第四章工程結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)

第四章工程結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)主要內(nèi)容試驗(yàn)前的準(zhǔn)備

加載與量測方案設(shè)計(jì)常見結(jié)構(gòu)構(gòu)件靜載試驗(yàn)量測數(shù)據(jù)整理結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)與評定

4.1概述結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)是用物理力學(xué)方法，測定和研究結(jié)構(gòu)在靜荷載作用下的反應(yīng)，分析、判定結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)與受力情況。靜載試驗(yàn)方法不僅能為結(jié)構(gòu)靜力分析提供依據(jù)，同時(shí)也可為某些動(dòng)力分析提供間接依據(jù)。結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)中最常用的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)。主要用于研究承受靜載作用下構(gòu)件的承載力、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機(jī)制?！痘炷两Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》既統(tǒng)一了量大面廣的生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)方法，又對一般性科研試驗(yàn)方法提出了基本要求，對生產(chǎn)和科研有廣泛的實(shí)用性。

4.2試驗(yàn)前的準(zhǔn)備試驗(yàn)前的準(zhǔn)備包括試驗(yàn)規(guī)劃和準(zhǔn)備兩個(gè)方面，主要內(nèi)容：

1、調(diào)查研究、收集資料(1)鑒定性試驗(yàn)中，主要向有關(guān)設(shè)計(jì)、施工和使用單位和人員收集資料。(2)科研性試驗(yàn)中，主要向有關(guān)科研單位和情報(bào)檢索部門及必要的設(shè)計(jì)、施工單位，收集與本試驗(yàn)有關(guān)的歷史、現(xiàn)狀和將來的發(fā)展要求。

2、試驗(yàn)大綱的制定

(1)概述：試驗(yàn)的依據(jù)及試驗(yàn)的目的意義與要求等。(2)試件的設(shè)計(jì)及制作要求：設(shè)計(jì)的依據(jù)及理論分析和計(jì)算，試件的規(guī)格和數(shù)量，制作施工圖等。

(3)試件的安裝與就位：包括就位的形式、支承裝置、邊界條件模擬、保證側(cè)向穩(wěn)定的措施和安裝就位的方法和機(jī)具等。(4)加載方法與設(shè)備：包括荷載種類及數(shù)量、加載設(shè)備裝置、荷載圖式及加載制度等。(5)量測方法和內(nèi)容：主要說明觀測項(xiàng)目、測點(diǎn)布置和量測儀表的選擇、標(biāo)定、安裝方法及編號圖、量測順序規(guī)定和補(bǔ)償儀表的設(shè)置等。

(6)輔助試驗(yàn)。

(7)安全措施：包括人身和設(shè)備、儀表等方面的安全防護(hù)措施。(8)試驗(yàn)進(jìn)度計(jì)劃。(9)試驗(yàn)組織管理：包括技術(shù)檔案資料、原始記錄管理、人員組織和分工、任務(wù)落實(shí)、工作檢查等。

(10)附錄：包括所需器材、儀表、設(shè)備及經(jīng)費(fèi)清單，觀測記錄表格，加載設(shè)備、量測儀表的率定結(jié)果報(bào)告和其他必要的文件規(guī)定等。3、試件準(zhǔn)備試件準(zhǔn)備包括試件的設(shè)計(jì)、制作、驗(yàn)收及有關(guān)測點(diǎn)的處理等。

4、材料物理力學(xué)性能測定測定項(xiàng)目通常有強(qiáng)度、變形性能、彈性模量、泊松比、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系等。

測定方法有直接測定法和間接測定法。直接測定法：在制作結(jié)構(gòu)和構(gòu)件時(shí)留下小試件，按有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)方法在材料試驗(yàn)機(jī)上測定。間接測定法：通常采用非破損試驗(yàn)法，即用專門儀器對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)，測定與材料有關(guān)的物理量，進(jìn)而推算材料性質(zhì)參數(shù)，而不破壞結(jié)構(gòu)、構(gòu)

件。5、試驗(yàn)設(shè)備與試驗(yàn)場地的準(zhǔn)備加載設(shè)備和量測儀表，試驗(yàn)之前應(yīng)進(jìn)行檢查、修整和必要的率定。試件進(jìn)場前，場地也應(yīng)進(jìn)行清理和安排。

6、試件安裝就位按試驗(yàn)大綱的規(guī)定和試件設(shè)計(jì)要求，將試件安裝就位。7、加載設(shè)備和量測儀表安裝加載設(shè)備根據(jù)其特點(diǎn)按照大綱設(shè)計(jì)要求進(jìn)行安裝。儀表安裝按觀測設(shè)計(jì)確定。

8、試驗(yàn)控制特征值的計(jì)算根據(jù)材性試驗(yàn)數(shù)據(jù)和設(shè)計(jì)計(jì)算圖式，計(jì)算出各個(gè)荷載階段的荷載值和各特征部位的內(nèi)力、變形值等，作為試驗(yàn)時(shí)控制與比較的依據(jù)。

4.3加載與測量方案的設(shè)計(jì)一、加載方案加載方案：根據(jù)試件的結(jié)構(gòu)形式、荷載的作用形式、加載

設(shè)備的類型、加載制度的技術(shù)要求、場地的大小、以及試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)等確定。加載程序：試驗(yàn)期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。一般靜載試驗(yàn)

加載程序分為預(yù)載、標(biāo)準(zhǔn)荷載、破壞荷載三個(gè)階段。分級加(卸)載目的：

1)控制加載速度

2)觀察和分析結(jié)構(gòu)變形3)統(tǒng)一各點(diǎn)加載步調(diào)

1、預(yù)載1)目的：(1)使試件各部接觸良好(2)檢驗(yàn)試驗(yàn)裝置的可靠性(3)檢驗(yàn)觀測儀表的工作是否正常

(4)檢查現(xiàn)場組織工作及人員工作情況2)解決問題：(1)確定預(yù)載值：標(biāo)準(zhǔn)荷載的60%(2)確定分級數(shù)及其加(卸)載值：加載分3級(每級加載值為標(biāo)準(zhǔn)荷載的20%);卸載分2~3級。

(3)確定級間停歇時(shí)間：10min

2、正式加載1)荷載分級標(biāo)準(zhǔn)荷載之前，每級荷載值為標(biāo)準(zhǔn)荷載的20%。

標(biāo)準(zhǔn)荷載之后，每級不宜大于標(biāo)準(zhǔn)荷載的10%。荷載加至計(jì)算破壞荷載的90%后，每級荷載不宜大于標(biāo)準(zhǔn)荷載的5%?？沽褭z測結(jié)構(gòu)，荷載加至計(jì)算開裂荷載的90%后，每級荷載不宜大于標(biāo)準(zhǔn)荷載的5%。級間停留時(shí)間：鋼結(jié)構(gòu)≥10min;鋼筋混凝土和木結(jié)構(gòu)≥15min。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)同時(shí)還須施加水平荷載時(shí)，按規(guī)定比例同步施加豎向和水平荷載。

2)滿載時(shí)間

對需要進(jìn)行變形和裂縫寬度試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)，在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的持續(xù)時(shí)間：鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土≥30min

木結(jié)構(gòu)≥60min拱或砌體結(jié)構(gòu)≥180min預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)：滿載30min后加致開裂，開裂荷載下再持續(xù)30min。對于采用新材料、新工藝、新結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，跨度較大(大于12m)的屋架、桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，要求在使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載作用下的持續(xù)時(shí)間≥12h。

3)空載時(shí)間受載結(jié)構(gòu)卸載后到下一次重新開始受載之間的間歇時(shí)間。

鋼筋混凝土：45min鋼結(jié)構(gòu)：30min較重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和跨度大于12m的結(jié)構(gòu)：18h3、卸載一般可按加載級距，也可放大1倍或分兩次卸完。

二、量測方案1、確定觀測項(xiàng)目1)整體變形如梁的最大撓度及整體

撓曲曲線；拱式結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)的最大垂直和水平位移及整體變形曲線；桿塔結(jié)構(gòu)的整體水平位移及基礎(chǔ)轉(zhuǎn)角等。結(jié)構(gòu)任何部位的異常變形或局部破壞都能在整體變形中得到反映。2)局部變形量測如局部纖維變形、裂縫及局部擠壓變形等。

量測結(jié)果可直接說明結(jié)構(gòu)(鋼混)的抗裂性能、推斷結(jié)構(gòu)應(yīng)力狀態(tài)或驗(yàn)證設(shè)計(jì)與計(jì)算方法等。

2、測點(diǎn)的選擇與布置原則1)在滿足試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯拢瑴y點(diǎn)宜少不宜多；2)測點(diǎn)位置必須具有代表性；

3)應(yīng)布置一定的校核性測點(diǎn)；4)對試驗(yàn)工作安全和方便。3、儀器選擇與測讀原則1)選擇原則：(1)必須滿足試驗(yàn)所需的精度與量程要求；

(2)現(xiàn)場試驗(yàn)時(shí)，由于條件和環(huán)境復(fù)雜，選擇儀表時(shí)應(yīng)作具體分析和技術(shù)比較；(3)測讀方便、省時(shí)；(4)型號、規(guī)格盡可能一致，種類愈少愈好。

2)測讀原則(1)按一定的時(shí)間間隔進(jìn)行；(2)測讀時(shí)間選擇在恒載間歇時(shí)間內(nèi)；

(3)恒載時(shí)間較長時(shí)，應(yīng)測取恒載下變形隨時(shí)間的變化?？蛰d時(shí)，應(yīng)測取變形隨時(shí)間的恢復(fù)情況；(4)記錄儀表讀數(shù)時(shí)，應(yīng)該同時(shí)記下周圍的氣象資料如溫度和濕度等。(5)對重要數(shù)據(jù)，應(yīng)將結(jié)果隨時(shí)與預(yù)計(jì)理論值進(jìn)行比較。

國家規(guī)范

工程樁應(yīng)進(jìn)行單樁承載力和樁身完整性抽樣檢測。

為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的試驗(yàn)樁，應(yīng)加載至破壞；當(dāng)樁的承載力以樁身強(qiáng)度控制時(shí)，可按設(shè)計(jì)要求的加載量進(jìn)行。對工程樁抽樣檢測時(shí)，加載量不應(yīng)小于設(shè)計(jì)要求的單樁承載力特征值的2.0倍。

試驗(yàn)加載宜采用油壓千斤頂。當(dāng)采用兩臺及兩臺以上千斤頂加載時(shí)應(yīng)并聯(lián)同步工作，且應(yīng)符合下列規(guī)定：1采用的千斤頂型號、規(guī)格應(yīng)相同。2千斤頂?shù)暮狭χ行膽?yīng)與樁軸線重合。加載反力裝置可根據(jù)現(xiàn)場條件選擇錨樁橫梁反力裝置、壓重平臺反力裝置、錨樁壓重聯(lián)合反力裝置、地錨反力裝置。

為設(shè)計(jì)提供依據(jù)的豎向抗壓靜載試驗(yàn)應(yīng)采用慢速維持荷載法。慢速維持荷載法試驗(yàn)步驟應(yīng)符合下列規(guī)定：1、每級荷載施加后按第5、15、30、45、60min測讀樁頂沉降量，以后每隔30min測讀一次。2、試樁沉降相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)：每一小時(shí)內(nèi)的樁頂沉降量不超過0.1mm,并連續(xù)出現(xiàn)兩次(從分級荷載施加后第30min開始，按1.5h連續(xù)三次每30min的沉降觀測值計(jì)算)。3、當(dāng)樁頂沉降速率達(dá)到相對穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，再施加下一級荷載。4、卸載時(shí)，每級荷載維持1h,按第15、30、60min測讀樁頂沉降量后，即可卸下一