第五章_靜力試驗

1、靜力試驗靜力試驗組員：孫衛(wèi)星組員：孫衛(wèi)星 童博童博 錢紅崗錢紅崗 商城豪商城豪 周澤宇周澤宇目錄目錄一、簡介一、簡介二、單調(diào)靜力荷載試驗二、單調(diào)靜力荷載試驗三、受彎構(gòu)件的試驗三、受彎構(gòu)件的試驗四、受壓構(gòu)件的試驗四、受壓構(gòu)件的試驗五、實例五、實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗六、量測數(shù)據(jù)的整理六、量測數(shù)據(jù)的整理七、結(jié)構(gòu)性能的檢驗與評定七、結(jié)構(gòu)性能的檢驗與評定八、小結(jié)八、小結(jié)簡介：簡介： 靜力荷載試驗的靜力荷載試驗的目的目的是通過對試驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件直是通過對試驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件直接施加荷載，采集試驗數(shù)據(jù)，認(rèn)識并掌握結(jié)構(gòu)的力學(xué)接施加荷載，采集試驗數(shù)據(jù)，認(rèn)識并掌握結(jié)構(gòu)的

2、力學(xué)性能。性能。 “靜力靜力”指試驗過程中，結(jié)構(gòu)本身運動的加速度指試驗過程中，結(jié)構(gòu)本身運動的加速度效應(yīng)（慣性力效應(yīng)）可以忽略不計。效應(yīng)（慣性力效應(yīng)）可以忽略不計。 靜力試驗根據(jù)荷載性質(zhì)的不同分為：單調(diào)靜力荷靜力試驗根據(jù)荷載性質(zhì)的不同分為：單調(diào)靜力荷載試驗、擬靜力試驗和擬動力試驗。載試驗、擬靜力試驗和擬動力試驗。 靜靜 力力 試試 驗驗簡介：簡介： 通過靜力試驗可以深入了解構(gòu)件在各種基本力作通過靜力試驗可以深入了解構(gòu)件在各種基本力作用下的結(jié)構(gòu)性能和承載力問題、荷載與變形的問題以用下的結(jié)構(gòu)性能和承載力問題、荷載與變形的問題以及砼結(jié)構(gòu)的荷載與裂縫的關(guān)系，還有鋼結(jié)構(gòu)的局部或及砼結(jié)構(gòu)的荷載與裂縫的關(guān)系，

3、還有鋼結(jié)構(gòu)的局部或整體失穩(wěn)等問題。整體失穩(wěn)等問題。 靜靜 力力 試試 驗驗 概念概念：指試驗荷載逐漸單調(diào)增加到結(jié)構(gòu)破壞或：指試驗荷載逐漸單調(diào)增加到結(jié)構(gòu)破壞或預(yù)定的狀態(tài)目標(biāo)，研究結(jié)構(gòu)受力性能的試驗。預(yù)定的狀態(tài)目標(biāo)，研究結(jié)構(gòu)受力性能的試驗。 試驗加載制度試驗加載制度：指試驗實施過程中荷載的施加：指試驗實施過程中荷載的施加程序或步驟，從試驗實施的進(jìn)程來看，加載制度也可程序或步驟，從試驗實施的進(jìn)程來看，加載制度也可認(rèn)為是施加的荷載與時間的關(guān)系。認(rèn)為是施加的荷載與時間的關(guān)系。 研究內(nèi)容研究內(nèi)容：主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受：主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用靜荷載作用下觀測和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、抗裂性等基本下

4、觀測和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機制。性能和破壞機制。 單調(diào)靜力荷載試驗單調(diào)靜力荷載試驗 試驗加載程序試驗加載程序：指試驗進(jìn)行期間荷載與時間的關(guān)系。指試驗進(jìn)行期間荷載與時間的關(guān)系。 結(jié)構(gòu)靜載試驗的加載程序結(jié)構(gòu)靜載試驗的加載程序：預(yù)載、正常使用荷載、預(yù)載、正常使用荷載、極限荷載。極限荷載。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度圖圖5.1.1 鋼筋砼結(jié)構(gòu)的靜載試驗加載程序鋼筋砼結(jié)構(gòu)的靜載試驗加載程序預(yù)載時間預(yù)載時間 標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗時間標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗時間破壞時間破壞時間 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 說明：說明： 有的試驗只要加至正常使用荷載，試驗后

5、試件還可使用，有的試驗只要加至正常使用荷載，試驗后試件還可使用，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢驗性試驗現(xiàn)場結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢驗性試驗多屬此類。多屬此類。 對于研究性試驗對于研究性試驗，當(dāng)加至標(biāo)準(zhǔn)荷載后，一般不卸載而繼，當(dāng)加至標(biāo)準(zhǔn)荷載后，一般不卸載而繼續(xù)加載，直至試件進(jìn)入破壞階段。續(xù)加載，直至試件進(jìn)入破壞階段。 加載制度的確定及分級加（卸）載的目的：加載制度的確定及分級加（卸）載的目的：（1 1）為了控制加（卸）載速度；）為了控制加（卸）載速度；（2 2）便于觀察試驗過程中結(jié)構(gòu)的變形等情況；）便于觀察試驗過程中結(jié)構(gòu)的變形等情況；（3 3）為了統(tǒng)一加載步驟。）為了統(tǒng)一加載步驟。 預(yù)載預(yù)載： 目的目的：使試件各部分

6、接觸良好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，使試件各部分接觸良好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，荷載與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定；檢驗全部試驗裝置的可靠性；荷載與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定；檢驗全部試驗裝置的可靠性；檢驗全部量測儀表工作正常與否；檢查現(xiàn)場組織工作和人員檢驗全部量測儀表工作正常與否；檢查現(xiàn)場組織工作和人員的工作情況，起演習(xí)作用。的工作情況，起演習(xí)作用。 要求要求：一般分三級進(jìn)行，每級取正常使用荷載的一般分三級進(jìn)行，每級取正常使用荷載的20%；然后分級卸載，然后分級卸載，23級卸完；每加（卸）一級荷載，停歇級卸完；每加（卸）一級荷載，停歇10min；對于開裂較早的混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)加荷載不宜超過計；對于開裂較早的混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)加荷載

7、不宜超過計算開裂荷載的算開裂荷載的70%，以保證在正式試驗時能得到開裂荷載。，以保證在正式試驗時能得到開裂荷載。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 正常加載正常加載： 荷載分級荷載分級 分級間隔時間分級間隔時間 滿載時間滿載時間 空載時間空載時間 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 正常加載正常加載： 荷載分級荷載分級：正常使用荷載之前，每級加載值不應(yīng)大于正正常使用荷載之前，每級加載值不應(yīng)大于正常使用荷載的常使用荷載的20%，一般分，一般分5級加至正常使用荷載；正常使用級加至正常使用荷載；正常使用荷載之后，每級不宜大于正常使用荷載的荷載之后，每級不宜大于正常使用荷

8、載的10%。當(dāng)荷載加至計。當(dāng)荷載加至計算極限荷載的算極限荷載的90%后，為了求得精確的極限荷載，每級應(yīng)取不后，為了求得精確的極限荷載，每級應(yīng)取不大于極限荷載的大于極限荷載的5%；需要做抗裂檢測的結(jié)構(gòu)，加載至計算開；需要做抗裂檢測的結(jié)構(gòu)，加載至計算開裂荷載的裂荷載的90%后，也應(yīng)改為不大于開裂荷載的后，也應(yīng)改為不大于開裂荷載的5%施加，直至施加，直至第一條裂縫出現(xiàn)。第一條裂縫出現(xiàn)。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 正常加載正常加載： 分級間隔時間分級間隔時間：為了保證在分級荷載下所有量測內(nèi)容為了保證在分級荷載下所有量測內(nèi)容的儀表讀數(shù)準(zhǔn)確和避免不必要的誤差，要求不同結(jié)構(gòu)在每級荷的

9、儀表讀數(shù)準(zhǔn)確和避免不必要的誤差，要求不同結(jié)構(gòu)在每級荷載加完后應(yīng)有一定的級間停留時間，其載加完后應(yīng)有一定的級間停留時間，其目的目的是使結(jié)構(gòu)在荷載作是使結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形得到充分發(fā)揮和達(dá)到基本穩(wěn)定后再量測。為此試驗用下的變形得到充分發(fā)揮和達(dá)到基本穩(wěn)定后再量測。為此試驗方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)一般不少于一般不少于10min，混凝土結(jié)構(gòu)混凝土結(jié)構(gòu)、砌、砌體結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于體結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于15min。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 正常加載正常加載： 滿載時間滿載時間：對需要進(jìn)行變形和裂縫寬度試驗的結(jié)構(gòu)，在對需要進(jìn)行變形和裂縫寬度試驗的結(jié)構(gòu)，在標(biāo)準(zhǔn)短

10、期荷載作用下的持續(xù)時間，對鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)短期荷載作用下的持續(xù)時間，對鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于少于30min；木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于；木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于30min的的2倍，拱或砌體為倍，拱或砌體為30min的的6倍；對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，滿載倍；對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，滿載30min后加至開裂，在開裂后加至開裂，在開裂荷載下再持續(xù)荷載下再持續(xù)30min。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 正常加載正常加載： 空載時間空載時間：受載結(jié)構(gòu)卸載后下一次重新開始受載之間的受載結(jié)構(gòu)卸載后下一次重新開始受載之間的間歇時間稱空載時間。有關(guān)試驗標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于一般的混凝土間歇時間稱空載時間。有關(guān)試驗標(biāo)

11、準(zhǔn)規(guī)定：對于一般的混凝土結(jié)構(gòu)空載時間取結(jié)構(gòu)空載時間取45min；對于較重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和跨度大于；對于較重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和跨度大于12m的結(jié)構(gòu)取的結(jié)構(gòu)取18h（即為滿載時間的（即為滿載時間的1.5倍）；對于鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)倍）；對于鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于少于30min。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 卸載卸載： 凡間斷性加載試驗，或僅作剛度、抗裂和裂縫寬凡間斷性加載試驗，或僅作剛度、抗裂和裂縫寬度檢驗的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，以及測定殘余變形的試驗及預(yù)度檢驗的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，以及測定殘余變形的試驗及預(yù)載之后，均需卸載。卸載一般可按加載級距進(jìn)行，也載之后，均需卸載。卸載一般可按加載級距進(jìn)行，也可以放大可以放大

12、1倍或分倍或分2次卸完。次卸完。 單調(diào)靜力荷載試驗加載制度單調(diào)靜力荷載試驗加載制度 加載方案加載方案： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 加載方案加載方案： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 (a) (b) (c)簡支梁試驗等效荷載加載圖示簡支梁試驗等效荷載加載圖示 量測方案量測方案： 撓度量測撓度量測：梁的撓度值是量測數(shù)據(jù)中最能梁的撓度值是量測數(shù)據(jù)中最能反映總體工作性能的一項指標(biāo)，反映總體工作性能的一項指標(biāo)，因為梁任何部位的異常變形或因為梁任何部位的異常變形或局部破壞（開裂）都將通過撓局部破壞（開裂）都將通過撓度或在撓度曲線中反映出來。度或在撓度曲線中反映出來。對梁式結(jié)構(gòu)最主要的是測定跨對梁式結(jié)構(gòu)最

13、主要的是測定跨中的最大撓度值及梁的彈性撓中的最大撓度值及梁的彈性撓度曲線（度曲線（P-f 曲線）。曲線）。 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗梁的撓度測點布置梁的撓度測點布置（a）（b） 量測方案量測方案： 撓度量測：撓度量測：梁的真實撓度：梁的真實撓度：（a）剔除支座位移；）剔除支座位移；（b）對寬度較大的梁，兩邊對稱貼片以消除扭轉(zhuǎn)的）對寬度較大的梁，兩邊對稱貼片以消除扭轉(zhuǎn)的影響（支座偏心，加載點偏心）；影響（支座偏心，加載點偏心）；（c）撓度的預(yù)計大小（選擇儀器的量程）撓度的預(yù)計大?。ㄟx擇儀器的量程） 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 量測方案量測方案： 應(yīng)變量測：應(yīng)變量測： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件

14、的試驗梁正截面應(yīng)變分布的測點布置梁正截面應(yīng)變分布的測點布置（a）截面最大纖維應(yīng)變；（）截面最大纖維應(yīng)變；（b）測量中和軸的位置和應(yīng)）測量中和軸的位置和應(yīng)變分布規(guī)律變分布規(guī)律 應(yīng)變量測：應(yīng)變量測： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 應(yīng)變量測：應(yīng)變量測： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 裂縫量測：裂縫量測：測定開裂荷載、裂縫位置，裂縫的寬度和深測定開裂荷載、裂縫位置，裂縫的寬度和深度，以及描述裂縫的發(fā)展和分布。度，以及描述裂縫的發(fā)展和分布。 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 裂縫量測：裂縫量測： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 裂縫量測：裂縫量測： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 裂縫的標(biāo)注方法：裂縫的標(biāo)注方法

15、： 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗 加載方案加載方案： 正位或臥位試驗加載方案；正位或臥位試驗加載方案； 試驗儀器試驗儀器： 大型長柱試驗機；大型長柱試驗機； 靜力試驗臺座上的大型荷載靜力試驗臺座上的大型荷載支承設(shè)備和液壓加載系統(tǒng)配合支承設(shè)備和液壓加載系統(tǒng)配合使用；使用； 受壓構(gòu)件的試驗受壓構(gòu)件的試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗（1 1）試件安裝和加載方法）試件安裝和加載方法屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗（2 2）試驗項目和測點布置）試驗項目和測點布置屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗（2 2）試驗項目和測點布置）試驗項目和測點布置4.5.3 4.5.3 屋架

16、結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗（2 2）試驗項目和測點布置）試驗項目和測點布置4.5.3 4.5.3 屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗（2 2）試驗項目和測點布置）試驗項目和測點布置實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁

17、受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗實例實例 碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗量測數(shù)據(jù)整理量測數(shù)據(jù)整理1.整體變形量測結(jié)果整理整體變形量測結(jié)果整理1.1簡支構(gòu)件的撓度簡支構(gòu)件的撓度1.2懸臂構(gòu)件的撓度懸臂構(gòu)件的撓度000asqgaa000c a,000c a12,00,aa.sqc agc ac aqgc agc a

18、bc abc aaavvL t gMaaM，2.截面內(nèi)力截面內(nèi)力2.1軸向受力構(gòu)件軸向受力構(gòu)件12.2NAE AEA2.2壓彎或拉彎構(gòu)件壓彎或拉彎構(gòu)件1122=xxxxMyNAIMyNAI2.3雙向彎曲構(gòu)件雙向彎曲構(gòu)件ya11yb12yc21yc22xxyxxyxxyxxyMMNEyxAIIMMNEyxAIIMMNEyxAIIMMNEyxAII3.平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力計算平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力計算結(jié)構(gòu)性能的檢驗與評定結(jié)構(gòu)性能的檢驗與評定1.構(gòu)件承載力檢驗構(gòu)件承載力檢驗（1 1）按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的允許值進(jìn)行檢驗時，應(yīng)）按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的允許值進(jìn)行檢驗時，應(yīng)滿足下式要求滿足下式要求: :

19、0u0u0u0uSS（2 2）當(dāng)按構(gòu)件實配鋼筋的承載力進(jìn)行檢驗時當(dāng)按構(gòu)件實配鋼筋的承載力進(jìn)行檢驗時，應(yīng)滿足應(yīng)滿足下式要求下式要求: :0u0u0u0u00,.cssSSRffAS （3 3）承載力極限標(biāo)志承載力極限標(biāo)志軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓構(gòu)件軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓構(gòu)件軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件受彎構(gòu)件的剪切破壞受彎構(gòu)件的剪切破壞粘接錨固破壞粘接錨固破壞2.構(gòu)件的撓度檢驗構(gòu)件的撓度檢驗（1）當(dāng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的撓度允許值進(jìn)行檢驗時，）當(dāng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的撓度允許值進(jìn)行檢驗時，應(yīng)滿足下列要求：應(yīng)滿足下列要求：0a11ssssflsssflsaMaaMMQaaQQ（2）當(dāng)按實配鋼筋確定的構(gòu)件撓度值進(jìn)行檢驗，或僅）當(dāng)按實配鋼筋確定的構(gòu)件撓度值進(jìn)行檢驗，或僅作剛度、抗裂或裂縫寬度檢驗的構(gòu)件，應(yīng)滿足下列要作剛度、抗裂或裂縫寬度檢驗的構(gòu)件，應(yīng)滿足下列要求：求：00a=1.2acssssaa且 3.構(gòu)件的抗裂檢驗構(gòu)件的抗裂檢驗 在正常使用階段不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)對其在正常使用階段不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)對其進(jìn)行抗裂性檢驗。構(gòu)件的抗裂性檢驗應(yīng)符合下列要求：進(jìn)行抗裂性檢驗。構(gòu)件的抗裂性檢驗應(yīng)符合下列要求：0c r0 .9 5c rtkp cc rtkscff4.構(gòu)件裂縫寬度檢驗