结构静力检测与试验.ppt

第四章 结构静力检测与试验,4-1 概述,4-2 结构静力试验方案,4-3 结构工程中常见构件类型静力 试验设计,4-4 房建结构现场静载试验设计,4-5 桥梁结构现场静载试验设计,第四章 结构静力试验,4-7 静载试验实施过程,4-8 静力试验数据整理,4-9 结构性能的检验与评定,4-10 静力荷载试验检测实例,4-6 基桩静载试验设计,一、结构静力荷载类型,恒载：永久荷载 自重、铺装层重量、土压力等,4-1 概述,活载：可变荷载 人、物、车辆、设备、积灰、积雪、裹冰等,标准荷载：正常条件下可能出现的最大荷载值,试验荷载：标准荷载 极限承载力,二、结构静力检测与试验的目的与定义,结构静载试验是用物理力学方法，测定和研究结构在静荷载作用下的强度、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制，分析、判定结构的工作状态与受力情况。,结构始终要承受静力荷载结构静力试验与检测是结构荷载试验中占主导地位、最基本最大量的一种试验检测类型。技术与设备比较简单，容易实现有充分的时间观察结构的各种变化情况,4-1 概述,二、结构静力检测与试验的目的与定义,目的：根据被研究结构所处不同阶段的工作性质决定,1正常使用极限状态荷载(也称设计荷载)作用下结构的挠度、应力及裂缝的试验与检测，并根据规范要求评定这些指标是否满足设计使用要求；,2结构抗裂性能试验与检测，研究结构构件的抗裂性能，确定结构的实际开裂荷载；,3结构极限承载能力试验与检测，研究结构构件的破坏机制，确定结构的实际极限承载能力。,4-1 概述,三、结构静力检测与试验的分类,按加载过程分类,1荷载从零开始一直平稳连续施加荷载直到结构构 件破坏；,2荷载从零开始进行分级加载至预定荷载值或结构 破坏荷载值；,3荷载从零开始平稳连续或分级施加若干次预定的 重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏；,4长期持续荷载作用,4-1 概述,四、结构静力检测与试验的优点,由于静力试验的荷载大多采用分级逐步施加，因此便于控制加载速度，调整加载历程，并能保证在施加下一级荷载前有充分的时间仔细观察结构变形的发展，得到最明确和最清晰的结构荷载变形关系和破坏机制。,4-1 概述,五、结构静力检测与试验的常见的结构构件类 型及主要研究内容,构件试验,整体试验,4-1 概述,六、结构静载试验的现状及未来展望,主导作用,混凝土结构试验方法GB 50152-92,桥梁荷载试验规范,基桩检测规范,混凝土预制构件质量检验评定标准 GBJ321-90,4-1 概述,一、确定加载方案,荷载图式：试验检测荷载在试件上的布置形式，包括荷载类型和分布情况。,由试验目的和结构计算图形决定试验荷载图式,安装图式：正位试验 异位试验,试验荷载应使结构处于某种实际可能出现的最不利的工作情况。如有几种极限状态，则分别在几个试件上分别加几种不同图式，或在不影响后面图式结果情况下，一个试件做两个图式。,4-2 结构静力试验方案,1、荷载图式的选择,一、确定加载方案,1、荷载图式的选择,采用与计算图式不同的试验荷载图式：,(1)对于设计计算所采用的荷载图式的合理性有所怀疑，而在试验时采用某种更接近于结构实际受力情况的荷载图式；,(2)在不影响结构的工作和试验成果分析的前提下，由于受试验条件的限制和为了加载的方便而改变荷载图式，这时的荷载图式称为等效荷载图式。,等效荷载图式：控制截面的内力值相等，加载时的内力图形与理论计算时的内力图形相近，另外还要考虑到是否会因最大内力区域的某些变化影响结构的承载性能。,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,2、试验荷载的确定,(1)对于结构构件的挠度、裂缝宽度试验，应确定正 常使用极限状态试验荷载值(标准荷载)；正常使用短期荷载荷载值QS=永久荷载GK+可变荷载标准值QK。,(2)对混凝土结构构件的抗裂试验，应确定开裂试 验荷载值；,(3)对结构构件的承载力试验，应确定承载能力极 限状态试验荷载值。,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,3、加载控制方式的确定,(1)荷载控制方式：加载量以荷载值作为控制参数，每次施加需要的荷载增量，当荷载达到预定值后，进行其它参数(如挠度、应变等)的测量。,(2)位移控制方式：以结构变形控制测点的位移量或电液伺服加载设备的活塞行程为控制参数，当位移控制测点的位移量达到规定值后，再进行其它参数(如荷载、应变等)的测量；,(3)其他控制方式：如应变控制等,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,加载程序：是指试验进行期间荷载与时间的关系，即对试验的加载级距、加载卸载循环次数、级间间歇时间等做出有序安排。,加载级距：是指每次加、卸载的数值变化量,级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳载时间。目的：是保证结构的变形基本上能充分地表现出来。,加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载(一般为正常使用极限状态荷载)后卸载，然后再加载、卸载的反复次数，通常与试验性质有关。,4-2 结构静力试验方案,静载试验加载程序,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,(1)预载：,i.使结构进入正常工作状态(密实节点或结合部位的间隙、使变形与荷载的关 系趋于稳定),级距：分13级进行加载。,荷载值：不大于混凝土开裂荷载的70%。,循环次数：13次。,ii.检查现场的试验组织工作和人员工作情况，检查 全部试验装置和荷载设备的可靠性，可对整个试 验起演习作用。,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,(2)正式试验(室内生产鉴定性试验)：,加载级距：,为了较为准确地获得结构开裂荷载的实测值，在加载达到开裂试验荷载计算值的90%以后，每级加载值不宜大于正常使用极限状态试验荷载值的5%。当试件开裂后，每级加载值应恢复到上述20%的级距。,在达到正常使用极限状态试验荷载值以前，每级加载值不宜大于该荷载值的20%，在超过正常使用极限状态试验荷载值后，每级加载值不大于该荷载值的10%。,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,(2)正式试验(室内生产鉴定性试验)：,加载级距：,为了能准确地测得混凝土结构的破坏荷载，当加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力检验荷载设计值的5%；,卸载级距：可以放大，取使用状态短期试验荷载值的 20%50%。,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,(2)正式试验(室内生产鉴定性试验)：,级间间歇时间：,以控制测点观测仪表示值的变化来决定 每隔一段时间读取数据，变化增量小于规定要求,混凝土结构：1015min,钢结构：不少于5min,新型、大跨度结构：12h,要求试验变形和裂缝宽度的构件，在使用状态短期试验荷载作用下的恒载持续时间不应少于30min。,恒载时间：,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,(2)正式试验(室内生产鉴定性试验)：,检验结构残余变形，确定结构恢复力特性,由试验目的确定，一般为23次。,加卸载循环次数：,对于一般结构构件，其变形恢复持续时间为45min，对于新结构构件和跨度较大的结构构件，其变形恢复持续时间为18h。,空载时间：,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,加载程序的调整：,科学研究性试验：参考混凝土结构试验方法标准GB50152-92，加载级距要相对较小。,地基与基桩静载试验：加载级距一般会减小，稳载时间一般以小时计,现场试验：加大加载级距,4-2 结构静力试验方案,一、确定加载方案,4、加载程序的确定,例：混凝土梁开裂荷载27kN，破坏荷载134kN。,加载级别：,预载值：27*70%=18.9(kN),取15kN，循环13次，可不分级。,(1)开裂前：10kN20kN24kN26kN27kN 28kN,(2)开裂后：30kN50kN70kN90kN110kN120kN 130kN135kN140kN,4-2 结构静力试验方案,二、确定量测方案,首先考虑：结构整体变形结构挠度等随荷载变化的量测 然后考虑：结构局部变形应力、裂缝等的测量。,1.测点位置具有代表性，满足量测目的的需要；,2.测点数量应适宜，使测试工作的重点突出；,3.要在关键部位布置一定数量的校核测点，其数据用于 校核主要观测数据，供计算和分析时参考；零应力处、对称点、理论计算有把握的位置,4-2 结构静力试验方案,一、受弯构件试验梁、板：,(一)试件安装和加载方法：,正位、简支(铰支承、滚动支承)集中等效荷载(控制断面内力相等),4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,当跨度大于6m时，要相应增加挠度测点,1.挠度测量,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,宽度较大的梁(大于0.6m):,有纵肋的情况,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,长宽比小于2的板:,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,2.应变测量,一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均应变量。,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,翼缘较宽较薄的T型梁,梁的腹板上开孔,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,内部钢筋应力的测量,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,3.裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,一、受弯构件试验梁、板：,(二)试验项目和测点布置：,3.裂缝的测量结构的抗裂性能、破坏形态,垂直裂缝宽抗弯破坏 斜裂缝宽抗剪破坏,裂缝密超筋破坏裂缝稀少筋破坏,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,二、柱和压杆试验：,(一)试件安装和加载方法：,柱：基本承重构件，中心或偏心受压,正位大型结构试验机、长柱试验机、电液加载系统,卧位试件过于高大，不便安装和观测，考虑自重的影响。,支承方式刀口铰支座(双向)，球形铰支座,对中方式几何对中、物理对中,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,二、柱和压杆试验：,(二)试验项目和测点布置：,.观测项目：破坏荷载、侧向挠度及变形曲线控制 断面或区域的应力变化规律、裂缝,.测点布置：,(1)挠度：受拉边，最大挠度、挠度曲线,(2)应变：受压区边缘最大压应力,压杆截面高度57个测点 应变分布规律,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(一)试件安装和加载方法：,正位、简支、节点集中荷载、侧向支撑或两榀屋架同时试验,1.挠度的测量,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(二)试验项目和测点布置：,2.内力的测量,在杆件断面上布置应变测点确定其内力值。,应变测点数=内力未知数,杆件内力：轴力和弯矩(x、y 方向),有轴力N和弯矩 Mx作用,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(二)试验项目和测点布置：,杆件应变截面的选择：,(1)杆件中部：测量屋架在承受轴力或轴力和弯矩 组合影响下的应力并避免节点刚度的影响。红色,(2)靠近节点：测量由于节点刚度引起的次弯矩。橘色,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(二)试验项目和测点布置：,3.端部节点的应力分析：三向应变测点,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(二)试验项目和测点布置：,4.桁架端节点锚头部位应变测点布置,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,三、桁架试验：,(二)试验项目和测点布置：,5.桁架下弦预应力钢筋张拉应力测量,测试：预应力钢筋在施工张拉和试验过程中的应力值以及预应力的损失情况,测点位置：桁架跨中及两端部位桁架跨度较大时，则在1/4跨度的截面上可增加测点,6.裂缝测量：拉杆及下弦杆,(1)预应力杆件的开裂荷载值,(2)使用状态试验荷载值作用下的最大裂缝宽度及各级荷载作用下的主要裂缝宽度。,4-3 结构工程中常见构件类型静力试验设计,简支钢桁架模型非破坏静载实验,1角钢型号P18、P20、P22；,2加载方式,千斤顶加载点100kN,简支钢桁架模型非破坏静载实验,通过两级分载系统将一台压力机产生的荷载传递到桁架的4个节点上。,反力装置,液压加载器,简支钢桁架模型非破坏静载实验,3测试内容,简支钢桁架模型非破坏静载实验,4理论计算；,图3-2 各杆件应变及各节点位移理论计算结果,50kN,-228,4.6mm,-228,228,228,148,148,444,444,6.2mm,4.6mm,159,159,0,0,-265,-397,-265,简支钢桁架模型非破坏静载实验,5应变测试：半桥单臂(1/4桥)公共补偿,查线,通道A,2,2,通道B,4,4,导线编号：每根导线上编号唯一，两端编号相同。,该应变测点连接在号线上,该应变测点连接在号线上,号线连接在A通道上,号线连接在B通道上,故该测点的应变值在A通道读取,故该测点的应变值在B通道读取,注：A、B分别为应变仪的通道号,简支钢桁架模型非破坏静载实验,6挠度测试：,按分配名单读表 专人进行挠度汇总 百分表调整 读数(不计算差值)，报给汇总人员 每组都要有挠度数据,简支钢桁架模型非破坏静载实验,7数据处理：,A-A截面：应变片粘贴在中和轴上，只感受轴向力产生的应变,简支钢桁架模型非破坏静载实验,7数据处理：,B-B(C-C)截面：应变片粘贴在截面的上部和下部，感受轴向力和弯矩共同作用产生的应变：,B-B(C-C),简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,对一根已知的待检测构件钢筋混凝土简支梁进行分析计算；根据计算结果设计实验方案并完成整个实验；整理出完整的实验结果；将实验结果与理论计算值进行比较，判断该梁是否达到设计要求。通过本实验了解钢筋混凝土梁全过程受力行为，掌握钢筋混凝土梁完整的实验过程。,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,实验内容 受拉钢筋的应变测试；混凝土的应变测试；梁的挠度测试；混凝土梁的开裂荷载测试；受拉钢筋屈服荷载测试；混凝土梁的极限荷载测试；混凝土梁裂缝宽度与荷载的关系；混凝土梁的破坏形态。,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,实验构件,钢筋混凝土简支梁尺寸：计算跨径 宽 高=3000150300mm。配筋：四种(见后),简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,L-1 配筋图,1000,1000,1000,箍筋6200,架力筋210,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,L-2 配筋图,架力筋210,箍筋6200,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,L-3 配筋图,架力筋210,箍筋6200,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,L-4 配筋图,1000,1000,1000,架力筋210,箍筋6200,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,方案内容,计算：开裂荷载、破坏荷载 跨中应变(开裂时刻混凝土及钢筋、破坏时钢筋)跨中挠度(破坏时)破坏过程及破坏形态(弯、剪、超筋、适筋、少筋)设计：测点布置图：混凝土应变(纯弯段、弯剪段)、钢筋 应变、挠度 加载程序：(计算出每级荷载的加载量)仪器选用 实验表格设计,简支钢筋混凝土梁破坏静载实验,实验方案及计算分析注意的问题,1周一：L1 周二：L2 周三：L3 周四：L4,3开裂荷载：截面转换弹性模量降低一半,4加载级别：计算具体数值，取整数,5测点布置：应变及挠度的具体位置、数 量，绘制测点布置图。,6下周提交实验方案(钢桁架实验),b,h,h0,xcr,极限承载能力的计算,按照等效的矩形应力分布图，矩形截面钢筋混凝土受弯构件的极限承载力计算式为：,一、试验荷载布置,1楼板的试验,静定简支单向受弯板的荷载布置,4-4 房建结构现场静力试验设计,多跨连续板试验板跨最大正弯矩时的荷载布置,中间板跨时,多跨连续板试验支座最大负弯矩时的荷载布置,中间跨支座时,一、试验荷载布置,2次梁的试验,简支板下单跨梁的试验荷载布置,连续板下单跨梁的试验荷载布置,4-4 房建结构现场静力试验设计,一、试验荷载布置,2次梁的试验,靠近建筑物端部的连续板下单跨梁的试验荷载布置,板刚度小、梁刚度大,4-4 房建结构现场静力试验设计,一、试验荷载布置,2次梁的试验,支承在主梁上的多跨连续次梁的试验荷载布置,支承在柱上的多跨连续次梁的试验荷载布置,4-4 房建结构现场静力试验设计,二、试验荷载布置,3主梁的试验：,多跨连续主梁的试验荷载布置,柱最大压力的试验荷载布置,4柱的试验：,柱最大弯矩的试验荷载布置,4-4 房建结构现场静力试验设计,一、试验荷载布置,5平面楼板的试验：,多跨连续、荷载量大、放弃对计算数值影响部大的跨间的荷载、考虑五跨内荷载的相互影响、等效荷载(最大计算跨间弯矩，仅加载试验跨),4-4 房建结构现场静力试验设计,Mmax,-Mmax,P,q,二、试验观测,非破坏 刚度 抗裂型,测定结构梁板的挠曲变形,最大挠度残余变形,挠度测量仪表架安装在次梁上，消除支座 沉陷影响,必要时测量应力分布情况及结构初始应力,d,0.7d,4-4 房建结构现场静力试验设计,一、桥梁试验孔(墩、台)的选择,受力最不利、技术状况较差、便于搭设脚手便于布置测点及加载,二、检查架与仪表架的搭设,经济、方便、安全、稳定,4-5 桥梁结构现场静力试验设计,三、加载方案与实施,1.加载试验项目的确定(对称、偏载),4-5 桥梁结构现场静力试验设计,E-E,F-F,H-H,I-I,G-G(H-H)加载车辆6辆,300kN3,300kN3,D-D(E-E)加载车辆6辆,300kN3,300kN3,对称加载,偏载,三、加载方案与实施,2.试验荷载的确定与布置,控制荷载的确定,标准汽车,挂车或履带车,需通行的超重车辆,静载试验效率系数等效荷载,(0.81.05),人群荷载,4-5 桥梁结构现场静力试验设计,三、加载方案与实施,3.加载设备的选择,汽车、重物,4.试验荷载分级与加载方式,分级加载：方便时45级，困难时23级,5.加载时间选择与静力荷载持续时间,气温变化不大、外界天气条件较好(晚上),持续时间：结构最大变位达到相对稳定,常用荷载等级：60%、80%、90%、100%,4-5 桥梁结构现场静力试验设计,四、观测项目的确定,结构的最大挠度、支座沉降、梁端转角、梁端纵向位移、墩顶横向和纵向位移、结构最大拉、压应力和中和轴位置、支座附近截面的主拉应力、活动支座的变化以及裂缝的出现和扩展状况。,4-5 桥梁结构现场静力试验设计,一、试验方案的确定,1为设计提供依据的基桩静力试验,在工程桩正式施工前，为确定设计参数的合理性和施工工艺的可行性，在地质条件具有代表性的区域，先施工几根桩进行静载试验。,单桩承载力特征值(标准值)：最大加载量的1/2,最大加载量：单桩极限承载力 预估设计承载力的2倍以上,2为工程验收提供依据的基桩静力试验,3为其它目的进行的基桩静力试验,单桩承载力：竖向抗压、竖向抗拔和水平,4-6 桩基静载试验设计,二、试验加载方法,维持荷载法：快速 慢速,分级：最大加载量或预估极限承载力的1/10左右，其 中第一级可取分级荷载的2倍。,4-6 桩基静载试验设计,三、试验测量方法,桩端位移量,单桩竖向抗压静载试验中的沉降量,慢速维持荷载法，每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶位移量，以后每隔30min测读一次。,测读：,单桩竖向抗拔静载试验中的上拔量,单桩水平静载试验中的水平位移量,快速维持荷载法，每级荷载施加后按第5、15、30min测读桩顶位移量，以后每隔15min测读一次。,4-6 桩基静载试验设计,三、试验测量方法,稳定标准,慢速维持荷载法：位移量连续两次在每小时内不超过0.1mm。,慢速维持荷载法：每级荷载维持1h，按第15、30、60min测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载,卸载：,快速维持荷载法：加载时每级荷载维持时间不少于1小时，最后15min时间间隔的桩顶位移量小于相邻15min时间间隔的桩顶位移量。,快速维持荷载法：每级荷载维持15min，按第5、15min测读桩顶位移量后，即可卸下一级荷载。,4-6 桩基静载试验设计,三、试验测量方法,空载时间,慢速维持荷载法：维持时间为3h，测读时间为第15、30min，以后每隔30min测读一次。,快速维持荷载法：维持时间为2h，测读时间为第5、10、15、30min，以后每隔30min测读一次。,4-6 桩基静载试验设计,加载与观测阶段即试验实施阶段，是整个试验检测工作的中心环节。,1.温度稳定观测,2.仪表的测读与记录,记录温度变化，多次读数，温度影响小的时候观测,人工读表：准确、迅速，并记录在专门的记录表格中。检查所有测点量测值变化 观察测点变化是否符合规律(第一次)。,一、试验观测与记录,自动记录：对控制测点的应变和位移进行监控。,4-6 桩基静载试验设计,一、试验观测与记录,3.裂缝观测,接近开裂荷载时要寻找、标记裂缝,P/D,P/D,P/D,P/D,取三条裂缝进行裂缝宽度测量(第一条出现的裂缝和宽度较大的裂缝)。,裂缝宽带读取位置：(1)构件受拉面的最大裂缝宽度；(2)垂直裂缝在受拉主筋高度的位置处的宽度；(3)斜裂缝宽度在与箍筋的交汇处的宽度。,4-7 静载试验的实施过程,一、试验观测与记录,3.裂缝观测,试验完毕后，要将裂缝形态绘制成裂缝展开图。,4-7 静载试验的实施过程,一、试验观测与记录,3.裂缝观测,开裂荷载的确定：,(1)加载过程中出现第一条裂缝时，取前一级荷载值作为开裂荷载实测值；,(2)在规定的荷载持续时间内出现第一条裂缝时，取本级荷载与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；,(3)在规定的荷载持续时间结束后出现第一条裂缝时，取本级荷载值作为开裂荷载实测值；,4-7 静载试验的实施过程,二、终止加载条件及结构极限承载力的确定,1.生产鉴定性试验,(1)控制测点应力值达到或超过用弹性理论按规范安全条件反算的控制应力值；,(2)控制测点变位(或挠度)超过规范允许值；,(3)由于加载，使结构裂缝的长度、宽度急剧增加，新裂缝大量出现，裂缝宽度超过允许值的裂缝大量增多，对结构使用寿命造成极大影响；,(4)发生其他损坏，影响结构承载能力或正常使用；,(5)结构发生其它异常现象(如异响等)，应暂停加载，并查明原因后再决定是否继续加载。,4-7 静载试验的实施过程,二、终止加载条件及结构极限承载力的确定,2.基桩静载试验,i.在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的5倍。当桩顶沉降能稳定且总沉降量小于40mm时，宜加载至桩顶总沉降量超过40mm；,ii.慢速维持荷载法中，在某级荷载作用下，桩顶沉降量大于前一级荷载作用下沉降量的2倍，且经24h尚未达到稳定标准；,iii.当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值；,iv.当荷载沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量6080mm。,(1)对于单桩竖向抗压静载试验,4-7 静载试验的实施过程,二、终止加载条件及结构极限承载力的确定,2.基桩静载试验,i.在某级荷载作用下，桩顶上拔量大于前一级荷载作用下上拔量的5倍。,ii.按桩顶上拔量控制，当累计桩顶上拔量超过100mm时；,iii.按钢筋抗拉强度控制，钢筋应力达到钢筋强度标准值的0.9倍。,ii.水平位移超过3040mm。,(2)对于单桩竖向抗拔静载试验,(3)对于单桩水平静载试验,i.桩身折断；,4-7 静载试验的实施过程,二、终止加载条件及结构极限承载力的确定,3.结构构件破坏性试验,(1)在荷载稳定的情况下，受拉主筋应变连续变 化，或达到10000；钢筋屈服,(6)受拉主筋拉断；,(3)受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；,(2)跨中挠度达到跨度的1/50；对悬臂结构，挠度达到 悬臂长的1/25；,(7)受压区混凝土压坏。,(4)受剪斜裂缝宽度达到1.5mm；,(5)受拉主筋在端部滑脱达0.2mm；,4-7 静载试验的实施过程,二、终止加载条件及结构极限承载力的确定,混凝土结构破坏荷载的确定：,(1)加载过程中出现破坏标志之一时，取前一级荷载值作为破坏荷载实测值；,(2)在规定的荷载持续时间内出现破坏标志之一时，取本级荷载与前一级荷载的平均值作为破坏荷载实测值；,(3)在规定的荷载持续时间结束后出现破坏标志之一时，取本级荷载值作为破坏荷载实测值；,4-7 静载试验的实施过程,一、原始数据初步整理,1.计算结构变形增量,(1)每级荷载下结构变形与零荷载下的增量,(2)每级荷载下结构变形与上一级荷载下变形的增量,2.数据换算,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,(一)简支梁的挠度变形计算,真实挠度计算应包括：,修正支座沉降后的fb,结构自重产生的fg,等效集中荷载代替均布荷载时的修正系数,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,1.支座沉降影响的修正：,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,2.自重梁在自身重量下产生的挠度,只适用于处于弹性阶段的梁,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,3.等效荷载图式集中荷载代替均布荷载,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,(二)应力和内力的计算,1.拉压构件截面中心处的平均内力：,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,2.压弯(拉弯)构件截面内力的计算：,=,对称截面：,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,2.压弯(拉弯)构件截面内力的计算：,不对称截面：,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,2.平面应力状态下的主应力计算：,主应力方向已知：,2,1,4-8 结构静力试验的数据处理,二、结构变形的计算,2.平面应力状态下的主应力计算：,主应力方向未知：,与1的夹角,4-8 结构静力试验的数据处理,三、试验结构的表示：,1.表格形式：,汇总表：把试验结果中的主要内容或某些数据汇集于一表中，起摘要和结论的作用，行与行列与列之间没有必然的联系。,4-8 结构静力试验的数据处理,三、试验结构的表示：,1.表格形式：,关系表：把相互有关的数据按一定格式列于表中，行与行、列与列之间有一定的关系，可以清楚地表示出数据之间的关系和变化规律。,4-8 结构静力试验的数据处理,三、试验结构的表示：,1.表格形式：,挠度记录表格,4-8 结构静力试验的数据处理,三、试验结构的表示：,2.图像形式：,显示两个或两个以上变量之间关系的变化过程；,显示若干个变量数据沿某一区域的分布；,(1)曲线图：,挠度曲线、荷载位移曲线、荷载应力曲线、截面应 变分布曲线、裂缝展开图,显示变化过程或分布范围中转折点、最高点、最低 点及周期变化的规律。,4-8 结构静力试验的数据处理,1,2,3,4,5,截面应变分布图,-34,90kN,20kN,10kN,-15,12,36,-98,58,-65,-92,-818,426,1415,-179,2,3,4,1,1,2,3,4,5,三、试验结构的表示：,2.图像形式：,(2)形态图：,结构变形状态混凝土结构裂缝情况钢结构屈曲失稳状态结构破坏状态,4-8 结构静力试验的数据处理,9.63,6.62,7.01,90kN荷载下挠度曲线图(修正前),90kN荷载下挠度曲线图(修正后),挠度曲线图,裂缝展开图,侧面,底面,侧面,侧面,底面,侧面,一、构件性能检验与评定的项目与标准：,1构件承载力的检验与评定,4-9 结构性能的检验与评定,一、构件性能检验与评定的项目与标准：,2构件的挠度检验与评定,当设计要求按构件实际情况的挠度计算值进行检验时，还应符合下面的要求,在正常使用短期荷载检验值下，按构件实际情况的短期挠度计算值,4-9 结构性能的检验与评定,一、构件性能检验与评定的项目与标准：,3构件的抗裂检验与评定,构件的抗裂检验系数允许值，根据试件的混凝土抗拉强度、抗裂验算边缘混凝土的预压应力荷载短期荷载下的拉应力计算得到。,4-9 结构性能的检验与评定,一、构件性能检验与评定的项目与标准：,4构件的裂缝宽度检验,4-9 结构性能的检验与评定,二、桥梁结构现场荷载试验工作状况评定：,校验系数：,曲线(实测与理论接近线性)相对残余变位(小),4-9 结构性能的检验与评定,3.加载设备的选用应满足哪些要求？,4.静载试验中为什么要进行稳载？钢筋混凝土构件的稳载时间是多少？,5.应变测点布置如下图所示，电路连接如右图，应变仪的读数为260，泊松比=0.3，问测点1的实际应变为多少？,1.科学研究性试验和生产鉴定性检测分别应用于哪些方面？工程结构检测与试验的一般过程主要有哪些？,2.测量仪器的主要性能指标包括哪些？,3.激振加载方法主要用于什么类型的试验？其主要加载方法包括哪些？,4.什么是结构试验加载程序？什么是结构荷载试验的加载图式？,5.应变测点布置如下图所示，电路连接如右图，测点1的实际应变为200，泊松比=0.3，问应变仪的读数为多少？,1.工程结构检测与试验是如何分类的？工程结构检测与试验的一般过程主要有哪些？,2.简述电阻应变计粘贴的原则和标准。,1.结构动力特性有哪些加载方法？,2.什么是结构试验加载程序？什么是结构静力 试验的加载图式？,3.按右图粘贴连接应变片，测点1的实际应变为200，泊松比=0.3，问应变仪的读数为多少？,4-3 扩大构件的静力试验,(一)试件安装和加载方法：,四角支承或四边支承固定铰、活动铰及滚轴,可用重力直接加载，破坏试验时用压力机,网架试验荷载一般作用与网架节点上。,二、薄壳和网架的试验,4-4 建筑物或其部件的静力试验,二、单层工业厂房整体结构空间工作试验,(二)试验项目和测点布置：,位移和应变按平面坐标系统对称布置,