土木工程测试结构静载试验教案.pptx

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1、土木工程测试土木工程测试(csh)结构静载试验结构静载试验第一页，共28页。2 26-1 结构静载试验(shyn)概述概念：用物理力学的方法，测定(cdng)研究结构在静载作用下的反应，分析结构的受力工作状态，评定结构的可靠程度。（1）发展(fzhn)和验证结构理论的重要途径:路标试验（2）发现结构设计问题的主要手段（3）建筑结构质量鉴定的直接方式（4）制定各类技术规范和技术标准的基础第1页/共28页第二页，共28页。3 36-1 结构静载试验(shyn)概述分类：（1）实物(shw)试验和模型试验；（2）静力试验和动力试验；（3）短期荷载试验和长期荷载试验；（4）实验室试验和现场试验；（5）

2、生产性试验和科研性试验；岳阳洞庭湖大桥三塔斜拉桥全桥静动力(dngl)模型1：30第2页/共28页第三页，共28页。4 46-1 结构(jigu)静载试验概述结构试验的一般过程：（1）试验规划阶段：怎么做？试验大纲：试验目的、试件设计与制作要求、加载装置(zhungzh)与加载方法、量测要求、试验进度、参加人员的组织分工、安全措施、经费预算、材料清单、辅助性试验。（2）试验准备阶段：准备试件的制作、试件的安装就位、加载系统的安装、加载设备和量测设备的率定、量测系统的安装、记录表格的设计、对重要数据表格进行估算。（3）加载试验阶段：实施（4）试验资料整理和总结阶段，怎么样？原始资料的整理和归档、

3、试验数据处理和试验结论第3页/共28页第四页，共28页。5 56-2 结构(jigu)静载试验的荷载系统1 重力荷载系统：(1)加载值满足试验精度并且稳定，不受时间、环境或结构变形的影响；(2)加载能力有一定的储备(chbi)；(3)能分级加载和卸载；(4)加载设备施加的荷载与实际一致，不应对结构有额外的约束。第4页/共28页第五页，共28页。6 66-2 结构静载试验(shyn)的荷载系统1 重力荷载(hzi)系统：（1）重物直接加载 均布载荷(zi h)集中载荷第5页/共28页第六页，共28页。7 76-2 结构静载试验的荷载(hzi)系统1 重力荷载系统(xtng)：（2）杠杆加载法 放

4、大率通常为3-5倍第6页/共28页第七页，共28页。8 86-2 结构(jigu)静载试验的荷载系统2 液压荷载(hzi)系统：第7页/共28页第八页，共28页。9 96-2 结构静载试验(shyn)的荷载系统2 液压荷载系统：（1）液压加载系统的支撑(zh chng)结构试验台支座支撑(zh chng)反力墙结构第8页/共28页第九页，共28页。10106-2 结构静载试验(shyn)的荷载系统2 液压荷载系统：（1）液压加载系统的支撑(zh chng)结构非台座支撑(zh chng)第9页/共28页第十页，共28页。11116-2 结构(jigu)静载试验的荷载系统2 液压荷载(hzi)系

5、统：（2）试验机加载系统刚性压力机第10页/共28页第十一页，共28页。12126-2 结构静载试验(shyn)的荷载系统3 电液伺服荷载系统(xtng)：液压源、控制系统(xtng)、执行系统(xtng)基本工作原理第11页/共28页第十二页，共28页。13136-2 结构静载试验的荷载(hzi)系统4 机械(jxi)荷载系统：第12页/共28页第十三页，共28页。14146-2 结构静载试验(shyn)的荷载系统5 气压(qy)荷载系统：面积加载正压加载负压(f y)加载气囊气囊第13页/共28页第十四页，共28页。15156-4 一般结构(jigu)的静载试验方法1 试验(shyn)加载

6、方法（1）荷载图式在试验(shyn)结构构件上的荷载布置形式(包括荷载类型和分布情况)称为荷载图式；原则:荷载图式应与计算简图相一致；如果无法或不便满足，应采用与计算简图等效的荷载图式。等效荷载：加在试件上、使试件产生的内力图形与计算简图相近、控制截面的内力值相等的荷载第14页/共28页第十五页，共28页。16166-4 一般(ybn)结构的静载试验方法1 试验(shyn)加载方法等效荷载：第15页/共28页第十六页，共28页。17176-4 一般结构(jigu)的静载试验方法1 试验加载方法（2）加载程序：加载级距、加载卸载(xi zi)、循环次数、级间间歇时间等的有序安排。第16页/共28

7、页第十七页，共28页。18186-4 一般结构(jigu)的静载试验方法2 试验观测方案（1）确定观测项目：说明外部作用荷载与结构变形的相互关系。变形：反映结构整体工作状况、局部的工作状况（2）测点的选择和布置；原则：测点宜少不宜多，突出重点；必须有代表性；布置一定数量校核(xio h)点；便于安全测试。（3）仪器选择与测读原则；仪器选择：精度和量程要求、机械和电测仪器的比较、测读时间测读原则：按一定的时间间隔、恒载、记录环境情况、及时整理数据强调：全部测点读数时间基本一致。第17页/共28页第十八页，共28页。19196-5 结构抗震(kngzhn)性能的静载试验1 拟静力试验用低周往复循环

8、加载的方法对结构(jigu)构件进行静载试验，试验中控制结构(jigu)的变形值或荷载量，使结构(jigu)构件正反两个方向反复加载和卸载，模拟地震荷载对结构(jigu)的受力过程。加载装置(zhungzh)与加载方法变位移变力变力变位移试验观测项目与量测要求力、位移、应变弯矩和曲率剪力和剪切应变扭矩和扭转角Q低周反复荷载试验每级控制荷载或控制变形的条件下，一般重复三次。T第18页/共28页第十九页，共28页。20206-5 结构抗震(kngzhn)性能的静载试验1 拟静力试验以弯剪变形为主的构件(gujin)低周反复试验装置千斤顶反力架铰荷重(hzhng)传感器位移传感器第19页/共28页第

9、二十页，共28页。21216-5 结构抗震(kngzhn)性能的静载试验1 拟静力试验试验数据的确定原则和方法开裂(ki li)荷载屈服荷载和屈服变形极限荷载破损荷载和极限变形：0.85极限荷载装置简单，试验加载速度慢，一次加载最长不宜超过30分钟，缺点是不能与地震记录挂钩，加载程序由研究者根据经验和理论分析主观确定。第20页/共28页第二十一页，共28页。22226-5 结构抗震性能(xngnng)的静载试验2 拟动力试验：联机试验计算机模拟实际地震位移时程曲线电液伺服加载，量测结构反应，计算出加载后结构的变形将结构变形转化(zhunhu)为控制信号，驱动加载器强迫结构按实际地震反应，实现结

10、构的变形和受力。结构运动方程n时刻的地震反应位移值加载控制系统结构或模型量测结构反力n+1时刻结构(jigu)荷载和变形与地震作用下所经历的真实过程完全一致。第21页/共28页第二十二页，共28页。23236-6 静载试验(shyn)的数据处理1 试验数据的处理：自学借助材料力学、结构力学、弹性力学的知识（1）挠度计算；简支梁板：支座沉降(chnjing)、自重、设备重力、加载图式悬臂构件：支座转角、支座沉降(chnjing)支座测点偏移、结构徐变影响（2）应力计算；应力值、主应力的方向（3）内力计算；（P161）根据实测的应变值计算截面内力拉压构件：轴向力拉弯构件：轴向力和弯距双向弯曲：第2

11、2页/共28页第二十三页，共28页。24246-6 静载试验(shyn)的数据处理2 各种曲线图绘制：选择合适的坐标系，使曲线在45附近(fjn)荷载变形曲线反映结构工作的全过程及基本性质n直线1表示结构在弹性范围内工作n曲线2表示结构的弹塑性工作状态n曲线3一般(ybn)属于异常现象，源自仪器错误或临近构件参与工作第23页/共28页第二十四页，共28页。25256-6 静载试验(shyn)的数据处理2 各种曲线图绘制：荷载应变(yngbin)曲线反映荷载与应变(yngbin)的关系及应变(yngbin)与荷载增长规律n测点1：受压区n测点2：受拉区n测点3、4：主筋处n测点5：靠近(kojn

12、)截面中部，先受压后受拉第24页/共28页第二十五页，共28页。26266-6 静载试验(shyn)的数据处理2 各种(zhn)曲线图绘制：截面应变图n一般选取内力最大的控制截面(jimin)绘制n了解应变沿截面(jimin)高度方向的分布规律及变化过程，以及中和轴移动情况等n可用于推算受压区和受拉区的合力值及作用位置，算出截面(jimin)弯矩或轴力第25页/共28页第二十六页，共28页。27276-6 静载试验(shyn)的数据处理2 各种(zhn)曲线图绘制：构件裂缝及破坏图n绘制(huzh)时，用坐标纸或方格纸按比例先作一个裂缝开展面的展开图。n然后，在展开图上描出裂缝的长短、间距，注明“分级荷载/裂缝宽度”，试件方位、编号等。第26页/共28页第二十七页，共28页。28286-6 静载试验(shyn)的数据处理3 结构的性能(xngnng)评价承载力评定：vu0 0 vu挠度评定：Us U抗裂评定：cr0 cr裂缝宽度评定：Ws.max Wmax第27页/共28页第二十八页，共28页。