結(jié)構(gòu)實驗技術(shù)講稿靜力部分4公開課教案課件

1結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)StructuralTestingTechnology

陳再現(xiàn)副教授、博士上課了！！！2§3.5靜載試驗資料的整理和分析

試驗資料的整理和分析過程，是試驗的核心內(nèi)容。因此，這一工作是極為重要的。凡不屬于差錯或主觀造成的儀表讀數(shù)突變都不能輕易舍棄，待以后分析時再作判斷處理。3§3.5靜載試驗資料的整理和分析

主要內(nèi)容應(yīng)變測量結(jié)果分析撓度測量結(jié)果計算試驗曲線繪制混凝土構(gòu)件承載力值確定結(jié)構(gòu)性能評定4

通過應(yīng)變測量結(jié)果分析可以得到截面應(yīng)力和內(nèi)力應(yīng)力計算：根據(jù)試件材料的應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系和應(yīng)變測點的布置進行內(nèi)力計算：材料屬于彈性體，可按照材料力學(xué)的有關(guān)公式計算內(nèi)力；材料不屬于彈性體，內(nèi)力一般是計算不出來的一、應(yīng)變測量結(jié)果分析51．軸向拉、壓構(gòu)件截面重心處的內(nèi)力注意：絕對的軸心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了電橋的工作特性。61．軸向拉、壓構(gòu)件截面重心處的內(nèi)力注意：絕對的軸心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了電橋的工作特性。72．拉彎（壓彎）構(gòu)件截面內(nèi)力單向彎曲82．拉彎（壓彎）構(gòu)件截面內(nèi)力

單向彎曲9測點分布應(yīng)變分布和曲率內(nèi)力計算公式矩形截面測點布置與相應(yīng)的內(nèi)力計算公式表102．拉彎（壓彎）構(gòu)件截面內(nèi)力

雙向彎曲11測點分布應(yīng)變分布和曲率內(nèi)力計算公式矩形截面測點布置與相應(yīng)的內(nèi)力計算公式續(xù)表12測點分布應(yīng)變分布和曲率內(nèi)力計算公式矩形截面測點布置與相應(yīng)的內(nèi)力計算公式續(xù)表13測點分布應(yīng)變分布和曲率內(nèi)力計算公式矩形截面測點布置與相應(yīng)內(nèi)力計算公式續(xù)表14例：求各測點的彎曲應(yīng)變和軸向應(yīng)變200600100400153．平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力，主應(yīng)力方向，剪應(yīng)力1.主應(yīng)力方向已知僅需要測兩個方向的應(yīng)變。———彈性模量和泊松比———沿1和2方向的應(yīng)變163．平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力，主應(yīng)力方向，剪應(yīng)力2.主應(yīng)力方向未知需要測量三個方向的應(yīng)變以確定主應(yīng)變和主應(yīng)力及其方向。173．平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力，主應(yīng)力方向，剪應(yīng)力

最小主應(yīng)力最大主應(yīng)力183．平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力，主應(yīng)力方向，剪應(yīng)力

最小主應(yīng)力最大主應(yīng)力19A、B、C取值見表

應(yīng)變花名稱ABC450直角應(yīng)變花600等邊三角形應(yīng)變花傘型應(yīng)變花扇型應(yīng)變花20二、撓度1．簡支結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度簡支梁、板、屋架、桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件的撓度應(yīng)當(dāng)是構(gòu)件本身的撓曲值，因此應(yīng)扣除試驗時的支座沉降。由于儀表的零讀數(shù)是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件和試驗裝置安裝后才能進行，因此在構(gòu)件撓度值中應(yīng)加上構(gòu)件自重和試驗裝置重力產(chǎn)生的撓度值。需要考慮加載圖式改變的影響。21跨中撓度式中：—修正后的構(gòu)件跨中撓度實測值；

—消除支座沉降后的跨中撓度實測值；

—構(gòu)件自重和加載設(shè)備自重產(chǎn)生的跨中撓度值；

—加載圖式修正系數(shù)。22跨中撓度式中：

—跨中位移實測值（包括支座沉降）；

—左端支座沉降實測值；

—右端支座沉降實測值；

—自重和加載設(shè)備自重產(chǎn)生的跨中彎矩值；

—出現(xiàn)裂縫的前一級荷載，加載值產(chǎn)生的跨中彎矩值；

—出現(xiàn)裂縫的前一級荷載，加載值產(chǎn)生的跨中撓度實測值。23任意截面處消除沉降撓度值Lx24任意截面處消除沉降撓度值Lx25加載圖式修正系數(shù)的取值若等效集中荷載的加荷圖式不符合此表所列圖式時，應(yīng)根據(jù)內(nèi)力圖形用圖乘法或積分法求出撓度，并與均布荷載下的撓度比較，從而求出加荷圖式的修正系數(shù)。262．懸臂構(gòu)件的撓度：計算懸臂構(gòu)件自由端在荷載作用下的撓度實測值，應(yīng)考慮固定端的支座轉(zhuǎn)角、支座沉降、構(gòu)件自重和加載設(shè)備重量的影響。式中：

—修正后的懸臂構(gòu)件自由端撓度實測值；

—消除支座沉降和轉(zhuǎn)角后的自由端撓度實測值；

—構(gòu)件自重和加載設(shè)備自重產(chǎn)生的自由端撓度值；

—加載圖式修正系數(shù)，當(dāng)在自由端用一個集中力作等效荷載時取0.75。2728三、試驗曲線的繪制1．荷載-變形曲線荷載變形曲線諸如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體變形曲線、控制節(jié)點或最大撓度點的荷載—變形曲線等。291．荷載-變形曲線

在荷載—撓度曲線中，一般有三種情況，如圖所示，曲線“1”及曲線“2”的OA段，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)下工作，鋼結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下多屬于這種情況。“2"則表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的彈性和彈塑性工作性質(zhì)，這是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)試驗的常見現(xiàn)象，在加載過程中，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或局部破壞時，會在曲線上形成轉(zhuǎn)折點(A點或B點)。301．荷載-變形曲線

在荷載—撓度曲線中，一般有三種情況，如圖所示，曲線“1”及曲線“2”的OA段，說明結(jié)構(gòu)處于彈性狀態(tài)下工作，鋼結(jié)構(gòu)在正常使用荷載作用下多屬于這種情況?！?"則表現(xiàn)出結(jié)構(gòu)的彈性和彈塑性工作性質(zhì)，這是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)試驗的常見現(xiàn)象，在加載過程中，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫或局部破壞時，會在曲線上形成轉(zhuǎn)折點(A點或B點)。311．荷載-變形曲線曲線“3”屬于反?，F(xiàn)象，說明試驗存在問題；可能是儀器觀測上的錯誤，也可能是在加載過程中鄰近構(gòu)件、支架等參與工作代為分擔(dān)荷載所造成。但是在卸荷時，非彈性變形的恢復(fù)過程則是該種曲線型式，不過卸荷結(jié)束后，曲線不能回到坐標(biāo)原點，而有一定殘余變形。322．荷載—應(yīng)變(應(yīng)力)曲線及截面應(yīng)變圖荷載—應(yīng)變曲線和荷載變形曲線相似，可以用來控制或分析構(gòu)件最大應(yīng)力的增長和變化情況。下圖為鋼筋混凝土粱受彎試驗時控制截面上混凝土測點“1”

、“2”

、“3”

、“4”和鋼筋測點“5”的基本情況。332．荷載—應(yīng)變(應(yīng)力)曲線及截面應(yīng)變圖

“1”點位于受壓區(qū)，其應(yīng)變增長基本上呈直線關(guān)系發(fā)展，“3”

、“4”點的突變是因為截面混凝土開裂而引起，測點“2”先增后減，是因為混凝土受拉區(qū)開裂后使中和軸上移之故。測點“5”是鋼筋與混凝土共同工作時，先是混凝土開裂，后是鋼筋應(yīng)力達(dá)到流限發(fā)生兩次轉(zhuǎn)折。343．構(gòu)件裂縫及破壞圖試驗過程中，應(yīng)在構(gòu)件上按裂縫開展面和主側(cè)面繪出其開展過程，并注上出現(xiàn)裂縫的荷載值及裂縫寬度，直至破壞。待試驗結(jié)束后，用照相記錄其裂縫和破壞特征，或用坐標(biāo)紙按比例作描繪記錄。35四、混凝土構(gòu)件承載力值的確定在一定的受力狀態(tài)和工作條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的最大內(nèi)力，稱為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。以混凝土結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，在加載或持載過程中出現(xiàn)一定的破壞標(biāo)志時，即認(rèn)為已達(dá)到承載力極限狀態(tài)，此時荷載值即為承載力值。

36四、混凝土構(gòu)件承載力值的確定在一定的受力狀態(tài)和工作條件下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件所能承受的最大內(nèi)力，稱為結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。以混凝土結(jié)構(gòu)為準(zhǔn)，在加載或持載過程中出現(xiàn)一定的破壞標(biāo)志時，即認(rèn)為已達(dá)到承載力極限狀態(tài)，此時荷載值即為承載力值。

37四、混凝土構(gòu)件承載力值的確定在結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓時，標(biāo)志是：通常受拉主筋應(yīng)變達(dá)到屈服應(yīng)變。受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達(dá)到1.5mm。撓度達(dá)到跨度的1／50，對懸臂結(jié)構(gòu)，撓度達(dá)到懸臂長的1／25（無屈服臺階的鋼筋情況）受拉主鋼筋拉斷（少筋破壞）受壓區(qū)混凝土壓壞（超筋破壞）錨固破壞或主筋端部混凝土滑移達(dá)0.2mm。

38四、混凝土構(gòu)件承載力值的確定

結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為軸心受壓或小偏心受壓時，其標(biāo)志是：混凝土受壓破壞。受壓主筋應(yīng)力達(dá)到屈服強度。39四、混凝土構(gòu)件承載力值的確定

結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為剪彎時，其標(biāo)志是：箍筋或彎起鋼筋或斜截面內(nèi)的縱向受拉主筋應(yīng)力達(dá)到屈服強度。斜裂縫端部受壓區(qū)混凝土剪壓破壞。箍筋或彎起鋼筋與斜裂縫交會處的斜裂縫寬度達(dá)到1.5mm。401.構(gòu)件的承載力評定（1）鑒定性試驗，按規(guī)范的允許值進行評定———構(gòu)件的承載力檢驗系數(shù)實測值（承載力檢驗荷載實測值與檢驗荷載設(shè)計值的比值）———構(gòu)件承載力檢驗系數(shù)允許值，按表3.5取用；———結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性系數(shù)，按表3.4取用；五、結(jié)構(gòu)性能評定

41表3.4表3.542表3.4表3.5431.構(gòu)件的承載力評定（2）科研性試驗，按構(gòu)件的承載力檢驗系數(shù)實測值評定———構(gòu)件的承載力檢驗系數(shù)實測值（破壞荷載實測值與破壞荷載理論計算值的比值）———結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞荷載理論計算值；———結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的破壞荷載實測值；五、結(jié)構(gòu)性能評定

442.構(gòu)件的撓度評定（1）鑒定性試驗，按規(guī)范的允許值進行評定：———在正常試驗短期荷載作用下，構(gòu)件的短期撓度實測值和短期撓度允許值；———構(gòu)件的撓度允許值———荷載短期效應(yīng)組合和長期組合計算的彎矩值———考慮荷載長期效應(yīng)組合對撓度增大的影響系數(shù)五、結(jié)構(gòu)性能評定

452.構(gòu)件的撓度評定（2）科研性試驗，比較計算撓度和實測撓度的符合程度五、結(jié)構(gòu)性能評定

463.構(gòu)件的抗裂檢驗對正常使用階段不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)對其進行抗裂性檢驗，應(yīng)滿足下式要求：———構(gòu)件抗裂檢驗系數(shù)實測值，即構(gòu)件的開裂荷載實測值與正常使用短期檢驗荷載值之比；———受壓區(qū)混凝土塑性影響系數(shù)；———構(gòu)件抗裂檢驗系數(shù)允許值；五、結(jié)構(gòu)性能評定

474.構(gòu)件的裂縫寬度檢