《鋼筋混凝土簡支梁靜力試驗》

《鋼筋混凝土簡支梁靜力》試驗學(xué)生實驗任務(wù)書編寫班級： 姓名： 號：土木工程實驗中心、幾前l(fā)=F為了適應(yīng)土木工程學(xué)科的高速發(fā)展，滿足對工程建設(shè)技術(shù)人才高素質(zhì)的要求，為給學(xué)生留有更多的自己鉆研的時間與空間，特開設(shè)《鋼筋混凝土簡支梁靜力試驗》獨立試驗課程。該課程為一設(shè)計性、綜合性的試驗，面對學(xué)校相關(guān)專業(yè)學(xué)生開放，完全由學(xué)生自行設(shè)計試驗方案、試驗構(gòu)件施工、試驗實施以及數(shù)據(jù)分析處理，達(dá)到大綱要求的能力，可以獲得相應(yīng)學(xué)分。為了使學(xué)生能夠順利完成本次試驗任務(wù)，掌握鋼筋混凝土簡支梁靜力加載試驗方法，了解鋼筋混凝土受彎構(gòu)件荷載作用下的工作性能，提高試驗技能，要求必須做好以下幾方面工作。試驗前的準(zhǔn)備工作認(rèn)真學(xué)習(xí)教材，領(lǐng)會實驗任務(wù)書，了解本試驗的任務(wù)、目的、原理、方法和步驟，熟悉所用的試驗儀器儀表的一般構(gòu)造和操作規(guī)則。試驗小組成員必須有共同協(xié)作、討論、思考、分析，設(shè)計構(gòu)件，完成試驗方案擬訂任務(wù)，并交由試驗指導(dǎo)教師審閱，認(rèn)可后方可進(jìn)行試驗。認(rèn)真繪制試驗構(gòu)件施工圖，并制作構(gòu)件，精心養(yǎng)護(hù)。試驗過程在開始進(jìn)行正式試驗之前，要安裝調(diào)試各儀器儀表，仔細(xì)檢查測力裝置工作情況，試件、儀表是否安裝穩(wěn)妥、安全等，記錄表格是否齊全，最后請指導(dǎo)教師檢查，完畢后開始正式試驗。預(yù)加載可不做記錄，觀察試件和各種儀表及儀表的各部位是否正常，如正常再按要求進(jìn)行正式加載，試驗過程中做好原始記錄。在試驗進(jìn)行過程中，必須嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍，有組織有步驟地按要求進(jìn)行工作。對各種儀器儀表嚴(yán)格按操作規(guī)程操作，決不允許草率了事，以確保設(shè)備和人身安全。試驗結(jié)束后，要檢查應(yīng)記錄數(shù)據(jù)是否齊全，并注意清理設(shè)備，歸還所借用儀表、工具，并清掃場地等。經(jīng)教師檢查認(rèn)可后方能離開試驗崗位。試驗報告的整理和書寫試驗報告是試驗者進(jìn)行試驗工作最后交出的試驗成果，是試驗資料的總結(jié)，應(yīng)本著精簡扼要、規(guī)范、整齊、完整的宗旨完成試驗報告。在書寫報告時，要注意：（1）記錄試驗過程中出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象、故障、事故以及采取的補救或處理方法，并分析對試驗結(jié)果產(chǎn)生的影響。（2）把試驗數(shù)據(jù)填入自行設(shè)計的表格中，整理試驗數(shù)據(jù)時必須注意有效數(shù)字的運算法則，而決不能“虛構(gòu)精度”，且一定要保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實性。（3）試驗結(jié)果的表示方法。在試驗中或試驗結(jié)束后，除根據(jù)所測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計算試驗結(jié)果外，還應(yīng)采用圖表或曲線的方式表達(dá)試驗結(jié)果。（4）結(jié)論。將所得結(jié)果與其他試驗結(jié)果或理論值進(jìn)行比較，并分析和計算誤差，指出存在的問題，提出進(jìn)一步改進(jìn)的意見及措施。扼要寫出試驗的收獲和體會。總之，每個試驗后，必須獨立完成總結(jié)和計算工作，寫出報告，并要求試驗數(shù)據(jù)真實完整，計算分析正確，曲線圖表齊全。

鋼筋混凝土簡支梁靜力試驗》指導(dǎo)書試驗概述結(jié)構(gòu)試驗是結(jié)構(gòu)設(shè)計重要的組成部分，也是結(jié)構(gòu)設(shè)計專業(yè)學(xué)生應(yīng)該具備的專業(yè)技術(shù)基礎(chǔ)知識。其任務(wù)是使用儀器設(shè)備，利用各種實驗技術(shù)手段，通過有計劃地對結(jié)構(gòu)承受荷載后的性能進(jìn)行觀測和對測量結(jié)果（如應(yīng)力、位移、裂縫、疲勞壽命、振幅等）進(jìn)行分析，達(dá)到對結(jié)構(gòu)的工作性能和承載能力做出正確的評價和估計。此外，結(jié)構(gòu)試驗還是研究和發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要手段，為了驗證和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論提供可靠的依據(jù)。從確定結(jié)構(gòu)材料的力學(xué)性能到驗證梁、板、柱等單個構(gòu)件的計算方法及至建立復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系的計算理論，都離不開試驗研究。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的計算理論幾乎全是以試驗研究的直接結(jié)果作為基礎(chǔ)的。圖1.1受彎構(gòu)件兩點對稱加載試驗裝置圖1.1受彎構(gòu)件兩點對稱加載試驗裝置鋼筋混凝土受彎構(gòu)件是土木結(jié)構(gòu)中最普遍的一種構(gòu)件，廣泛用于各種建筑結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)。掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的工作性能，了解其強度、剛度、抗裂性以及各級荷載下的變形和裂縫開展情況，對掌握鋼筋混凝土梁構(gòu)件或結(jié)構(gòu)設(shè)計有著重要的現(xiàn)實意義。荷載荷載剪彎段I 純彎段計算跨度剪彎段圖1.2受彎構(gòu)件的兩點對稱加載試驗受彎構(gòu)件的試驗常采用一種荷載情況為兩點對稱加載（圖荷載荷載剪彎段I 純彎段計算跨度剪彎段圖1.2受彎構(gòu)件的兩點對稱加載試驗因此，本次試驗仍然采用鋼筋混凝土簡支梁兩點對稱加載靜力試驗。

試驗原理鋼筋混凝土梁的受彎的試驗，旨在研究混凝土和鋼筋的力學(xué)性能以及相互強度、剛度以及面積搭配對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的受力階段、應(yīng)變（應(yīng)力）分布、破壞特征的影響，以及如何在試驗研究的基礎(chǔ)上建立鋼筋混凝土梁的應(yīng)力分析、強度計算和變形驗算方法。配有縱向鋼筋和箍筋的鋼筋混凝土梁，在對稱集中荷載作用下，梁的內(nèi)力分布見圖1.3，有兩段剪彎段和中間的純彎段。在荷載初期，各段彎矩M相對較小，梁受拉區(qū)邊緣的縱向應(yīng)變尚小于混凝土的極限拉應(yīng)變，混凝土未開裂，整個截面參與受力,有如一彈性勻質(zhì)材料的梁，撓度以及鋼筋應(yīng)變均與彎矩成正比。當(dāng)混凝土受拉邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變時，拉區(qū)混凝土開裂，裂縫出現(xiàn)的彎荷矩載稱為開裂彎矩M。截面拉區(qū)混凝土開裂以后，構(gòu)件剛度降低，再繼續(xù)加載時，撓度才比開裂前有較快的增變均與彎矩成正比。當(dāng)混凝土受拉邊緣混凝土應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變時，拉區(qū)混凝土開裂，裂縫出現(xiàn)的彎荷矩載稱為開裂彎矩M。截面拉區(qū)混凝土開裂以后，構(gòu)件剛度降低，再繼續(xù)加載時，撓度才比開裂前有較快的增cr?/曲線出現(xiàn)第一個轉(zhuǎn)折點。同時，由于開裂截面拉區(qū)混凝土退出工作，它所負(fù)擔(dān)的拉剪彎段長，u 剪彎段應(yīng)力將傳給鋼筋，使開裂截面鋼筋應(yīng)變￡有明顯突變。繼續(xù)增大荷載時,s發(fā)生改變，s較開裂前增長為快，中和軸上移。s隨著荷載增大，開裂處的鋼筋應(yīng)力以及應(yīng)變隨之增大，裂縫寬度也相應(yīng)地增大。一旦鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服，梁的受力性能將發(fā)生質(zhì)的變化，這時純彎段Mi跨?*s曲線的斜率u圖1.3受彎構(gòu)件的兩點對稱加載內(nèi)力圖~f以su及g的關(guān)系曲線均出現(xiàn)明顯的轉(zhuǎn)折。鋼筋達(dá)到屈服，受n壓區(qū)混凝土尚未壓壞，荷載仍能有所增長。鋼筋應(yīng)力bs達(dá)到屈服強度f時不再增長，而應(yīng)變*增繼續(xù)增大（出ys現(xiàn)流幅），鋼筋應(yīng)變急劇增大的過程在中，裂縫顯著開展，中和軸迅速上移，撓度急劇增大，f曲線的斜率變的平緩。最后壓區(qū)混凝土別壓酥，梁達(dá)到破壞時的極限彎矩為M。u受彎構(gòu)件在變形度量有兩個基本量：撓度和轉(zhuǎn)角。撓度是受彎構(gòu)件橫截面形心在垂直與縱軸方向的線位移，轉(zhuǎn)角是橫截面對其原來位置的角位移°，撓度與轉(zhuǎn)角的關(guān)系，依據(jù)材料力學(xué)計算公式如下（1）：1)2)df=tanOu0dx1)2)曲線的曲率公式為（2）：TOC\o"1-5"\h\z丄二f1 =+MP匚f13/2EI1+—在小變形情況下，公式為（3）：\o"CurrentDocument"d2f M=+ （3）dx2 EI （3）《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002）中有關(guān)撓度的設(shè)計方法：受彎構(gòu)件的撓度可以根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度用結(jié)構(gòu)力學(xué)公式計算：Ml2/=0訴 （4）tB

上式可見，EI二B時為勻質(zhì)彈性材料梁的抗彎剛度。這樣當(dāng)受彎構(gòu)件的截面和材料一定時，截面的抗彎剛度也一定，撓度與彎矩呈線性關(guān)系。從上面內(nèi)力分析可見，實際鋼筋混凝土受彎構(gòu)件構(gòu)件來說，混凝土只在最初階段表現(xiàn)為彈性，其應(yīng)力—應(yīng)變曲線大部分為非線性，鋼筋在達(dá)到屈服后其應(yīng)力—應(yīng)變曲線也不再為線性，因此鋼筋混凝土遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是一種線彈性材料，具有極大的非線性。另外，鋼筋混凝土梁受拉區(qū)混凝土開裂，裂縫增大、增多、發(fā)展，抗彎剛度將隨著受拉區(qū)混凝土退出工作而降低，是個變化的量。因此，簡單的以EI二B為常量，進(jìn)行計算顯然不合理，《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010—2002）通過考慮用裂縫位置和裂縫間部分截面鋼筋應(yīng)變與受壓區(qū)混凝土應(yīng)變的平均值來計算截面的曲率，從而計算截面抗彎剛度，推導(dǎo)出計算鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面短期剛度Bs的公式:5）6)EAh25）6)TOC\o"1-5"\h\zB= ss0s 6^p\o"CurrentDocument"1.15/+0.2+ e,1+3.5f對于矩形截面，規(guī)范公式為：s對于矩形截面，規(guī)范公式為：EAh2ss0 1.15/+0.2+6apE式中各參數(shù)見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010—2002）。試驗任務(wù)由試驗指導(dǎo)教師提出鋼筋混凝土簡支梁的計算跨度和荷載大小，各試驗小組根據(jù)所學(xué)專業(yè)知識，查閱相應(yīng)的規(guī)范和教材，設(shè)計滿足規(guī)范要求的鋼筋混凝土簡支梁，并繪制施工圖，進(jìn)行構(gòu)件制作和養(yǎng)護(hù)，擬定試驗方案，編寫試驗大綱，完成試驗，以及試驗報告。試驗?zāi)康恼莆珍摻罨炷梁喼Я簶?gòu)件的設(shè)計方法和計算理論；練習(xí)繪制構(gòu)件施工圖；學(xué)會結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的設(shè)計方法和步驟；了解簡支梁試件的安裝就位技術(shù)；理解儀器儀表的標(biāo)定原理和意義；掌握一般結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的荷載技術(shù)；掌握一般結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性能觀測技術(shù)；掌握裂縫觀測儀的使用，以及裂縫的觀測技術(shù)；掌握鋼筋混凝土簡支梁承載能力的評價技術(shù)；掌握受彎結(jié)構(gòu)的工作性能。掌握結(jié)構(gòu)試驗報告編寫方法。設(shè)計要求試驗構(gòu)件設(shè)計，根據(jù)提供的荷載和計算跨度條件，選擇材料、梁截面，進(jìn)行配筋計算，編寫計算書，依據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范，進(jìn)行構(gòu)造處理；繪制鋼筋混凝土梁試件施工圖（注意測點的布置）；確定試驗方案，寫出試驗大綱。計劃內(nèi)容要求詳盡、科學(xué)、合理，能夠在所提供的儀器及場地下完成試驗。大綱應(yīng)包含以下內(nèi)容：①試驗項目的內(nèi)容和目的；②試件設(shè)計方案（形狀、尺寸以及具局部處理）；③荷載方案的設(shè)計（加載圖式和程序，加載裝置以及邊界條件處理方法，標(biāo)準(zhǔn)荷載計算，加載分級）；④觀測方案設(shè)計（測試項目為最大彎矩截面撓度和應(yīng)變，鋼筋應(yīng)變，以及裂縫，繪制測點布置圖以及測點編號，儀器選擇及標(biāo)定，設(shè)計原始記錄表）；⑤試驗過程（注意設(shè)計原始記錄表隨時記錄，觀測裂縫開展情況記錄等）；⑥參考資料等其它；試驗要求

試驗準(zhǔn)備以及試驗實施具體要求如下：制作試件、養(yǎng)護(hù)，試驗前進(jìn)行質(zhì)量檢查并記錄，預(yù)留混凝土試塊；安裝加載設(shè)備；荷載傳感器和位移傳感器的標(biāo)定以及安裝；試驗記錄表格準(zhǔn)備；依據(jù)實際試件截面尺寸和配筋情況計算各加載階段試驗結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形，以備在試驗時判斷及控制；輔助試驗，如材料的實際強度；依據(jù)加載方案實施試驗，認(rèn)真記錄試驗數(shù)據(jù)以及異常情況。提交成果成果包括試驗設(shè)計和試驗整理兩部分：試驗設(shè)計部分試．驗．設(shè)．計．概．況．；試．驗．構(gòu)．件．設(shè)．計．（計算書）；試．驗．方．案．設(shè)．計．（試驗大綱）。試驗實施和整理部分試．驗．原．始．記．錄．；．試驗報告；報告應(yīng)包含以下內(nèi)容：①試驗?zāi)康模虎谠囼瀸ο蠛喗楹兔枋?；③試驗方法及依?jù);試驗過程及問題；⑤試驗成果處理與分析；⑥技術(shù)結(jié)論;試驗報告中試驗成果處理與分析的內(nèi)容：開裂荷載確定，并繪制裂縫展開圖；最大彎矩截面應(yīng)變以及應(yīng)變分布圖；繪制簡支梁撓度曲線；繪制u繪制u繪制u繪制u1/2曲線；曲線；s⑥確定梁的承載能力，判斷梁的破壞類型。試驗設(shè)備荷載設(shè)備與支承建筑結(jié)構(gòu)試驗是模擬結(jié)構(gòu)在實際受力工作狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)反映，必須對試驗對象施加荷載，所以結(jié)構(gòu)的荷載試驗是結(jié)構(gòu)試驗的基本方法。試驗用的荷載形式、大小、加載方式等都是根據(jù)試驗的目的要求，以如何能更好地模擬原有荷載等因素來選擇。產(chǎn)生荷載的方法與加載設(shè)備有很多種類：在靜力試驗中有利用重物直接加載或通過杠桿作用間接加載的重力加載方法，有利用液壓加載器和液壓試驗機的液壓加載方法，有利用鉸車、差動滑輪組、彈簧和螺旋千斤頂?shù)葯C械設(shè)備的機械加載方法，以及利用壓縮空氣或真空作用的特殊方法等等。在動力試驗中可以利用慣性力或電磁系統(tǒng)激振，比較先進(jìn)的設(shè)備是由自動控制、液壓裝置與計算機相結(jié)合而組成的電液伺服加載系統(tǒng)和由此作為振源的地震模擬振動臺加載設(shè)備等；此外人工爆炸和利用環(huán)境隨機激振（脈動法）的方法也開始廣泛應(yīng)用。結(jié)構(gòu)試驗中的支座是支承結(jié)構(gòu)、正確傳遞作用力和模擬實際荷載圖式的設(shè)備。按作用方式不同有滾動鉸支座、固定鉸支座、球鉸支座和刀口鉸支座幾種。正確地選擇試驗所用的荷載設(shè)備、支承和加載方法，對順利地完成試驗工作和保證試驗的質(zhì)量，有著很大的影響。應(yīng)變測量設(shè)備應(yīng)力測量是結(jié)構(gòu)試驗中很主要的內(nèi)容。了解應(yīng)力的沿構(gòu)件的分布，特別是了解結(jié)構(gòu)危險截面處的應(yīng)力分布及最大應(yīng)力值，對于建立強度計算理論，或驗證設(shè)計是否合理、計算方法是否正確，都有很直接的價值。利用所測的應(yīng)力資料還可以直接了解結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)和強度儲備。直接測量應(yīng)力比較困難，目前還沒有較好的方法而常常借助于測量應(yīng)變值后通過材料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系將應(yīng)變換算為應(yīng)力值。所以應(yīng)力測量往往是應(yīng)變測量。應(yīng)變的定義是單位長度上的變形（拉伸、壓縮、剪切變形），在結(jié)構(gòu)試驗中，可以用兩點之間的相對位移近似地表示兩點之間的平均應(yīng)變。設(shè)兩點之間的距離為L（稱為標(biāo)距），被測物體發(fā)生變形后，兩點之間有相對位移△?，則在標(biāo)距內(nèi)的平均應(yīng)變?yōu)椤?/L，AL是兩點之間的距離增加為正，表示得到拉應(yīng)變，以減少為負(fù)，表示壓應(yīng)變；測出的結(jié)果是標(biāo)距范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。因此對于應(yīng)力梯度較大的結(jié)構(gòu)及非均質(zhì)材料，應(yīng)注意應(yīng)變計標(biāo)距L的選擇。應(yīng)變計的種類很多，用的最多的是電阻應(yīng)變片。電阻應(yīng)變片是專門用來測量試件應(yīng)變的特殊電阻絲，其將應(yīng)變這一非電參量轉(zhuǎn)化為電參量——電阻的變化。電阻應(yīng)變片的工作原理見《建筑結(jié)構(gòu)試驗》教材。電阻應(yīng)變儀是電阻應(yīng)變片的微弱信號放大的專用設(shè)備。根據(jù)電阻應(yīng)變儀工作頻率范圍的高低可分為靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和動態(tài)電阻應(yīng)變儀。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀本身帶有讀書及指示裝置，可以進(jìn)行多點測量，并可以根據(jù)橋路的特點實現(xiàn)溫度補償。DH3816靜態(tài)（見附件7.2.1）應(yīng)變測試系統(tǒng)是全智能化的巡回數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過計算機完成自動平衡、采樣控制、自動修正、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)處理和分析，生成和打印試驗報告。力傳感器結(jié)構(gòu)試驗中，測力傳感器是用來測量結(jié)構(gòu)的作用力、支座反力的儀器。測力傳感器主要有機械式和電測式兩類。這些傳感器的基本原理是用一彈性元件去感受拉力或壓力，這個彈性元件即發(fā)生與拉力或壓力成相對關(guān)系的變形，用機械裝置把這些變形按規(guī)律進(jìn)行放大和顯示即為機械式傳感器。用電阻應(yīng)變片把這些變形轉(zhuǎn)變成電阻變化后再進(jìn)行測量的即為應(yīng)變式傳感器。此外，還有利用壓電效應(yīng)制成的壓電式傳感器。測量時，機械式傳感器為直讀儀器，可以直接從傳感器上讀到力值；應(yīng)變式傳感器應(yīng)與應(yīng)變儀或數(shù)據(jù)采集儀連接，從應(yīng)變儀上讀到應(yīng)變值再換算成力值，也可由數(shù)據(jù)采集儀或通過數(shù)據(jù)采集儀接入計算機，自動換算成力值輸出；壓電式傳感器應(yīng)與電荷放大器連接，然后輸給記錄儀器等。常用力傳感器為應(yīng)變式傳感器（見附件7.2.3）。位移測量儀器結(jié)構(gòu)的位移代表結(jié)構(gòu)的整體變形，它概括了結(jié)構(gòu)總的工作性能。通過位移的測定，不僅可了解結(jié)構(gòu)的剛度及其變化情況，還可區(qū)分結(jié)構(gòu)的彈性或非彈性性質(zhì)。結(jié)構(gòu)的任何部位的異常變形或局部損壞都會在位移上得到反映。因此，在確定測試項目時，首先應(yīng)該考慮結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體變形——位移的測量。線位移傳感器（簡稱位移傳感器）可用來測量結(jié)構(gòu)的位移和支座位移，它測到的位移是某一點相對另一點的位移，即測點相對于位移傳感器支架固定點的位移。通常把傳感器支架固定在試驗臺或地面的不動點上，這時所測到的位移表示測點相對于試驗臺座或地面的位移。常用的位移傳感器有機械式百分表、電子百分表、電阻式傳感器、滑阻式傳感器和差動電感式傳感器。它們的工作原理是用一可滑動的測桿去感受線位移，然后把這個位移量用各種方法轉(zhuǎn)換成表盤讀數(shù)或電變量。常用位移測量儀器為電阻式傳感器（見附件7.2.4）。

試驗方案設(shè)計5.1試件設(shè)計試件設(shè)計應(yīng)包括試件形狀、試件尺寸與數(shù)量以及構(gòu)造措施，同時還必須滿足結(jié)構(gòu)與受力的邊界條件、試驗的破壞特征、試驗加載條件的要求，要能夠反映研究的規(guī)律，能夠滿足研究任務(wù)的需要以最少的試件數(shù)量得到最多的試驗數(shù)據(jù)。荷載設(shè)計構(gòu)件試驗的荷載圖式應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定和實際受力情況。當(dāng)試驗荷載的布置圖式不能完全與設(shè)計的規(guī)定或?qū)嶋H的受力情況相符時，或者為了試驗加載的方便及受加載條件限制時，可以采用等效的原則進(jìn)行換算，也就是使試驗構(gòu)件的內(nèi)力圖形與設(shè)計或?qū)嶋H條件的內(nèi)力圖形相等或相近，并使兩者最大受力截面的內(nèi)力值相等，在這條件下求得試驗等效荷載。為了方便控制加卸載速度和觀測分析結(jié)構(gòu)的各種變化，也為了統(tǒng)一各點的加載步調(diào)多采用分級加載的方式，加載大小以及間隔持續(xù)時間符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，參見《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標(biāo)準(zhǔn)》B50152—92的規(guī)定。觀測設(shè)計在進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗時，為了對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載作用下的工作性能有全面的了解，就要求利用各種儀器設(shè)備測量出結(jié)構(gòu)反應(yīng)的一些參數(shù)，為分析結(jié)構(gòu)工作提供科學(xué)依據(jù)。因此在正式試驗前，應(yīng)擬定測試方案。在擬定測試方案時應(yīng)該把結(jié)構(gòu)在加載過程中可能出現(xiàn)的變形等數(shù)據(jù)計算出來，以便在試驗時能隨時與實際觀測讀數(shù)比較，及時發(fā)現(xiàn)問題。結(jié)構(gòu)在荷載作用下的各種變形可以分成兩類：一類是反應(yīng)試件的整體工作狀況，如梁的撓度、轉(zhuǎn)角、支座偏移等，叫做整體變形；另一類是反映試件的局部工作狀況，如應(yīng)變、裂縫和鋼筋滑移等，叫做局部變形。在確定試驗的觀測項目時，我們首先應(yīng)該考慮整體變形，因為整體變形可以基本上反映出結(jié)構(gòu)的工作狀況。因此，在所有測試項目中，各種整體變形往往是最基本的。對梁來說，首先就是撓度。通過撓度的測定，我們不僅能知道結(jié)構(gòu)的撓彎剛度，而且可了解試件的彈性和非彈性工作狀態(tài)，撓度的不正常發(fā)展還能反映出結(jié)構(gòu)中某些特殊的局部現(xiàn)象。另一方面，局部變形也有非常重要的意義。例如，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫出現(xiàn)，能直接說明其抗裂性能，而控制截面上的最大應(yīng)變往往是推斷結(jié)構(gòu)極限強度的重要指標(biāo)。一般來說，量測的點位愈多愈能了解結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力和變形情況。但是，在達(dá)到試驗?zāi)康牡那疤嵯?，測點還是宜少不宜多，這樣不僅可以節(jié)省儀器設(shè)備，避免人力浪費，而且使試驗工作重點突出任何一個測點的布置都應(yīng)該是有目的的，服從于結(jié)構(gòu)分析的需要，更不應(yīng)錯誤地為了追求數(shù)量而不切實際地盲目布設(shè)測點。在測量工作之前，應(yīng)該利用已知的力學(xué)和結(jié)構(gòu)理論對結(jié)構(gòu)進(jìn)行初步估算，然后合理的布置測量點位，力求減少試驗工作量而盡可能獲得必要的數(shù)據(jù)資料。測點的位置必須要有代表性，以便于分析和計算。結(jié)構(gòu)的最大撓度和最大應(yīng)力的數(shù)據(jù)可以讓我們比較直接地了解結(jié)構(gòu)的工作性能和強度儲備，因此在這些最大值出現(xiàn)的部位上必須布置測點。在測量工作中，為保證測量數(shù)據(jù)的可靠性，有時要布置一定數(shù)量的校核測點。試驗過程中會有很多因素影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，因此我們需要在已知應(yīng)力和變形的位置上布點，這種測點得到的數(shù)據(jù)稱為控制數(shù)據(jù)或校核數(shù)據(jù)，如果控制數(shù)據(jù)在試驗過程中正常，則可以認(rèn)為在未知應(yīng)力和變形的測點上得到的數(shù)據(jù)都是可靠的；反之，得到的數(shù)據(jù)可靠性就差了。最常見的觀測設(shè)計為撓度測量設(shè)計、應(yīng)變測量設(shè)計、裂縫測量設(shè)計：（1）撓度測量設(shè)計8圖1.4測點布置圖8圖1.4測點布置圖移，因此，如果跨中的撓度是相對地面進(jìn)行測量的話，則同時還必須測定梁兩端支承面相對同一地面的沉降值，所以最少要布置三個測點。對于跨度較大的梁，為了保證量測結(jié)果的可靠性，并求得梁在變形后的彈性撓度曲線，則相應(yīng)地要增加5?7個測點，并沿梁的長度對稱布置。對于寬度較大的梁，必要時應(yīng)考慮在截面兩側(cè)布置測點，所需儀器的數(shù)量也就增加一倍，此時各截面的撓度取兩側(cè)儀器讀數(shù)之平均值。應(yīng)變測量設(shè)計進(jìn)行受彎構(gòu)件試驗時要測量由于彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變，一般在梁承受正負(fù)彎矩最大的截面或彎矩有突變的截面上布置測點。如果只要求測量彎矩引起的最大應(yīng)力，則只在該截面上下邊緣纖維處布置測點，為了減少誤差，上下纖維上的儀表均應(yīng)設(shè)在梁截面的對稱位置上或在對稱軸的兩側(cè)各設(shè)一個儀表，以求取它們的平均應(yīng)變。對于鋼筋混凝土梁來說，由于材料的非彈性性質(zhì)，梁截面上的應(yīng)力分布往往不規(guī)則。為了求得截面上應(yīng)力的分布規(guī)律和確定中和軸的位置，就需要增加一定數(shù)量的應(yīng)變測點，一般情況下沿梁高至少布置五個測點，高度增加時應(yīng)增加測點數(shù)量。對于縱向鋼筋的應(yīng)力測量，應(yīng)在鋼筋上布置測點，特別注意保護(hù)和防潮處理。裂縫測量設(shè)計結(jié)構(gòu)試驗中，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的裂縫發(fā)生和發(fā)展，裂縫的位置和分布，以及長度、寬度和深度，是結(jié)構(gòu)反應(yīng)的重要特征，特別是混凝土、砌體等脆性材料組成的結(jié)構(gòu)，對確定結(jié)構(gòu)的開裂荷載，研究結(jié)構(gòu)的破壞過程與結(jié)構(gòu)的抗裂性及變形性能有十分重要的價值，因此裂縫觀測成為一項必要的測量項目。裂縫測量主要內(nèi)容：①開裂，即裂縫發(fā)生的時刻、分布位置和方向；②度量，即裂縫的寬度、長度和深度的測量；③趨勢，即裂縫是否發(fā)展還是趨于穩(wěn)定。本次試驗只對模擬的已有裂縫構(gòu)件進(jìn)行裂縫走向及寬度的觀測。裂縫觀測的方法：首先用目測對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行觀察，確定裂縫的形態(tài)和走向。裂縫寬度的量測，采用裂縫觀測儀。測量時取與裂縫走向平行的裂縫區(qū)段測定，一般應(yīng)選三條目估最大裂縫測量，取其中最大值為最大裂縫寬度。垂直裂縫的寬度應(yīng)在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的側(cè)面相應(yīng)于主筋高度處測量，斜裂縫的寬度應(yīng)在斜裂縫與箍筋或斜裂縫與彎起鋼筋交匯處量測。裂縫寬度數(shù)據(jù)應(yīng)量取至0.01mm。記錄裂縫觀測數(shù)據(jù)，繪制裂縫的位置、形態(tài)和尺寸狀態(tài)圖。繪制狀態(tài)圖時應(yīng)對需要觀測的裂縫應(yīng)統(tǒng)一進(jìn)行編號。每條裂縫至少應(yīng)布設(shè)兩組觀測標(biāo)志，一組在裂縫最寬處，另一組在裂縫末端。每組標(biāo)志由裂縫兩側(cè)各一個標(biāo)志組成。判別裂縫類別，分析裂縫產(chǎn)生的原因。荷載架S試件分配梁千斤頂抗彎大梁圖荷載架S試件分配梁千斤頂抗彎大梁圖1.5受彎構(gòu)件兩點對稱加載試驗裝置試驗步驟布置加載裝置（見圖1.5）；計算標(biāo)準(zhǔn)荷載，并20%分級；布置測點，相應(yīng)的保護(hù)和防潮等處理；預(yù)加載；正式加載，注意記錄，標(biāo)注裂縫；破壞加載。附件7.1試驗教學(xué)大綱《鋼筋混凝土簡支梁靜力試驗》是土木工程專業(yè)選修課程。其有別于《建筑結(jié)構(gòu)試驗》課程，是面向土木工程以及相近專業(yè)獨立開設(shè)的一門綜合設(shè)計性試驗課程，要求學(xué)生根據(jù)所學(xué)的相關(guān)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、土木工程施工以及建筑結(jié)構(gòu)試驗等理論，設(shè)計鋼筋混凝土簡支梁尺寸、混凝土等級以及鋼筋配置情況，達(dá)到提出的實際跨度簡支梁構(gòu)件的承載要求，自行制作構(gòu)件，進(jìn)行荷載試驗，并要求學(xué)生編寫試驗方案、組織方案以及數(shù)據(jù)分析報告。通過試驗，可以培養(yǎng)學(xué)生的動手及組織協(xié)作能力；培養(yǎng)學(xué)生對混凝土構(gòu)件承載能力的感性認(rèn)識；培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識和解決實際問題的能力；培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，使學(xué)生能夠理論聯(lián)系實際，同時獲得工程師基本技能訓(xùn)練的機會，成為具有現(xiàn)在工程素質(zhì)的工程人才。序號試驗步驟試驗內(nèi)容和要求學(xué)時試驗類型-一-理論分析構(gòu)件設(shè)計1?根據(jù)參數(shù)確定簡支梁的尺寸；確定混凝土以及配置鋼筋的等級；計算配置鋼筋的數(shù)量。1綜合性設(shè)計性—二方案設(shè)計完成鋼筋混凝土簡支梁靜力試驗方案。1二荷載試驗準(zhǔn)備工作1?材料準(zhǔn)備；2.鋼筋應(yīng)變片的粘貼與保護(hù)；3?鋼筋混凝土簡支梁的澆注成型、養(yǎng)護(hù)；混凝土測試應(yīng)變片的粘貼與保護(hù)；荷載裝置系統(tǒng)及構(gòu)件就位；6?儀器設(shè)備標(biāo)定、安裝以及調(diào)試；7.輔助性試驗（如材料性能試驗）。8四荷載試驗實施1?預(yù)加載、構(gòu)件調(diào)整以及儀器調(diào)試；2?正式試驗（冋時記錄試驗數(shù)據(jù)、以外情況、方案調(diào)整、試驗條件變化等）；4五完成報告提交成果1?描述試驗?zāi)康?、試驗對象、試驗方法、試驗方案和試驗步驟；試驗成果處理與分析（要求圖、文、表并貌）；試驗結(jié)論；4.試驗體會。2實驗學(xué)時合計16學(xué)時1.學(xué)習(xí)教材：《建筑結(jié)構(gòu)試驗》重慶大學(xué)出版社，宋彧主編；考核方式采用構(gòu)件設(shè)計、方案擬訂、實施過程、試驗結(jié)果以及報告綜合評定成績分優(yōu)秀、良好、中等、及格與不及格等五級分制。7.2儀器使用說明

7.2.13816靜態(tài)電阻應(yīng)變數(shù)據(jù)采集儀DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)介紹DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)是全智能化的巡回數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。通過計算機完成自動平衡、采樣控制、自動修正、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)處理和分析，生成和打印試驗報告。應(yīng)用范圍廣泛，可以根據(jù)測量方案，完成全橋、半橋、1／4橋（公用補償片）狀態(tài)的靜態(tài)應(yīng)力應(yīng)變的多點巡回檢測；可以和各種橋式傳感器配合，實現(xiàn)壓力、力、荷重、位移等物理量的多點巡回檢測。可以實現(xiàn)多點溫度巡回補償。圖1.6DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)其特點是獨立化模塊設(shè)計，每個模塊可測量60個測點，每臺計算機可控制16個模塊（即960個測點）。模塊可多臺并行工作，也可單臺獨立工作。系統(tǒng)具有極強的抗干擾能力。適用于各種工程現(xiàn)場的檢測，而且從應(yīng)變片到采集箱的連接導(dǎo)線只需普通的燈頭線。系統(tǒng)在進(jìn)行平衡操作后自動保存平衡結(jié)果數(shù)據(jù)，當(dāng)發(fā)生突然斷電或試驗當(dāng)天不能結(jié)束時，可在下次開機后，先查找機箱，再進(jìn)行平衡結(jié)果下傳操作，可自動恢復(fù)工作機箱圖1.6DH3816靜態(tài)應(yīng)變測試系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)：測量點數(shù)可達(dá)每臺計算機可控制16臺數(shù)據(jù)補償I圖1.7方式一（半橋即多通道公用補償片）接線圖補償一補償通道1?10—測試通道號Rd—公用補償片 Rg1?.Rg10—測試工作片RglO采樣箱；每臺數(shù)據(jù)采集箱可測60點；采樣速度為60點/秒（960測點采樣時間僅需1秒）；適用應(yīng)變片阻值為50~10000Q任意設(shè)定；應(yīng)變片靈敏度系數(shù)為1.0補償I圖1.7方式一（半橋即多通道公用補償片）接線圖補償一補償通道1?10—測試通道號Rd—公用補償片 Rg1?.Rg10—測試工作片RglO測試原理及方法的應(yīng)變值有下列關(guān)系：靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的讀數(shù)與各橋臂應(yīng)變片的應(yīng)變值有下列關(guān)系：(￡-￡+￡-￡本次試驗數(shù)據(jù)采集儀器為3816靜態(tài)電阻應(yīng)變采集儀，橋路連接按照方式一（半橋即多通道公用式中￡r為應(yīng)變儀的讀數(shù)值，￡1、￡2、￡3及￡本次試驗數(shù)據(jù)采集儀器為3816靜態(tài)電阻應(yīng)變采集儀，橋路連接按照方式一（半橋即多通道公用補償片）連接。具體試驗橋路連接方式如下（具體見圖1.7）：將工作應(yīng)變片Rg