第五章靜力試驗(yàn)

第五章靜力試驗(yàn)第1頁，共56頁。目錄一、簡介二、單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)三、受彎構(gòu)件的試驗(yàn)四、受壓構(gòu)件的試驗(yàn)五、實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)六、量測數(shù)據(jù)的整理七、結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)與評(píng)定八、小結(jié)第2頁，共56頁。簡介：

靜力荷載試驗(yàn)的目的是通過對試驗(yàn)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件直接施加荷載，采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)，認(rèn)識(shí)并掌握結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能。“靜力”指試驗(yàn)過程中，結(jié)構(gòu)本身運(yùn)動(dòng)的加速度效應(yīng)（慣性力效應(yīng)）可以忽略不計(jì)。靜力試驗(yàn)根據(jù)荷載性質(zhì)的不同分為：單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)、擬靜力試驗(yàn)和擬動(dòng)力試驗(yàn)。

靜力試驗(yàn)第3頁，共56頁。簡介：

通過靜力試驗(yàn)可以深入了解構(gòu)件在各種基本力作用下的結(jié)構(gòu)性能和承載力問題、荷載與變形的問題以及砼結(jié)構(gòu)的荷載與裂縫的關(guān)系，還有鋼結(jié)構(gòu)的局部或整體失穩(wěn)等問題。

靜力試驗(yàn)第4頁，共56頁?！谈拍睿褐冈囼?yàn)荷載逐漸單調(diào)增加到結(jié)構(gòu)破壞或預(yù)定的狀態(tài)目標(biāo)，研究結(jié)構(gòu)受力性能的試驗(yàn)。

√試驗(yàn)加載制度：指試驗(yàn)實(shí)施過程中荷載的施加程序或步驟，從試驗(yàn)實(shí)施的進(jìn)程來看，加載制度也可認(rèn)為是施加的荷載與時(shí)間的關(guān)系。

√研究內(nèi)容：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(qiáng)度、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機(jī)制。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)第5頁，共56頁。√試驗(yàn)加載程序：指試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。

√結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的加載程序：預(yù)載、正常使用荷載、極限荷載。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度圖5.1.1鋼筋砼結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)加載程序預(yù)載時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗(yàn)時(shí)間破壞時(shí)間第6頁，共56頁。單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度

說明：√有的試驗(yàn)只要加至正常使用荷載，試驗(yàn)后試件還可使用，現(xiàn)場結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的檢驗(yàn)性試驗(yàn)多屬此類。

√對于研究性試驗(yàn)，當(dāng)加至標(biāo)準(zhǔn)荷載后，一般不卸載而繼續(xù)加載，直至試件進(jìn)入破壞階段。

加載制度的確定及分級(jí)加（卸）載的目的：（1）為了控制加（卸）載速度；（2）便于觀察試驗(yàn)過程中結(jié)構(gòu)的變形等情況；（3）為了統(tǒng)一加載步驟。

第7頁，共56頁?！填A(yù)載：◆目的：①使試件各部分接觸良好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，荷載與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定；②檢驗(yàn)全部試驗(yàn)裝置的可靠性；③檢驗(yàn)全部量測儀表工作正常與否；④檢查現(xiàn)場組織工作和人員的工作情況，起演習(xí)作用。◆要求：①一般分三級(jí)進(jìn)行，每級(jí)取正常使用荷載的20%；②然后分級(jí)卸載，2~3級(jí)卸完；③每加（卸）一級(jí)荷載，停歇10min；④對于開裂較早的混凝土結(jié)構(gòu)，預(yù)加荷載不宜超過計(jì)算開裂荷載的70%，以保證在正式試驗(yàn)時(shí)能得到開裂荷載。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第8頁，共56頁?！陶＜虞d：◆荷載分級(jí)◆分級(jí)間隔時(shí)間◆滿載時(shí)間◆空載時(shí)間

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第9頁，共56頁。√正常加載：◆荷載分級(jí)：正常使用荷載之前，每級(jí)加載值不應(yīng)大于正常使用荷載的20%，一般分5級(jí)加至正常使用荷載；正常使用荷載之后，每級(jí)不宜大于正常使用荷載的10%。當(dāng)荷載加至計(jì)算極限荷載的90%后，為了求得精確的極限荷載，每級(jí)應(yīng)取不大于極限荷載的5%；需要做抗裂檢測的結(jié)構(gòu)，加載至計(jì)算開裂荷載的90%后，也應(yīng)改為不大于開裂荷載的5%施加，直至第一條裂縫出現(xiàn)。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第10頁，共56頁?！陶＜虞d：◆分級(jí)間隔時(shí)間：為了保證在分級(jí)荷載下所有量測內(nèi)容的儀表讀數(shù)準(zhǔn)確和避免不必要的誤差，要求不同結(jié)構(gòu)在每級(jí)荷載加完后應(yīng)有一定的級(jí)間停留時(shí)間，其目的是使結(jié)構(gòu)在荷載作用下的變形得到充分發(fā)揮和達(dá)到基本穩(wěn)定后再量測。為此試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，鋼結(jié)構(gòu)一般不少于10min，混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于15min。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第11頁，共56頁?！陶＜虞d：◆滿載時(shí)間：對需要進(jìn)行變形和裂縫寬度試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)，在標(biāo)準(zhǔn)短期荷載作用下的持續(xù)時(shí)間，對鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于30min；木結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于30min的2倍，拱或砌體為30min的6倍；對預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件，滿載30min后加至開裂，在開裂荷載下再持續(xù)30min。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第12頁，共56頁?！陶＜虞d：◆空載時(shí)間：受載結(jié)構(gòu)卸載后下一次重新開始受載之間的間歇時(shí)間稱空載時(shí)間。有關(guān)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：對于一般的混凝土結(jié)構(gòu)空載時(shí)間取45min；對于較重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件和跨度大于12m的結(jié)構(gòu)取18h（即為滿載時(shí)間的1.5倍）；對于鋼結(jié)構(gòu)不應(yīng)少于30min。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第13頁，共56頁。√卸載：

凡間斷性加載試驗(yàn)，或僅作剛度、抗裂和裂縫寬度檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)與構(gòu)件，以及測定殘余變形的試驗(yàn)及預(yù)載之后，均需卸載。卸載一般可按加載級(jí)距進(jìn)行，也可以放大1倍或分2次卸完。

單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)加載制度第14頁，共56頁?！碳虞d方案：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第15頁，共56頁。√加載方案：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)(a)(b)(c)簡支梁試驗(yàn)等效荷載加載圖示第16頁，共56頁?！塘繙y方案：◆撓度量測：梁的撓度值是量測數(shù)據(jù)中最能反映總體工作性能的一項(xiàng)指標(biāo)，因?yàn)榱喝魏尾课坏漠惓Ｗ冃位蚓植科茐模ㄩ_裂）都將通過撓度或在撓度曲線中反映出來。對梁式結(jié)構(gòu)最主要的是測定跨中的最大撓度值及梁的彈性撓度曲線（P-f曲線）。

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)梁的撓度測點(diǎn)布置（a）（b）第17頁，共56頁?！塘繙y方案：◆撓度量測：梁的真實(shí)撓度：（a）剔除支座位移；（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(diǎn)偏心）；（c）撓度的預(yù)計(jì)大?。ㄟx擇儀器的量程）受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第18頁，共56頁?！塘繙y方案：◆應(yīng)變量測：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)梁正截面應(yīng)變分布的測點(diǎn)布置（a）截面最大纖維應(yīng)變；（b）測量中和軸的位置和應(yīng)變分布規(guī)律第19頁，共56頁。√應(yīng)變量測：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第20頁，共56頁。√應(yīng)變量測：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第21頁，共56頁。√裂縫量測：測定開裂荷載、裂縫位置，裂縫的寬度和深度，以及描述裂縫的發(fā)展和分布。

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第22頁，共56頁?！塘芽p量測：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第23頁，共56頁?！塘芽p量測：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第24頁，共56頁?！塘芽p的標(biāo)注方法：

受彎構(gòu)件的試驗(yàn)第25頁，共56頁?！碳虞d方案：◆正位或臥位試驗(yàn)加載方案；√試驗(yàn)儀器：◆大型長柱試驗(yàn)機(jī)；◆靜力試驗(yàn)臺(tái)座上的大型荷載支承設(shè)備和液壓加載系統(tǒng)配合使用；受壓構(gòu)件的試驗(yàn)第26頁，共56頁。屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（1）試件安裝和加載方法第27頁，共56頁。屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)第28頁，共56頁。屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）試驗(yàn)項(xiàng)目和測點(diǎn)布置第29頁，共56頁。屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）試驗(yàn)項(xiàng)目和測點(diǎn)布置第30頁，共56頁。4.5.3屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）試驗(yàn)項(xiàng)目和測點(diǎn)布置第31頁，共56頁。4.5.3屋架結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)（2）試驗(yàn)項(xiàng)目和測點(diǎn)布置第32頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第33頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第34頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第35頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第36頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第37頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第38頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第39頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第40頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第41頁，共56頁。實(shí)例碳纖維布加固鋼筋砼梁受彎承載力試驗(yàn)第42頁，共56頁。量測數(shù)據(jù)整理

1.整體變形量測結(jié)果整理1.1簡支構(gòu)件的撓度1.2懸臂構(gòu)件的撓度第43頁，共56頁。2.截面內(nèi)力2.1軸向受力構(gòu)件第44頁，共56頁。2.2壓彎或拉彎構(gòu)件第45頁，共56頁。2.3雙向彎曲構(gòu)件第46頁，共56頁。3.平面應(yīng)力狀態(tài)下的主應(yīng)力計(jì)算第47頁，共56頁。結(jié)構(gòu)性能的檢驗(yàn)與評(píng)定

1.構(gòu)件承載力檢驗(yàn)（1）按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范的允許值進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足下式要求:第48頁，共56頁。（2）當(dāng)按構(gòu)件實(shí)配鋼筋的承載力進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足下式要求:第49頁，共56頁。（3）承載力極限標(biāo)志①軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓構(gòu)件②軸心受壓或小偏心受壓構(gòu)件③受彎構(gòu)件的剪切破壞④粘接錨固破壞第50頁，共56頁。2.構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)（1）當(dāng)按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的撓度允許值進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)滿足下列要求：第51頁，共56頁。（2）當(dāng)按實(shí)配鋼筋確定的構(gòu)件撓度值進(jìn)行檢驗(yàn)，或僅作剛度、抗裂或裂縫寬度檢驗(yàn)的構(gòu)件，應(yīng)滿足下列要求：第52頁，共56頁。3.構(gòu)件的抗裂檢驗(yàn)在正常使用階段不允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)對其進(jìn)行抗裂性檢驗(yàn)。構(gòu)件的抗裂性檢驗(yàn)應(yīng)符合下列要求：第53頁，共56頁。4.構(gòu)件裂縫寬度檢驗(yàn)對正常使用階段允許出現(xiàn)裂縫的構(gòu)件，應(yīng)限制其裂縫寬度。構(gòu)件的裂縫寬度應(yīng)滿足下列要求：第54頁，共56頁。5.構(gòu)件結(jié)構(gòu)性能評(píng)定根據(jù)結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)的要求，對被檢驗(yàn)的構(gòu)件，應(yīng)按下表所列項(xiàng)目和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行性能檢驗(yàn)，并按下列規(guī)定進(jìn)行評(píng)定