結(jié)構(gòu)實驗技術(shù)講稿靜力部分ppt課件

1、構(gòu)造實驗技術(shù)Structural Testing Technology 陳再現(xiàn) 副教授、博士上課了！.3.4 工程構(gòu)造實驗方法 1.3 實驗荷載設(shè)計1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 實驗前的預(yù)備典型構(gòu)件實驗方法.1.3 荷載設(shè)計試件就位方式、荷載圖式及加載制度的設(shè)計等。一、試件就位方式正位實驗：實驗時，構(gòu)造構(gòu)件安裝位置與實踐任務(wù)形狀相一致。.異位實驗：實驗時，構(gòu)造構(gòu)件安裝位置與實踐任務(wù)形狀不相一致。便于加載和觀測臥位實驗：與正位實驗在空間位置上相差90度。 1.試件 2.加固后作荷載平衡用的屋架 3.支承反力架 4.液壓加載器 5.荷載傳感器屋架成對臥位實驗1.3 荷載設(shè)計.反位實驗：與正位實驗在空間

2、位置上相差180度。1.3 荷載設(shè)計.構(gòu)造靜載實驗的荷載，按作用的方式有集中荷載和均布荷載。按作用的方向分有垂直荷載，程度荷載和恣意方向荷載。有單向作用和雙向反復(fù)作用荷載等。根據(jù)實驗?zāi)康牡牟煌髮嶒灂r能正確地在試件上呈現(xiàn)上述荷載。 二、荷載圖式 實驗荷載在實驗構(gòu)造構(gòu)件上的布置方式包括荷載類型和分布情況稱為荷載圖式。 1.3 荷載設(shè)計. 構(gòu)造荷載圖式應(yīng)與實際計算簡圖相一致。 假設(shè)條件限制而無法實現(xiàn)，為方便加載，也應(yīng)根據(jù)實驗的目的要求，采用與計算簡圖等效的荷載圖式。 等效荷載：是指在試件上，使試件產(chǎn)生的內(nèi)力圖形與計算簡圖相近，控制截面的內(nèi)力值相等的荷載。1.3 荷載設(shè)計. 例：當(dāng)梁接受均布荷載

3、，用集中荷載替代均布荷載的等效荷載。1.3 荷載設(shè)計.采用等效荷載時必需留意，除控制截面的某個效應(yīng)與實際計算荷載一樣外，該截面的其它效應(yīng)和非控制截面的效應(yīng)，那么能夠有差別，所以必需全面驗算因荷載圖式改動對實驗構(gòu)造構(gòu)件的各種影響。1.3 荷載設(shè)計.加載圖式修正系數(shù) 的取值假設(shè)等效集中荷載的加荷圖式不符合此表所列圖式時，應(yīng)根據(jù)內(nèi)力圖形用圖乘法或積分法求出撓度，并與均布荷載下的撓度比較，從而求出加荷圖式的修正系數(shù)。. 三、加載程序 荷載種類和荷載圖式確定后，還應(yīng)按一定程序加載。1.3 荷載設(shè)計構(gòu)造承載力及變形性能均與構(gòu)造受荷載大小、加載速度及荷載在構(gòu)件上的繼續(xù)時間等要素有關(guān)。確定加載時間與加荷量的過

4、程稱為加荷程序設(shè)計。預(yù)加載；正常運(yùn)用極限形狀荷載規(guī)范荷載；承載力極限形狀荷載破壞荷載三個階段. 三、加載程序 預(yù)載 預(yù)載的目的在于： 1使試件各部接觸良好，進(jìn)入正常任務(wù)形狀，荷載與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定。 2檢驗全部實驗加載安裝的可靠性。 3檢驗全部觀測儀表任務(wù)正常與否。 4檢查現(xiàn)場組織任務(wù)和人員的任務(wù)情況，起演習(xí)作用 預(yù)載普通分三級進(jìn)展，每級取屈服或開裂荷載的20%，停歇10分鐘。1.3 荷載設(shè)計. 屈服或開裂荷載 屈服荷載之前，每級加載值不應(yīng)大于屈服荷載的20%，普通分五級加至規(guī)范荷載； 破壞荷載 屈服荷載之后，每級不宜大于屈服荷載的10%，當(dāng)載荷加至破壞荷載的90%后，為了求得準(zhǔn)確的破壞荷載值

5、，每級應(yīng)取不大于屈服荷載的5%；需求做抗裂檢測的構(gòu)造，加載到計算開裂荷載的90%后，也應(yīng)改為不大于規(guī)范荷載的5%施加，直至第一條裂痕出現(xiàn)。1.3 荷載設(shè)計.為了使構(gòu)造在荷載作用下的變形得到充分發(fā)揚(yáng)和到達(dá)根本穩(wěn)定，每級荷載加完后應(yīng)有一定的恒載時間。鋼構(gòu)造普通不少于10min鋼筋混凝土構(gòu)造應(yīng)不少于15min規(guī)范荷載時不應(yīng)少于30min對檢驗性實驗，在抗裂檢驗荷載下繼續(xù)1015min;對運(yùn)用階段不允許出現(xiàn)裂痕的構(gòu)造構(gòu)件的抗裂研討性實驗，在開裂荷載計算值作用下的繼續(xù)時間應(yīng)為30min對新混凝土構(gòu)件，跨度較大的屋架、桁架及薄腹梁等實驗，在運(yùn)用形狀短期荷載作用下的繼續(xù)時間不宜少于12h1.3 荷載設(shè)計.

6、實驗觀測方案要思索處理以下問題：確定觀測工程布置測點位置選擇適宜的儀表1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 .一、確定觀測工程 構(gòu)造在外荷載作用下的變形可以分兩大類：一類反映的是構(gòu)造整體任務(wù)情況，如梁的最大撓度及其整體撓曲曲線；拱式構(gòu)造和框架構(gòu)造的最大程度位移、豎向位移；桿、塔構(gòu)造的整體程度位移及根底轉(zhuǎn)動等。另一類的是反映構(gòu)造的部分任務(wù)情況，如部分纖維應(yīng)變、裂紋以及部分?jǐn)D壓變形等。 在確定實驗觀測工程時，首先應(yīng)該思索整體變形，由于構(gòu)造的整體變形最能概括其任務(wù)的全貌，構(gòu)造任何部位的異常變形或部分破壞都能在構(gòu)造整體變形中得到不同程度的反映。其次是部分變形量測，鋼筋砼構(gòu)造的裂痕，控制截面的應(yīng)變。1.4 構(gòu)造實驗

7、觀測設(shè)計 .二、測點的選擇和布置 用儀器對構(gòu)造或構(gòu)件進(jìn)展內(nèi)力和變形等各種參數(shù)的量測時，測點選擇與布置存在以下幾條原那么：在滿足實驗?zāi)康牡那疤嵯拢瑴y點宜少不宜多，以便使實驗任務(wù)重點突出。測點的位置必需有代表性，便于分析和計算。為了保證量測數(shù)據(jù)的可靠性，應(yīng)該布置一定數(shù)量的校核性測點。測點的布置對實驗任務(wù)的進(jìn)展應(yīng)該是方便的，平安的。 1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 .三、儀器選擇與測讀選用的儀器儀表，必需能滿足量測所需的精度與量程要求。現(xiàn)場實驗由環(huán)境復(fù)雜，影響要素較多，電測儀器的順應(yīng)性就不如機(jī)械式。但測點較多時，機(jī)械式儀表卻不如電測儀器靈敏、方便，選用時應(yīng)作詳細(xì)分析和技術(shù)比較。實驗構(gòu)造的變形與時間要素有關(guān)

8、，測讀時間應(yīng)有一定限制，必需遵守有關(guān)實驗方法規(guī)范的規(guī)定。當(dāng)實驗構(gòu)造進(jìn)入彈塑性階段時，變形添加較快，應(yīng)盡能夠運(yùn)用自動記錄安裝。為了防止差誤和方便任務(wù)，量測儀器的型號、規(guī)格應(yīng)盡能夠一致。 1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 .丈量儀器選擇儀器精度：儀表的最小刻度不大于5%的最大被測值。儀器量程：被測最大值在1/2-2/3量程內(nèi)。型號規(guī)格：盡能夠一致，種類愈少愈好。測點數(shù)量很多且測點又位于很高很遠(yuǎn)的部位，那么采用電測儀表和自動記錄儀器。1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 .數(shù)據(jù)測度實驗前，進(jìn)展初始讀數(shù)。實驗時，在每級加載、卸載間歇時間內(nèi)，同時讀取數(shù)據(jù)。當(dāng)荷載維持較長時間不變時如12h)，應(yīng)該按規(guī)定時間如加載后的5分鐘、

9、10 分鐘，30分鐘，1小時，以后每隔36小時讀數(shù)一次。同樣，當(dāng)構(gòu)造卸載終了空載時，也應(yīng)按規(guī)定時間記錄變形的恢復(fù)情況。長時間實驗，每次讀數(shù)的同時記錄周圍環(huán)境的溫度。動載實驗和抗震實驗，加載與觀測同步進(jìn)展。1.4 構(gòu)造實驗觀測設(shè)計 . 實驗前預(yù)備是指正式實驗之前的一切任務(wù)，包括實驗規(guī)劃和預(yù)備兩個方面，詳細(xì)內(nèi)容包括以下幾項：調(diào)查研討，搜集資料實驗大綱制定試件預(yù)備資料力學(xué)性能測定實驗控制特征值的計算實驗設(shè)備與實驗場地的預(yù)備試件安裝就位加載設(shè)備和量測儀表安裝實驗前的預(yù)備 .實驗大綱包含實驗設(shè)計的全部內(nèi)容1實驗?zāi)康摹?試件設(shè)計及制造要求試件設(shè)計的根據(jù)及實際分析，試件數(shù)量及施工圖，對試件原資料、制造工藝、

10、制造精度等的要求。3輔助實驗內(nèi)容輔助實驗的目的，試件的種類、數(shù)量及尺寸，試件的制造要求，實驗方法等。4.試件的安裝與就位試件的支座安裝，保證側(cè)向穩(wěn)定安裝等。5加載方法荷載數(shù)量及種類，加載設(shè)備，加載安裝，加載圖式，加載程序。實驗前的預(yù)備 .6量測方法測點布置，儀表型號選擇，儀表標(biāo)定方法，儀表的布置與編號，儀表安裝方法，量測程序。7實驗過程的察看實驗過程中除儀表讀數(shù)外在其他方面應(yīng)做的記錄。8平安措施平安安裝，腳手架，技術(shù)平安規(guī)定等。9實驗進(jìn)度方案。10、附件經(jīng)費(fèi)，器材及儀表設(shè)備清單等。 實驗前的預(yù)備 .典型構(gòu)件實驗方法 一、受彎構(gòu)件實驗1、實驗?zāi)康蔫b定性實驗：承載力、抗裂度和各級荷載作用下的撓度及

11、裂痕開展情況。研討性實驗：除了承載力、抗裂度、撓度和裂痕觀測外，還丈量截面應(yīng)變大小和分布規(guī)律，有時還需丈量截面曲率。.2、試件安裝和加載方法正位實驗，一端采用固定鉸支座，另一端采用滾動支座，支座下面用支墩安頓在地面上，要求結(jié)實和穩(wěn)定。加載方法：梁：常用液壓加載器和分配梁，或用液壓同步加載加載器直接加載。板：普通重物加載。也可用集中荷載等效，采用梁加載方式加載。吊車梁：采用液壓，實驗時的加載圖式要按最不利荷載布置決議集中荷載的作用位置。典型構(gòu)件實驗方法 .3、測點布置撓度觀測：最大撓度值和撓度曲線典型構(gòu)件實驗方法 .撓度曲線：測點5-7個，對稱分布；寬度大于600mm的梁需在兩側(cè)布置對稱測點，取

12、平均值典型構(gòu)件實驗方法 .應(yīng)變丈量 對板、梁構(gòu)件的彎曲應(yīng)變量測是主要內(nèi)容之一，特別是正負(fù)彎矩控制截面或有突變的截面 為測得截面上應(yīng)力分布規(guī)律和確定中和軸位置，應(yīng)沿截面高度延續(xù)布點，測點可等距布置，也可不等距，不等距采用外密里疏，以便測出較大應(yīng)變值，獲得較好的精度。典型構(gòu)件實驗方法 . 抗剪測點應(yīng)設(shè)在剪應(yīng)力較大部位或區(qū)段，對鋼筋砼梁，為研討抗剪強(qiáng)度，通常還要在梁的彎起鋼筋和箍筋上布置測點。典型構(gòu)件實驗方法 . 鋼筋砼構(gòu)件中鋼筋應(yīng)變的量測方法，可在混凝土澆注前事先在鋼筋上貼電阻應(yīng)變計，并做好絕緣和防護(hù)處置。也可在澆注混凝土?xí)r在測點處預(yù)留孔洞，使鋼筋的量測區(qū)段外露，以便粘貼電阻應(yīng)變計。測點處預(yù)留孔洞

13、典型構(gòu)件實驗方法 . 中選用千分表或手持式應(yīng)變計時，由于標(biāo)距較大，可用短鋼筋點焊在被測鋼筋上，短鋼筋長度等混凝土維護(hù)層厚度，周圍用軟橡皮做成防護(hù)套，等砼硬化后，即可在短鋼筋頭上固定千分表或手持式應(yīng)變計插足園孔，借助短鋼筋量測受力鋼筋的應(yīng)變。手持式應(yīng)變儀測鋼筋應(yīng)變典型構(gòu)件實驗方法 .翼緣與孔邊應(yīng)力的丈量 對于翼緣較寬較薄的T型梁，其翼緣部分受力不一定均勻，應(yīng)沿翼緣寬度布置測點，測定翼緣上應(yīng)力分布的情況。梁腹板圓孔周邊的應(yīng)變測點布置典型構(gòu)件實驗方法 .3、校核測點和裂痕觀測為了校核實驗的正確性，便于整理實驗結(jié)果時進(jìn)展誤差修正，經(jīng)常在梁的端部凸角上的零 應(yīng)力處設(shè)置少量測點，以檢驗整個丈量過程能否正常

14、。裂痕丈量：開裂時間和位置、裂痕的開展方向和裂痕寬度。肉眼察看；延續(xù)地或交替地布置測點；讀數(shù)顯微鏡。典型構(gòu)件實驗方法 .荷載一應(yīng)變曲線觀測混凝士的開裂典型構(gòu)件實驗方法 .斜裂痕測點典型構(gòu)件實驗方法 .典型構(gòu)件實驗方法 二、受壓構(gòu)件實驗：柱、剪力墻等1、實驗?zāi)康闹?、剪力墻等受壓?gòu)件是建筑物中的根本承重構(gòu)件。受壓構(gòu)件實驗的主要目的在于研討軸力作用下柱子破壞的規(guī)律，從而找出不同長細(xì)比的柱子與極限荷載之間的關(guān)系，對于鋼構(gòu)造柱還有部分穩(wěn)定問題。 .2、試件安裝和加載方法柱子實驗可采用正位或臥位方案。正位實驗主要在長柱實驗機(jī)或大型反力架配合液壓千斤頂加載系統(tǒng)進(jìn)展。臥位實驗比較方便，平安，但自重影響難于有效

15、消除典型構(gòu)件實驗方法 .實驗前，應(yīng)將柱軸線對準(zhǔn)作用力的中心線。柱幾何尺寸對中后，假設(shè)有能夠再進(jìn)展力學(xué)對中，即加載約到達(dá)正常運(yùn)用荷載的2040時，量測其中央截面的兩側(cè)應(yīng)變或四角應(yīng)變，并調(diào)整作用力的軸線，使各點的應(yīng)變均勻。在柱構(gòu)件力學(xué)對中后即可進(jìn)展軸心受壓構(gòu)件實驗。假設(shè)需進(jìn)展偏心受壓構(gòu)件實驗，應(yīng)在力學(xué)對中后，沿加力中心線量出偏心間隔，再把加力點移至偏心距上，進(jìn)展偏心受壓構(gòu)件實驗。對砼和砌體構(gòu)造柱子講，由于資料離散性，力學(xué)對中普通難于做到，僅需保證幾何對中即可。典型構(gòu)件實驗方法 .加載：長柱實驗機(jī)或液壓加載系統(tǒng)；柱子實驗加載普通按估算破壞荷載的1/101/15分級施加，接近開裂荷載及破壞荷載時，加載

16、值應(yīng)減為原分級值的1/21/3。典型構(gòu)件實驗方法 .3、測點布置柱子實驗的觀測工程有各級實驗荷載下的側(cè)向撓度值或變形曲線，各級實驗荷載下控制截面或區(qū)段的應(yīng)力及變化規(guī)律，裂痕的發(fā)生與開展，破壞特征及破壞荷載值等。柱子的側(cè)向位移普通用位移傳感器、撓度計等觀測?？刂撇课坏淖冃瘟繙y最好用采集儀器繪制荷載變形曲線典型構(gòu)件實驗方法 .三、桁架實驗1、實驗?zāi)康?桁架、拱架、屋架等構(gòu)造是常用的承重構(gòu)造方式，主要接受節(jié)點荷載。桁架實驗的主要目的在于研討豎向荷載作用下構(gòu)造的承載才干、變形性能，節(jié)點的變形及節(jié)點剛度對桿件的次應(yīng)力影響，以及屋架端節(jié)點的應(yīng)力分布。典型構(gòu)件實驗方法 .2、試件安裝和加載方法就位方式：普通采用正位實驗。現(xiàn)場實驗時還可以采用成對試件的臥位實驗。安裝時應(yīng)設(shè)置側(cè)向支撐，以保證屋架上弦的側(cè)向穩(wěn)定。加載方式：可以采用重力直接或杠桿加載。當(dāng)施加多點集中荷載并且節(jié)點荷載較大時，采用同步液壓加載。典型構(gòu)件實驗方法 .重 物 加 載典型構(gòu)件實驗方法 .液 壓 加 載典型構(gòu)件實驗方法 .屋 架 成 對 試 驗典型構(gòu)件實驗方法 .3、測點布置桁架實驗觀測工程：桁架撓度及變形曲線；開裂荷載及破壞荷載