建筑結(jié)構(gòu)試驗課件第三章-結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)備

第二章試試驗荷載與與加載2.1概述工程結(jié)構(gòu)試試驗為模擬擬結(jié)構(gòu)在實實際受力工工作狀態(tài)下下的結(jié)構(gòu)反反應(yīng)，必須須對試驗對對象施加荷荷載，結(jié)構(gòu)構(gòu)荷載試驗驗是結(jié)構(gòu)試試驗的基本本方法。工程試驗用用的荷載形形式、大小小、加載方方式是根據(jù)據(jù)試驗?zāi)康牡囊?，以以便更好地地模擬原有有荷載等因因素選擇。。第二章荷載載與加載第二章試試驗荷載與與加載教學(xué)內(nèi)容2.1．重物加載載2.2．機械式加加載2.3．氣壓加載載2.4．液壓加載載：包括液液壓加載的的分類，液液壓系統(tǒng)，，液壓加載載器荷載的的標定。2.5．動荷加載載方法：包包括慣性力力加載，激激振器加載載（機械式式激振器，，電磁式激激振器），，爆炸加載載。2.6．加載輔助助設(shè)備：荷荷載支承裝裝置，荷載載傳遞裝置置2.7．試件支承承裝置。第二章荷載載與加載第二章試試驗荷載與與加載重點：重物物加載，液液壓加載的的分類，液液壓系統(tǒng)，，液壓加載載器荷載的的標定，荷荷載支承裝裝置，荷載載傳遞裝置置，試件支支承裝置。。難點：動荷荷加載方法法第二章荷載載與加載第二章試試驗荷載與與加載1．熟練掌握握重物加載載，液壓加加載的分類類，液壓系系統(tǒng)，液壓壓器荷載的的標定。2．熟練掌握握荷載支承承裝置，荷荷載傳遞裝裝置，試件件支承裝置置。3．掌握機械械式加載，，氣動加載載，動荷加加載第二章荷載載與加載2.1概述結(jié)構(gòu)試驗中中的加載方方法：重力加載法法；氣氣壓加載法法；液壓加載法法；電電磁加載法法；慣性力加載載法；人人激激振動加載載法；機械力加載載法；環(huán)環(huán)境境隨機振動動激振法。。第二章荷載載與加載2.1概述正確選用試試驗的荷載載設(shè)備和加加載方法要要求：1、荷載圖式式與結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計計算荷荷載圖式所所產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力值一致致或接近；；2、荷載傳力力方式和作作用點明確確；3、荷載分級級分度值滿滿足量測精精度，加載載設(shè)備有強強度儲備；；4、加載裝置置安全可靠靠（強度、、變形、剛剛度）；5、設(shè)備操作作方便，便便于加卸、、控制；6、采用現(xiàn)代代先進技術(shù)術(shù)，減輕勞勞力，提高高質(zhì)量。第二章荷載載與加載2.2重力加載包括重力直直接加載法法和杠桿加加載法直接加載法法應(yīng)注意避免免因荷重塊產(chǎn)生拱拱作用而改變荷載載分布。杠桿加載法法結(jié)構(gòu)變形后后荷載不改變，但但無法自行卸載。。第二章荷載載與加載2.2重力加載重力加載法法第二章荷載載與加載2.2重力加載杠桿加載法法第二章荷載載與加載2.3液壓加載目前結(jié)構(gòu)試試驗中最常常用的加載載方法；可適適用于靜、、動載試驗驗，噸位可可大、可小?。灰簤杭虞d方方法：?液壓加加載系統(tǒng)和和試驗臺座座；?結(jié)構(gòu)試試驗機系統(tǒng)統(tǒng)。第二章荷載載與加載2.3液壓加載液壓加載裝裝置?液壓加加載器；?液壓加加載系統(tǒng)；；?結(jié)構(gòu)試試驗機；?電液伺伺服液壓系系統(tǒng)；?地震模模擬振動臺臺。第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.1液壓加載器器千斤頂?shù)诙潞奢d載與加載2.3液壓加載2.3.1液壓加載器器電動泵第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.1液壓加載器器雙向液壓加加載器第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.2液壓加載系系統(tǒng)組成部分?液壓加加載器?液壓控控制臺?反力架架?臺座適用于各類類結(jié)構(gòu)的靜靜載試驗（（包括擬靜靜力試驗））第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.3大型結(jié)構(gòu)試試驗機1.測試空間:120x120x120cm2.1200噸主油壓缸缸,鑄鋼本體3.行程:300mm4.閉回路電液液伺服油壓壓系統(tǒng)第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.3大型結(jié)構(gòu)試試驗機第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.3大型結(jié)構(gòu)試試驗機第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.4電液伺服液液壓系統(tǒng)電液伺服加加載器控制系統(tǒng)液壓源直接控制負負荷、應(yīng)變變、位移。自動控控制。第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.4電液伺服液液壓系統(tǒng)電液伺服加加載器第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.4電液伺服液液壓系統(tǒng)電液伺服閥閥第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.5地震模擬振振動臺第二章荷載載與加載2.3液壓加載2.3.5地震模擬振振動臺美國MTS公司三向六六自由度維模模擬地震振振動臺，臺面尺寸4m×4m，最大試件質(zhì)質(zhì)量25t。第二章荷載載與加載2.4慣性力加載載利用運動物物體質(zhì)量的的慣性施加加動力荷載載2.4.1沖擊力加載載法1、初位移加載載法第二章荷載載與加載2.4慣性力加載載2.4.1沖擊力加載載法2、初速度加載載法第二章荷載載與加載2.4慣性力加載載?3、反沖激振法法反沖激振法法就是爆炸炸加載。利用火藥藥或炸藥使使之燃燒或或引起爆炸炸，產(chǎn)生沖沖擊荷載作作用于試驗驗結(jié)構(gòu)或建建筑物。炸炸藥爆炸后后以應(yīng)力波波或沖擊波波的形式作作用于試驗驗結(jié)構(gòu)或建建筑物，而而火藥燃燒燒是通過火火箭激振加加載器以激激振力的形形式作用于于結(jié)構(gòu)或建建筑物?；鸺ふ窦蛹虞d也稱為為反沖激振振器加載，，是利用火火箭發(fā)動機機的原理對對試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)施加荷載載的。第二章荷載載與加載2.4慣性力加載載2.4.2離心力加載載法?優(yōu)點：：結(jié)構(gòu)簡單單，容易產(chǎn)產(chǎn)生較大振振幅和激振振力；?缺點：：頻率低，，振幅調(diào)節(jié)節(jié)難，只能能產(chǎn)生簡諧諧荷載。第二章荷載載與加載2.4慣性力加載載2.4.2直線位移慣性性力加載法?激振力大大，但頻率較較?。?lt;1HZ），且設(shè)備笨笨重。第二章荷載與與加載2.5機械力加載法法常用機具包括括：吊鏈（葫蘆蘆）、卷揚機機、花籃螺絲、螺旋千斤斤頂、彈簧等等；適用于施加水水平荷載；優(yōu)點：：設(shè)備簡單，，集中力的方方向便于控制制；缺點：：荷載較小，，加卸載速度度慢，荷載作作用點的變形形會引起荷載載值的較大改改變。第二章荷載與與加載2.6氣壓加載法氣壓加載法：：利用壓縮空氣氣加載，利用用抽真空產(chǎn)生生負壓加載；；適用于平板、、殼體等平面面結(jié)構(gòu)施加均均布荷載；優(yōu)點：：加、卸載方方便，荷載穩(wěn)穩(wěn)定、安全，，結(jié)構(gòu)破壞時時能夠自動卸卸載；缺點：：加載面無法法觀測。第二章荷載與與加載2.7電磁力加載法法2.7.1電磁式激振器器磁系統(tǒng)（勵磁磁線圈、鐵心心、磁極板））、動圈（工工作線圈）、、彈簧、頂桿桿。第二章荷載與與加載2.7電磁力加載法法2.7.2電磁振動臺第二章荷載與與加載2.8人激振動加載載法利用人自身在在結(jié)構(gòu)上的有有規(guī)律的活動動與結(jié)構(gòu)自振振周期同步運運動，產(chǎn)生慣慣性力，形成成共振試驗的的振幅。第二章荷載與與加載2.9環(huán)境隨機振動動激振法環(huán)境也稱為脈脈動法。微小的地震活活動、車輛人人流來往擾動動運動振幅極為為微小，頻譜譜豐富，地面面脈動。測定動力特性性由地面脈動產(chǎn)產(chǎn)生建筑物脈脈動，再對其其進行模態(tài)參參數(shù)識別。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座支座；荷載支承機構(gòu)構(gòu)；結(jié)構(gòu)試驗臺座座；現(xiàn)場試驗荷載載裝置。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.1支座支墩：簡易支支座，鋼或鋼鋼筋砼制作，現(xiàn)現(xiàn)場試驗多為為磚砌體；支座作用形式式：滾動鉸支支座、固定鉸支支座、球鉸支支座。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.1支座對鉸支座的基基本要求（課課本P58－59）?必須保證證結(jié)構(gòu)在支座座處能自由轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動；?必須保證證結(jié)構(gòu)在支座座處力的傳遞遞；?構(gòu)件支座座處鉸的上下下墊板要有一一定剛度；?滾軸長度度，一般取為為試件支承處處截面寬度；；?滾軸直徑徑，可按表選選用，并進行行強度驗算。。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.1支座第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.2荷載支承機構(gòu)構(gòu)又稱反力架或或荷載架；試驗室試驗?反力架（（由橫梁立柱柱組成）；?抗彎大梁梁或空間桁架架式臺座（適適用于中小型型構(gòu)件）、試試驗臺座?，F(xiàn)場試驗?反力支架架（包括平衡衡重、錨固樁樁頭、現(xiàn)澆地地梁和箍架等等）。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.2荷載支承機構(gòu)構(gòu)槽式試驗臺座座：第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.2荷載支承機構(gòu)構(gòu)豎向反力架：：立柱橫梁第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.2荷載支承機構(gòu)構(gòu)水平反力架第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3試驗臺座抗彎大梁式臺臺座和空間桁桁架式臺座：：?適用于中中小型構(gòu)件試試驗，跨度短短、荷載小；；?特點：自自平衡式，對對支座和支承承條件無要求求。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3試驗臺座抗彎大梁式臺式支座：第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3試驗臺座板式試驗臺座座：RC板或PC板（厚板），，由結(jié)構(gòu)自重重和剛度來平平衡所施加的的荷載。槽式試驗臺座座：加載點可沿臺臺座縱向移動動，但由于地地腳螺絲較松松，不適用于于動力荷載試試驗。地腳螺絲式試試驗臺座：可適用于靜力力試驗和動力力試驗，但試試件就位靈活活性差，螺絲絲受損后修復(fù)復(fù)困難。箱式試驗臺座座：?特點：承承載力高、剛剛度大、臺座座空間利用率率高，但安裝和移動設(shè)設(shè)備困難。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3試驗臺座抗側(cè)力試驗臺臺座?作用：通通過拉壓千斤斤頂或電液伺伺服加載系統(tǒng)統(tǒng)對試件施加加模擬地震作作用的低周反反復(fù)荷載，進進行擬動力和和擬靜力試驗驗。?試驗臺座座采用RC或PC的實體墻或箱箱形墻，有L型、U型等。第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3試驗臺座槽式試驗臺座座高出地面500mm第二章荷載與與加載2.10荷載支承設(shè)備備和試驗臺座座2.10.3現(xiàn)場試驗的荷荷載裝置關(guān)鍵問題：如如何提供支座座反力。解決方法：?平衡重式式?壓樁作為為地錨?成對試驗驗加載第二章荷載