土木工程實(shí)驗(yàn)原理結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)

1、第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.2 制定方案前：1 2 3方案技術(shù)預(yù)備：鑒定性試驗(yàn)：鑒定性試驗(yàn)：1 2 3研究性試驗(yàn)：研究性試驗(yàn)：1 2 3了解試驗(yàn)?zāi)康牧私庠囼?yàn)?zāi)康膶?shí)地考察對(duì)象實(shí)地考察對(duì)象熟悉背景文獻(xiàn)熟悉背景文獻(xiàn)試驗(yàn)的緣由試驗(yàn)的緣由需獲得的參數(shù)需獲得的參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，規(guī)程標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，規(guī)程課題現(xiàn)狀，意義課題現(xiàn)狀，意義需獲得的參數(shù)需獲得的參數(shù)預(yù)期達(dá)到的層面預(yù)期達(dá)到的層面第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)試驗(yàn)方案具體內(nèi)容包括：1. 1. 試驗(yàn)?zāi)康募凹夹g(shù)依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康募凹夹g(shù)依據(jù)2. 2. 試驗(yàn)場(chǎng)地的選定和測(cè)點(diǎn)布置；試驗(yàn)場(chǎng)地的選定和測(cè)點(diǎn)布置；3. 3. 試件安裝就位及試件支座形式；試件安裝就位及試件支座形式；4. 4. 加載設(shè)

2、備及裝置，加載圖式，加載程序；加載設(shè)備及裝置，加載圖式，加載程序；5. 5. 人員、儀器、試件的安全及防護(hù)措施；人員、儀器、試件的安全及防護(hù)措施；6. 6. 測(cè)量方法，儀器型號(hào)，儀表布置圖；測(cè)量方法，儀器型號(hào)，儀表布置圖；7. 7. 試驗(yàn)進(jìn)度表；試驗(yàn)進(jìn)度表；8. 8. 附錄：經(jīng)費(fèi)，器材、工具等。附錄：經(jīng)費(fèi)，器材、工具等。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.3 1.加載圖式 它是試驗(yàn)荷載在試件上的布置形式。它包括荷載的類（如：重力加載或液壓加載等）和荷載分布情況（如：均布加載或集中加載等）。 要求：加載圖式要盡量與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載要求：加載圖式要盡量與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載圖式一致。使試驗(yàn)時(shí)荷載下結(jié)構(gòu)工作情況

3、與實(shí)際情況圖式一致。使試驗(yàn)時(shí)荷載下結(jié)構(gòu)工作情況與實(shí)際情況為接近。為接近。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2.試驗(yàn)荷載的幾個(gè)概念（1）正常使用短期荷載檢測(cè)值 它是結(jié)構(gòu)在正常工作狀態(tài)下應(yīng)能承受的荷載的檢它是結(jié)構(gòu)在正常工作狀態(tài)下應(yīng)能承受的荷載的檢測(cè)值測(cè)值正常使用短期荷載檢測(cè)值正常使用短期荷載檢測(cè)值永久性荷載永久性荷載使用荷載使用荷載結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝飾重結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝飾重SKKQGQSQKGKQ1KG2KG第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）荷載長期效應(yīng)組合值 它是考慮了可變荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用的長期它是考慮了可變荷載對(duì)結(jié)構(gòu)作用的長期性。性。 可變荷載的準(zhǔn)永久值系數(shù)，通常取0.4。LKqKQGQq第三章 結(jié)構(gòu)靜載試

4、驗(yàn)（3）短期承載力檢測(cè)值 它是結(jié)構(gòu)最大應(yīng)能承受的短期荷載檢測(cè)值。它是結(jié)構(gòu)最大應(yīng)能承受的短期荷載檢測(cè)值。 永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取永久荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.21.2； 可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)取可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)取1.4.1.4. dGKQKQGQGQ第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3. 加載程序是指對(duì)試驗(yàn)所進(jìn)行的加載級(jí)距，加、卸載的循環(huán)次數(shù)，級(jí)間間隙時(shí)間等有序的安排。（1）預(yù)載目的：目的：1 1）密實(shí)節(jié)點(diǎn)或接合部位，使結(jié)構(gòu)處于工作狀態(tài)；）密實(shí)節(jié)點(diǎn)或接合部位，使結(jié)構(gòu)處于工作狀態(tài)； 2 2）檢查試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)儀器儀表是否正常工作；）檢查試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)儀器儀表是否正常工作； 3 3）人員是否各就各位，已做好準(zhǔn)備工作。）人員

5、是否各就各位，已做好準(zhǔn)備工作。 SQ第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)4.第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)5. 試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置基本原則：試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)布置基本原則： （1 1）在滿足試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，測(cè)點(diǎn)不宜過多，）在滿足試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，測(cè)點(diǎn)不宜過多，使試驗(yàn)工作重點(diǎn)突出。使試驗(yàn)工作重點(diǎn)突出。 （2 2）測(cè)點(diǎn)要具有代表性，便于分析計(jì)算。）測(cè)點(diǎn)要具有代表性，便于分析計(jì)算。 （3 3）為了確保測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠，應(yīng)布置一定數(shù)量）為了確保測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠，應(yīng)布置一定數(shù)量的校核點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)的布置要盡量使測(cè)量時(shí)安全、方便及的校核點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)的布置要盡量使測(cè)量時(shí)安全、方便及滿足儀器的一些特殊要求。滿足儀器的一些特殊要求。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)幾個(gè)典型測(cè)點(diǎn)

6、布置第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.4 對(duì)于異常情況要及時(shí)查清原因，排除故障或事故對(duì)于異常情況要及時(shí)查清原因，排除故障或事故隱患。待弄清原因并排除異常后，再繼續(xù)加載觀測(cè)。隱患。待弄清原因并排除異常后，再繼續(xù)加載觀測(cè)。必要時(shí)可能要依實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整試驗(yàn)方案。必要時(shí)可能要依實(shí)際情況及時(shí)調(diào)整試驗(yàn)方案。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)1.應(yīng)變觀測(cè)第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2.位移觀測(cè) 第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3裂縫觀測(cè) 第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)開裂荷載的具體確定：第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)4.鋼筋混凝土破壞特征第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.5 1 常見的測(cè)試曲線有（1）荷載變形曲線；（2）荷載應(yīng)變曲線；（3）截面應(yīng)變圖；（4）裂縫開展分布圖。第三

7、章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)1） 意義：由結(jié)構(gòu)變形關(guān)系曲線，可 判斷結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在荷載作用下的工作 狀態(tài)。 1結(jié)構(gòu)處于彈性階段； 2結(jié)構(gòu)處于彈塑性階段（當(dāng)混凝土開 裂時(shí)，會(huì)出現(xiàn)A、B轉(zhuǎn)折點(diǎn)）； 3 (1)是在加載過程中儀器出現(xiàn)故障； (2)是鄰近構(gòu)件、支架參與工作分擔(dān) 了荷載； (3)是整體鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)經(jīng)多次加載后，也會(huì)出現(xiàn)此鐘情況； (4)是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在卸載過程中也會(huì)出現(xiàn)此種情況。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)荷載-變形曲線的實(shí)現(xiàn)過程荷載傳感器荷載傳感器機(jī)電百分表機(jī)電百分表動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀X-Y記錄儀記錄儀第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2）.意義：由荷載應(yīng)變圖顯示荷載與應(yīng)變的內(nèi)在關(guān)系以及應(yīng)變隨荷載增長的規(guī)律。以梁為

8、例: 第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3）意義：由截面應(yīng)變圖來了解試件沿截面高度分布的規(guī)律及其變化過程以及觀察其中中和軸的移動(dòng)情況。 以梁為例，A為第一級(jí)荷載，B為第二級(jí)荷載，C為第三級(jí)荷載。1、2、3、4、5分別為五個(gè)沿截面高度均勻分布的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)4） 在試驗(yàn)過程中始終跟蹤描下裂縫開展的軌跡與此級(jí)荷載大小及裂寬大小。其目的是為了了 解結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作狀態(tài)。試驗(yàn)結(jié)束后，立即拍照，并在坐標(biāo)紙上按比例作一裂縫展開圖。按實(shí)測(cè)時(shí)實(shí)際裂縫繪出開展部位、方向、長度以及每級(jí)荷載下的裂寬等信息。第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.6. 在計(jì)算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件時(shí)，需要對(duì)實(shí)測(cè)的撓度進(jìn)行修正，以獲得真實(shí)的撓度。1（1）

9、對(duì)于簡支靜定結(jié)構(gòu)構(gòu)件若左右兩支座沉降測(cè)量值分別為 和 ，跨中實(shí)測(cè)撓度值為 ，則扣除支座沉降后的試驗(yàn)撓度值為：lfrfmf201rlmffff第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2） 若固定端的沉降和自由端的撓度實(shí)測(cè)值分別為： 和 ，而懸臂長為 ，扣除固定端沉降后懸臂下傾的角度為 ，則扣除固定端沉降后的撓度值為：1fltan1201lfff2f第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件自身重量產(chǎn)生的撓度，通常采用近似計(jì)算法得到。 由結(jié)構(gòu)構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)，依據(jù)“彎矩等效原則”有： 00iiggfMMfgfgM0iM0if第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)此外，對(duì)于桁架、屋架自重所產(chǎn)生的撓度，可在其彈性階段內(nèi)，按荷載撓度比例式求出自重所

10、產(chǎn)生的撓度： 其中： 結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件在彈性范圍內(nèi)的第級(jí)荷載下的荷載值。 則，考慮以上兩種修正后的撓度值為：0iiggfGGfgGiGgfff0102第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3 由于某種原因，用等效集中荷載代替設(shè)計(jì)時(shí)的均布加載時(shí)，由于集中荷載與均布荷載兩種加載方式它們的內(nèi)力包絡(luò)圖不同，造成一定的撓度結(jié)果的差異。則按如圖修正系數(shù)進(jìn)行修正。 0203fCfh第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)4 由于長期荷載作用下的撓度 比短期荷載作用下的撓度 要大。而試驗(yàn)測(cè)試是短期荷載下的撓度值，它們之間的換算式為： 通常， ， 也可按規(guī)范有關(guān)條文取用。04f03f030304) 1() 1(fQQQfMMMfSSLSSL

11、0 . 2第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.7 1.（1）其中： 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值， ，其中， 初次觀測(cè)到承載力檢驗(yàn)標(biāo)志之一時(shí)的荷載實(shí)測(cè)值。 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的安全等級(jí)和重要系數(shù)（見表3-2）； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值（由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集或表3-1給出）。00uu 0u0uQ0uduuQQ00第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2） 撓度指標(biāo)是指結(jié)構(gòu)構(gòu)件在 下的撓度。 其中： 在 下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件短期撓度實(shí)測(cè)值； 結(jié)構(gòu)構(gòu)件短期允許撓度值。 SQ0SSff0SfSQSf第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3） 通常將構(gòu)件做如下抗裂等級(jí)分類： 對(duì)于嚴(yán)格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件稱之為一級(jí)構(gòu)件； 對(duì)于一般性要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件稱之為二級(jí)構(gòu)件；

12、 對(duì)于允許出現(xiàn)裂縫但對(duì)裂寬有限制的構(gòu)件稱之為三級(jí)構(gòu)件。 第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（a） 其中： 抗裂檢驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值； ， 其中， 構(gòu)件開裂時(shí)的荷載實(shí)測(cè)值。 構(gòu)件抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值； ，其中， 允許開裂荷載值。 或 由設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)圖集給出。0crcrrr0crrScrcrQQr000crQcrrScrcrQQrcrQcrrcrQ第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（b） 其中： 下，受拉主筋處最大裂縫寬度實(shí)測(cè)值； 下，受拉主筋處最大裂縫寬度允許值（見表3-3）。max0maxWWS0maxSWSQmaxWSQ第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2.（1）在撓度評(píng)定和抗裂性能評(píng)定時(shí)，加載值： 加載系數(shù)； 。 取0.4，0.6，0.8，1

13、.0， （2）在承載力評(píng)定時(shí)，加載值： ， 加載系數(shù)； 取 1KSGKQQK1()KSQGKQK1KddGQKQKKdKQGQ)(1K)1(0u)6(0u第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3. 有一甲I組冷拔低碳鋼絲（10I 4）配筋的預(yù)應(yīng)力圓孔板YKB3651，標(biāo)準(zhǔn)圖集中：抗裂檢驗(yàn)系數(shù) 1.188，允許外荷重（活荷載，使用荷載） 4.056KPa，板自重 1.864 KPa， 嵌縫重 0.131KPa， /250 分四格加均布荷載，擬定加載方案，并依據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果給予評(píng)定。bcrrKQ 2KG1KG f0l第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)1） b0.5 （板寬的計(jì)算不以實(shí)測(cè)值計(jì)，而以設(shè)計(jì)值計(jì)。以標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)來計(jì)。如0.5，0

14、.6，0.9，1.2m。實(shí)測(cè)值為0.49m以0.5m計(jì)）。計(jì)算跨度0l)(5 . 31003600m221/995. 1995. 1131. 0864. 1mKNKPaGGGKKK2/051. 6056. 4995. 1mKNQGQKKS2/0724. 8056. 44 . 1995. 12 . 1mKNQGQKQKGd第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2/617. 3056. 44 . 0995. 1mKNQGQKqKL0 . 2 f0l250/mm14250/3500mmfQQQfSLSS76. 814617. 3051. 6051. 6) 1(第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)2） 加載方式為均布荷載，分為四區(qū)格，

15、每格邊長：每格加載值：)(875. 04350040mllQQQlbP4375. 0875. 05 . 0第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)(1)正常使用短期荷載檢測(cè)值下的撓度、抗裂檢驗(yàn)荷載： 撓度檢驗(yàn)荷載： 抗裂檢驗(yàn)荷載：21/187. 4864. 1051. 6mKNGQQKS21/32. 5864. 1051. 6188. 1mKNQQrQKScr第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）承載力檢驗(yàn)荷載：由于是I級(jí)鋼筋配筋，承載力閾值荷載檢驗(yàn)系數(shù)依次為： 1.20，1.25，1.35，1.50則承載力檢驗(yàn)荷載： u2/82. 7864. 10724. 820. 1mKN2/22. 8864. 10724. 825. 1mKN2/03. 9864. 10724. 835. 1mKN2/24.10864. 10724. 850. 1mKN1KduGQQ第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3）：（1）第 級(jí)荷載（取在構(gòu)件開裂前某一級(jí)，這里取 ）下的實(shí)測(cè)撓度值： ， ， ；（2） 下實(shí)測(cè)撓度值： ， ， ； （3）當(dāng) 時(shí)開裂；（4）當(dāng) 時(shí)出現(xiàn)錨固破壞。4 . 0Kmmf01. 01mmf41. 02mmf72. 32mmf01. 03i) 1(KQSmmf14. 01mmf16. 0330. 1K60. 1K第三章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)4）：（一）（1）在第 級(jí)荷載