【工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)】第5章-結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)(2課時(shí))

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院課時(shí)安排課時(shí)安排p第1章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論 （2課時(shí)）p第2章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的荷載設(shè)備 （2課時(shí)）p第3章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和測(cè)量?jī)x器 （2課時(shí)）p第4章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì) （4課時(shí)）p第5章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn) （2課時(shí)）p第6章 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)靜力加載試驗(yàn) （2課時(shí)）p第7章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù) （2課時(shí)）p第8章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理 （2課時(shí)）p試驗(yàn)課時(shí)（4學(xué)時(shí)）p專題：結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn) （2課時(shí)）5.1 概述5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)5.4

2、 擴(kuò)大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)第第5 5章章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.1 概述概述pPush-over時(shí)間力/位移ramphold觀察現(xiàn)象：觀察現(xiàn)象：開裂（荷載開裂（荷載/位移）位移）屈服（荷載屈服（荷載/位移）位移）破壞（荷載破壞（荷載/位移）位移） Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院定義定義p單調(diào)加載靜力試驗(yàn)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)：n 在短時(shí)期內(nèi)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行平穩(wěn)的一次連續(xù)

3、施加荷載，荷載從“零”開始一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞n 在短時(shí)期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預(yù)定的重復(fù)荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞p單調(diào)加載靜力試驗(yàn)是最普遍的試驗(yàn)類型p單調(diào)加載靜力試驗(yàn)主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用下觀測(cè)和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機(jī)制 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.2 單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度p加載制度定義：n 試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系p試驗(yàn)加載應(yīng)與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況吻合n 如三種荷載組合（短期、長(zhǎng)期、基本）情況p預(yù)加載試驗(yàn)n 預(yù)加載荷載值為開裂荷載的70

4、左右，一般為開裂荷載的30-70 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院?jiǎn)握{(diào)靜力試驗(yàn)的加載程序單調(diào)靜力試驗(yàn)的加載程序 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.2 單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度p荷載量分級(jí)要求n 開裂前，在達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90以前按荷載短期效應(yīng)組合的20分級(jí)n 開裂前，達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90后按荷載短期效應(yīng)組合的5分級(jí)n 開裂后，直至達(dá)到荷載短期效應(yīng)組合值仍按20分級(jí)n 超過荷載短期效應(yīng)組合值后，直到結(jié)構(gòu)屈服前按10分級(jí)n 結(jié)

5、構(gòu)屈服后，按y的倍數(shù)施加荷載按2y、3y、4y分級(jí)(why?important) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.2 單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度p分級(jí)加載級(jí)間間歇時(shí)間t1（卸載級(jí)間間歇時(shí)間t3）n 砼結(jié)構(gòu)10min，鋼結(jié)構(gòu)略少n 基本原則：變形、應(yīng)變等基本穩(wěn)定p 恒載持續(xù)時(shí)間t2（應(yīng)力、內(nèi)力傳遞需要一定時(shí)間）n 一般科研性試驗(yàn)30minn 生產(chǎn)鑒定性試驗(yàn)10minn 新結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)12hp空載持續(xù)時(shí)間t4：n 1.5t2 Suzhou University of Science and Tech

6、nology 蘇州科技學(xué)院5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)p（一）受彎構(gòu)件的試驗(yàn)p 試件的安裝和加載方法n 簡(jiǎn)支座與固定支座的實(shí)現(xiàn)l (1)l (2) 應(yīng)盡量保證加載面與支承面平整（砂漿、墊沙層、橡膠+鋼板）n 加載方法：千斤頂+分配梁(最常見)l 一般采用等效荷載的加載圖式（按照所研究的界面位置） Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置p撓度測(cè)量n 梁的撓度f，Pf曲線n 框架的P曲線n 節(jié)點(diǎn)的P曲線n 梁的真實(shí)撓度fl 剔除支座位移l 對(duì)寬度較大的梁，兩邊對(duì)稱貼片，

7、以消除扭轉(zhuǎn)的影響（支座偏心、加載點(diǎn)偏心）l 撓度的預(yù)計(jì)大?。ㄟx擇儀器的量程） Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院應(yīng)變測(cè)量應(yīng)變測(cè)量p截面：M+max、M-max、l、y 或彎矩突變處p貼片的原則n 按應(yīng)變梯度；n 受拉區(qū)少、壓區(qū)密（如采用引伸儀則不用）n 一般情況下多采用不均勻布置的方法l 單向應(yīng)力測(cè)定：?jiǎn)蜗蚱琹 平面應(yīng)力測(cè)定：多個(gè)單向片、應(yīng)變花l 箍筋和彎筋應(yīng)力測(cè)量：預(yù)埋式和表面開槽式l 翼緣與孔邊應(yīng)力測(cè)量：連續(xù)貼片（力學(xué)分析結(jié)果）l 校核測(cè)點(diǎn)：不受力位置，檢驗(yàn)系統(tǒng)誤差 Suzhou University of Science

8、and Technology 蘇州科技學(xué)院裂縫測(cè)量裂縫測(cè)量p裂縫包括：彎曲裂縫、剪切裂縫、彎剪裂縫p基于力學(xué)分析在裂縫位置垂直方向布置測(cè)點(diǎn)p裂縫永遠(yuǎn)與l垂直（事故處理常用原則）p裂縫出現(xiàn)的判別方法：n 目測(cè)P曲線應(yīng)變值p最大裂縫寬度的測(cè)量方法：等彎矩段選取3條，在縱筋水平位置處采用讀數(shù)放大鏡或裂縫標(biāo)尺p裂縫標(biāo)注方法：試驗(yàn)完畢后繪制裂縫開展圖 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院裂縫的標(biāo)注方法裂縫的標(biāo)注方法 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院受彎塑性鉸測(cè)量受彎塑性鉸測(cè)

9、量p測(cè)量?jī)?nèi)容：塑性鉸的出現(xiàn)、長(zhǎng)度，鋼筋及砼的應(yīng)變情況、裂縫情況p延性系數(shù)n 測(cè)量P曲線的意義n = u/yp鋼筋在塑性鉸區(qū)的連續(xù)貼片 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院（二）壓桿和柱的試驗(yàn)（二）壓桿和柱的試驗(yàn)p主要研究軸壓比和長(zhǎng)細(xì)比的影響p試件的安裝和加載方法n 正位試驗(yàn)（試驗(yàn)機(jī)上或大型荷載架上進(jìn)行）n 臥位試驗(yàn)（大型試件）兩端采用可動(dòng)鉸支座（反彎點(diǎn)截取試件模型）n 可考慮P效應(yīng)n 對(duì)受壓構(gòu)件的安裝就位，關(guān)鍵在于對(duì)中：l 首先進(jìn)行幾何對(duì)中，再進(jìn)行物理對(duì)中（通過應(yīng)變測(cè)量，施加20-40試驗(yàn)荷載） Suzhou University

10、 of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置p試驗(yàn)項(xiàng)目：P曲線、s、c、max等，注意需要成對(duì)測(cè)量p為研究混凝土受壓區(qū)的實(shí)際應(yīng)力圖形，可采用測(cè)力板進(jìn)行測(cè)定（類似自制傳感器）n (1)將測(cè)力板澆筑在棱柱體試件中進(jìn)行標(biāo)定n (2)將測(cè)力板澆筑在試件中進(jìn)行測(cè)量 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.4 擴(kuò)大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)擴(kuò)大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院5.5 建筑物或其部件的

11、單調(diào)加載靜力試驗(yàn)建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)p一、鋼筋砼平面樓蓋試驗(yàn)n 板、次梁、主梁三個(gè)部分，試驗(yàn)?zāi)康氖茄芯炕詈奢d的作用p二、單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗(yàn)p三、足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)(a) 單向板肋梁樓蓋(b) 雙向板肋梁樓蓋 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院一、鋼筋砼平面樓蓋試驗(yàn)一、鋼筋砼平面樓蓋試驗(yàn)p（一）試驗(yàn)荷載布置n 對(duì)于連續(xù)梁，活荷載最不利布置的原則l 跨中Mmax：該跨布置，左右隔跨布置l 支座Mmax：該支座左、右跨布置，左右隔跨布置l 支座最大剪力：同支座Mmaxn 可從彎矩圖、撓曲線來理解n 試驗(yàn)中

12、為簡(jiǎn)化，可忽略較遠(yuǎn)跨的影響或僅在荷載數(shù)值上考慮其影響n 板的試驗(yàn)l 確保為單向板 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院p次梁的試驗(yàn)n 當(dāng)主梁支承次梁時(shí)，可將次梁視為連續(xù)梁n 當(dāng)柱支承次梁時(shí)，將次梁視為固支梁n 實(shí)際上結(jié)構(gòu)中均為彈性支座，無絕對(duì)意義上的鉸支、固支p主梁的試驗(yàn)n 同次梁的試驗(yàn)p柱的試驗(yàn)n Nmax：柱相鄰跨滿布n Mmax：同梁端Mmax時(shí)布置方案 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院（二）試驗(yàn)觀測(cè)（二）試驗(yàn)觀測(cè)p平面樓蓋試驗(yàn)一般為非破壞性（T形梁強(qiáng)度大）

13、，多梁式經(jīng)常為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)p板、梁撓度的觀測(cè)n 工程中：精密水準(zhǔn)儀、引出法n 消除支座的影響p梁、板中混凝土及鋼筋的原始應(yīng)力測(cè)定n 卸載法p荷載的施加一般采用成袋砂、石、水泥 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院二、單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗(yàn)二、單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗(yàn)p單層工業(yè)廠房由排架、屋蓋系統(tǒng)、山墻等組成，由于屋蓋系統(tǒng)和山墻對(duì)各榀平面排架的約束作用，從而形成空間結(jié)構(gòu)p試驗(yàn)?zāi)康模捍_定廠房整體空間作用性質(zhì)及具體分配系數(shù) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院

14、 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院1、結(jié)構(gòu)組成（屋蓋/梁柱/基礎(chǔ)/支撐/圍護(hù)）1. 屋面板2. 天溝板 3. 天窗架 4. 屋架 5. 托架 6. 吊車梁 7.排架柱 8. 抗風(fēng)柱 9. 基 礎(chǔ) 10. 連系梁 11. 基礎(chǔ)梁12. 天窗架垂直支撐 13. 屋架下弦橫向水平支撐14.屋架端部垂直支撐 15. 柱間支撐單層廠房的

15、結(jié)構(gòu)組成2.1 結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)組成和結(jié)構(gòu)布置 Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院p（一）試驗(yàn)荷載布置n 采用機(jī)械力加載的方式n 加載方法p（二）試驗(yàn)觀測(cè)n 主要測(cè)量加載柱列各柱柱頂?shù)臋M向水平位移，從而可確定分配系數(shù) Suzhou University of Science and Technology 蘇州科技學(xué)院三、足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)三、足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)p一般花費(fèi)巨大，試驗(yàn)設(shè)備、臺(tái)座、荷載架等的要求都很高，但能反映真實(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能，通常用作模擬試驗(yàn)基礎(chǔ)上的驗(yàn)證性試驗(yàn) Suzhou University of Science and Technology