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1、,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級,第三級,第四級,第五級,*,*,SACE,GaoSuGongLu,第六章 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn),SACE,1,1,6-1 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)概述,概念：,用物理力學(xué)的方法，測定研究結(jié)構(gòu)在靜載作用下的反應(yīng)，分析結(jié)構(gòu)的受力工作狀態(tài)，評定結(jié)構(gòu)的可靠程度。,（1）,發(fā)展和驗(yàn)證,結(jié)構(gòu)理論的重要途徑:路標(biāo)試驗(yàn)（2）發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),問題,的主要手段,（3）建筑結(jié)構(gòu),質(zhì)量鑒定,的直接方式,（4）制定各類技術(shù),規(guī)范,和技術(shù),標(biāo)準(zhǔn),的基礎(chǔ),2,2,6-1 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)概述,分類：,（1）實(shí)物試驗(yàn)和模型試驗(yàn)；,（2）靜力試驗(yàn)和動力試驗(yàn)；,（3）短期荷載試驗(yàn)和長期荷載試驗(yàn)；,（4）實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場
2、試驗(yàn)；,（5）生產(chǎn)性試驗(yàn)和科研性試驗(yàn)；,岳陽洞庭湖大橋三塔,斜拉橋全橋靜動力模型,1：30,3,3,6-1 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)概述,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般過程：,（1）試驗(yàn)規(guī)劃階段：,怎么做？,試驗(yàn)大綱：試驗(yàn)?zāi)康?、試件設(shè)計(jì)與制作要求、加載裝置與加載方法、量測要求、試驗(yàn)進(jìn)度、參加人員的組織分工、安全措施、經(jīng)費(fèi)預(yù)算、材料清單、輔助性試驗(yàn)。,（2）試驗(yàn)準(zhǔn)備階段：,準(zhǔn)備,試件的制作、試件的安裝就位、,加載,系統(tǒng)的安裝、加載設(shè)備和量測設(shè)備的率定、,量測,系統(tǒng)的安裝、記錄表格的設(shè)計(jì)、對重要數(shù)據(jù)表格進(jìn)行估算。,（3）加載試驗(yàn)階段：,實(shí)施,（4）試驗(yàn)資料整理和總結(jié)階段，,怎么樣？,原始資料的整理和歸檔、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理和試驗(yàn)結(jié)
3、論,4,4,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),1 重力荷載系統(tǒng)：,(1)加載值滿足試驗(yàn)精度并且穩(wěn)定，不受時間、環(huán)境或結(jié)構(gòu)變形的影響；,(2)加載能力有一定的儲備；,(3)能分級加載和卸載；,(4)加載設(shè)備施加的荷載與實(shí)際一致，不應(yīng)對結(jié)構(gòu)有額外的約束。,5,5,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),1 重力荷載系統(tǒng)：,（1）重物直接加載,均布載荷,集中載荷,6,6,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),1 重力荷載系統(tǒng)：,（2）杠桿加載法 放大率通常為3-5倍,7,7,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),2 液壓荷載系統(tǒng)：,8,8,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),2 液壓荷載系統(tǒng)：,（1）液壓加載系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu),
4、試驗(yàn)臺支座支撐,反力墻結(jié)構(gòu),9,9,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),2 液壓荷載系統(tǒng)：,（1）液壓加載系統(tǒng)的支撐結(jié)構(gòu),非臺座支撐,10,10,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),2 液壓荷載系統(tǒng)：,（2）試驗(yàn)機(jī)加載系統(tǒng),剛性壓力機(jī),11,11,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),3 電液伺服荷載系統(tǒng)：,液壓源、控制系統(tǒng)、執(zhí)行系統(tǒng),基本工作原理,12,12,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),4 機(jī)械荷載系統(tǒng)：,13,13,6-2 結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的荷載系統(tǒng),5 氣壓荷載系統(tǒng)：面積加載,正壓加載,負(fù)壓加載,氣囊,14,14,6-4 一般結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)方法,1 試驗(yàn)加載方法,（1）,荷載圖式,在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的,
5、荷載布置形式,(包括荷載類型和分布情況)稱為荷載圖式；,原則:,荷載圖式應(yīng),與計(jì)算簡圖相一致,；,如果無法或不便滿足，應(yīng)采用與計(jì)算簡圖,等效的荷載圖式,。,等效荷載：,加在試件上、使試件產(chǎn)生的,內(nèi)力圖形,與計(jì)算簡圖相近、,控制截面的內(nèi)力值,相等的荷載,15,15,6-4 一般結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)方法,1 試驗(yàn)加載方法,等效荷載：,16,16,6-4 一般結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)方法,1 試驗(yàn)加載方法,（2）加載程序：,加載級距、加載卸載、循環(huán)次數(shù)、級間間歇時間等的有序安排。,17,17,6-4 一般結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)方法,2 試驗(yàn)觀測方案,（1）,確定觀測項(xiàng)目：,說明外部作用荷載與結(jié)構(gòu)變形的相互關(guān)系。,變形：反映
6、結(jié)構(gòu)整體工作狀況、局部的工作狀況,（2）,測點(diǎn)的選擇和布置；,原則：測點(diǎn)宜少不宜多，突出重點(diǎn)；必須有代表性；布置一定數(shù)量校核點(diǎn)；便于安全測試。,（3）,儀器選擇與測讀原則；,儀器選擇：精度和量程要求、機(jī)械和電測儀器的比較、測讀時間,測讀原則：按一定的時間間隔、恒載、記錄環(huán)境情況、及時整理數(shù)據(jù),強(qiáng)調(diào)：,全部測點(diǎn)讀數(shù)時間基本一致。,18,18,6-5 結(jié)構(gòu)抗震性能的靜載試驗(yàn),1 擬靜力試驗(yàn),用低周往復(fù)循環(huán)加載的方法對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行靜載試驗(yàn)，試驗(yàn)中控制結(jié)構(gòu)的變形值或荷載量，使結(jié)構(gòu)構(gòu)件正反兩個方向反復(fù)加載和卸載，模擬地震荷載對結(jié)構(gòu)的受力過程。,加載裝置與加載方法,變位移,變力,變力變位移,試驗(yàn)觀測項(xiàng)目與
7、量測要求,力、位移、應(yīng)變,彎矩和曲率,剪力和剪切應(yīng)變,扭矩和扭轉(zhuǎn)角,Q,低周反復(fù)荷載試驗(yàn),每級控制荷載或控制變形的條件下，一般重復(fù)三次。,T,19,19,6-5 結(jié)構(gòu)抗震性能的靜載試驗(yàn),1 擬靜力試驗(yàn),以彎剪變形為主的構(gòu)件低周反復(fù)試驗(yàn)裝置,千斤頂,反力架,鉸,荷重傳感器,位移傳感器,20,20,6-5 結(jié)構(gòu)抗震性能的靜載試驗(yàn),1 擬靜力試驗(yàn),試驗(yàn)數(shù)據(jù)的確定原則和方法,開裂荷載,屈服荷載和屈服變形,極限荷載,破損荷載和極限變形：0.85極限荷載,裝置簡單，試驗(yàn)加載速度慢，一次加載最長不宜超過30分鐘，缺點(diǎn)是不能與地震記錄掛鉤，加載程序由研究者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和理論分析主觀確定。,21,21,6-5 結(jié)構(gòu)
8、抗震性能的靜載試驗(yàn),2,擬動力試驗(yàn)：,聯(lián)機(jī)試驗(yàn),計(jì)算機(jī)模擬實(shí)際地震位移時程曲線,電液伺服加載，,量測結(jié)構(gòu)反應(yīng)，計(jì)算出加載后結(jié)構(gòu)的變形,將結(jié)構(gòu)變形轉(zhuǎn)化為控制信號，驅(qū)動加載器強(qiáng)迫結(jié)構(gòu)按實(shí)際地震反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形和受力。,結(jié)構(gòu)運(yùn),動方程,n時刻的地震反應(yīng)位移值,加載控,制系統(tǒng),結(jié)構(gòu)或,模型,量測結(jié),構(gòu)反力,n+1時刻,結(jié)構(gòu)荷載和變形與地震作用下,所經(jīng)歷的真實(shí)過程完全一致。,22,22,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,1,試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理：自學(xué),借助材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)的知識,（1）撓度計(jì)算；,簡支梁板：支座沉降、自重、設(shè)備重力、加載圖式,懸臂構(gòu)件：支座轉(zhuǎn)角、支座沉降,支座測點(diǎn)偏移、結(jié)構(gòu)徐變影響,
9、（2）應(yīng)力計(jì)算；,應(yīng)力值、主應(yīng)力的方向,（3）內(nèi)力計(jì)算；（P161）,根據(jù)實(shí)測的應(yīng)變值計(jì)算截面內(nèi)力,拉壓構(gòu)件：軸向力,拉彎構(gòu)件：軸向力和彎距,雙向彎曲：,23,23,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,2 各種曲線圖繪制：,選擇合適的坐標(biāo)系，使曲線在45附近,荷載變形曲線,反映結(jié)構(gòu)工作的全過程及基本性質(zhì),直線,1,表示結(jié)構(gòu)在,彈性,范圍內(nèi)工作,曲線2,表示結(jié)構(gòu)的,彈塑性,工作狀態(tài),曲線,3,一般屬于,異常,現(xiàn)象，源自儀器錯誤或臨近構(gòu)件參與工作,24,24,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,2 各種曲線圖繪制：,荷載應(yīng)變曲線,反映荷載與應(yīng)變的關(guān)系及應(yīng)變與荷載增長規(guī)律,測點(diǎn),1,：,受壓,區(qū),測點(diǎn),2,：,受拉
10、,區(qū),測點(diǎn),3,、,4,：,主筋,處,測點(diǎn),5,：靠近截面中部，,先受壓后受拉,25,25,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,2 各種曲線圖繪制：,截面應(yīng)變圖,一般選取,內(nèi)力最大的控制截面繪制,了解應(yīng)變沿截面高度方向的分布規(guī)律及變化過程，以及中和軸移動情況等,可用于推算受壓區(qū)和受拉區(qū)的合力值及作用位置，算出截面彎矩或軸力,26,26,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,2 各種曲線圖繪制：,構(gòu)件裂縫及破壞圖,繪制時，用坐標(biāo)紙或方格紙按比例先作一個裂縫開展面的展開圖。,然后，在展開圖上描出裂縫的長短、間距，注明“分級荷載,/,裂縫寬度”，試件方位、編號等。,27,27,6-6 靜載試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,3,結(jié)構(gòu)的性能評價,承載力評定：,v,u,0,0,v,u,撓度評定：,Us U,抗裂評定：,cr,0,cr,裂縫寬度評定：,W,s.max,W,max,28,28,
土木工程測試課件6結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)
