土木工程試驗

土木工程試驗羅維剛蘭州理工大學土木工程學院2019年03月01日E-mail:luowglutSCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.第5章常見結構試驗類型單調加載靜力荷載試驗偽靜力試驗擬動力試驗結構動力特性試驗結構動力響應試驗結構疲勞試驗橋梁結構原位荷載試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

荷載圖式的選擇與設計

SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.單調靜力荷載試驗是指試驗荷載逐漸單調增加到結構破壞或預定的狀態(tài)目標，研究結構受力性能的試驗。荷載圖式：荷載在構件上的布置形式（類型和分布方式）;設計原則：與理論計算圖示一致或內力等效的荷載圖示。即試驗期間荷載與試件的關系（或稱荷載譜），包含荷載程序與荷載大小。

1.荷載程序三階段圖5.1.1靜載試驗加載程序預載標準荷載（正常使用荷載）破壞荷載5.1單調加載靜力試驗

荷載制度

SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.2.荷載大小預載預載的目的在于：①使試件各部分接觸良好，進入正常工作狀態(tài)，荷載與變形關系趨于穩(wěn)定；②檢驗全部試驗裝置的可靠性；③檢驗全部量測儀表工作正常與否；④檢查現場組織和人員的情況，起演習作用。一般分三級；三次；每級取標準荷載的20％；脆性材料結構，不宜超過計算開裂荷載的70％(含自重)。

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分級加載

分級加載目的：①加載速度易控制；②變形易觀測及分析；③各點加載易協(xié)調。圖5.1.1靜載試驗加載程序SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

正式加載

分級：正常使用荷載之前，每級加載值不應大于正常使用荷載的20％，一般分5級加至正常使用荷載；接近極限或開裂荷載時減小荷載范圍增加次數。滿載時間：標準短期荷載作用下的持續(xù)時問。混凝土及鋼30min。空載時間：受載結構卸載后到下一次重新開始受載之間的間歇時間稱空載時間?；炷?5分鐘；鋼30分鐘。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

卸載卸載一般可按加載級距進行，也可以放大1倍或分2次卸完。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

試驗裝置

5.1單調加載靜力試驗

SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.受彎構件的試驗加載方案(a)(b)(c)圖5.1.2簡支梁試驗等效荷載加載圖示SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

受彎構件的試驗量測方案撓度測量布置SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

受彎構件的試驗量測方案應變測量梁正截面應變分布的測點布置（a）截面最大纖維應變；（b）測量中和軸的位置和應變分布規(guī)律SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

受彎構件的試驗量測方案裂縫觀測混凝土受拉區(qū)抗裂測點布置1~7-混凝土應變片測點SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

受彎構件的試驗量測方案裂縫觀測（a）（b）圖5.1.10混凝土斜截面裂縫測點布置SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

受壓構件的試驗測點布置偏壓短柱試驗測點布置1—試件；2—鉸支座；3—應變計；4—應變儀測點；5—撓度計SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.1單調加載靜力試驗

偽靜慮力試倆驗又掃稱低旨周反脂復荷括載試脫驗，駱屬于愁工程脂結構燥抗震訴試驗日。其學基本餡原理榴是用防低周包往復喉循環(huán)忽加載期的方共法對徹結構怖構件閉進行勤靜力睡試驗鹿，試蔑驗中地控制逮結構潔的變校形值察或荷盆載量森，使獻結構吼構件熟在正妹反兩疑個方宜向反射復加數載和攤卸載漫，用輝以模憶擬結井構在席地震魄作用欲下的間受力愧過程堤。偽窩靜扯力僻試歌驗ps展eu部do聾-s扯ta封ti雨c知te維st功in職gSCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力甲試驗（1）變棒形控題制加食載法(位移爹控制)A：變幅走加載：扒恢復力津模型、摧強度、炎變形、君滯回特脅性、破痛壞機理城等；B：等幅凈加載：哲強度及憐剛度退卷化等；C：變哥幅等璃幅混勁合加欲載：譜二次借加載靜或加父載歷鴉史對或性能濾的研克究。圖5.2.4變幅加載圖5.2.5等幅加載SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜啦力試蓬驗單向雨反復庸加載茂制度(a)(b)圖5.2.6混合加載（2）荷載傍控制加鹽載法（3）荷載財－變形刃雙控制儀加載法講先控制慈力，屈救服之后鬧控制位酬移SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜百力試物驗（1）x、y軸雙向軍同步加醫(yī)載（2）x、y軸雙向研非同步忌加載圖5.堅2.創(chuàng)7雙向低伍周反復戀加載制額度SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力究試驗雙向供反復弊加載淡制度(a)弓(b)梁柱節(jié)賀點試驗裝占置與變棕形特征SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力藏試驗試驗裝持置SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力妻試驗以剪切變形星為主洽的構滋件低親周反色復試獎驗裝帥置SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.癥2偽靜姑力試跌驗5.2偽靜政力試庸驗以彎剪變形伙為主處的構繞件低怒周反否復試憶驗裝復置SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.結2偽靜力降試驗1．荷載同及支顫座反干力2．荷載－逐變形曲遞線3．塑性租鉸區(qū)梢段曲吩率或鏡轉角4．節(jié)點核陳心區(qū)剪襯切角5．梁柱仗縱筋暴應力6．核心屋區(qū)箍遞筋應景力7．鋼筋變滑移8．裂縫SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜餡力試意驗觀測方華案梁柱節(jié)輸點測點雖布置14325322SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力煙試驗滯回曲勤線是結毒構偽果靜力藍試驗燙中，考以試句驗荷斃載為憶縱坐擋標，緞以結闖構變握形為凍橫坐糊標的制連續(xù)犯曲線盼。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜慣力試料驗幾個溜常用箏概念結構荷蹲載（1）開袍裂荷革載（2）屈酒服荷跳載和罪屈服寺變形（3）極限長荷載（4）破壞內荷載和訪極限變芽形5.2.10

荷載-變形關系曲線SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.偉2偽靜力酸試驗幾個項常用留概念結構承剛度（1）初次刪加載剛姑度（2）卸載狹剛度（3）反凍向加怎載、欠卸載慶剛度勢和重眠復加晶載剛拜度（4）等效肉剛度SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力刮試驗幾個貢常用象概念骨架曲先線在偽測靜力怖試驗雖所得遭荷載-變形盜滯回撞曲線棒中，博取所吉有每幻玉一級熟荷載犬第一箭次循印環(huán)的茄峰點職（卸晌載頂決點）齒連接竄的包報絡線能作為宰骨架折曲線魯，它獻是每獵次循歇環(huán)的路荷載-變形曲構線達到筋最大峰乖點的軌吳跡。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力怒試驗幾個響常用乎概念延性交系數延性系大數是試宵驗結構壩構件塑肢性變形毫能力的竭一個指零標，歲按下式傲計算：---纖--在荷迅載下拒降段鍋相應呼于破隸壞荷竟載的材變形鄉(xiāng)豐；---挪--相應駛于屈爆服荷彼載的絲式變形右。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.齊2偽靜芒力試尋驗退化率強度退絕化率反媽映試驗涂結構構桃件抗力浙隨反復晶加載次雙數增加備而降低日的指標掛。當研究果剛度退倦化時，妹即在位織移不變象條件下西，隨反徒復加載日次數的我增加而捆剛度降吃低的情侵況，用察環(huán)線剛減度表示壯并按下污式計算到：SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力兔試驗能量耗伯散結構呢構件速吸收使能量醫(yī)能力珍的好母壞，慕可由稻滯回噸曲線(結構或罩構件在牙反復荷咽載作用勺下的力濟與非彈裕性變形甘間的關題系曲線)所包輛圍的塵滯回愈環(huán)面綁積和艱它的腫形狀線來衡頓量。甲由滯貢回曲辮線的獸面積蒸可以憤求得匪等效籍黏滯楊阻尼父系數：5.風2.追11等效黏遺滯阻尼文系數計語算SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力覺試驗受彎鋼談筋凝土包構件的博滯回曲圈線SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.做2偽靜力膏試驗1水平欺集中寄力模污擬地矛震力上，為反等效汪靜力客；由繳靜力廣的方勾法驗平證結形構部事分動董力性乏能。2試驗濱荷載仰譜人給為設漢計，雅試驗路頻率聰低；半不能謠體現睬地震鋼的動壘力特先性。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.2偽靜力生試驗偽靜剃力試昨驗的箱特點臭與不貨足SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動瀉力試笑驗擬動葬力試輪驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動展力試挑驗概念數值能計算遵與擬蝕動力耗試驗景之間灶的比喇較SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動乳力試孫驗加載旬裝置擬動力輕試驗的送加載設輸備一般勒由計算翼機、加耗載裝置斜與加載?？刂葡低y(tǒng)等組醬成。計算孤機是加蜓載過帖程的這控制磨和試濤驗數航據采僵集都備由計較算機忠來實?，F，作同時受對試忙驗結卡構的富其他尾反應班參數辜，如努應變舒、位肯移等溜進行骨演算煎和處姻理。加載勺裝置負與加柔載控目制系寸統(tǒng)其功孟能是啞根據蟻該時怎刻由塔計算扔機傳唉來的肺位移量指令仰轉換咱為電抖壓信悄號輸蟻入，源用于毛電液返伺服莫系統(tǒng)番，使忙加載軌器按刮指定齒指令與工作但。擬殲動力曾試驗餓可采禽用與沉靜力蘆試驗閥或擬葵靜力宰試驗犬一樣霞的加規(guī)載裝礎置。SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動想力試竄驗試驗噸步驟（1）在每計算轟機系擴統(tǒng)中腎輸入帶地震磁加速裙度時茫程曲盤線，暮并按恩一定速的時墓間間缺隔數您字化返。（2）把跨各時車刻的攜地震焰加速條度值未代入罷運動與方程咱，解厚出時竭刻的伴地震愚反應擊位移更值。（3）由參計算灘機控歇制電疑液伺北服加活載系賽統(tǒng)，員將施茫加到凳結構梁上，飛實現設這一默步的誰地震信反應簽。（4）量測只此時試邀驗結構命的反力始，并代薯入運動癢方程，巾按地震歡反應過替程的加東速度進眾行時刻養(yǎng)的位移鋒的計算早，量測浙試驗結依構反力隆。（5）重復召上述步贊驟，按犬輸入時多刻的地船震加速植度值，岡求解位串移和結仇構反力蹈，連續(xù)驗進行加乞載試驗動，直到心試驗結嘗束。輸入票地震號波的達加速般度時兆程曲栗線SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.墊3擬動力洽試驗擬動仙力試輛驗的帆特點躲與局常限性特點1）擬動明力試驗殺是將地脆震實際徑反應所徒產生的投慣性力悟作為荷比載加在汽試驗結亂構上；2）加數載過涌程完冰全可敏以看牙成是挪靜態(tài)移的，恒試驗位結構拉重現統(tǒng)地震懂作用覽的反嶼應也確就可魚以人漆為的架緩慢膽進行級，特論別是箏破壞浪過程姻，更數利于涌觀察糟和研蒙究。局限繳性1）不嫁是實搏時的葉試驗負分析膽過程蚊；2）要求怒有一定娛的設備冊和技術憲條件；3）擬動驗力試驗聚是用靜身力試驗丈方法來哀重現；SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動穗力試爹驗5.樓3.松2地震模敏擬振動窩臺試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.3擬動力率試驗1振動臺擋臺體結懲構2液壓驅裁動和動額力系統(tǒng)3控制槐系統(tǒng)4測試和姻分析系叢統(tǒng)SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.裕3.否2地震模輸擬振動齡臺試驗5.3擬動力蓬試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.南3擬動羊力試溪驗結構級的動拘力特崇性反姥映結歡構本午身所臂固有眨的動狼力特獻性。媽包括犯結構叛的自構振頻程率、狡阻尼攪系數五（比扇）、子振型勿等參旋數（櫻動力糧參數塔或模鴉態(tài)參片數）家。這樓些參紹數決急定于育結構晴的形冒式、雕剛度恭、質粘量分筋布、館材料隱特性認及構服造連高接等因因素真，而薦與外骨載無際關。澡結構界的動壞力特時性是忘進行宜結構筐抗震殘計算侍、解筒決結惠構共庸振問壤題及茂診斷鉗結構奸累積叔損傷蛛的基忌本依勾據。5.4結構東動力給特性研試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.4結構動謀力特性察試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.4檢.1頻率1自由斃振動柴法2強迫振遲動法（箭共振法寧）3環(huán)境隨稼機振動稍法(脈動法)圖6.2刮.2自由振膛動時間歷程協(xié)曲線t5.尖4結構動宏力特性讀試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.自由易振動福法5.4結構柿動力型特性柄試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.共振時慢的振動圖形和瓶共振曲盟線5.筍4結構和動力姐特性鐘試驗強迫振簡動法由共振借曲線求鼓阻尼輔系數序和阻械尼比AxBxm0.7狼07xmax用共批振法扁測建立筑物增振型5.4結構黑動力愛特性構試驗強迫親振動冤法脈動信秤號記錄唐圖5.4結構漿動力糟特性固試驗環(huán)境隨礦機振動掩法5.對4結構潤動力弱特性玻試驗環(huán)境包隨機兵振動坐法5.4結構動碗力特性慕試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.乓4.于2振型5.4結構動領力特性姑試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.4擁.3阻尼結構避的動步力響理應試殿驗是牽測定竟結構發(fā)在實翻際工超作時醋的振字動參蜂數（燭振幅激、頻點率）及及性毀狀，稱例如狹動力朱機器交作用亮下廠添房結樸構的嬌振動時、在促移動鴉荷載藏作用察下橋倉梁的窮振動花、地世震時以建筑叉結構盜的動淡力反抓應（釀強震盆觀測續(xù)）等混。量毫測得深到的店這些馳資料甜，用僑來研罷究結父構的票工作姿是否朵正常王、安輕全，倆存在險何種虜問題聲，薄連弱環(huán)兼節(jié)在乞何處然等。5.會5結構動煤力響應牛試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.糧5結構揪動力攪響應厘試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.5.5撇.1周期焰性動網力響懲應試雅驗5.河5.磨2非周頭期性易動力厘響應狀試驗1強迫振莫動共振羨加載2有控型制的任逐級扣動力遙荷載待測試1地震預模擬嫁振動包臺2爆破饑震動3天然地窗震工程結族構中存碎在著許疫多疲勞仗現象，偽如承受召吊車荷衡載作用錄的吊車灰梁，直儲接承受違懸掛吊膠車作用咽的屋架陪。這些狡結構物流或構件停在重復竊荷載作曠用下達再到破壞甲時的應躁力比其游靜力強巾度要低色得多，榆這種現腎象稱為確疲勞。發(fā)結構疲汗勞試驗提的目的武就是要慎了解在肆重復荷帽載作用疑下結構勢的性能快及變化關規(guī)律。5.6結構疲依勞試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.疲勞測喚試項目疲勞測衣試荷載1)抗裂性貢及開裂捉荷載；2)裂縫寬添度及其訓發(fā)展；3)最大撓雁度及其羨變化幅腸度；4)疲勞極烤限值。5.日6結構疲羽勞試驗疲勞委測試縮慧程序疲勞試浸件安裝修要求5.蠢7橋梁結擠構原位盟荷載試狡驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.荷載工戲況為了稻滿足凈鑒定網橋梁贏承載妹力的達要求稍，試憲驗荷做載工度況的敞選擇算應反丘映橋籠梁結岡構的泊最不遇利受參力狀樹態(tài)，故簡單通結構之可選1～2個工葡況，路復雜重結構躬可適雅當多正選幾固個工強況，慌但不衣宜過戒多。覆在進襪行各深荷載測工況羞布置裙時，剛可參應照截廈面內哈力（衰或變嘆形）籌影響勢線進雕行，購一般暑設兩哥三個恢主要黎荷載腐工況澤，同觀時可谷根據鋼試驗鐘橋梁群結構盟體系傳的具擴體情里況再佛設若遞干個臥附加歲荷載辛工況搬。5.7橋梁圣結構設原位卸荷載狐試驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.荷載錫級別（1）靜載躲級別為了桂加載姿安全楊和了隊解結代構應田變和碧變位首隨試爬驗荷冠載增策加的巾變化么關系砍，對編橋梁坐荷載泄試驗少各主賓要工宗況的嚼加載椒應分勒級進覆行，對而且東一般歷安排老在開抗始的惕幾個府加載蜜程序霞中執(zhí)藏行。求附加靠工況鏟一般纖只設懶置最狠大內由力加螞載程攏序。l）分燥級控汽制的索原則階。①藍當加戀載分胳級較昂為方債便時游，可蘋按最貿大控垃制截愉面內崗力荷遍載工謀況均皇分為4～5級。②像當使用悲載重車毒加載，葬車輛稱菜重有困誦難時也讀可分成3級加載敲。2）車輛治荷載加裕載分級陸的方法院。①逐她漸增加恢加載車萍輛數。察②先上廟輕車后候上重車刑。③加襖載車位括于內力沾影響線挑的不同弟部位。5.刷7橋梁結容構原位阿荷載試夠驗SCHOOLOFCIVILENGNIEERING.LUT.荷載級狼別（2）動查載級擴別在動載蘇試驗中只，跳車漆、剎車拖、重物綢卸載、謊跑車以愚及脈動甲試驗中殊，需對釀跑車的起速度和李重物的紋重量進渴行分級密處理。動載試浸驗一般污安排標廁準汽車楚車列（纖對小跨受徑橋也荷可用單無車）以王不同車琴速分別疾進行勻暑速跑車抬試驗。付跑車速帆度一般系定為每憶小時5k脅m、10k完