第5章結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗

1、第五章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗v主要內(nèi)容v 5.1 概述v 5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度v 5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v 5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v 5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗5.1 概述v定義定義：單調(diào)加載靜力試驗是指在短時期內(nèi)對試驗對象進行平穩(wěn)的一次連續(xù)施加荷載，荷載從“零”開始一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，或是在短時期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預定的重復荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞v單調(diào)加載靜力試驗是最普遍的試驗類型。v單調(diào)加載靜力試驗主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用下觀測和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強度、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機制。5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗

2、的加載制度結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度v定義定義：試驗進行期間荷載與時間的關(guān)系。v試驗加載應(yīng)與結(jié)構(gòu)的實際受力情況吻合，如三種荷載組合（短期、長期、基本）情況。v典型的單調(diào)加載靜力試驗的加載程序(見后圖)。v預加載試驗 預加載荷載值為開裂荷載的70左右，一般為開裂荷載的30-70。5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度v單調(diào)靜力試驗的加載程序:5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度v荷載量分級要求荷載量分級要求：v 開裂前，在達到開裂荷載計算值的90以前，按荷載短期效應(yīng)組合的20分級；v 開裂前，達到開裂荷載計算值的90后，按荷載短期

3、效應(yīng)組合的5分級；v 開裂后，直至達到荷載短期效應(yīng)組合值，仍按20分級；v 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；v 結(jié)構(gòu)屈服后，按y的倍數(shù)施加荷載，按2y、3y、4y分級。5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗的加載制度v分級加載級間間歇時間t1（卸載級間間歇時間t3）v 砼結(jié)構(gòu)10min，鋼結(jié)構(gòu)略少；v 基本原則：變形、應(yīng)變等基本穩(wěn)定。v恒載持續(xù)時間t2v 一般科研性試驗30minv 生產(chǎn)鑒定性試驗10minv 新結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)12hv空載持續(xù)時間t4：1.5t2。5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.1 受彎構(gòu)件的試驗v

4、試件的安裝和加載方法v (1)簡支座與固定支座的實現(xiàn)v (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）v 加載方法：千斤頂+分配梁最常見v 一般采用等效荷載的加載圖式（按照所研究的界面位置）5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.1 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗v試驗項目和測點布置試驗項目和測點布置：v(1) 撓度測量v 梁的撓度f，Pf曲線、框架的P曲線、節(jié)點的P曲線v 梁的真實撓度fv a) 剔除支座位移；v b) 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）；v c) 撓度的預計大?。ㄟx擇儀器的量程）。5.3 基本

5、構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.1 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗v(2) 應(yīng)變測量v 一般在以下幾個截面上：M+max、M-max、l、y 或彎矩突變處；v 貼片的原則：按應(yīng)變梯度；受拉區(qū)少、壓區(qū)密（如采用引伸儀則不用）；一般情況下多采用不均勻布置的方法。v a)單向應(yīng)力測定：單向片v b)平面應(yīng)力測定：多個單向片、應(yīng)變花v c)箍筋和彎筋應(yīng)力測量：預埋式和表面開槽式v d)翼緣與孔邊應(yīng)力測量：連續(xù)貼片（力學分析結(jié)果）v e)校核測點：不受力位置，檢驗系統(tǒng)誤差5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.1 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗v（3）

6、裂縫測量裂縫測量v 裂縫包括：彎曲裂縫、剪切裂縫、彎剪裂縫。v 基于力學分析，在裂縫位置的垂直方向布置測點。v 裂縫永遠與l垂直（事故處理常用原則）。v 裂縫出現(xiàn)的判別方法：目測；P曲線；應(yīng)變值。v 最大裂縫寬度的測量方法：等彎矩段選取3條，在縱筋水平位置處采用讀數(shù)放大鏡或裂縫標尺。v 裂縫的標注方法：試驗完畢后繪制裂縫開展圖。5.3 基本構(gòu)建的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)建的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.1 受彎構(gòu)件的試驗受彎構(gòu)件的試驗v（3）受彎塑性鉸測量v 測量內(nèi)容：塑性鉸的出現(xiàn)、長度，鋼筋及砼的應(yīng)變情況、裂縫情況。v 延性系數(shù)v 測量P曲線的意義：v 鋼筋在塑性鉸區(qū)的連續(xù)貼片5.3 基本構(gòu)件的單

7、調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.2 壓桿和柱的試驗壓桿和柱的試驗v一、試件安裝和加載法v 正位試驗（試驗機上或大型荷載架上進行）、臥位試驗（大型試件）兩端采用可動鉸支座（反彎點截取試件模型），可考慮P效應(yīng)。v 對受壓構(gòu)件的安裝就位，關(guān)鍵在于對中：首先進行幾何對中，再進行物理對中（通過應(yīng)變測量，施加20-40試驗荷載）。5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.3.2 壓桿和柱的試驗壓桿和柱的試驗v二、試驗項目和測點布置v 試驗項目：P曲線、s、c、max等，注意需要成對測量。v 為研究混凝土受壓區(qū)的實際應(yīng)力圖形，可采用測力板進行測定（教材P105，類似

8、自制傳感器）v (1)將測力板澆筑在棱柱體試件中進行標定；v (2)將測力板澆筑在試件中進行測量。5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.4.1 屋架試驗v1、安裝和加載5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.4.1 屋架試驗v2、試驗項目和測點布置5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗v5.4.1 屋架試驗v屋架桿件應(yīng)力應(yīng)變測點布置5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗5.4.1 屋架試驗屋架桿件內(nèi)力測點布置5.4 擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗擴大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗5.4.1 屋架試驗屋架端部節(jié)

9、點應(yīng)變測點和自錨部位測點布置5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.1 鋼筋混凝土平面樓蓋試驗鋼筋混凝土平面樓蓋試驗v樓蓋包括板、次梁、主梁三個部分，試驗?zāi)康氖茄芯炕詈奢d的作用。v1、試驗荷載布置v對于連續(xù)梁，活荷載最不利布置的原則v 跨中Mmax：該跨布置，左右隔跨布置v 支座Mmax：該支座左、右跨布置，左右隔跨布置v 支座最大剪力：同支座Mmaxv可從彎矩圖、撓曲線來理解v試驗中為簡化，可忽略較遠跨的影響或僅在荷載數(shù)值上考慮其影響5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v板的試驗：板的試驗：v 確保為單向板v次梁的試驗：次梁的試驗：v 當主梁支承次梁時，可將次梁視為連續(xù)梁v 當

10、柱支承次梁時，將次梁視為固支梁v 實際上結(jié)構(gòu)中均為彈性支座，無絕對意義上的鉸支、固支v主梁的試驗：主梁的試驗：v 同次梁的試驗v柱的試驗：柱的試驗：v Nmax：柱相鄰跨滿布v Mmax：同梁端Mmax時布置方案5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.1 鋼筋混凝土平面樓蓋試驗鋼筋混凝土平面樓蓋試驗v2、試驗觀測v平面樓蓋試驗一般為非破壞性，這是由于T形梁（強度大），多梁式經(jīng)常為現(xiàn)場試驗v板、梁撓度的觀測v 工程中：精密水準儀、引出法v 消除支座的影響v混凝土梁、板中混凝土及鋼筋的原始應(yīng)力測定v 卸載法v荷載的施加一般采用成袋砂、石、水泥5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.

11、5.2 單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗v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)和山墻對各榀平面排架的約束作用，從而形成空間結(jié)構(gòu)。v試驗?zāi)康模捍_定廠房整體空間作用性質(zhì)及具體分配系數(shù)。5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.2 單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗v1、試驗荷載布置v采用機械力加載的方式v加載方法v2、試驗觀測5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.3 足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗v一般花費巨大，試驗設(shè)備、臺座、荷載架等的要求都很高，但能反映真實結(jié)構(gòu)的實際工作性能，通常用作模擬試驗基礎(chǔ)上的驗證性試驗。v五層中型砌塊建筑足尺結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.3 足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗v5.5.3 足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗第五章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗v思考題思考題v1、簡述單調(diào)加載靜力試驗的定義。v2、繪出闡述結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試