5 6
25 30
1106 1336
5 6
25 28
7
8 9
35
40 45 50 55
1565
1804 2035 2267 2498
7
8 9
35
40 45 50 55
10
11
10
11
12
60
以下空白 回归方
程： y=ax+b 其中： y—油压表指示值 s x—荷载值 d R--相关系数
12 回归方程： 其中： s d
重物常用的有铁块、混凝土块、砖、水、砂石甚至废构件 等。
重物荷载常用作均布荷载直接堆放在结构表面。对于使用 砂石等松散颗粒材料加载时，如果将材料直接对方于结 构表面，将会造成荷载材料本身起拱，而对结构起卸载 作用。 重物排列于结构上作为均布荷载时，应分垛堆放，垛间保 持5～15cm的间距，同样也是为了防止起拱。
安装时各支座轴线应彼此平行并垂直于实验构件的纵轴线， 各支座的距离，取为构件的计算跨度。
思考题： 板或梁在不同支承条件下的计算跨度如何取值?
思考题：
连续构件为什么需要设臵可调支座?应如何操作?
分配梁 百分表
反力架
固定铰 支座 支敦
可调支 座
滚动铰 支座
连续梁开洞试验装置 青岛理工大学
⑩
⑨ ② ① ② ③ ④ ⑤
开洞短梁抗剪试验 青岛理工大学
板的试验
清华大学
3、加载设备本身有足够的强度和刚度，并有足够的储备，保证 使用安全可靠。 4、加载设备本身不应参与结构工作，以致改变结构的受力状态 或结构产生次应力。
液压加载器 P P 滚轴 液压加载器
拉杆
有拉杆约束的墙体
无拉杆约束的墙体
3.1.1重力加载
直接重力加载法
铰支座的形式和构造
a) 活动铰支座
b) 固定铰支座
分配梁
将一个集中力分解成若干力的装置
分配梁的要求：单垮简支方式、层数〈=3、不等比 例分配时，比例〈=4、比例大的一端靠近固定支座
图3.19 分配梁设置示意图
2、固定铰支座 支座是支承结构和传递作用力的装臵。正确地配臵实验 构件的支座，是能否建立符合设计要求的边界条件和 受力状态的重要措施。 对铰支座的基本要求：
力实验机、刚性压力实验机、三轴压力实验机等。
2000kN压力试验机
300kN万能试验机
1000kN万能试验机
长柱试验机
长柱试验机
500t, 6m
液压伺服疲劳实验机
100t,±300mm
隔震支座压剪试验机
竖向：
2500t,±200
水平：
200t,±600
广州大学15000kN橡胶支座压剪试验系统
利用抽真空产生负压对结构构件施加荷载。
思考题 利用气压加载的优缺点?
由于气压加载所产生的为均布荷载，所以， 对于平板或壳体实验尤为适合。压缩空气加 载法的优点是加载卸载方便，压力稳定，缺 点是结构受载面无法观测。
3.2试验装置的支座设计
被试结构或构件的支座和边界条件尽可能与实际结构 一致，以使结构性能得到真实的模拟；
1）必须保证结构在支座处能自由转动；
2）必须保证结构在支座处力的传递。 铰支座一般均用钢材制作，按自由度不同分为铰支座和 固定铰支座两种形式。
为了防止试件支承处和支墩局部破坏，上下垫板尺寸应分 别按试件和支墩局部承压考虑。上垫板宽度与试件支承 长度一致，厚度必须保证有足够的刚度，并不小于板宽 的1/6。用于钢筋混凝土构件的上垫板厚度
20/5t桥式吊车
2 水平反力装置
荷载比较大时采用反力墙 荷载小时，可用锚固在实验台座上钢三角架。
2.5.3 其他装置
当用一个加载器施加两点或两点以上荷载时，通常通过分 配梁实现。分配梁应为单跨简支形式，刚度足够大，重 量尽量小，配置不宜超过两层，以免使用失稳或引进误 差。
正确做法
错误做法
集中荷载
分布荷载
短期荷载
长期荷载
静力荷载
动力荷载
一、对加载设备的基本要求
1、试验荷载的作用方式必须使试验结构或构件产生预期 的内力和变形方式
柱的压弯剪受力 青岛理工大学
2、产生的荷载值应当明确，满足实验的准确度，除模拟 动力作用之外，荷载值应能保持相对稳定，不会随时间、 环境条件的改变和结构的变形而变化。保证荷载量的相 对误差不超过±5％。
1999年启用时的大型结构实验室 清华大学
中南大学土木工程安全科学实验室
大型多向反力墙
西安建筑科技大学 新建结构静力实验大厅 跨度：15m 建筑面积：600m2
反力墙：高8m
4槽道试验台 16/5t桥式吊车 结构动力实验大厅 跨度：24m 建筑面积：2100m2 L型反力墙：高12.5m 8槽道试验台
带传感器的推 力千斤顶 带传感器的拉压千斤顶
主要技术指标： 出力：其中推力千斤顶 0.5KN～40000KN拉压千 斤顶拉力：300KN～ 2000KN 启动摩擦力0.05MPa， 有效出力率：≥0.98 出力曲线：44°30′ 满载下任何位臵使用 内、外不渗油。
2）四角支承板和四边支承板的支座。
①
② ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
① 压力传感器 螺旋千斤顶 支墩 锚具 压力传感器。
② ③
①
②⑨⑩
位移传感器④ 机电百分表 燃油炉 滚轴 横梁
垫板 滚轴 钢梁 压力传感器 千斤顶
A——A
B——B
支座构造示意图
3柱式试件的铰支座
在实验机中作短柱抗压强度实验时，由于短柱破坏时不 发生纵向挠曲，短柱两端不发生转动；因此，当实验机 上下压板之一为球铰时，短柱两端可不另设刀口。
第3章 结构静载实验
荷载种类繁多。有结构的自重；建筑物楼(屋)面的活荷 载、雪荷载、积灰荷载、施工荷载；作用于工业厂房 的吊车荷载、机械设备的振动荷载；作用于桥梁上的 车辆振动荷载；作用于海洋平台上的冲击荷载等；特 殊情况下，还有地震、爆破等荷载。除了直接作用， 还有温度、收缩、支座沉降等间接作用。
6
9
20
17
14
3
20
19
7
4
30
28
13
2
23
21
某集团自备铁路专用线剩余承载力检测与评估
某屋架足尺试验
青岛理工大学
古老的称
2杠杆重力加载法
思考题 重物加载的优缺点? 重物荷载数值稳定，荷载值不因实验过程中结构的变形 或徐变而减小。重物荷载不影响结构的自由变形。适用 于作长期荷载和均布静载实验。重物的缺点是当用作均 布荷载时全部承载面被掩盖，不利布置仪表及观测。 杠杆应有足够刚度，杠杆比一般不宜大于5。三个支点 应在同一直线上，避免杠杆放大比例失真，保证荷载稳 定、准确。
为了减少滚动摩擦力,钢滚轴的直径宜按荷载大小根据下 表选用。但在任何情况下滚轴直径不应小于50mm。
滚轴直径选用表 滚轴荷载(kN/mm) 钢滚轴直径(mm) <2.0 2~4 4~6 50 60~80 80~100
1）单跨简支构件和连续梁的支座。这类构件除了一端为 固定铰支座外，其它应为滚动支座。
四点支承 思考题：
四点支承
四边简支
双向板和基础底板的受力主筋应如何摆放? 四边简支板四角承担拉力还是压力?
2、支墩
应满足抗压位移量测实验结构的挠度，提高实 验的精度，要求支墩和地基有足够的刚度
单向简支实验构件的两个铰支座的高差的要求，其偏差 不宜大于实验构件跨度的1/200。
精度的概念
当采用试验机加载时,应满足以下要求: 1)万能试验机、拉力试验机、压力试验机的精度 不应低于2级
2)结构疲劳试验机静态测力误差在±2%以内
荷载值可以用测力计、荷载 传感器或压力表等测定。 用压力表时，应整个系统 率定后使用，避免油路摩 阻力的影响。
同一系统的加载器要规格一致，活塞与缸体摩阻力相 同，放置高差不超过5m,才能保证荷载同步。
3.1.3 机械加载
常用的机械机具有绞车、卷扬机、倒链葫芦、螺旋千斤 顶和弹簧等。绞车、卷扬机、倒链葫芦等主要用于远距 离或高耸结构施加拉力。螺旋千斤顶和弹簧均较适用于 施加长期实验荷载。
卷扬机
花篮螺丝
螺旋千斤顶
思考题 哪些试验需要进行长期试验，用该装置可以吗?
3.1.4气压加载
利用压缩空气加载
被试结构或构件的支座和边界条件尽可能理想化，受力
条件明确并与结构设计所采用的计算简图一致，以便于 对被试验结构的力学性能进行正确的分析。
图3.18 铰支座的形式和构造
3.2.1结构试验的铰支座
1、活动铰支座 支座是支承结构和传递作用力的装臵。正确地配臵实验 构件的支座，是能否建立符合设计要求的边界条件和受 力状态的重要措施。 对铰支座的基本要求： 1）必须保证结构在支座处能自由转动； 2）必须保证结构在支座处力的传递。 铰支座一般均用钢材制作，按自由度不同分为活动铰支座 和固定铰支座两种形式。
同济大学20000kN支座压剪试验系统
思考题
液压加载有哪些 优缺点?
4、电液伺服加载系统
电液伺服加载系统是液压加载实验技术发展的一个新领域。 系统主要由液压源、控制系统和执行系统三大部分。
供油系统，又称泵站输出高压油，通过伺服阀控制，进出 加载器的二个油腔产生推拉荷载。
执行机构是由刚度很大的支承机构和加载器组成。加载器 又称液压激振器或作动器。
60
y=ax+b y—油压表指示值 x—荷载值 R--相关系数
青岛理工大学工程质量检测鉴定中心
千斤顶标定曲线
注意事项： 1千斤顶为主动，消除油路摩阻力；
2 不能任意换表，换表需重标；
3 按照表上实际可读标定，避免估读； 4 需要标三遍，最后取平均值