工程结构静力试验.doc

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1、土木工程结构试验讲稿长沙理工大学土木与建筑学院2009-5-1《土木工程结构试验》讲稿第三章工程结构静力试验3.1概述结构试验就是利用各种手段对结构实际工作状态进行模拟，测定结构的工作性能，确定结构变形、内力承载能力等变化规律。结构上的荷载按是否引起结构动力反应(如惯性力、加速度)分为静力荷载和动力荷载，因此，工程结构试验也分为静力试验和动力试验。对结构施加静力荷载以模拟结构工作状态的试验称为结构静力试验。所有结构都要承受静力荷载(如结构和固定设备自重等)，有些结构虽然承受动力荷载，但动力荷载引起的结构动力反应相对静力反应很小，可以忽略，或者不可忽略，但为方便计算，将动力

2、计算转化为相当的静力计算，以冲击系数考虑动力荷载；或进行动力试验时，需要测定结构有关特性参数，或进行动、静力试验对比等等，由于这些因素，结构都需要进行静力试验。由此可见，结构静力试验是结构试验中最为常见的、大量的试验，也是基本试验。3.2试验荷载系统结构静力试验是在对试验结构施加荷载下进行的，除少数在实际荷载下实测之外，绝大多数是在模拟荷载作用下进行。产生模拟荷载的方法和设备很多，这些设备构成了试验荷载系统。试验荷载系统必须满足以下基本要求：1、符合试件受力方式和边界条件要求，以保证试验的准确。2、加载值稳定，不受试验环境或结构变形的影响，相对误差不超过5％，以保证测试的

3、准确度。3、加载设备应有足够的强度和刚度，并有足够的安全储备。4、应能方便调节和分级加（卸）载，以便控制加（卸）载速率。不同的加载方法，使用不同的设备及装置，下面介绍各种加载方法、加载设备和加载装置。3.2.1、加载方式均布荷载重物加载、水加载、气压加载等集中荷载千斤顶加载、杠杆加载、弹簧加载3.2.2、支座、支墩《土木工程结构试验》讲稿支座、支墩是结构试验装置中模拟结构实际受力和边界条件的重要组成部分，必须保证结构在支座处的正确传力。对于不同的结构形式，不同的试验要求，就要有不同的支座与之相适应，这是试验装置设计中应考虑的重要问题。支墩常用钢或钢筋混凝土制作，现场试验多

4、用砖块临时砌筑．支墩高度应一致，并且以方便观测和安装测量仪器为准，支墩面积大小应能保证强度及稳定性要求．支墩上部应有足够大的平整的支撑面，最好在顶面铺钢板，支墩底面按地耐力复核，以保证不发生过度变形．支座按自由度不同分为滚动铰支座、固定铰支座和球铰支座等。支座一般用钢材制作，并且保证有足够的强度和刚度．如果混凝土结构在支撑处没有预埋支撑钢垫板，则在试验时必须另加垫扳．例如梁类构件，上垫板宽度应不小于梁的底面宽度，长度根据梁在支座处的强度按下式计算：式中：R——支座反力（N）；b——上垫板宽度（mm）；——混凝土抗压强度设计值（）。支座上垫板的厚度h根据均布荷载下的内力分析

5、按下式计算，下垫板的设计方法与上垫板类似。式中——滚轴中心线至垫板边沿的距离(mm)；——垫板钢材的强度设计值(MPa)。3.2.3、反力架、反力墙反力架主要有两种，其外形和作用有所不同．一种用于对结构施加竖向荷载，通常为门式或井式反力架；另一种用于对结构施加水平荷载，通常为三角形反力架，反力架一般用钢材制作，用地脚螺栓固定于试验台座上。反力墙是与试验台座连成一体的钢筋混凝土墙体，用于对试验结构施加水平力，其强度与刚度都非常大，尤其适合于对试验结构施加大荷载，但不能像三角形反力架一样可以移动。3.2.4、试验台座《土木工程结构试验》讲稿试验台座是结构试验室基本设施之一，它

6、是一个整体式钢筋混凝土厚板(板式)或箱形(箱式)结构，台面用于固定试验构件、加载设备、反力设备，并承受试验荷载。试验台座的台面一般与试验室内地面标高一致，以便室内物件运输。为保证准确地测量结构变形、振动等参数，要求试验台座有足够的强度、足够的质量和极大的刚度。因此，试验台座板厚达lm以上甚至几米，为提高整体刚度，降低板厚，可做成箱形结构．试验台座的台面形式有槽道式、地脚螺丝式、箱式或以上某几种相组合的形式。槽道式、地脚螺丝式用于板式试验台。3.3试验测量设备3.3.1一、设备的选用试验数据是反映结构性能变化的重要指标，只有取得了可靠的数据和结构变化特征，才能对结构性能作出

7、正确的技术性结论。因此，结构试验不仅要观察结构变化特征，也要取得可靠试验数据。要取得可靠试验数据，就必须了解各种测量仪器，并正确使用它们．一次试验要用哪些仪器要根据试验目的和测量项目来定．在选择测量仪器时①必须满足结构试验的要求，如精度、量程、灵敏度、使用环境等；②同一物理量测量仪器型号尽量相同，避免系统误差；③考虑测读时的方便、省时，尽量选用轻便的、可实现自动采集、分析的测试系统；④为保证测试数据的准确性、科学性，检查仪器是否按期标定。1、精确度精确度简称精度，它是精密度和准确度的统称。精密度是指多次测量所得数据的重复程度，