5工程结构静力试验

工程结构静力试验工程结构试验方法试验前的准备一般试验前的时间约占1/2—3/5，试验的时间占1/4—1/5，数据整理分析的时间占1/3—2/5。试验前的准备大致有以下五项工作。1）材料物理力学性能测定试验前的准备工作中很重要的一项是对作成试验试件的材料进行物理力学性能的测定。目的：为试验前加载的分级，试验中破坏荷载的判断，试验后数据的理论分析，提供依据。2）试验控制特征值的计算根据试件的计算简图、几何尺寸和材料力学特性估算各试验阶段的特征值（如开裂荷载、极限荷载、应变等），以便试验时心中有数，控制试验节奏。3）试件准备在试件准备时，还要考虑安装，固定，加载，量测方面的需要。如支点和加载点处是否要预埋铁板或钢筋网片，安装就位的吊钩，安装仪表的预埋铁板和木块等等。4）试验设备与试验场地的准备检查、标定试验设备（加载设备、量测设备）试验场地：试验构件制作场地（平整，能堆沙石施工机械）试验准备场地（试件贴应变片，粘仪表所需木块等）试验实施场地（清理杂物，接好电源，摆好桌椅）5）试件安装L两个支承装置的高差小于1/50L坐浆支墩支座试件超静定结构要求：所有支点应在同一水平面上，所以，有的支座必须用高度可调的可调节式支座，一般都附带有荷重传感器，用以调整到该支座所承受的试件重量为止抗扭试件平面结构要安装时注意扭转中心与支座转动中心一致，用钢垫板调节嵌固装置要拧紧夹具，防止松动滑移。试件吊装时，防止平面外变形，应增加夹具加强侧向刚度细长杆件的吊点应加密，防止弯曲过大。作抗裂试验的混凝土构件吊装就位时，应附加夹具，保证不出现裂缝。静定结构：常见结构构件静载试验受弯构件的试验1.试件的安装和加载方法受弯构件：单向、双向板、各种梁支承方式：简支安装方式：主要正位（与实际工作状态一致）、反位、卧位加载方式：重力加载（板),间接重力加载或液压加载（梁）加载图式：梁，板在设计中，一般采用均布荷载的形式，试验时板模拟均布荷载的加载方法是重力加载。但对梁就不行，因为梁的断面窄只能采用液压加载，而千斤顶产生荷载形式是集中荷载，需用集中荷载模拟均布荷载，等效荷载—加在试件上，使试件产生的内力图形与计算简图相近，控制截面的内力值相等的荷载2.试验项目和测点布置鉴定性试件的试验项目：承载力，抗裂度，挠度，裂缝。科研性试件的试验项目：承载力，抗裂度，挠度，裂缝，控制截面或其他截面应力大小和分布规律。（1）挠度的测量需测：最大挠度（跨中）和挠度曲线挠度的大小反映试件的刚度，挠度曲线反映试件变形的趋势和规律最大挠度变形曲线测点布置：支座处，最大挠度处及欲知挠度处测点数量：最大挠度—至少3个，两端支座处，最大挠度处挠度曲线—5—7个，两端支座处，最大挠度处，其余均分。宽度（梁、板宽〉600mm)—同一截面，对称布置支座布置测点的作用：测量支座沉降。支座沉降的原因：1.砂浆座浆压缩变形2.支墩压缩变形3.地基变形4支座与试件，支座与支墩有微小缝隙P砂浆座浆垫板支墩(2)应变测量测点位置：梁的正负弯矩最大截面、弯矩突变截面、变截面梁（截面较弱弯矩较大截面）截面急剧变化处。弯矩引起的最大应力测点：截面的上下边缘求梁的截面应力分布规律和中和轴位置的测点：沿截面高度等距（或上下边缘距离小，中间距离大）测点数量至少5个。1）单向应力在纯弯段内，截面只有正应力，此段应变测点可沿应力方向，单向布置。2）平面应力和剪应力在既有弯矩又有剪力区段，截面处于复合应力状态，求截面最大主应力和剪应力，每一个测点应布置三个方向的应变片（又称应变花）通过计算得出主拉（压）应力，剪应力。3）钢筋测点：钢筋应变片位置：受拉主筋，受压主筋，弯起筋，箍筋等一般在最大应力处(主筋在跨中，箍筋在中和轴或斜裂缝交汇处）方式：（1）预埋—在钢筋上先贴应变片，做好防护措施，浇筑在混凝土内。优点：不削弱断面。（2）留槽—在欲贴应变片的钢筋处，埋木块，试件成型后，剔除木块，贴片。优点：应变片出现问题，易补救。应变片应变片4）翼缘对翼缘在压区的T型梁，尤其是与楼板现浇在一起的T型梁，翼缘宽度怎么取，因为翼缘受到的压应力并不是均匀的（中心大，离梁肋越远越小），为设计方便，取均匀的。那么如何在一定宽度的范围内按均匀受力考虑而等效于不均匀受力的实际情况，就要沿翼缘的宽度布置测点，了解实际的翼缘应力分布情况。5）校核测点作用：校验量测数据，方便误差修正。位置：试件凸角，应力为零处。（3）裂缝测量测点位置：弯矩最大的拉区（垂直裂缝）剪力最大处（斜裂缝）量测方法：因其随机性，采用连续应变片法，或荷载-位移曲线法。斜裂缝的应变片与裂缝方向垂直或布置应变花。裂缝宽度的测量：垂直裂缝—试件侧面受拉主筋处位置斜裂缝—斜裂缝与箍筋，弯起筋交汇处裂缝最大宽度值：目测三条最大裂缝，测量，取其最大值。压杆和柱的试验受力分类轴心受压偏心受压小偏心受压大偏心受压安装方法正位安装卧位安装支座形式刀口支座双刀口支座轴心受压柱的安装：由于制作方面的原因，试件往往具有初始弯曲。又由于材料的不均匀，试件的几何中心和物理中心往往不重合，轴压试件要求物理对中，物理中心与作用力的中心线对齐。物理中心：试件的重心几何中心：尺寸的中心安装方法：1.将试件的几何中心对准作用力的中心；2.加20%-40%的试验荷载;3.量测四个面的应变;4.调整作用力的轴线—重复上述过程直到四个面的应变均匀。混凝土试件：试验时只要求几何对中（材料的不均匀，物理对中不易满足）偏心受压试件：加载点按偏心距的要求偏移试件的几何中心即可。2.试验项目和测点布置试验项目：承载力（破坏荷载），侧向挠度，变形曲线，控制截面应力变化规律，裂缝，稳定（纵向弯曲系数）曲率等测点位置：与受弯梁很类似。双肢柱还在腹杆布置应变测点用测力块代替应变片测量混凝土应力分布屋架试验特点：跨度大，承受节点集中荷载，属薄壁构件，平面外刚度小，实际结构中依靠支撑系统，形成空间结构而共同工作。各杆件一般承受轴力（二力杆）或压弯杆件。1.试件的安装和加载方法试件安装：正位试验—因为抽象为单个试件，注意设置侧向支撑，防止平面外失稳。卧位试验—底面应设滚动支撑，减少摩擦力影响（现场试验）支座:同受弯构件，但由于跨度大，滚动支座的水平移动大，钢垫板要留有余量。加载方式:重力加载法;液压加载法重力加载法:直接重力加载;间接重力加载（杠杆-重力)液压加载法:两榀屋架成对放楼板（用多个同步液压千斤顶）2.试验项目和测点布置试验项目：1）屋架整体变形和杆件局部变形、挠度，转角2）屋架主要杆件内力3）屋架抗裂度及承载力4）屋架节点变形及节点刚度对杆件次应力影响5）屋架端节点的应力分布6）预应力钢筋张拉应力和对局部砼的预压应力7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用8）预应力锚头工作性能3.屋架挠度和节点位移的测量注意事项：1.屋架跨度大，挠度测点数量宜适当增加2.屋架只受节点荷载，测点可只布置在节点处3.如还承受节间荷载，或节点刚度较大，还要在节间增加测点，测杆件的局部挠度4.因屋架整体变形大，要用大量程位移计或水准仪。5.应适当布置平面外位移测点4.屋架杆件内力测量杆件内力型式：1轴力N2.轴力N+弯矩Mx3轴力N+弯矩Mx+弯矩MY4轴力N+弯矩Mx+弯矩MY+扭矩测点布置原则：应变测点数量=杆件未知力数量，用材料力学公（仅限弹性范围）式可算出还可用应变仪的测量电桥的特性和应变片与电桥的连接方式的不同，使测量结果直接等于某一内力，而与其它内力无关5.屋架端节点的应力分析屋架的端节点是几根杆间的交汇处，也是几个集中力的交汇，受力复杂。单凭理论计算很难算得准确。所以常常通过试验，看看什么地方开裂，什么地方混凝土压碎。用构造措施加强。端节点处于复合应力状态，应变测点要用应变花。预应力支反力6.预应力锚头性能测量在后张法中，锚头的性能涉及到预应力的损失、传递、构件的局压，锚固，安全。测点位置：锚头附近布置若干应变片。横向应变片—测砼的横向受拉变形。纵向应变片—测砼的压缩变形作业简答实验前的准备工作；主拉应力、主压应力、剪应力及主拉应力倾角计算公式；应变花的贴法和参数。