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第1章概述1.1结构试验的重要性1.2结构试验的目的与任务1.3结构试验的分类•按试验目的分类：科学研究性试验、生产鉴定性试验•按试验对象分类：原型试验、模型试验•按荷载性质分类：静力试验、动力试验•按试验时间分类：短期荷载试验、长期荷载试验•按试验场合分类：试验室试验、现场试验第2章结构静载试验2.1概述2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•调查研究、收集资料•试验大纲或方案的制定•试件准备•材料力学性能试验•试验设备与试验场地的准备•试件安装就位•加载设备和量测仪表的安装•试验特征值的计算2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•调查研究、收集资料首先要了解试验要求、明确试验目的和任务，确定试验的性质与规模，试验的形式、数量和种类，以便正确的规划和设计试验。对科学研究性试验，主要是面向有关科研单位和情报部门以及必要的设计和施工单位，收集与本试验相关的历史，即以前是否已做过类似试验，其试验的方法、数据资料；了解有关的现状，即已有的理论、假设、设计与施工技术水平、技术状况等；还应掌握将来的发展趋势，包括生产、生活和科学技术的发展趋势与要求等。对生产服务性试验，要向有关设计、施工、监理和使用单位相关人员进行调查，收集试验对象的设计资料包括计图纸、设计荷载、勘探资料等；施工资料包括施工日志、检测资料、监理资料、隐蔽工程验收记录等；实际使用情况包括使用环境、是否超载、损伤或灾害、试件目前的实际情况等。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试验大纲或方案的制定1）概述，主要介绍试验背景、目的、任务与要求等，并简要介绍调查研究的情况，必要时还应介绍试验所依据的有关标准、规范等。2）试件情况，主要介绍所收集的有关试件的技术资料以及目前试件的实际情况，包括试件尺寸、构造、相关的材料参数等。若试件是专为试验设计的，应介绍试件设计的依据及理论分析与计算，试件的规格和数量，制作施工图以及对材料、施工工艺的要求等。3）试件安装与就位，包括：就位形式（正位、反位、还是卧位）、支承装置、边界条件模拟、侧向稳定的措施、安装就位的方法和用具等。4）试验荷载与加载方案，主要介绍最大试验荷载、荷载分级、荷载布置、加载设备选取和布置等。5）试验观测方案，主要介绍观测项目内容、测点布置、仪器仪表的选择、标定、观测方法与顺序、相关的补偿措施等。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试验大纲或方案的制定6）辅助试验，一般的研究性结构试验，往往需要做一些辅助性试验，主要是材料力学性能试验、探索性小模型、小试件、节点试验等。在大纲中应列出辅助性试验的内容、种类、试验目的和要求、试件数量、尺寸、制作要求以及试验方法等。7）安全措施，应介绍人身、试件和仪器设备等的安全防护措施。8）试验计划，试验时间进度安排。9）人员组织管理，一个静荷载试验，尤其是大型复杂的试验，参加的人员众多，牵涉面广，需要严密组织、严格管理。主要包括技术资料、原始记录管理、人员组织与分工、任务落实、工作检查、指挥调度、必要时的技术培训等，对野外现场的试验任务，还包括交通运输、水电安排等。10）附录，包括所有仪器、设备、器材清单、数据记录表格、仪器仪表的标定结果报告等。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试件准备试验的对象，也称试件，对生产服务性试验一般是实际工程中的结构或构件，而对科学研究性试验，也可以根据试验要求专门设计制作，因此可能是经过这样或那样的简化，当然也可以是模型，或者是结构的局部（如节点或杆件）。试件的设计与制作应根据试验目的与有关理论，并按照试验大纲的规定进行，并应考虑试件安装、就位、加载、量测的需要，在试件上作必要的构造处理，如钢筋混凝土试件支撑点预埋钢垫板、局部截面设置加强分布筋等。还有，平面结构侧向支撑点的配件设置、倾斜加载面上设置突肩以及吊环等，都不能遗漏。试件的制作工艺，必须严格按照相应的施工规范进行，并按要求制备材料力学性能试验的试件，并及时编号。尤其是混凝土试件，由于其水泥、砂石料差异性很大，其配比应认真设计，必要时需进行试配；另外，其养护也不能掉以轻心，力学性能试验用的试块要求与试件同条件养护。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试件准备不管是科学研究性试验还是生产服务性试验，在试验前均应对试件作详细的检查，对比设计图纸，测量各部分实际尺寸，检查构造情况、施工质量、存在的缺陷（如混凝土的蜂窝麻面、裂缝、木材的疵病、钢结构的焊缝缺陷、锈蚀等）、结构变形、安装误差等。必要时，钢筋混凝土还应检查钢筋位置、保护层厚度和钢筋锈蚀情况等。这些情况可能对试验结果产生重要影响，必须详细记录并存档。在检查考察后，必要时对试件进行表面处理，例如除去或修补一些有碍试验观测的缺陷，钢筋混凝土表面应刷白，以便观测裂缝，并划分区格，便于荷载、测点的准确定位，并记录裂缝发生和发展过程以及描述试件的破坏形态，观测裂缝的区格根据试件的大小可取10~30cm。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•材料力学性能试验需要测定的力学性能项目，通常有强度、变形性能、弹性模量、泊松比、应力—应变关系等。《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081，《钢及钢制品力学性能试验取样位置及试样制备》GB/T2975，《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228，《金属材料弯曲试验方法》GB/T232，《砌体基本力学性能试验方法标准》GBJ129，《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ70。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试验设备与试验场地的准备正式试验前，应对试验规划中应用的加载设备、检测仪器、仪表等进行检查，必要时进行修理和标定，以保证仪器设备能满足试验的要求。标定结果必须出标定报告，以便数据整理分析中使用。试验前应整理试验场地，及时清理与试验无关的物品，以免影响试验的正常进行。对大型、复杂的试验，应作试验场地的平面设计，以使在试验过程中的场地使用能得到合理安排，确保试验的顺利进行。这里的场地安排，包括加载设备如油泵等的位置、连接油管的铺设、测试仪器及观测台的布置、测试线缆与电源线缆的布置等；另外，还要安排测试人员的交通、参观人员的位置等；对野外的试验，还应考虑防晒、防雨、防风等设施的布置。所有的布置，都以确保试验的正常进行为原则。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试件安装就位保证试件在试验全过程都能按计划模拟的条件工作，避免因安装错误而产生附加应力或出现安全事故，避免过大的安装误差，是安装就位的中心问题。对简支结构，两支点应在同一水平面上，高差不宜超过1/50的试验跨度。试件、支座、支墩和台座之间应紧密稳固，可用砂浆坐缝处理。对超静定结构，支座标高应特别准确，以免引起内力重分布，支座宜设置调节标高装置。若带测定支座反力的测力计，则调节该支座反力至该支座应承受的试件重量为止。扭转试件安装应注意扭转中心与支座中心的一致，可采用钢垫板等进行调节。嵌固支座应上紧夹具，不得有任何的松动或可能的滑移。卧位试验，试件应平放在水平滚轴或平车上，以减轻试验时试件水平位移的摩阻力，同时也可以防止试件侧向下挠。试件吊装弯曲时，应防止平面结构的平面外弯曲、扭曲等变形发生；细长杆件的吊点应适当加密，避免弯曲过大；钢筋混凝土构件在吊装过程中，应保证不开裂，尤其是抗裂试验构件，必要时应附加夹具，提高试件刚度。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•加载设备和量测仪表的安装加载设备的安装，应根据所用设备的特点按大纲要求进行，并要求设备安装的牢固可靠，保证荷载的准确模拟和试验的安全进行。这里要考虑，荷载位置的准确性，如对中问题；受荷面的平整性，是否存在局部接触引起应力集中等。仪表安装根据观测方案的要求进行，要及时对各测点的仪表、测点号、位置、连接仪器的通道号等做好记录，若调试过程中有变更，则应做好变更记录。另外，还应做好仪表的保护措施，以免仪表在试验过程中受到损坏。2.2结构静载试验的程序与试验准备工作•试验特征值的计算根据理论模型结合材料特性参数，计算在各级试验荷载下试验结构构件特征部位的变形、应力等，作为试验控制及与测试结果的比较。尤其对生产服务鉴定性的试验，为确保试验结构本身的安全，必须事先计算出相关控制值，包括终止加载的条件。这是避免试验盲目性的一项重要工作，对试验与分析都具有重要意义。2.3试验荷载与加载方案•试验荷载的确定结构静载试验的荷载应根据试验目的和要求来确定，一般有两种荷载情况：正常使用荷载和承载能力试验荷载。检验结构正常使用性能的试验采用正常使用荷载，一般为：恒载标准值+活载标准值，也称标准荷载。检验结构承载能力时则采用承载能力试验荷载。对生产鉴定性试验，一般为：恒载标准值×分项系数+活载标准值×分项系数，具体应按荷载规范要求计算。对研究性试验，试验荷载要求达到结构破坏为止，所以也称破坏荷载。无论是哪种荷载，在试验前已经完成的重力荷载，必须在试验荷载中予以扣除。2.3试验荷载与加载方案•试验荷载的布置及等效荷载荷载布置方式一般有两种情况：(1)根据结构实际情况按设计计算理论的荷载方式布置，这种情况在生产鉴定性试验中较多采用；(2)按等效原则进行布置，往往按照某特征截面的弯矩、剪力等内力的等效来布置试验荷载，也即采用等效荷载，这种情况在研究性试验中较多采用。lql/2ql2/8M图Q图ql/2l/4l/4ql/2ql/2ql/2ql/4l/8l/4l/4l/4ql2/8l/8ql/2ql/4ql/4ql/4ql2/82.3试验荷载与加载方案按实际情况布置活载区域试验梁2.3试验荷载与加载方案按（控制值）等效原则布置试验加载区域试验梁2.3试验荷载与加载方案桥梁板荷载试验，跨中弯矩等效试验荷载P=M/aaa2.3试验荷载与加载方案分布的等效荷载活载区域试验梁2.3试验荷载与加载方案•一般静载试验加载程序与荷载分级结构静载试验的加载程序有两大类：单调加载与卸载、反复循环的加载与卸载。一般静载试验采用单调的加载与卸载，分三种情况：预加载试验、标准荷载试验、承载能力荷载试验。2.3试验荷载与加载方案•对于一般的结构静载试验，在正式试验前都要求进行一次预加载试验。预加载试验的目的在于：1）使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；2）检验全部试验装置的可靠性；3）检验全部观测仪器仪表的工作状况；4）检查现场的组织与人员的工作情况，并起到演习的作用。总之，通过预加载试验，可以发现试验中可能存在的问题，并在正式试验前予以解决，以保证试验工作的顺利进行。预加载试验可分为2~3级，每级加载值可取标准荷载的20%，卸载可分2级进行，每级荷载的持载时间一般为10分钟，如图2.3.4所示。对混凝土结构，预加载值不应大于开裂荷载计算值的70%。2.3试验荷载与加载方案标准荷载试验荷载时间预加载值标准荷载值预加载试验2.3试验荷载与加载方案•对一般建筑结构的标准荷载试验，加载分级不少于5级，每级加载量不大于标准荷载的20%，卸载可分2~3级完成。各级加载下的持荷时间，一般情况下为10~15分钟，根据具体结构构件有所不同，原则是要求试验结构构件在该级荷载下的变形达到基本稳定，即观测仪器仪表的读数已基本不变化。在达到标准荷载时，为模拟结构长期使用荷载作用，缩小试验与实际荷载作用的差异，持荷时间要求长一些，一般情况为30分钟，对新型结构构件、大跨度结构构件，要求的持荷时间则更长，必要时需达到12小时。•对于需要确定初裂荷载的试验，在荷载接近初裂荷载计算值时应加密荷载分级，一般要求在90%初裂荷载计算值后，每级加5%的标准荷载值，直至出现第一条裂缝。2.3试验荷载与加载方案•承载能力荷载试验是为了检验结构构件的承载能力，对于生产鉴定性试验，其最大试验荷载是承载能力荷载设计计算值；而对科学研究性试验，往往加载直至结构构件到破坏为止。•达到正常使用荷载前，预加载和正式加载的分级与正常使用荷载试验相同，在荷载达到正常使用荷载后，但小于承载能力荷载设计值的90%前，按标准荷载值的10%分级加载，达到承载能力荷载设计值的90%后，则应按标准荷载值的5%分级加载，至承载能力荷载设计值，或到结构构件破坏。2.3试验荷