楊曉明建筑結(jié)構(gòu)試驗第三章結(jié)構(gòu)靜載試驗課件

建筑結(jié)構(gòu)試驗結(jié)構(gòu)靜載試驗2/6/20231主要內(nèi)容1靜載試驗的加載設(shè)備2試驗裝置的支座設(shè)計3應(yīng)變測試技術(shù)4靜載試驗的測試儀器5靜載試驗實例2/6/20232靜載試驗的加載設(shè)備重力加載液壓加載機械加載氣壓加載2/6/20233靜載試驗的加載設(shè)備——重力加載2/6/20235靜載試驗的加載設(shè)備——重力加載荷載傳感器索杠桿鋼梁2/6/20236靜載試驗的加載設(shè)備——重力加載重力加載的特點：取材容易，加載設(shè)備簡單，荷載值不隨結(jié)構(gòu)變形而變化；用于長期試驗和現(xiàn)場試驗。一般來說加載勞動強度大，安全性差；對于破壞性試驗，應(yīng)采取措施降低重物塊墜落距離，以防試件破壞時劇烈垮塌，出安全事故。2/6/20237靜載試驗的加載設(shè)備——液壓加載一、液壓加載器—千斤頂原理：用壓油泵將具有一定壓力的液壓壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動活塞，對結(jié)構(gòu)施加荷載。單向or雙向活塞儲油缸工作油缸油泵油缸油壓表進油閥回油閥手柄(電動)試件承力臺2/6/20239靜載試驗的加載設(shè)備——液壓加載2/6/202310靜載試驗的加載設(shè)備——液壓加載二、液壓加載系統(tǒng)(同步液壓加載設(shè)備)：試驗臺座和支座、反力架傳感器等設(shè)備配套組成液壓加載系統(tǒng)。承力架試件液壓加載器操作臺管路系統(tǒng)試驗臺座2/6/202311靜載試驗的加載設(shè)備——液壓加載四、電液伺服液壓加載系統(tǒng)位移控制荷載控制應(yīng)變控制控制柜伺服閥作動器液壓源荷載傳感器位移傳感器應(yīng)變傳感器控制指令減法器伺服閥控制信號反饋信號放大器函數(shù)發(fā)生器計算機—雙閉環(huán)，數(shù)字化，可以輸入各種復(fù)雜波形，邊計算邊控制。位移控制荷載控制應(yīng)變控制伺服閥位移傳感器雙向作動器球鉸荷載傳感器試件應(yīng)變片放大器2/6/202313靜載試驗的加載設(shè)備——液壓加載2/6/202314靜載試驗的加載設(shè)備——機械加載吊鏈、卷揚機、絞車、花籃螺絲等配合對結(jié)構(gòu)施加拉力，還可以與滑輪組聯(lián)合使用改變力的作用方向和大小。拉力的大小通常有拉力測力計測定，根據(jù)測力計的量程有兩種安裝方式。2/6/202315主要內(nèi)容1靜載試驗的加載設(shè)備2試驗裝置的支座設(shè)計3應(yīng)變測試技術(shù)4靜載試驗的測試儀器5靜載試驗實例2/6/202317試驗裝置的支座設(shè)計鉸支座2/6/202318試驗裝置的支座設(shè)計固定邊界2/6/202319試驗裝置的支座設(shè)計——試驗臺座和反力剛架板式試驗臺座2/6/202321試驗裝置的支座設(shè)計——試驗臺座和反力剛架箱式試驗臺座2/6/202322試驗裝置的支座設(shè)計——試驗臺座和反力剛架反力剛架2/6/202323主要內(nèi)容1靜載試驗的加載設(shè)備2試驗裝置的支座設(shè)計3應(yīng)變測試技術(shù)4靜載試驗的測試儀器5靜載試驗實例2/6/202325應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片工作原理利用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將應(yīng)變片貼在被測物體上，會隨被測物體的變形而拉長或收縮，從而改變電阻值，反映被測物體應(yīng)變的大小。2/6/202326應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變儀工作原理構(gòu)件的應(yīng)變值一般均很小，當(dāng)材料處于彈性階段時應(yīng)變約為10-6—10-2，故應(yīng)變片的電阻變化率很小,需用專門儀器進行測量,測量應(yīng)變片的電阻變化率并能自動轉(zhuǎn)化為應(yīng)變的儀器稱為電阻應(yīng)變儀。其基本測量電路為惠斯登電橋。R3R42/6/202327應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片實驗時通常將粘貼在構(gòu)件上的四個相同規(guī)格的應(yīng)變片作為橋臂上的四個電阻“鄰臂相減，對臂相加”2/6/202329應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片有時只在電橋的AB和BC端接應(yīng)變片，而在AD和DC端接應(yīng)變儀內(nèi)部的兩個阻值相等的標(biāo)準(zhǔn)電阻。這種接線法稱為半橋接線法。

2/6/202330應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片溫度補償技術(shù)粘貼在試件測點上的應(yīng)變計所反映的應(yīng)變值，除了試件受力的變形外，還包含試件與應(yīng)變計受溫度影響而產(chǎn)生的變形和由于試件材料與應(yīng)變計的溫度線膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的變形等。這種變形不是荷載效應(yīng)，一般采用溫度補償方法加以消除。LΔLCΔLF2/6/202331應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片2/6/202332應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片2/6/202333應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片主應(yīng)力方向已知的平面應(yīng)力測量主應(yīng)力方向未知的平面應(yīng)力測量應(yīng)變花貼片σ2ε1ε22/6/202334應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片種類1，2，3，7，9.箔式電阻應(yīng)變片4.半導(dǎo)體應(yīng)變片

5.絲繞式電阻應(yīng)變片6.短接式電阻應(yīng)變片8.焊接電阻應(yīng)變片2/6/202335應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片選用工作環(huán)境：溫度保證、地下工程中防潮特性好被測物材料性質(zhì):彈模高,基長小;粗晶粒巖石混凝土選用基長長按被測試件受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì)：應(yīng)變花變化大選用基長小，變化小選用基長按測量精度：標(biāo)距、電阻值、靈敏度2/6/202336應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片檢查：外觀檢查、電阻值檢查表面處理：刮刀除銹、砂布打磨、脫脂棉擦洗、吹風(fēng)機烘干貼片與固化：畫線、涂膠、用玻璃紙壓、調(diào)整、補膠粘貼質(zhì)量檢查：外觀檢查、電阻值檢查、絕緣電阻檢查、連接電阻應(yīng)變儀檢查連接導(dǎo)線：導(dǎo)線固定、導(dǎo)線焊接防潮處理：凡士林、石蠟等2/6/202337應(yīng)變測試技術(shù)——電阻應(yīng)變片檢查應(yīng)變片質(zhì)量挑選能組成溫度補償?shù)膽?yīng)變片（阻值相差小于±0.1Ω)

2/6/202338在選定貼應(yīng)變片的位置劃出十字線劃線深度要適中2/6/202339先用粗砂紙打磨結(jié)構(gòu)表面再用細砂紙精磨(45o交叉紋)2/6/202340用棉紗或脫脂棉花沾丙酮清潔結(jié)構(gòu)表面擦洗2~3遍后，表面不可再用手接觸！2/6/202341用透明膠帶將應(yīng)變片與構(gòu)件臨時固定移動膠帶位置使應(yīng)變片達到正確定位2/6/202342在應(yīng)變片反面涂上一滴膠水(大小視應(yīng)變片面積而定)膠水量不宜過多2/6/202343將塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上，用母指按壓擠出多余膠水按壓時間一般1分鐘，室溫低時適當(dāng)延長2/6/202344將應(yīng)變片引線拉起至根部(引線如粘在構(gòu)件上需小心操作!)在緊連應(yīng)變片的下部用膠水粘接一片連接片(焊片)2/6/202345為了使膠水快速固化，可用電吹風(fēng)加熱處理（注意距離）用萬用表測量應(yīng)變片絕緣電阻值，應(yīng)大于20MΩ

2/6/202346將應(yīng)變片引線焊接在接線片上，焊點要光滑牢固。引線需形成弧線與接線片相連

2/6/202347將連接應(yīng)變儀的導(dǎo)線焊接在接線片上（注意焊接質(zhì)量）把導(dǎo)線用絕緣膠帶固定在構(gòu)件上，再一次檢查應(yīng)變片質(zhì)量2/6/202348在應(yīng)變片周圍涂上單分子硅膠或石蠟（防潮需要）涂膠或石蠟前也要清潔表面2/6/202349硅膠固化后應(yīng)變片粘貼工作完畢在連接應(yīng)變儀前再次檢查應(yīng)變片的阻值和絕緣情況2/6/202350主要內(nèi)容1靜載試驗的加載設(shè)備2試驗裝置的支座設(shè)計3應(yīng)變測試技術(shù)4靜載試驗的測試儀器5靜載試驗實例2/6/202351靜載試驗的量測儀器試驗儀器儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)⑴精度：準(zhǔn)確程度。⑵量程：量測物理量范圍、工作頻率范圍⑶靈敏度:輸出變化與輸入變化比值⑷分辨率：能測量的最小變化⑸線性度：與理想線性接近程度⑹穩(wěn)定性(漂移)2/6/202352靜載試驗的量測儀器線位移傳感器2/6/202353靜載試驗的量測儀器傾角傳感器2/6/202354靜載試驗的量測儀器測力傳感器2/6/202355靜載試驗的量測儀器裂縫量測儀器電阻應(yīng)變突變點；放大鏡觀測法2/6/202356主要內(nèi)容1靜載試驗的加載設(shè)備2試驗裝置的支座設(shè)計3應(yīng)變測試技術(shù)4靜載試驗的測試儀器5靜載試驗實例2/6/202357靜載試驗實例實例一：簡支