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中南大学结构试验课件第四章结构静载试验
§4-2 加荷方案设计
1.预加载 预载目的:
(1)使结构进入正常工作状态,荷载与变形关系趋 于稳定。
(2)检查加荷设备工作是否正常,加荷装置是否安 全可靠。
(3)检查测试仪表是否进入正常工作状态 (4)使试验工作人员熟悉自己担任的任务,掌握调 表、读数等操作技术,保证采集的数据正确无误。
预载试验所用的荷载一般是分级荷载的1~2级,预载 时的加载值不宜超过该试件开裂荷载值计算的70% 。
分级方法应考虑能得到比较准确的承载力试验荷载、开 裂荷载值和正常使用状态的试验荷载值及其相应的变形。
§4-2 加荷方案设计
(2)确定分级加载值的大小 ①依据: 《混凝土结构试验方法标准》
(GB50152-92)。
§4-2 加荷方案设计
②分级加载值的大小:
在达到使用状态短期试验荷载值以前,每级加载不宜大于该荷载 值的20%;超过该荷载后,每级加载不宜大于该荷载值的10%;
卸载时可取使用状态短期试验荷载值的20%~50%。
§4-2 加荷方案设计
(3)荷载作用及空载时间 ①荷载作用时间
一般:t=10min 在使用状态短期试验荷载值作用下恒载30min。 对科研性试验,要求在开裂试验荷载计算值作用下恒
载30min;生产鉴定性试验应不少于10mim. 对于新结构或跨度大于12m的屋架、桁架及薄腹梁在
(1)概述 (2)试件设计及制作要求 (3)试件安装与就位 (4)加载方法与设备 (5)量测方法和内容 (6)辅助试验 (7)安全措施 (8)试验进度计划 (9)试验组织管理 (10)附录
§4-1 试验准备
3.试件准备 4.材料物理力学性能测定 5.试验设备与试验场地的准备 6.试件安装就位 7.加载设备和量测仪表安装 8.试验控制特征值的计算
§4-2 加荷方案设计
试验加荷方案的决定因素:
研究目的和要求 试验对象的结构形式 结构构件在试验空间位置 加荷图式 加荷程序
§4-2 加荷方案设计
4-2-1 结构类型与搁置位置 1.结构类型
框架结构大梁:集中荷载 板和壳体结构:均布荷载 墙和柱:竖向和水平向的集中荷载
因为结构任何部位的异常变形或局部破坏都能在整体 变形中得到反映,不仅能反映结构的刚度变化,而且 还可以反映结构弹性或非弹性工作性质。
观测项目和测点数量要满足必须满足结构分析和推断结构工作状 态的需要。
§4-3 观测方案设计
4-3-2 测点布置
§4-3 观测方案设计
制定观测方案的决定依据:
结构的变形特征; 控制截面上的变形参数。
测试方案通常包括以下几个内容:
确定观察和测量的项目。 选定观测区域、布置测点。 按量测精度要求选择仪器和设备。
§4-3 观测方案设计
4-3-1 观测项目
结构在静力荷载作用下的变形分成两类:整体变形和局部变形。 确定观测项目时首先应该考虑整体变形
5.3.1 试件安装和加载方法
例:如图简支梁承受均布荷载q kN/m 的作用,梁计算跨度为L 米,不计梁 自重,求四分点二集中力等效荷载的 大小。
q
L
均布荷载作用下弯矩图
F
Байду номын сангаас
F
L
L
L
4
2
4
等效荷载作用图式及弯矩图
解:跨中截面为控制截面
在均布荷载作用下跨中截面弯矩 :
M
q m
ax
1 8
qL2
在等效荷载作用下跨中截面弯矩:
第四章 结构静载试验 §4-1 试验准备
1.调查研究、收集资料 (1)设计资料:设计图纸、计算书、设计所
依据的原始资料 (2)施工资料:施工日志、材料性能试验报 告、施工记录和隐蔽工程验收记录 (3)使用资料:使用过程、环境、超载情况 或事故过程等 情报调研
§4-1 试验准备
2.编写试验大纲
应注意考虑结构自重的影响,应将其作为试验荷载的 一部分。此外,作用在结构上的加载设备的重力,应 在施加的荷载中扣除,且不宜大于使用状态短期试验 荷载的20%。
§4-2 加荷方案设计
2.荷载分级 (1)分级的目的
①控制加载速度; ②便于观察结构变形随荷载变化的规律,了解结构在各 个阶段的工作性能。 ③为读取各种数据提供所必需的时间。
M 1 FL 4
令
M
Mq max
即 1 FL 1 qL2
48
F 1 qL 2
若采用三分点二集中力加载
F 3 qL 8
注:若计梁的自重,则需扣除自重的影响。
§4-2 加荷方案设计
4-2-4 加载程序设计
确定加荷时间与加荷量的过程称为加载程序设计 下图是一个典型的静力试验加载制度。
2.构件在试验空间位置
(1)正位试验 (2)异位试验(反位、卧位试验)
§4-2 加荷方案设计
4-2-2 试验加荷图式
一、加荷图式
指试验荷载在试件上的布置形式。
二、等效加荷图式应满足的条件
1.等效荷载产生的控制截面上的主要内力应与计算内力值相等。 2.等效荷载产生主要内力图形与计算内力图形相似。 3.由于等效荷载引起的变形差别,应给于适当修正。 4.控制截面上的内力等效时,其次要截面上的内力应与设计值接 近。
加载达到开裂荷载计算值的90%以后,每级加载不宜大于使用状 态短期试验荷载值的5%;试件开裂后恢复正常加载;
对于研究性试验,加载达到承载力试验荷载计算值的90%以后, 每级加载不宜大于使用状态短期试验荷载值的5%;
对于检验性试验,加载接近承载力检验荷载时,每级加载不宜大 于承载力检验荷载设计值的5%。
使用状态短期试验荷载值作用下恒载12h。恒载时间内 应定时连续结构的变形与裂缝发展情况。
§4-2 加荷方案设计
②空载时间
结构受荷载作用后的残余变形是说明结构工作性能的 重要指标。因此在试验过程中还应观测结构卸载后的 变形恢复能力和残余变形的数值。
为了使卸载后结构的变形得到充分的恢复,试验空载 时间一般为恒载时间的1.5倍,对于混凝土构件为45分 钟,对于新结构或跨度大于12m的屋架、桁架及薄腹 梁在使用状态短期试验荷载值作用下恒载18h。空载期 间也需定时观测记录。