度驗(yàn)算。因此 在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)前，首先應(yīng)確定相應(yīng)于各種受力階段 的試驗(yàn)荷載值：（1）當(dāng)進(jìn)行承載力極限狀態(tài)試驗(yàn)時，應(yīng)確定承載力的 試驗(yàn)荷載值。（2

4、）對構(gòu)件的剛度、裂縫寬度進(jìn)行試驗(yàn)時，應(yīng)確定正 常使用極限狀態(tài)的試驗(yàn)荷載。（3）當(dāng)試驗(yàn)混凝土構(gòu)件的抗裂性時，應(yīng)確定構(gòu)件的開裂試驗(yàn)荷載值2.試驗(yàn)荷載的計算由于研究性試驗(yàn)并不一定是針對某一具體工程的實(shí)際 荷載來進(jìn)行試驗(yàn)，因此沒有給定的荷載值。這時應(yīng)根據(jù)構(gòu)件 實(shí)測強(qiáng)度和構(gòu)件的實(shí)際幾何參數(shù)按下式進(jìn)行計算：二町篤左d)G-1)式中，fCO, fSO, a 0分別為混凝土抗壓強(qiáng)度、鋼材抗拉強(qiáng)度和截面幾何尺寸的實(shí)測值?？刂平孛嫔系恼?使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)計算值按下式計算:0-2)式中，一一荷載分項(xiàng)系數(shù)的平均值，采用以下簡化公式計算:"L4-0l1860-3)式中，P可變荷載 Q與永久荷載G的比值，

5、應(yīng)根據(jù) 試驗(yàn)?zāi)康拇_定:當(dāng) p =Q/G=O 時，y .=1.2 ;當(dāng) p =Q/G=0.5 時，y .=1.27 ;當(dāng) p =Q/G*時，y = 1.4 ;Y 0結(jié)構(gòu)構(gòu)件重要性系數(shù)。經(jīng)等丫卩構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值。 最后根據(jù)控制截面上的效應(yīng)計算值和加載圖式，效換算求出正常使用極限狀態(tài)下的試驗(yàn)荷載值。開裂試驗(yàn)荷載計算值可根據(jù)開裂內(nèi)力計算值和試驗(yàn)加載圖式換算得出。正載面抗裂試驗(yàn)的開裂內(nèi)力計算值按下列 公式計算：（1 ）軸心受拉構(gòu)件：瞪=£32（3-4）（2）受彎構(gòu)件：（3-5）（3）偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件：可=（才駕（3-6）% V式中，c PC結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn)時，在抗裂驗(yàn)算邊緣的混凝土預(yù)

6、壓應(yīng)力設(shè)計;受拉區(qū)混凝土塑性影響系數(shù);NCrC軸心受拉、偏心受拉和偏心受壓構(gòu)件正截面開裂軸向力計算值；MrC 受彎構(gòu)件正截面開裂彎矩計算值；幾0 由實(shí)際幾何尺寸計算的構(gòu)件換算截面面積；W0由實(shí)際幾何尺寸計算的換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩；eo 由實(shí)際幾何尺寸計算三、加載程序荷載種類和加載圖式確定后，還應(yīng)按一定的程序加載 一般結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的加載程序均分為預(yù)載、正常使用荷載 （標(biāo)準(zhǔn)荷載） 、破壞荷載三個階段。圖就是一種典型的靜載 試驗(yàn)加載程序。對于非破壞性試驗(yàn)只加至正常使用荷載即標(biāo) 準(zhǔn)荷載，試驗(yàn)后試件仍可使用。對破壞性試驗(yàn)，當(dāng)加到正常 使用荷載后，不卸載即可直接進(jìn)入破壞階段試驗(yàn)。分級加（卸）載的目

7、的，主要是為了方便控制加（卸） 載速度和觀測分析各種變化，也為了統(tǒng)一各點(diǎn)加載的步調(diào)。1預(yù)載在正式試驗(yàn)前應(yīng)對結(jié)構(gòu)預(yù)加試驗(yàn)荷載，其目的在于： （1）使試件各部接觸良好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，荷載 與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定。（2）檢驗(yàn)全部試驗(yàn)裝置的可靠性。（3）檢驗(yàn)全部觀測儀表工作正常與否。（4）檢查現(xiàn)場組織工作和人員的工作情況，起演習(xí)作 用?？傊ㄟ^預(yù)載試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)一些潛在問題，并在正式 試驗(yàn)開始之前加以解決，對保證試驗(yàn)工作順利進(jìn)行具有重要 意義。預(yù)載一般分三級進(jìn)行，每級取標(biāo)準(zhǔn)荷載值的20，然后亦分級卸載，23級卸完。為防止構(gòu)件在預(yù)加載時產(chǎn)生 裂縫，預(yù)加載的荷載量不宜超過試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂荷載計算 值的 70。2正常使用荷載試驗(yàn)與破壞試驗(yàn)加載正常使用荷載以內(nèi)，每級宜取正常使用荷載計算值的 20，一般分五級加至正常使用荷載； 超過正常使用荷載后， 每級宜取正常使用荷載計算值的 10；需要做抗裂試驗(yàn)的結(jié) 構(gòu)構(gòu)件， 加載至開裂荷載的 90后， 每級取正常使用荷載計 算值的 5，一直加至出現(xiàn)第一條裂縫為止，作用在試驗(yàn)結(jié) 構(gòu)構(gòu)件上的試驗(yàn)設(shè)備的重量和構(gòu)件自重視為第一級荷載或 第一級荷載的一部分；每級荷載加完后持續(xù)時間不應(yīng)少于 10min，且宜相等，其目的是使結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形得到充分的 發(fā)展，其使量測結(jié)構(gòu)具有可比性，