混凝土結(jié)構(gòu)靜載及現(xiàn)場荷載試驗觀測方案

1、混凝土結(jié)構(gòu)靜載及現(xiàn)場荷載試驗觀測方案觀測方案是根據(jù)受力結(jié)構(gòu)的變形特征和控制截面上的變形參數(shù)來制定的。因此要預先估算出結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的受力性能和可能發(fā)生的破壞形狀。觀測方案的主要內(nèi)容包括：確定觀察和測量的項目、選擇量測區(qū)段和布置測點位置等。一、確定觀察和測量的項目結(jié)構(gòu)在試驗荷載作用下的變形可分為兩類：一類是反映結(jié)構(gòu)整體工作狀況的變形，如構(gòu)件的撓度、轉(zhuǎn)角、支座偏移等。另一類反映的是結(jié)構(gòu)局部工作狀況的變形，如構(gòu)件的應變、裂縫、鋼筋相對于混凝土的滑移等。在確定試驗的觀測項目時，首先應考慮整體變形，因為結(jié)構(gòu)的整體變形概括了結(jié)構(gòu)總的工作性能。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、不僅可以了解結(jié)構(gòu)的剛度變化，而且還可以區(qū)分結(jié)構(gòu)的彈性和非彈性性質(zhì)，因此結(jié)構(gòu)整體變形是觀察的重要項目之一。其次是局部變形量測，如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫出現(xiàn)可直接說明其抗裂性能，而按制截面上的應變大小和方向則說明設計是否合理，計算是否正確。在非破壞性試驗中實測應變是推斷結(jié)構(gòu)應力狀態(tài)和極限強度的主要指標。在結(jié)構(gòu)處于彈塑性階段時，應變、曲率、轉(zhuǎn)角或位移的量測結(jié)果，又是判定結(jié)構(gòu)延性的主要依據(jù)總的來說，試驗本身能充分說明外部作用與結(jié)構(gòu)變形的相互關系，但觀測項目和測點布置必須滿足分析和推斷結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的需要。二、測點布置用儀器對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進行內(nèi)力和變形等各種參數(shù)的量測時，測點的布置有以下幾條原則：（1）在滿足

3、試驗目的的前提下，測點宜少不宜多，以便使試驗工作重點突出；（2）測點的位置必須有代表性，便于分析和計算；（3）為了保證量測數(shù)據(jù)的可靠性，應布置一定數(shù)量的校核性測點；（4）測點的布置對試驗工作的進行應該是方便的、安全的。1.整體變形測量的測點布置結(jié)構(gòu)的整體變形，主要有平面內(nèi)的撓度和側(cè)向的位移轉(zhuǎn)角等。結(jié)構(gòu)整體變形的量測，要視試驗的目的和要求而定。如有時只需要量測結(jié)構(gòu)控制截面上的最大撓度，有時則要求量測撓度變形曲線，對應于兩種情況的測點布置原則如下：（1）任何構(gòu)件的撓度或側(cè)向位移，指的都是構(gòu)件截面上中軸線上的變形。因而試驗時撓度測點的布置必須對準中軸線或在中軸線兩側(cè)對應位置上布置測點。（2）構(gòu)件的跨

4、中最大撓度，指的是扣除試驗時產(chǎn)生的支座沉降后的跨中撓度，因而梁式構(gòu)件的撓度測點不得小于3個點。實測跨中撓度為跨中位移量減去兩個支座的平均位移量，其它測點的撓度按具體位置扣除支座的影響。（3）量測梁式構(gòu)件撓度曲線時，測點數(shù)目不得少于5個點，即在支座和跨中布置測點外，還應在L/4跨處再增設兩個測點，對于屋架和桁架等結(jié)構(gòu)，測點應布置在下弦桿的跨中或最大撓度節(jié)點的位置上，當有側(cè)向推力作用時，還應在跨度方向的支座兩端沿水平方向布置測點，以測量結(jié)構(gòu)的水平位移。對于懸壁式結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應在自由端和支座處布置測點，以量測自由端的位移、支座沉降及支座截面轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的角位移。對于柱、框架及足尺房屋結(jié)構(gòu)等，其整體位移和變

5、形曲線，基礎轉(zhuǎn)角或桿件間的相對轉(zhuǎn)角等，一般應沿與主軸力成正交的兩個方向布置測量儀表，以便測量截面兩個方向的變形。在試驗過程中儀表應獨立設置在固定的不動點上，防止與承力架、腳手架等相互影響，干擾變形的量測。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件臨近破壞前的極限變形發(fā)展很快，一般應采用自動跟蹤和自動記錄的儀器，以便得到荷載-變形的全過程曲線，反映結(jié)構(gòu)工作的全貌。2.局部應變測量的測點布置量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件應變時，對于受彎構(gòu)件，應先在彎矩最大的截面上沿高度布置測點，每個截面不宜少于兩個測點，當需要量測沿截面高度的應力、應變分布規(guī)律和截面上中性軸的位置時，因截面上應力應變不是直線規(guī)律分布，則布置的測點數(shù)不宜少于5個，應變計可采用等距離

6、布置或外密里疏的布置形式。同時在受拉主筋上也應布置測點。對于軸心受壓或軸心受拉構(gòu)件，應在構(gòu)件被測的截面兩側(cè)或四側(cè)沿軸線方向相對布置測點，每個截面不應少于兩個測點，當只布置兩個測點時，測點應布置在截面尺寸較小的相對側(cè)面上。對于偏心受壓或偏心受拉構(gòu)件，被測截面上測點不應少于兩個，與軸心受壓或軸心受拉構(gòu)件相同，如需量測截面應力、應變分布規(guī)律時，測點布置與受彎構(gòu)件相同。對于雙向受彎構(gòu)件，應在構(gòu)件被測截面邊緣布置不少于4個測點。對于同時受剪力和彎矩作用的構(gòu)件，當需要量測應力大小和方向及剪應力時，應布置45o或60o的平面三向應變花測點，主應力和剪應力可根據(jù)應變花量測的應變值，用應變分析法或應變圖解法求得

7、。對于純扭構(gòu)件，測點應布置在構(gòu)件被測截面的兩長邊方向的側(cè)面對應部位上，與扭轉(zhuǎn)軸線成45o方向，測點數(shù)量應根據(jù)試驗目的確定。布置應變測點時，有些結(jié)構(gòu)可以利用結(jié)構(gòu)的對稱性來布點，不僅可以節(jié)省應變計，還減少了大量測試工作和分析工作。三、試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫量測試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的裂縫測量是混凝土結(jié)構(gòu)試驗所特有的。根據(jù)國家標準混凝土結(jié)構(gòu)設計規(guī)范規(guī)定，裂縫控制等級為一級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件是嚴格要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，在荷載短期效應組合下，受拉邊緣混凝土不產(chǎn)生拉應力；裂縫控制等級為二級的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，是一般要求不出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，在荷載長期效應組合下，受拉邊緣混凝土不應產(chǎn)生拉應力，在荷載短期效應組合下受拉邊緣混凝土的拉應力不應超

8、過某一限值。由于受拉區(qū)混凝土的拉應力測定不易準確，且其抗拉極限強度離散性較大，因此抗裂試驗應直接測定試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂荷載值，即出現(xiàn)第一條裂縫時的荷載值，進而評價結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性能。垂直裂縫的觀測位置應在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的拉應力最大區(qū)段及薄弱環(huán)節(jié)，一般指彎矩最大處或截面尺寸變化處；斜裂縫的觀測位置應在主拉應力最大區(qū)段，一般是在彎矩和剪力均較大的區(qū)段及截面寬度、高度等外尺寸改變處。試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件開裂后應立即對裂縫的發(fā)生及發(fā)展情況進行詳細觀測，應量測正常使用荷載作用下最大裂縫寬度值及各級荷載作用下的主要裂縫寬度、長度及裂縫間距和位置，并應在構(gòu)件上標出，對破壞過程要作詳細記錄。為了較準確地判斷裂縫寬度，在試驗持荷時間結(jié)束時，一般應選三條目估較大的裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡量測，取其中最大值為最大裂縫寬度，以免誤判。垂直裂縫的寬度應在結(jié)構(gòu)構(gòu)件的側(cè)面相應于主筋高度處量測，通常應在下