建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)-結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)主講教師：楊曉明11/28/20231主要內(nèi)容1靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)3應(yīng)變測(cè)試技術(shù)4靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器5靜載試驗(yàn)實(shí)例11/28/20232靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備重力加載液壓加載機(jī)械加載氣壓加載11/28/20233砝碼、混凝土立方塊、

水箱、鐵錠、廢構(gòu)件、水、汽車(chē)等砂，石，磚—荷載穩(wěn)定—荷載不穩(wěn)定重物靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——重力加載≥50mm≤l/5構(gòu)件標(biāo)志長(zhǎng)度l加載重物試件支座保護(hù)塊11/28/20234靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——重力加載11/28/20235靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——重力加載荷載傳感器索杠桿鋼梁11/28/20236靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載一、液壓加載器—千斤頂原理：用壓油泵將具有一定壓力的液壓壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動(dòng)活塞，對(duì)結(jié)構(gòu)施加荷載。單向or雙向活塞儲(chǔ)油缸工作油缸油泵油缸油壓表進(jìn)油閥回油閥手柄(電動(dòng))試件承力臺(tái)11/28/20239靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載11/28/202310靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載二、液壓加載系統(tǒng)(同步液壓加載設(shè)備)：試驗(yàn)臺(tái)座和支座、反力架傳感器等設(shè)備配套組成液壓加載系統(tǒng)。承力架試件液壓加載器操作臺(tái)管路系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)座11/28/202311靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載三、液壓試驗(yàn)機(jī)：11/28/202312靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載四、電液伺服液壓加載系統(tǒng)位移控制荷載控制應(yīng)變控制控制柜伺服閥作動(dòng)器液壓源荷載傳感器位移傳感器應(yīng)變傳感器控制指令減法器伺服閥控制信號(hào)反饋信號(hào)放大器函數(shù)發(fā)生器計(jì)算機(jī)—雙閉環(huán)，數(shù)字化，可以輸入各種復(fù)雜波形，邊計(jì)算邊控制。位移控制荷載控制應(yīng)變控制伺服閥位移傳感器雙向作動(dòng)器球鉸荷載傳感器試件應(yīng)變片放大器11/28/202313靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——液壓加載11/28/202314靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——機(jī)械加載吊鏈、卷?yè)P(yáng)機(jī)、絞車(chē)、花籃螺絲等配合對(duì)結(jié)構(gòu)施加拉力，還可以與滑輪組聯(lián)合使用改變力的作用方向和大小。拉力的大小通常有拉力測(cè)力計(jì)測(cè)定，根據(jù)測(cè)力計(jì)的量程有兩種安裝方式。11/28/202315靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備——?dú)鈮杭虞d由于氣壓加載產(chǎn)生的是均布荷載，所以尤其適用于平板和殼體試驗(yàn)。氣壓加載法有兩種：一種是正壓加載，另一種是負(fù)壓加載。正壓加載是用空氣壓縮機(jī)對(duì)氣囊充氣，給試件加均勻荷載。儲(chǔ)氣室的作用是儲(chǔ)氣和調(diào)節(jié)氣囊的空氣壓力，空氣壓力由氣壓計(jì)測(cè)量。對(duì)于某些封閉結(jié)構(gòu)，可以利用真空泵抽氣的方法，形成大氣壓力差對(duì)試件施加荷載。負(fù)壓加載方法主要用于模型試驗(yàn)中。11/28/202316主要內(nèi)容1靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)3應(yīng)變測(cè)試技術(shù)4靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器5靜載試驗(yàn)實(shí)例11/28/202317試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)鉸支座11/28/202318試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)固定邊界11/28/202319試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)——試驗(yàn)臺(tái)座和反力剛架自平衡式臺(tái)座11/28/202320試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)——試驗(yàn)臺(tái)座和反力剛架板式試驗(yàn)臺(tái)座11/28/202321試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)——試驗(yàn)臺(tái)座和反力剛架箱式試驗(yàn)臺(tái)座11/28/202322試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)——試驗(yàn)臺(tái)座和反力剛架反力剛架11/28/202323試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)——試驗(yàn)臺(tái)座和反力剛架反力墻11/28/202324主要內(nèi)容1靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)3應(yīng)變測(cè)試技術(shù)4靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器5靜載試驗(yàn)實(shí)例11/28/202325應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片電阻應(yīng)變片工作原理利用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將應(yīng)變片貼在被測(cè)物體上，會(huì)隨被測(cè)物體的變形而拉長(zhǎng)或收縮，從而改變電阻值，反映被測(cè)物體應(yīng)變的大小。11/28/202326應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變儀工作原理構(gòu)件的應(yīng)變值一般均很小，當(dāng)材料處于彈性階段時(shí)應(yīng)變約為10-6—10-2，故應(yīng)變片的電阻變化率很小,需用專(zhuān)門(mén)儀器進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量應(yīng)變片的電阻變化率并能自動(dòng)轉(zhuǎn)化為應(yīng)變的儀器稱(chēng)為電阻應(yīng)變儀。其基本測(cè)量電路為惠斯登電橋。R3R411/28/202327應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片惠斯登電橋：當(dāng)它的橋臂上的四個(gè)電阻滿足關(guān)系時(shí)，其輸出端的輸出電壓為零,此時(shí),稱(chēng)為“電橋平衡”。電阻改變了△R1，△R2，△R3和△R4時(shí)，電橋就有可能不平衡，其輸出端將有電壓輸出。當(dāng)電阻改變量與阻值相比很小時(shí)，輸出的電壓與電阻的改變量的關(guān)系為：11/28/202328應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片實(shí)驗(yàn)時(shí)通常將粘貼在構(gòu)件上的四個(gè)相同規(guī)格的應(yīng)變片作為橋臂上的四個(gè)電阻“鄰臂相減，對(duì)臂相加”11/28/202329應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片有時(shí)只在電橋的AB和BC端接應(yīng)變片，而在AD和DC端接應(yīng)變儀內(nèi)部的兩個(gè)阻值相等的標(biāo)準(zhǔn)電阻。這種接線法稱(chēng)為半橋接線法。

11/28/202330應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片溫度補(bǔ)償技術(shù)粘貼在試件測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變計(jì)所反映的應(yīng)變值，除了試件受力的變形外，還包含試件與應(yīng)變計(jì)受溫度影響而產(chǎn)生的變形和由于試件材料與應(yīng)變計(jì)的溫度線膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的變形等。這種變形不是荷載效應(yīng)，一般采用溫度補(bǔ)償方法加以消除。LΔLCΔLF11/28/202331應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片11/28/202332應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片11/28/202333應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片主應(yīng)力方向已知的平面應(yīng)力測(cè)量主應(yīng)力方向未知的平面應(yīng)力測(cè)量應(yīng)變花貼片σ2ε1ε211/28/202334應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片種類(lèi)1，2，3，7，9.箔式電阻應(yīng)變片4.半導(dǎo)體應(yīng)變片

5.絲繞式電阻應(yīng)變片6.短接式電阻應(yīng)變片8.焊接電阻應(yīng)變片11/28/202335應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片選用工作環(huán)境：溫度保證、地下工程中防潮特性好被測(cè)物材料性質(zhì):彈模高,基長(zhǎng)小;粗晶粒巖石混凝土選用基長(zhǎng)長(zhǎng)按被測(cè)試件受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì)：應(yīng)變花變化大選用基長(zhǎng)小，變化小選用基長(zhǎng)按測(cè)量精度：標(biāo)距、電阻值、靈敏度11/28/202336應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片應(yīng)變片粘結(jié)工藝應(yīng)變片檢查：外觀檢查、電阻值檢查表面處理：刮刀除銹、砂布打磨、脫脂棉擦洗、吹風(fēng)機(jī)烘干貼片與固化：畫(huà)線、涂膠、用玻璃紙壓、調(diào)整、補(bǔ)膠粘貼質(zhì)量檢查：外觀檢查、電阻值檢查、絕緣電阻檢查、連接電阻應(yīng)變儀檢查連接導(dǎo)線：導(dǎo)線固定、導(dǎo)線焊接防潮處理：凡士林、石蠟等11/28/202337應(yīng)變測(cè)試技術(shù)——電阻應(yīng)變片檢查應(yīng)變片質(zhì)量挑選能組成溫度補(bǔ)償?shù)膽?yīng)變片（阻值相差小于±0.1Ω)

11/28/202338在選定貼應(yīng)變片的位置劃出十字線劃線深度要適中11/28/202339先用粗砂紙打磨結(jié)構(gòu)表面再用細(xì)砂紙精磨(45o交叉紋)11/28/202340用棉紗或脫脂棉花沾丙酮清潔結(jié)構(gòu)表面擦洗2~3遍后，表面不可再用手接觸！11/28/202341用透明膠帶將應(yīng)變片與構(gòu)件臨時(shí)固定移動(dòng)膠帶位置使應(yīng)變片達(dá)到正確定位11/28/202342在應(yīng)變片反面涂上一滴膠水(大小視應(yīng)變片面積而定)膠水量不宜過(guò)多11/28/202343將塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上，用母指按壓擠出多余膠水按壓時(shí)間一般1分鐘，室溫低時(shí)適當(dāng)延長(zhǎng)11/28/202344將應(yīng)變片引線拉起至根部(引線如粘在構(gòu)件上需小心操作!)在緊連應(yīng)變片的下部用膠水粘接一片連接片(焊片)11/28/202345為了使膠水快速固化，可用電吹風(fēng)加熱處理（注意距離）用萬(wàn)用表測(cè)量應(yīng)變片絕緣電阻值，應(yīng)大于20MΩ

11/28/202346將應(yīng)變片引線焊接在接線片上，焊點(diǎn)要光滑牢固。引線需形成弧線與接線片相連

11/28/202347將連接應(yīng)變儀的導(dǎo)線焊接在接線片上（注意焊接質(zhì)量）把導(dǎo)線用絕緣膠帶固定在構(gòu)件上，再一次檢查應(yīng)變片質(zhì)量11/28/202348在應(yīng)變片周?chē)可蠁畏肿庸枘z或石蠟（防潮需要）涂膠或石蠟前也要清潔表面11/28/202349硅膠固化后應(yīng)變片粘貼工作完畢在連接應(yīng)變儀前再次檢查應(yīng)變片的阻值和絕緣情況11/28/202350主要內(nèi)容1靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)3應(yīng)變測(cè)試技術(shù)4靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器5靜載試驗(yàn)實(shí)例11/28/202351靜載試驗(yàn)的量測(cè)儀器試驗(yàn)儀器儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)⑴精度：準(zhǔn)確程度。⑵量程：量測(cè)物理量范圍、工作頻率范圍⑶靈敏度:輸出變化與輸入變化比值⑷分辨率：能測(cè)量的最小變化⑸線性度：與理想線性接近程度⑹穩(wěn)定性(漂移)11/28/202352靜載試驗(yàn)的量測(cè)儀器線位移傳感器11/28/202353靜載試驗(yàn)的量測(cè)儀器傾角傳感器11/28/202354靜載試驗(yàn)的量測(cè)儀器測(cè)力傳感器11/28/202355靜載試驗(yàn)的量測(cè)儀器裂縫量測(cè)儀器電阻應(yīng)變突變點(diǎn)；放大鏡觀測(cè)法11/28/202356主要內(nèi)容1靜載試驗(yàn)的加載設(shè)備2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)3應(yīng)變測(cè)試技術(shù)4靜載試驗(yàn)的測(cè)試儀器5靜載試驗(yàn)實(shí)例11