第5章 结构单调加载静力试验专用课件.ppt

第五章 结构单调加载静力试验 主要内容 ?? 5.1 概述 ?? 5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 ?? 5.3 基本构件的单调加载静力试验 ?? 5.4 扩大构件的单调加载静力试验 ?? 5.5 建筑物或其部件的单调加载静力试验 5.1 概述 定义：单调加载静力试验是指在短时期内对试验对象进行平稳的一次连续施加荷载，荷载从“零”开始一直加到结构构件破坏，或是在短时期内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏 单调加载静力试验是最普遍的试验类型。 单调加载静力试验主要用于模拟结构承受静荷载作用下观测和研究结构构件的强度、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。 5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 定义：试验进行期间荷载与时间的关系。 试验加载应与结构的实际受力情况吻合，如三种荷载组合（短期、长期、基本）情况。 典型的单调加载静力试验的加载程序(见后图)。 预加载试验 ? 预加载荷载值为开裂荷载的70％左右，一般为开裂荷载的30-70％。 5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 单调静力试验的加载程序: 5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 荷载量分级要求： ? 开裂前，在达到开裂荷载计算值的90％以前，按荷载短期效应组合的20％分级； ? 开裂前，达到开裂荷载计算值的90％后，按荷载短期效应组合的5％分级； ? 开裂后，直至达到荷载短期效应组合值，仍按20％分级； ? 超过荷载短期效应组合值后，直到结构屈服前，按10％分级； ? 结构屈服后，按Δy的倍数施加荷载，按2Δy、3Δy、4Δy分级。 5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 分级加载级间间歇时间t1（卸载级间间歇时间t3） ? 砼结构≥10min，钢结构略少； ? 基本原则：变形、应变等基本稳定。 恒载持续时间t2 ? 一般科研性试验≥30min ? 生产鉴定性试验≥10min ? 新结构和大跨结构≥12h 空载持续时间t4：1.5t2。 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.1 受弯构件的试验 试件的安装和加载方法 ? (1)简支座与固定支座的实现 ? (2) 应尽量保证加载面与支承面平整（砂浆、垫沙层、橡胶+钢板） ? 加载方法：千斤顶+分配梁最常见 ? 一般采用等效荷载的加载图式（按照所研究的界面位置） 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.1 受弯构件的试验 试验项目和测点布置： (1) 挠度测量 ? 梁的挠度f，P－f曲线、框架的P－Δ曲线、节点的P－γ曲线 ? 梁的真实挠度f a) 剔除支座位移； b) 对宽度较大的梁，两边对称贴片，以消除扭转的影响（支座偏心、加载点偏心）； c) 挠度的预计大小（选择仪器的量程）。 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.1 受弯构件的试验 (2) 应变测量 ? 一般在以下几个截面上：M+max、M-max、σl、σy 或弯矩突变处； ? 贴片的原则：①按应变梯度；②受拉区少、压区密（如采用引伸仪则不用）；③一般情况下多采用不均匀布置的方法。 ? a)单向应力测定：单向片 ? b)平面应力测定：多个单向片、应变花 ? c)箍筋和弯筋应力测量：预埋式和表面开槽式 ? d)翼缘与孔边应力测量：连续贴片（力学分析结果） ? e)校核测点：不受力位置，检验系统误差 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.1 受弯构件的试验 （3）裂缝测量 ? 裂缝包括：弯曲裂缝、剪切裂缝、弯剪裂缝。 ? 基于力学分析，在裂缝位置的垂直方向布置测点。 ? 裂缝永远与σl垂直（事故处理常用原则）。 ? 裂缝出现的判别方法：①目测；②P－Δ曲线；③应变值。 ? 最大裂缝宽度的测量方法：等弯矩段选取3条，在纵筋水平位置处采用读数放大镜或裂缝标尺。 ? 裂缝的标注方法：试验完毕后绘制裂缝开展图。 5.3 基本构建的单调加载静力试验 5.3.1 受弯构件的试验 （3）受弯塑性铰测量 ? 测量内容：塑性铰的出现、长度，钢筋及砼的应变情况、裂缝情况。 ? 延性系数 ? 测量P－Δ曲线的意义： ? 钢筋在塑性铰区的连续贴片 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.2 压杆和柱的试验 一、试件安装和加载法 ? 正位试验（试验机上或大型荷载架上进行）、卧位试验（大型试件）两端采用可动铰支座（反弯点截取试件模型），可考虑P－Δ效应。 ? 对受压构件的安装就位，关键在于对中：首先进行几何对中，再进行物理对中（通过应变测量，施加20-40％试验荷载）。 5.3 基本构件的单调加载静力试验 5.3.2 压杆和柱的试验 二、试验项目和测点布置 ? 试验项目：P－Δ曲线、εs、εc、ωmax等，注意需要成对测量。 ? 为研究混凝土受压区的