建筑結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（PPT,共45）

5建筑結(jié)構(gòu)靜載載試驗(yàn)靜載作用是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件不引起加加速度或加速速度可以忽略略的直接作用用。結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)中最最常見的是單單調(diào)加載靜力力試驗(yàn)。單調(diào)加載是指在短期內(nèi)內(nèi)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象象進(jìn)行平穩(wěn)地地一次連續(xù)施施加荷載，荷荷載從零開始始一直到結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件破壞或或達(dá)到預(yù)定荷荷載或是在短短時(shí)期內(nèi)平穩(wěn)穩(wěn)地施加若干干次預(yù)定的重重復(fù)荷載后，，再連續(xù)增加加荷載直到結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞壞。5.1概概述述加載程程序：：試驗(yàn)驗(yàn)期間間荷載載與時(shí)時(shí)間的的關(guān)系系。一一般靜靜載試試驗(yàn)加加載程程序分分為預(yù)預(yù)載、、標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)荷載載、破破壞荷荷載三三個(gè)階階段。。分級(jí)加加（卸卸）載載目的的：1）控制制加載載速度度2）觀察察和分分析結(jié)結(jié)構(gòu)變變形3）統(tǒng)一一各點(diǎn)點(diǎn)加載載步調(diào)調(diào)5.2受彎構(gòu)構(gòu)件的的靜力力試驗(yàn)驗(yàn)正位試試驗(yàn)，，一端端采用用鉸支支座，，另一一端采采用滾滾動(dòng)支支座，，支座座下面面用支支墩安安置在在地面面上，，要求求牢固固和穩(wěn)穩(wěn)定。。應(yīng)盡量量保證證加載載面與與支承承面平平整（（砂漿漿、墊墊沙層層、橡橡膠+鋼板））加載方方法：：梁：常常用液液壓加加載器器和分分配梁梁，或或用液液壓同同步加加載器器。板：一一般重重物加加載。。也可可用集集中荷荷載等等效，，采用用梁加加載方方式加加載。。吊車梁梁：采采用液液壓加加載，，試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)的的加載載圖式式要按按最布布利荷荷載布布置決決定集集中荷荷載的的作用用位置置。1.試試件的的安裝裝和加加載方方法構(gòu)件試試驗(yàn)的的荷載載圖式式應(yīng)符符合設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)規(guī)定和和結(jié)構(gòu)構(gòu)實(shí)際際受載載情況況，有有時(shí)也也可以以采用用等效效的原原則進(jìn)進(jìn)行換換算，，即使試試驗(yàn)構(gòu)構(gòu)件的的內(nèi)力力圖形形與設(shè)設(shè)計(jì)或或?qū)嶋H際的內(nèi)內(nèi)力圖圖形相相等或或接近近，并并使兩兩者最最大受受力面面的內(nèi)內(nèi)力值值相等等。為保證證變形形相等等，也也可按按同樣樣原則則求得得變形形相等等的等等效荷荷載。。ql2/8ql/2ql2/8ql2/8ql/2ql/2PP=ql/2PPPP=ql/4例：某梁梁設(shè)計(jì)計(jì)跨度度為5m，設(shè)計(jì)計(jì)荷載載為均均布荷荷載100KN/m，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)時(shí)，，只有有一臺(tái)臺(tái)液壓壓加載載器，，最大大加載載壓力力為600KN，采用用四個(gè)個(gè)集中中力的的形式式模擬擬均布布荷載載，分分配梁梁不限限，試試確定定加載載圖式式。解：（1）計(jì)算算該設(shè)設(shè)計(jì)梁梁的內(nèi)內(nèi)力并并繪制制內(nèi)力力圖形形Mmax=ql2/8=312.5KNmQmax=ql/2=250KN內(nèi)力圖圖形如如圖。。（2）設(shè)計(jì)計(jì)加載載圖式式荷載總總值=100*5=500KN四個(gè)集集中力力大小小=500/4=125KN作用點(diǎn)點(diǎn)的位位置：：第一一個(gè)距距支座座L/8=625mm其它荷荷載相相距L/4=1250mm分配梁梁：?jiǎn)螁慰?，，上下下兩層層，上上層支支座在在下層層分配配梁跨跨中。。?）計(jì)算算該實(shí)實(shí)驗(yàn)梁梁的內(nèi)內(nèi)力并并繪制制內(nèi)力力圖形形試驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目和和測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布置置試驗(yàn)項(xiàng)項(xiàng)目:鑒定性試驗(yàn)驗(yàn)：承承載力力、抗抗裂度度和各各級(jí)荷荷載作作用下下的撓撓度及及裂縫縫開展展情況況。研究性性試驗(yàn)驗(yàn)：除除了承承載力力、抗抗裂度度、撓撓度和和裂縫縫觀測(cè)測(cè)外，，還測(cè)測(cè)量構(gòu)構(gòu)件某某些部部位的的應(yīng)力力。測(cè)點(diǎn)布布置：：（1）撓撓度度測(cè)量量：：撓度度是是梁梁性性能能當(dāng)當(dāng)中中很很重重要要的的一一個(gè)個(gè)性性質(zhì)質(zhì)。。它它能能反反映映梁梁的的整整體體變變形形。。同同時(shí)時(shí)通通過過撓撓度度的的變變化化，，也也能能看看出出梁梁局局部部出出現(xiàn)現(xiàn)破破壞壞的的情情況況。。撓度度測(cè)測(cè)量量時(shí)時(shí)必必須須考考慮慮支座座沉沉陷陷的問問題題，，如如果果跨跨中中的的撓撓度度是是相相對(duì)對(duì)于于地地面面的的話話，，最最少少應(yīng)應(yīng)該該布布置置三三個(gè)個(gè)測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn),如圖圖。。對(duì)跨跨中中：：對(duì)其其它它點(diǎn)點(diǎn)：：由于于支座座承承受受的的巨巨大大作作用用力力，，可可能能使使地地面面沉沉陷陷，，因因此此儀儀器器架架子子應(yīng)應(yīng)離離支支座座遠(yuǎn)遠(yuǎn)一一些些。。跨度度較大大的的梁梁測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)量量應(yīng)應(yīng)增增至至5~7個(gè)，，且且對(duì)稱稱布置置。。撓度度測(cè)量量后后應(yīng)應(yīng)繪繪制制荷載載—撓度度曲曲線線和各各級(jí)級(jí)荷荷載載作作用用下下的的撓度度曲曲線線（叫叫梁梁的的撓撓度度曲曲線線，，最最少少5個(gè)測(cè)測(cè)點(diǎn)點(diǎn)）），，根根據(jù)據(jù)需需要要有有時(shí)時(shí)還還需需要要繪繪制制撓撓度度—時(shí)間間曲曲線線。。（2）應(yīng)應(yīng)變變的的測(cè)測(cè)量量應(yīng)變變是反反應(yīng)應(yīng)梁梁局局部部變變形形的的一一個(gè)個(gè)量量，，所所以以測(cè)測(cè)出出來來就就是是某某一一個(gè)個(gè)截截面面的的應(yīng)應(yīng)變變，，一一般般選選擇擇如如下下部部位位：：首先先，，要要選選擇擇在在彎彎矩矩或或者者剪剪力力最最大大的的地地方方。。第二二，，彎彎矩矩和和剪剪力力均均比比較較大大的的截截面面。。第三三，，截截面面面面積積突突變變的的地地方方。。第四四，，抗抗彎彎或或者者抗抗剪剪控控制制截截面面。。對(duì)于于一般般的的做做研研究究性性試試驗(yàn)驗(yàn)的的梁梁，，大大多多采采用用如如下下加加荷荷模模式式。。中中間間是是一一個(gè)個(gè)純純彎彎段段，，便便于于研研究究正正載載面面的的強(qiáng)強(qiáng)度度，，沒沒有有剪剪力力的的影影響響。。而而在在兩兩端端主主要要是是剪剪力力的的影影響響，，彎彎矩矩就就逐逐漸漸減減小小了了。。ql2/8ql/2PP=ql/2純彎彎區(qū)區(qū)段段應(yīng)應(yīng)變變的的測(cè)測(cè)量量純彎彎區(qū)區(qū)段段應(yīng)變變的的測(cè)測(cè)量量主主要要包包括括：：最最大大應(yīng)應(yīng)變變的的測(cè)測(cè)量量，，應(yīng)應(yīng)變變的的分分布布測(cè)測(cè)量量，，受受壓壓區(qū)區(qū)高高度度測(cè)測(cè)量量和和受受拉拉主主筋筋的的應(yīng)應(yīng)變變測(cè)測(cè)量量。。研究究最大大應(yīng)應(yīng)變變時(shí)時(shí)，，可可只只在在梁梁的的上上下下兩兩個(gè)個(gè)表表面面貼貼應(yīng)應(yīng)變變片片。。為為減減少少誤誤差差，，上上下下應(yīng)應(yīng)變變片片應(yīng)應(yīng)設(shè)設(shè)在在梁梁截截面面的的對(duì)對(duì)稱稱軸軸上上，，或或在在對(duì)對(duì)稱稱軸軸兩兩側(cè)側(cè)各各設(shè)設(shè)一一個(gè)個(gè)（（共共4個(gè)）），，以以求求平平均均值值。。純彎彎區(qū)區(qū)段段應(yīng)應(yīng)變變的的測(cè)測(cè)量量研究某截面上應(yīng)變變的分布情況況和中和軸的的位置（即受受壓區(qū)高度的的變化），要要在這個(gè)截面面上貼應(yīng)變片片。一般應(yīng)變變片不少于五五片。當(dāng)梁截截面高度較大大時(shí)，還可以以增加。可以以等距布置，，也可外密里里疏。有時(shí)時(shí)也可以用手手持式應(yīng)變儀儀來測(cè)量。純彎區(qū)段應(yīng)變變的測(cè)量研究受拉主筋的應(yīng)應(yīng)力情況一般般是在主筋上上預(yù)先貼好應(yīng)應(yīng)變片，或預(yù)預(yù)留孔洞，后后貼應(yīng)變片。。彎矩與剪力共共同作用區(qū)段的測(cè)量應(yīng)力狀態(tài)復(fù)雜，應(yīng)貼應(yīng)應(yīng)變花。箍筋和彎起鋼鋼筋的應(yīng)變測(cè)測(cè)量為研究抗剪強(qiáng)度度和受拉混凝凝土開裂后，，鋼筋的應(yīng)力力變化問題，，應(yīng)測(cè)箍筋和和彎起鋼筋的的應(yīng)變。測(cè)點(diǎn)點(diǎn)布置如圖：：可采用預(yù)埋埋式或預(yù)留孔孔洞式。翼緣與孔邊應(yīng)應(yīng)力測(cè)量翼緣較寬的T形梁，如現(xiàn)澆澆肋型樓蓋，，翼緣應(yīng)力分分布不均勻。。構(gòu)件開洞后，，易產(chǎn)生應(yīng)力力集中。校核測(cè)點(diǎn)的布布置為了能夠正確的掌掌握測(cè)量的正正確性，一般般要設(shè)置校核核測(cè)點(diǎn)。即即應(yīng)力已知的的點(diǎn)，比如梁梁邊緣凸緣處處，應(yīng)力為零零。（3）裂縫測(cè)量主要包括測(cè)定定開裂荷載、、位置、裂縫縫的發(fā)展和分分布、裂縫的的寬度和深度度。測(cè)定鋼筋混凝凝土梁的抗裂裂性能。垂直裂縫測(cè)定：一般產(chǎn)生在彎彎矩最大受拉拉區(qū)段，在該該區(qū)段連續(xù)或交替布置測(cè)點(diǎn)。有垂直裂縫和和斜裂縫斜截面上的主主拉應(yīng)力裂縫縫，經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)在剪力較大大的區(qū)域內(nèi)，，箱型截面或或工字形截面面，腹板的中中和軸或腹板板與翼緣相交交接的腹板常常是主拉應(yīng)力力較大的部位位。斜截面裂縫測(cè)測(cè)定裂縫寬度的測(cè)測(cè)量一般是用0.01mm和0.05mm的讀數(shù)放大鏡鏡肉眼觀測(cè)，，并記錄。每一構(gòu)件中測(cè)測(cè)定裂縫寬度度的裂縫數(shù)量量不少于3條，包括第一一條及開裂最最大的一條。裂縫的標(biāo)注和和描繪試驗(yàn)過程中隨隨著裂縫的出出現(xiàn)和開展，，應(yīng)該將裂縫縫的發(fā)展情況況標(biāo)注在試驗(yàn)驗(yàn)構(gòu)件上，最最后根據(jù)裂縫縫的標(biāo)注在紙紙上繪制裂縫縫的展開圖。。試件上的標(biāo)注注方法：在每每條裂縫邊上上1~3mm處平行畫出裂裂縫的走向，，并標(biāo)明裂縫縫的編號(hào)、每每一級(jí)荷載下下裂縫的開展展位置（用小小橫線表示））、裂縫的寬寬度等。裂縫的標(biāo)注和和描繪500KN,0.01mm1000KN,0.015mm1500KN,0.025mm5.3受壓構(gòu)件的試試驗(yàn)包括軸心受壓壓和偏心受壓壓柱。試件安裝和加加載方法：正正位和臥位。對(duì)軸壓構(gòu)件，，一般應(yīng)先進(jìn)進(jìn)行幾何對(duì)中中，即將構(gòu)件件軸線對(duì)準(zhǔn)作作用力的中心心線。然后進(jìn)進(jìn)行物理對(duì)中中，即加載達(dá)達(dá)20%~40%時(shí)，測(cè)中央截截面兩側(cè)或四四個(gè)面的應(yīng)變變，并調(diào)整作作用力軸線，，使各點(diǎn)應(yīng)變變均勻，之后后才可以繼續(xù)續(xù)試驗(yàn)。偏壓構(gòu)件在物物理對(duì)中后，，沿加力線量量出偏心距，，加載點(diǎn)移至至偏心距處，，才可以試驗(yàn)驗(yàn)。試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)測(cè)點(diǎn)布置應(yīng)觀測(cè)破壞荷載載、各級(jí)荷載載下的側(cè)向撓撓度及變形曲曲線、控制截截面的應(yīng)力變變化規(guī)律及裂裂縫的開展情情況。破壞荷載：力力傳感器撓度：百分表表或位移傳感器或或正位實(shí)驗(yàn)用經(jīng)緯儀曲率：曲率計(jì)計(jì)受壓區(qū)砼應(yīng)變：應(yīng)變片片+應(yīng)變儀，應(yīng)變片后貼，且對(duì)稱稱軸線或沿軸軸線布置。鋼筋應(yīng)變：應(yīng)應(yīng)變片+應(yīng)變儀，應(yīng)變變片預(yù)埋5.4量測(cè)數(shù)據(jù)的整整理簡(jiǎn)支試件的撓撓度修正：由于支座沉降降、試件自重重和加載設(shè)備備重、加載圖圖式及預(yù)應(yīng)力力反拱的影響響，撓度計(jì)所所測(cè)撓度數(shù)據(jù)據(jù)并非試件本本身的絕對(duì)撓撓度，故應(yīng)對(duì)對(duì)其修正。as,p0=(aq0+ag0-ap)φaq0--消除支座沉降降后的撓度實(shí)實(shí)測(cè)值；當(dāng)支支座反力作用用線上不能安安裝儀表時(shí)，，還應(yīng)考慮支支座測(cè)點(diǎn)偏移移系數(shù)；ag0--試件自重和加加載設(shè)備重引引起的撓度；；ag0=(Mg/Mb)*ab0Mg---是試件自重重和加載設(shè)設(shè)備重產(chǎn)生生的彎距。。Mb、ab0---分別是試件件出現(xiàn)裂縫縫前一級(jí)荷荷載產(chǎn)生的的彎距和撓撓度實(shí)測(cè)值值。ap----預(yù)應(yīng)力鋼筋筋的預(yù)壓作作用使構(gòu)件件產(chǎn)生反拱拱；對(duì)研究究性試驗(yàn)取取實(shí)測(cè)值，，對(duì)鑒定性性試驗(yàn)取計(jì)計(jì)算值；φ----因加載圖式式變化產(chǎn)生生的修正系系數(shù)。見表表5.1采用等效荷荷載圖式加加載試驗(yàn)時(shí)時(shí)，由于等等效時(shí)僅考考慮了控制制內(nèi)力相等等的原則等等效，故應(yīng)應(yīng)對(duì)測(cè)量的的撓度進(jìn)行行修正。均布荷載1.0，四四分點(diǎn)等效效乘0.91,三三分點(diǎn)等效效乘0.98，四集集中力八分分點(diǎn)等效乘乘0.99，八集中中力十六分分點(diǎn)1.00。懸臂試件的撓度度修正懸臂構(gòu)件在在自由端的的撓度要考考慮固定端端的沉降和和轉(zhuǎn)角以及及試件自重重和加載設(shè)設(shè)備重的影影響。修正如下：：其中：----消除支座沉沉降和轉(zhuǎn)角角后的自由由端撓度值值。、----自重重和加載設(shè)設(shè)備重產(chǎn)生生的撓度值值和固端彎彎距。、----出出現(xiàn)裂縫前前一級(jí)荷載載撓度實(shí)測(cè)測(cè)值和固端端彎距。φca----加載圖式修修正系數(shù)截面內(nèi)力的確定定應(yīng)變值確定后即即可求出截截面上的應(yīng)應(yīng)力和內(nèi)力力。軸心受力構(gòu)件的的內(nèi)力：：n個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變變的平均值值壓彎與拉彎試件件的內(nèi)力壓彎與拉彎彎試件的內(nèi)內(nèi)力有軸向向力N和平面內(nèi)彎彎距M。應(yīng)變計(jì)數(shù)數(shù)量應(yīng)不少少于所求內(nèi)內(nèi)力數(shù)。內(nèi)力計(jì)算公公式為：y1y2ε1ε2=+當(dāng)時(shí)時(shí)：雙向彎曲試件的的內(nèi)力x1x2y1y2ε2ε1ε3ε4abcd雙向彎曲的的內(nèi)力有N、Mx、My，測(cè)點(diǎn)對(duì)稱稱布置在邊邊緣纖維處處，角點(diǎn)纖纖維處的應(yīng)應(yīng)變?chǔ)臿、εb、εc、εd可用外插法法計(jì)算。5.5結(jié)構(gòu)性能的的評(píng)定應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)結(jié)結(jié)果和國家家規(guī)范有關(guān)關(guān)要求對(duì)結(jié)結(jié)構(gòu)的某項(xiàng)項(xiàng)性能作出出評(píng)定。評(píng)評(píng)定結(jié)果為為合格和不不合格兩種種。結(jié)構(gòu)的承載載力檢驗(yàn)：：兩種檢驗(yàn)方方法：按允允許值檢驗(yàn)驗(yàn)和按實(shí)際際承載力檢檢驗(yàn)。1、按允許許值檢驗(yàn)：：即承載力力試驗(yàn)荷載載值應(yīng)不超超過規(guī)范規(guī)規(guī)定的允許許值。按下下式計(jì)算：：為構(gòu)件的承承載力檢驗(yàn)驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)測(cè)值，即承承載力檢驗(yàn)驗(yàn)荷載實(shí)測(cè)測(cè)值與承載載力檢驗(yàn)荷荷載設(shè)計(jì)值值的比值。。承載力荷載載效應(yīng)實(shí)測(cè)測(cè)值s承載力檢驗(yàn)驗(yàn)荷載效應(yīng)應(yīng)設(shè)計(jì)值。。結(jié)構(gòu)重要性性系數(shù)，根根據(jù)安全等等級(jí)有1.1,1.0,0.9。為構(gòu)件承載載力檢驗(yàn)系系數(shù)允許值值，見表5.6承載力檢驗(yàn)驗(yàn)標(biāo)志及檢檢驗(yàn)系數(shù)受力情況受拉（軸拉、偏拉、受彎、大偏壓）受壓受剪標(biāo)志編號(hào)B1B2B3B4B5B6承載力檢驗(yàn)標(biāo)志裂縫>1.5mm,撓度>1/50受壓砼壓壞受力主筋拉斷砼壓壞斜裂縫>1.5mm或斜裂縫末端砼剪壓破壞斜壓破壞或主筋端部滑脫1-3級(jí)鋼冷拉1-2級(jí)冷拉3-4級(jí)熱處理鋼筋、鋼絲、鋼絞線1-3級(jí)鋼、冷拉1-2級(jí)冷拉3-4級(jí)熱處理鋼筋、鋼絲、鋼絞線檢驗(yàn)系數(shù)1.21.251.451.251.301.401.501.451.351.502、按承載力力檢驗(yàn)其中：：按按實(shí)配鋼筋筋面積計(jì)算算的承載力力值與承載載力荷載效效應(yīng)設(shè)計(jì)值值的比值。。承載力極限限狀態(tài)的標(biāo)標(biāo)志對(duì)軸心受拉拉、偏心受受拉、受彎彎、大偏心心受壓構(gòu)件件，承載力力極限狀態(tài)態(tài)的標(biāo)志有有下述幾方方面：當(dāng)正常配筋筋時(shí)，通常常是受拉主主筋先屈服服，進(jìn)而受受拉主筋處處的裂縫寬寬度達(dá)到1.5mm或撓度達(dá)到到跨度的1/50倍。對(duì)于超筋構(gòu)構(gòu)件，受壓壓區(qū)砼一般般先破壞（（裂縫寬度度和撓度沒沒達(dá)到上述述值）。對(duì)于少筋構(gòu)構(gòu)件，裂縫縫一開裂，，裂縫處鋼鋼筋即被拉拉斷。承載力極限限狀態(tài)的標(biāo)標(biāo)志軸心受壓或或小偏心受受壓構(gòu)件（（柱）：混混凝土被壓壓壞或被劈劈裂，即混混凝土受壓壓破壞。受彎構(gòu)件的的受剪和偏偏心拉壓構(gòu)構(gòu)件的受剪剪：腹筋屈屈服，或裂裂縫寬度達(dá)達(dá)到1.5mm，或沿斜裂縫縫混凝土斜斜壓破壞或或斜拉破壞壞。黏結(jié)錨固破破壞：構(gòu)件