第五章工程结构静载试验
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第5章静力试验
沈阳建筑大学
土木工程结构试验与检测
5.1 单调静力荷载试验（monotonic static load testing）
单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加 到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能 的试验。
图5.1.1 静载试验加载程序
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土木工程结构试验与 简支梁试验等效荷载加载图示
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土木工程结构试验与检测
图5.3.1拟动力试验的基本原理
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土木工程结构试验与检测
图5.3.2 数值计算与拟动力试验之间的比较
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土木工程结构试验与检测
5.3.3 输入地震波的加速度时程曲线
5.3.4 7层钢筋混凝土结构的平面和剖面图
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土木工程结构试验与检测
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土木工程结构试验与检测
图5.4.1加速度放大系数曲线
图5.4.2 未加固砌体试件受压破坏
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土木工程结构试验与检测
图5.4.3 混凝土偏心受压构件的破坏形态展开图
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土木工程结构试验与检测
本章系统的介绍了结构静力试验中的单调静力荷 载试验、拟静力试验和拟动力试验。 载试验、拟静力试验和拟动力试验。重点阐述了拟静 力试验、拟动力试验的基本原理、 力试验、拟动力试验的基本原理、试验设备和试验步 骤。系统地介绍了如何进行数据的整理换算、统计分 系统地介绍了如何进行数据的整理换算、 析和归纳演绎。学习本章之后，应熟悉基本构件单调 析和归纳演绎。学习本章之后， 静力试验的各个环节，重点掌握试件的安装、 静力试验的各个环节，重点掌握试件的安装、加载方 法，试验项目和测点布置，以及确定开裂荷载、极限 试验项目和测点布置，以及确定开裂荷载、 承载力等指标的概念和方法， 承载力等指标的概念和方法，掌握静力试验量测数据 的整理和结构性能的公式、 的整理和结构性能的公式、图像和数学模型的表达方 法。
工程结构实验5 桥梁结构荷载试验
ηq =
Ss S 1 + µ )
2、加载形式与控制 试验荷载载位有两种形式： ⑴试验荷载载位有两种形式： 沿桥轴方向加载， 垂直于桥轴方向加载。 ①沿桥轴方向加载， ②垂直于桥轴方向加载。设计加 载时除注意试验荷载纵向加载位置外， 载时除注意试验荷载纵向加载位置外，同时还要注意荷 载横向加载图式，横向加载图示有对称和偏心加载 对称和偏心加载。 载横向加载图式，横向加载图示有对称和偏心加载。 分级控制的原则如下： ⑵分级控制的原则如下： 当加载分级较为方便时， ① 当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷 载工况分为4 载工况分为4～5级； 使用载重车加载，车辆承重有困难时也可分为3 ② 使用载重车加载，车辆承重有困难时也可分为3级加 载； 如果桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差， ③ 如果桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差， 应尽量增多加载分级， 应尽量增多加载分级，且最大内力不应超过控制荷载作 用下的最不利内力。 用下的最不利内力。
最好每级加载后卸载，也可逐级加载，达到最大 最好每级加载后卸载，也可逐级加载， 荷载后逐级卸载。每级加载应具有一定的时间间隔， 荷载后逐级卸载。每级加载应具有一定的时间间隔， 一保证加载后桥梁结构能充分变形并达到稳定。（ 。（一 一保证加载后桥梁结构能充分变形并达到稳定。（一 10min—15min 15min）。 般10min 15min）。 动载试验一般安排汽车车列（ 动载试验一般安排汽车车列（对小跨径桥也可用 单车）在不同车速时的跑车试验，跑车时速一般为 单车）在不同车速时的跑车试验， 5km、10km、20km、30km、40km、50km。（ 。（一般最大 5km、10km、20km、30km、40km、50km。（一般最大 0.6倍设计车速 倍设计车速） 为0.6倍设计车速）
Ss S 1 + µ )
2、加载形式与控制 试验荷载载位有两种形式： ⑴试验荷载载位有两种形式： 沿桥轴方向加载， 垂直于桥轴方向加载。 ①沿桥轴方向加载， ②垂直于桥轴方向加载。设计加 载时除注意试验荷载纵向加载位置外， 载时除注意试验荷载纵向加载位置外，同时还要注意荷 载横向加载图式，横向加载图示有对称和偏心加载 对称和偏心加载。 载横向加载图式，横向加载图示有对称和偏心加载。 分级控制的原则如下： ⑵分级控制的原则如下： 当加载分级较为方便时， ① 当加载分级较为方便时，可按最大控制截面内力荷 载工况分为4 载工况分为4～5级； 使用载重车加载，车辆承重有困难时也可分为3 ② 使用载重车加载，车辆承重有困难时也可分为3级加 载； 如果桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差， ③ 如果桥梁的调查和验算工作不充分，或桥况较差， 应尽量增多加载分级， 应尽量增多加载分级，且最大内力不应超过控制荷载作 用下的最不利内力。 用下的最不利内力。
最好每级加载后卸载，也可逐级加载，达到最大 最好每级加载后卸载，也可逐级加载， 荷载后逐级卸载。每级加载应具有一定的时间间隔， 荷载后逐级卸载。每级加载应具有一定的时间间隔， 一保证加载后桥梁结构能充分变形并达到稳定。（ 。（一 一保证加载后桥梁结构能充分变形并达到稳定。（一 10min—15min 15min）。 般10min 15min）。 动载试验一般安排汽车车列（ 动载试验一般安排汽车车列（对小跨径桥也可用 单车）在不同车速时的跑车试验，跑车时速一般为 单车）在不同车速时的跑车试验， 5km、10km、20km、30km、40km、50km。（ 。（一般最大 5km、10km、20km、30km、40km、50km。（一般最大 0.6倍设计车速 倍设计车速） 为0.6倍设计车速）
土木工程测试课件——结构静载试验
51
§7-6 结构动力反应的试验测定
4 强震观测
中华人民共和国防震减灾法 要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观测设备。
一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据，及时掌 握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况； 二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防设计； 三是通过已形成的观测网络的强震动观测，可以快速掌握地震裂度 分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。
2 各种曲线图绘制：
②荷载—应变曲线 反映荷载与应变的关系及应变与荷载增长规律
测点1：受压区 测点2：受拉区 测点3、4：主筋处 测点5：靠近截面中部，
先受压后受拉
25
§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制：
③截面应变图
一般选取内力最大的控制截面绘 制
了解应变沿截面高度方向的分布 规律及变化过程，以及中和轴移 动情况等
均布载荷
集中载荷
6
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（2）杠杆加载法 放大率通常为3-5倍
7
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
8
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ①试验台支座支撑 ②反力墙结构
9
§6-2 结构静载试验的或精密仪表和机床的影响 （3）高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、堤坝的风水荷载或移动荷载 （4）建筑物抗爆
30
§7-2 动载试验的加载方法与设备
惯性力加载
冲击力：重物、钢丝、弹簧 离心力：偏心质量起振 直线位移惯性力
电磁加载：电磁试验台 疲劳试验机：多次反复加载 液压振动台：地震力 运动荷载：汽车、拖拉机、吊车
§7-6 结构动力反应的试验测定
4 强震观测
中华人民共和国防震减灾法 要求在重大工程和生命线工程等建筑上安装强震动观测设备。
一是可以检查建筑物的“健康状况”，根据震动记录数据，及时掌 握地震或其他强震动发生时建筑物受损情况； 二是从记录数据中总结经验，进而不断改进建筑物抗震设防设计； 三是通过已形成的观测网络的强震动观测，可以快速掌握地震裂度 分布情况，为地震预测与震后救灾提供可靠的信息。
2 各种曲线图绘制：
②荷载—应变曲线 反映荷载与应变的关系及应变与荷载增长规律
测点1：受压区 测点2：受拉区 测点3、4：主筋处 测点5：靠近截面中部，
先受压后受拉
25
§6-6 静载试验的数据处理
2 各种曲线图绘制：
③截面应变图
一般选取内力最大的控制截面绘 制
了解应变沿截面高度方向的分布 规律及变化过程，以及中和轴移 动情况等
均布载荷
集中载荷
6
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（2）杠杆加载法 放大率通常为3-5倍
7
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
8
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ①试验台支座支撑 ②反力墙结构
9
§6-2 结构静载试验的或精密仪表和机床的影响 （3）高层结构、高耸构筑物、道路桥梁、堤坝的风水荷载或移动荷载 （4）建筑物抗爆
30
§7-2 动载试验的加载方法与设备
惯性力加载
冲击力：重物、钢丝、弹簧 离心力：偏心质量起振 直线位移惯性力
电磁加载：电磁试验台 疲劳试验机：多次反复加载 液压振动台：地震力 运动荷载：汽车、拖拉机、吊车
土木工程结构试验与检测知识点整理.
土木工程结构试验与检测知识点整理(别太依赖……书还是要看个一两遍的……第一章绪论【选择】研究性试验【目的】①验证结构计算理论的假定②为制订设计规范提供依据③为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供试验依据检验性试验【目的】①检验预制构件或部件的结构性能,判定预制构件的设计及制作质量②检验结构工程质量,确定工程结构的可靠性【名词解释】①拟静力试验:利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移,使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似②拟动力试验:将地震实际反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上,使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震作用下所经历的真实过程完全一致【选择】结构实验分类①根据试验目的:研究性试验与检验性试验②根据荷载性质:静力试验与动力试验③根据试验对象:实体试验与模型试验第二章结构试验设计【填空】研究性试验包括4个阶段:设计、准备、实施、总结【填空】试件形状与尺寸要满足:在试验时形成和实际工作相一致的应力状态【选择】试件数量决定了:试验目的与试验的工作量试验数量受限于:试验研究、经费预算、时间期限【名词解释】加载图式:试验荷载在试验结构构件上的布置(包括荷载类型和分布情况【简答】采用等效荷载时,必须全面验算由于荷载图式的改变对结构构件造成的各种影响;必要时应对结构构件做局部加强,或对某些参数进行修正;取弯矩等效时,需验算剪力对构件的影响,同时要把采用等效荷载的试验结果所产生的误差控制在试验允许范围内。
【简答】试验装置具体要求①应具有足够刚度②试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图,且在整个试验过程中保持不变③满足构件的边界条件和受力变形的真实状态④满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求【名词解释】加载制度:试验进行期间荷载与试件的关系【选择】量测项目分类①反映结构整体工作状况的整体变形:梁的挠度、转角、支座偏移等②反映结构局部工作状况的局部变形:应变、裂缝、钢筋滑移等【综合】仪器选择的要求①必须能满足试验所需的精度与量程要求②现场试验时,仪器所处条件和环境较复杂,影响因素较多,电测仪器的适应性不如机械式仪表,选用时应作具体分析和技术比较③为了简化工作,避免差错,量测仪器的型号规格应尽可能一致,种类越少越好【综合】量测仪器的要求(第四章P42①符合量测所需的量程及精度要求②动力试验量测仪器,其线性范围、频响特性及相移特性等都应满足试验要求③对于安装在结构上的仪器或传感器,要求自重轻、体积小,不影响结构的工作④同一试验中选用的仪器种类应尽可能少,以便统一数据的精度,简化量测数据的整理工作和避免差错⑤选用仪器时应考虑试验的环境条件第三章加载设备与试验装置【选择】重物加载:重物直接加载与杠杆加载方法判断(见P20-21图3.1.1-3.1.5【选择/填空】重物直接加载注意事项:当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作为均布荷载时,应注意重物尺寸和堆放距离;当采用砂、石等松散颗粒材料作为均布荷载时,切勿连续松散堆放,宜采用袋装堆放,以防止砂石材料摩擦角引起的拱作用;当环境湿度不同时,可能引起砂石重量随含水率而变化,造成荷载值的不稳定【选择】分配梁应为单跨简支形式,刚度足够大,重量尽量小,配置不宜超过两层,以免使用中失稳或引起误差(见P35图3.6.9【选择】铰支座基本要求(见P35图3.6.10①保证试件在支座处能自由转动②保证试件在支座处力的传递如果试件在支承处没有预埋支承钢垫板,试验时必须另加垫板【选择】支墩要求①要求支墩和地基有足够的刚度与承载力,在试验荷载下的总压缩变形不宜超过试验构件挠度的1/10②为防止支墩不均匀沉降及避免试验结构产生附加应力而破坏,要求各支墩应具有相同刚度③单向简支试件的2个支墩的高差应符合结构构件的设计要求,偏差不宜大于试件跨度的1/50第四章量测仪器与数据采集系统【名词解释】灵敏度:单位输入量所引起的仪表指标值的变化【名词解释】线性范围:保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时输入量的允许变化范围【选择】P45公式4.2.6【填空】电阻应变仪的原理:通过惠斯登电桥,将微小电阻变化转变为电压或电流变化【选择】应变片数量①全桥电路:4个②半桥电路:2个③1/4桥电路:1个【选择】测振仪器①磁电式速度传感器主要技术指标:固有频率、灵敏度、频率响应和阻尼系数等②压电式加速度传感器主要技术指标:灵敏度、安装谐振频率、频率响应、横向灵敏度比和幅值范围(动态范围等第五章静力试验(重点【解答】掌握静载试验加载过程中荷载与试件的关系,包括预加载时间,静加载时间,满载时间,卸载时间,空加载时间(见P69图5.1.1【填空】预载目的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检验全部量测仪表工作正常与否④检查现场组织工作和人员的工作情况,起演习作用预载分三级进行,每级取正常使用荷载20%,每加(卸一级,停歇10分钟【填空】简支梁试验等效荷载加载中,把均布加载转化为集中力加载服从等效原则【解答】应变测量布置测点:一般在梁承受正负弯矩最大的截面或弯矩有突变的截面上布置测点;对于变截面梁,应在抗弯控制截面上布置测点(即在截面较弱而弯矩值较大的截面上;有时需在截面突然变化的位置上布置测点(截面选择见P73图5.1.5【综合】裂缝量测主要内容:开裂荷载、裂缝位置、裂缝宽度和深度,及描述裂缝的发展和分布裂缝观测方法:(第四章P56①肉眼观测(最常用最简易在试件表面涂白石灰水并待其干燥②贴应变片③涂导电漆膜④超声波检测裂缝宽度量测仪器:①读数显微镜②裂缝读书卡裂缝测量方法:利用光学仪器、目测或利用应变传感器电测裂缝(第六章P126裂缝检测:浅裂缝检测与深裂缝检测(第七章P159①对于结构或构件上的裂缝,应检测裂缝的位置、长度、宽度和数量②必要时应剔除构件抹灰,确定砌筑方法、留槎、线管及预制构件对裂缝的影响③对于仍在发展的裂缝应进行定期的观测,提供裂缝发展速度的数据(第七章P178裂缝观测:加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的部位,在这些部位应测量裂缝长度、宽度,并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘;加载过程中观测裂缝长度及宽度变化情况,可直接在混凝土表面进行描绘记录,也可采用专门表格记录;加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查,尤其应仔细检查是否产生新裂缝,并将最后检查情况填入裂缝观测记录表,必要时可将裂缝发展情况绘制在裂缝开展图上(第九章P213裂缝发展状况:当裂缝数量较少时,可根据试验前后观测情况及裂缝观测表对裂缝状况进行描述;当裂缝发展较多时,应选择结构有代表性部位描绘裂缝展开图,图上应注明各加载程序裂缝长度和宽度的发展;除以上资料整理外,还可根据需要整理各加载程序控制截面应变(或挠度分布图、沿桥纵向挠度分布图及列出各加载程序时主要测点实测弹性变位(或应变与相应的理论计算值的对照表,并绘出其关系曲线图【名词解释】延性系数:试验结构构件塑性变形能力的一个指标,等于在荷载下降段相应于破坏荷载的变形与相应于屈服荷载的变形的比值(见P82公式5.2.2【选择/计算】试验数据取舍原则(见P87-881.量测数据修约①拟舍弃数字(小数点后的最左一位数字小于5时,则舍去,即保留的各位数字不变②拟舍弃数字的最左一位数字大于5,或者是5,但其后跟有非全部为0的数字,则进一,即保留的末尾数字加1③拟舍弃数字的最左一位数为5,而右边无数字或皆为0时,若所保留的末尾数字为奇数则进1,为偶数则舍弃④复数修约,先将它的绝对值按上述规则修约,然后在修约值前加上负号⑤拟修约数值应在确定修约数字位数后,一次修约,不得多次按上述规则连续修约2.异常数据剔除①3σ准则(见P88公式5.4.1②格拉布斯方法③肖维纳准则【掌握】P90例5.1.1第六章动力试验【填空】动荷载特性:作用力的大小、方向、频率及其作用规律等【填空】结构动力特性:结构的自振频率、阻尼比、振型等参数【填空】掌握判断自由振动法、自振法与脉动法(P104-108【名词解释】结构对应于某频率振动的振型:结构按此自振频率振动时形成的弹性曲线【名词解释】动力系数:动挠度和静挠度的比值(P115公式6.3.4第七章混凝土结构的检测【名词解释】非破损检测方法:在不损伤被检测结构构件的条件下,检查构件内在或表面缺陷,检测有关物理量的材料试验方法【选择】①回弹法属于一种常用的非破损检测方法②后装拔出法属于一种半破损检测方法【计算】回弹值的测定方法测试应在事先规定的测区内进行,每一构件测区数不少于10个每一测区设16个回弹点分别剔除3个最大值和3个最小值P151公式7.2.1【填空/计算】碳化深度测量:吹去洞中粉末,立即用浓度1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁边缘处,未碳化混凝土变成紫红色,已碳化的则不变色d m——测区平均碳化深度d m≤0.4mm,取d m=0;d m>6mm,取d m=6mm当构件测区数少于10个时,按P153公式7.2.7确定混凝土强度推定值当不小于10个或按批量检测时,按P153公式7.2.8确定【选择】钻心法的芯样试件的钻取位置:应选择在受力较小的部位进行芯样钻取(如矩形框架柱长向边一侧压力较小处,梁的中心轴线或以下的部位等【简答】超声回弹综合法的优点:①综合法可以减少混凝土龄期和含水率的影响②综合法可以内外结合,相互弥补回弹法和超声法的不足,较全面反映了混凝土的实际质量第八章地基承载力的检测【填空】高应变法,也称锤击贯入试验法。
第五章 结构静载试验
Mg---是试件自重和加载设备重产生的弯距。
Mb、ab0 ---分别是试件出现裂缝前一级荷载产生的弯距和挠 度实测值。 ap----预应力钢筋的预压作用使构件产生反拱；对研究性试 验取实测值，对鉴定性试验取计算值； φ ----因加载图式变化产生的修正系数。见表5.1 采用等效荷载图式加载试验时，由于等效时仅考虑了控
校核测点的布置
为了能够正确的掌握测量的正确性，一般要设置 校核测点 。即应力已知的点，比如梁边缘凸缘处，应 力为零。
（3）裂缝测量
主要包括测定开裂荷载、位置、裂缝的发展和分布、 裂缝的宽度和深度。测定钢筋混凝土梁的抗裂性能。
有垂直裂缝和斜裂缝 垂直裂缝测定： 一般产生在弯矩最 大受拉区段，在该区段
（2）设计加载图式
荷载总值=100*5=500KN 四个集中力大小=500/4=125KN 作用点的位置：第一个距支座L/8=625mm 其它荷载相距L/4=1250mm
分配梁：单跨，上下两层，上层支座在下层分配梁跨中。
（3）计算该实验梁的内力并绘制内力图形
试验项目和测点布置
• 试验项目: 鉴定性试验：承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂
为构件承载力检验系数允许值见表560u0u0u00uuss或0us0u承载力检验标志及检验系数受力情况受拉轴拉偏拉受弯大偏压受压受剪标志编号b1b2b3b4b5b6承载力检验标志裂缝15mm挠度150受压砼压坏受力主筋拉断砼压坏斜裂缝15mm或斜裂缝末端砼剪压破坏斜压破坏或主筋端部滑脱13级钢冷拉12级冷拉34级热处理钢筋钢丝钢绞线13级钢冷拉12级冷拉34级热处理钢筋钢丝钢绞线检验系数121251451251301401501451351502按承载力检验0u0u00uuss或其中
结构试验-第五章 土木工程结构动载试验分析
型图。
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法]
结构频率扫描时间历程曲线
什么是模态？
模态是机械结构的固有振动特性，每一个模态具 有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这些模 态参数可以由计算或试验分析取得，这样一个计 算或试验分析过程称为模态分析。
如果通过模态分析方法搞清楚了结构物在某一易 受影响的频率范围内各阶主要模态的特性，就可 能预言结构在此频段内在外部或内部各种振源作 用下实际振动响应。因此，模态分析是结构动态 设计及设备的故障诊断的重要方法。
[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法 研究振动的某个物理量（如幅值）与频率之间的关系称之 为频谱分析。 它是将振动的时间域信号变换到频率域上进 行分析。（傅立叶变换，FFT）
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[脉动法、环境随机振动法]____频谱分析法、功率谱分析法 通过振幅谱可以确定各阶主频率的大小，但是对应振动形 态还不清楚。 可以将某一观测点做为参考信号，其他各点分别与它作互 相关分析，求出各测点间的相位关系。
五、结构动载试验
5.4 结构疲劳试验 [疲劳试验的目的]
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法] 带宽法、半功率法求结构的阻尼
1 2
2
衰减系数
0
共振曲线
阻尼比
五、结构动载试验
5.3 结构动力特性的试验测定
[振动荷载法]
注意： 振动荷载（即激励器）的安装方向和位置要根 据试验结构的具体情况而定。通常，整体结构（高 层建筑等）的动荷载试验在水平方向上激振，板和 梁的动荷载在垂直方向激振。
03-力学性能试验-第五章-其他静载试验PPT课件
平面弯曲问题：三点弯曲、四点弯曲
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
三点弯曲试验示意图
四点弯曲试验示意图
1177
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
1188
第五章 其他静载下金属力学性能试验
（一）弯曲试样上的弯矩和剪力
试样弯曲时，一般承受弯矩和剪力。在试样的横截面上一般有弯矩产 生的正应力和剪力产生的切应力。由材料力学基础知识，得出：
弯曲试验时，试样横截面上的应力分布是不均匀的，表 面的应力应变最大，可较灵敏地反映材料的表面缺陷。
试验标准：YB/T 5349-2006 金属弯曲力学性能试验方 法（GB/T 14452-1993 金属弯曲力学性能试验方法调整为 YB/T 5349-2006） 。
2021/3/9
1166
二、弯曲试验时的受力分析
第五章 其他静载下金属力学性能试验
力学性能试验
第五章 其他静载下金属力学性能试验
包雪鹏 2013.04.07
2021/3/9
11
第五章 其他静载下金属力学性能试验
第一节 金属压缩试验
一、压缩试验的工程应用及特点
单向压缩试验，简称压缩试验，即试样或标准试样的压缩， 而非零部件的压缩试验。压缩试验的特点：
3 铸铁压缩时的应力-应变曲线（图 5-3）：铸铁压缩时的抗 压强度较拉伸时高。约为抗拉强度的2～5倍 。
2021/3/9
55
第五章 其他静载下金属力学性能试验
四、压缩试样
试样形状与尺寸的设计应保证：在试验过程中标距内为均 匀单向压缩；引伸计所测变形应与试样轴线上标距段的变形相 等；端部不应在试验结束之前损坏。
2021/3/9
第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
三点弯曲试验示意图
四点弯曲试验示意图
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
2021/3/9
1188
第五章 其他静载下金属力学性能试验
（一）弯曲试样上的弯矩和剪力
试样弯曲时，一般承受弯矩和剪力。在试样的横截面上一般有弯矩产 生的正应力和剪力产生的切应力。由材料力学基础知识，得出：
弯曲试验时，试样横截面上的应力分布是不均匀的，表 面的应力应变最大，可较灵敏地反映材料的表面缺陷。
试验标准：YB/T 5349-2006 金属弯曲力学性能试验方 法（GB/T 14452-1993 金属弯曲力学性能试验方法调整为 YB/T 5349-2006） 。
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二、弯曲试验时的受力分析
第五章 其他静载下金属力学性能试验
力学性能试验
第五章 其他静载下金属力学性能试验
包雪鹏 2013.04.07
2021/3/9
11
第五章 其他静载下金属力学性能试验
第一节 金属压缩试验
一、压缩试验的工程应用及特点
单向压缩试验，简称压缩试验，即试样或标准试样的压缩， 而非零部件的压缩试验。压缩试验的特点：
3 铸铁压缩时的应力-应变曲线（图 5-3）：铸铁压缩时的抗 压强度较拉伸时高。约为抗拉强度的2～5倍 。
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第五章 其他静载下金属力学性能试验
四、压缩试样
试样形状与尺寸的设计应保证：在试验过程中标距内为均 匀单向压缩；引伸计所测变形应与试样轴线上标距段的变形相 等；端部不应在试验结束之前损坏。
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土木工程测试课件-结构静载试验
详细描述
高层建筑的高度和体量较大，需要承受较大的垂直荷载。静载试验通过在高层建筑的不 同楼层施加静力荷载，观察建筑物的变形和裂缝情况，评估高层建筑的结构稳定性和抗
震性能。
案例三：大跨度结构静载试验
总结词
大跨度结构静载试验主要针对跨度较 大的桥梁、大型工业厂房等结构进行
详细描述
大跨度结构的跨度较大，需要承受较 大的水平荷载。静载试验通过在结构 的跨中施加静力荷载，观察结构的变 形和裂缝情况，评估大跨度结构的承 载能力和稳定性。
案例四：特殊环境下的静载试验
总结词
特殊环境下的静载试验主要针对极端气 候、地质条件等特殊环境下的土木工程 结构进行
VS
详细描述
特殊环境下的土木工程结构需要承受更为 复杂和极端的荷载条件。静载试验通过模 拟实际环境中的荷载条件，对结构进行加 载，观察结构的性能表现，评估结构的适 应性和稳定性。例如，在地震高发区的建 筑物需要进行地震模拟加载试验，以检验 其抗震性能。
谢谢您的聆听
TH的意外情况，制定相应的应 急处理措施。
试验设备选择与安装
选择合适的加载设备
根据试验需求选择合适的静载试验机，确 保其加载能力满足要求。
设备安装与调试
按照试验计划将试验机安装到位，并进行 必要的调试和校准。
辅助设备的准备
准备必要的辅助设备，如反力墙、支座、 传感器等。
设备安全检查
04
试验结果分析
数据处理与整理
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复数据，确保数 据准确性。
数据转换
将原始数据转换为适合分析的格式，如绘 制图表。
数据分组
根据试验目的将数据分组，以便进行比较 和评估。
结构性能评估
强度评估
高层建筑的高度和体量较大，需要承受较大的垂直荷载。静载试验通过在高层建筑的不 同楼层施加静力荷载，观察建筑物的变形和裂缝情况，评估高层建筑的结构稳定性和抗
震性能。
案例三：大跨度结构静载试验
总结词
大跨度结构静载试验主要针对跨度较 大的桥梁、大型工业厂房等结构进行
详细描述
大跨度结构的跨度较大，需要承受较 大的水平荷载。静载试验通过在结构 的跨中施加静力荷载，观察结构的变 形和裂缝情况，评估大跨度结构的承 载能力和稳定性。
案例四：特殊环境下的静载试验
总结词
特殊环境下的静载试验主要针对极端气 候、地质条件等特殊环境下的土木工程 结构进行
VS
详细描述
特殊环境下的土木工程结构需要承受更为 复杂和极端的荷载条件。静载试验通过模 拟实际环境中的荷载条件，对结构进行加 载，观察结构的性能表现，评估结构的适 应性和稳定性。例如，在地震高发区的建 筑物需要进行地震模拟加载试验，以检验 其抗震性能。
谢谢您的聆听
TH的意外情况，制定相应的应 急处理措施。
试验设备选择与安装
选择合适的加载设备
根据试验需求选择合适的静载试验机，确 保其加载能力满足要求。
设备安装与调试
按照试验计划将试验机安装到位，并进行 必要的调试和校准。
辅助设备的准备
准备必要的辅助设备，如反力墙、支座、 传感器等。
设备安全检查
04
试验结果分析
数据处理与整理
数据清洗
去除异常值、缺失值和重复数据，确保数 据准确性。
数据转换
将原始数据转换为适合分析的格式，如绘 制图表。
数据分组
根据试验目的将数据分组，以便进行比较 和评估。
结构性能评估
强度评估
建筑结构试验习题集
建筑结构试验习题集第一章 结构试验概论1. 建筑结构试验根据不同要素有多种分类方法，下列哪种试验是按荷载性质分类等？（ ）A.结构模型试验B.结构静力试验C.短期荷载试验D.现场结构试验2. 对于一些比较重要的结构与工程，在实际结构建成后，要通过 ，综合鉴定其质量的可靠程度。
（ ）A.验算B.试验C.研究D.观测3. 科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺寸和数量的确定以及构造措施的考虑，同时必须满足结构和受力的 的要求。
（ ）A.边界条件B.平衡条件C.支承条件D.协调条件4. 建筑结构试验是以________方式测试有关数据，反映结构或构件的工作性能、承载能力以及相应的可靠度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要的依据。
( )A.模拟B.仿真C.实验D.计算5.下列不属于结构抗震试验的选项有（ ）A.低周反复加载静力试验B.拟动力试验C.结构动力反应试验D.地震模拟振动台试验6.结构强迫振动的响应频率由下列哪个因素决定( )A.作用力的频率B.结构的刚度C.结构的阻尼D.结构的质量7.结构试验中，常用科研性试验解决的问题是( )A.综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量B.鉴定预制构件的产品质量C.已建结构可靠性检验、推断和估计结构的剩余寿命D.为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验8.下列哪个试验不是静力试验的加载方法（ ）A.重力加载法B.液压加载法C.机械加载法D.环境随机激振法5. 在结构工程学科中，人们需要正确认识结构的性能和不断深化这种认识，_ 是一种已被实践所证明了的行之有效的方法。
6. 按试验对象的尺寸，建筑结构试验可分为试验和试验。
7. 科研性试验8. 建筑结构试验的任务是什么？9. 生产鉴定性试验一般常用来解决哪些问题？第二章 结构试验的加载设备和试验装置1. 大型结构试验机的精度不应低于（）A.1级B.2级C.3级D.4级2. 螺旋千斤顶加载属于（）A．机械力加载 B．重力加载 C．液压加载 D．杠杆加载3. 电液伺服阀根据输入电流等极性控制液压油的流向，根据输入电流的大小控制液压油等。
结构静载试验
12
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ③非台座支撑
13
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（2）试验机加载系统 刚性压力机
14
§6-2 结构静载试验的荷载系统
3 电液伺服荷载系统：
液压源、控制系统、执行系统 基本工作原理
优点：响应快、灵敏度高、量测与控制精度 好、出力大、波形多、波带宽、自动化成都 高。 缺点：投资大、维护费用高
36
§6-5 结构抗震性能的静载试验
2 拟动力试验：联机试验
计算机模拟实际地震位移时程曲线
电液伺服加结载构，量荷测结载构反和应，变计形算出与加载地后结震构作的变用形 下
将结构变形转化为控制信号，驱动加载器强迫结构按实际地震反应，实现结构
的变形和受所力经。 历的真实过程完全一致。
结构运 动方程
n时刻的 地震反应 位移值
1 试验加载方法
（2）加载程序： ①预载 目的： 使试件接触良好、进入正常工作状态，荷载荷变形关系趋于稳定 检验全部试验装置的可靠性 检测量测的仪表工作是否正常 检查现场组织工作和人员情况，起演习作用 要求 加载分三级进行，每级取标准值的20%。级间停歇10分钟 卸载分级进行
24
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： ②标准荷载试验 加载要求： 标准加载之前，每级加载值不大于标准荷载的20%，分5级 标准荷载之后，每级加载值不大于标准荷载的10% 达到计算破坏荷载90%后，每级加载值不大于标准荷载的5% 具体的试验按有关规程处理。 ③卸载 按加载级距处理，也可以放大1倍，或是分两次卸完。
基本要求：
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ③非台座支撑
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（2）试验机加载系统 刚性压力机
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§6-2 结构静载试验的荷载系统
3 电液伺服荷载系统：
液压源、控制系统、执行系统 基本工作原理
优点：响应快、灵敏度高、量测与控制精度 好、出力大、波形多、波带宽、自动化成都 高。 缺点：投资大、维护费用高
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§6-5 结构抗震性能的静载试验
2 拟动力试验：联机试验
计算机模拟实际地震位移时程曲线
电液伺服加结载构，量荷测结载构反和应，变计形算出与加载地后结震构作的变用形 下
将结构变形转化为控制信号，驱动加载器强迫结构按实际地震反应，实现结构
的变形和受所力经。 历的真实过程完全一致。
结构运 动方程
n时刻的 地震反应 位移值
1 试验加载方法
（2）加载程序： ①预载 目的： 使试件接触良好、进入正常工作状态，荷载荷变形关系趋于稳定 检验全部试验装置的可靠性 检测量测的仪表工作是否正常 检查现场组织工作和人员情况，起演习作用 要求 加载分三级进行，每级取标准值的20%。级间停歇10分钟 卸载分级进行
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§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： ②标准荷载试验 加载要求： 标准加载之前，每级加载值不大于标准荷载的20%，分5级 标准荷载之后，每级加载值不大于标准荷载的10% 达到计算破坏荷载90%后，每级加载值不大于标准荷载的5% 具体的试验按有关规程处理。 ③卸载 按加载级距处理，也可以放大1倍，或是分两次卸完。
基本要求：
第五章 静力试验
建筑结构试验—静力试验 5.1.1 单调静力荷载试验加载制度
√ 正常加载：
◆ 满载时间：对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标
准短期荷载作用下的持续时间，对钢结构和混凝土结构不应少 于30min；木结构不应少于30min的2倍，拱或砌体为30min的6 倍；对预应力混凝土构件，满载30min后加至开裂，在开裂荷 载下再持续30min。
“静力”指试验过程中，结构本身运动的加速度 效应（惯性力效应）可以忽略不计。
静力试验根据荷载性质的不同分为：单调静力荷 载试验、拟静力试验和拟动力试验。
第五章 静 力 试 验
简介：
通过静力试验可以深入了解构件在各种基本力作 用下的结构性能和承载力问题、荷载与变形的问题以 及砼结构的荷载与裂缝的关系，还有钢结构的局部或 整体失稳等问题。
建筑结构试验—静力试验 5.1.1 单调静力荷载试验加载制度
√ 试验加载程序：指试验进行期间荷载与时间的关系。 √ 结构静载试验的加载程序：预载、正常使用荷载、极
限荷载。
预载时间 标准荷载试验时间 破坏时间
图5.1.1 钢筋砼结构的静载试验加载程序
建筑结构试验—静力试验 5.1.1 单调静力荷载试验加载制度
第五章 静 力 试 验 学习要求：
1、熟悉基本构件单调静力试验的各个环节；
2、重点掌握试件的安装、加载方法，试验项目和测 点布置，以及确定开裂荷载、极限荷载等指标的方法； （）
3、掌握试验数据整理的公式、图形和函数方式的表 达方法。（ ）
简介：
第五章 静 力 试 验
静力荷载试验的目的是通过对试验结构或构件直 接施加荷载，采集试验数据，认识并掌握结构的力学 性能。
（a）
（b）
图5.1.3 梁的挠度测点布置
第五章工程结构静载试验
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5.4 常见结构构件静载试验
4. 裂缝测量 在钢筋混凝土梁试验时，经常需要测定其抗裂性能。一般垂直裂缝产 生在弯矩最大的受拉区段，因此在这一区段连续设置测点。
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5.4 常见结构构件静载试验
4. 裂缝测量 在裂缝行程过程中，仪器读数可能变小，甚至会出现负值。如图，使 原来光环曲线产生突然转折的现象。如果发现上述情况，即可判断试 件已开裂。 （由荷载-应变曲线观察混凝土开裂，为什么）
School of Urban Construction and Management
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5.1 概述 静载试验（静力荷载试验）
对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能试验。 所谓“静力”指试验过程中结构本身运动的加速度效应即惯性力效应可 以忽略不计。 静载试验是结构试验中最基本和最大量的试验。 相对动载试验而言，结构静载试验所需的技术与设备比较简单，容易实 现。
2、卧 位 试 验 对于自重较大的梁、柱，跨度大、矢高的屋架及桁架等重型 构件，当不便于吊装运输和进行测量时，可在现场就地采用卧 位试验，这样就大幅度降低试验装置的高度，便于布置量测仪 表和数据测量。
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5.4 常见结构构件静载试验 5.4.1 受弯构件的试验
试件的就位形式
3、反 位 试 验 对于混凝土构件进行抗裂或裂缝宽度试验时，为了便于观察 裂缝和读取裂缝宽度值，可将试件倒过来安装，使其受拉区向 上，这种形式称为反位试验。 4、原 位 试 验 对已建结构进行现场试验时，均采用原位试验。试验的构件 处于实际工作位置，它的支承情况、边界条件与实际工作状态 完全一致。
（2）平面应力测量： 荷载作用下，2-2截面既有弯矩又有剪力作用，为平面应力状态，为了 求得该截面上的最大主应力及剪力的分布规律，需要布置指教应变网 络，通过三个方向上应变的测定，求得最大主应力的数值及作用方向。
土木工程测试课件6结构静载试验
06
结论与展望
结论总结
结构静载试验是检验结构承载能力和安全性能的重要手段，通过试验可 以获取结构的应力、应变、位移等参数，从而评估结构的性能和安全性 。
在结构静载试验中，需要选择合适的加载方案和测试方法，以确保试验 结果的准确性和可靠性。同时，试验过程中需要注意安全问题，采取相
应的安全措施，确保试验人员和试验结构的安全。
单击此处添加正文，文字是您思想的提一一二三四五 六七八九一二三四五六七八九一二三四五六七八九文 ，单击此处添加正文，文字是您思想的提炼，为了最 终呈现发布的良好效果单击此4*25}
在结构健康监测和损伤识别方面，可以利用结构静载 试验的结果和其他传感器数据，建立结构健康监测系 统，实现结构的实时监测和预警。这有助于及时发现 和处理结构的损伤和隐患，保障结构的安全和使用寿 命。
结构形式优化
根据试验结果，优化结构 形式的设计，以提高结构 的承载能力和稳定性。
连接方式优化
根据试验结果，优化结构 的连接方式，以提高结构 的整体性和稳定性。
05
试验案例
案例一：桥梁静载试验
总结词
桥梁静载试验是检验桥梁结构承载能力的有效方法。
详细描述
通过在桥梁上施加静力荷载，观察桥梁的变形和应力分布情况，从而评估桥梁的结构强度和稳定性。 静载试验通常采用重物、车辆或液压千斤顶等设备进行加载，并使用位移计、应变计等仪器进行数据 采集。
总结词
大跨度结构静载试验用于检验大跨度结 构的承载能力和稳定性。
VS
详细描述
大跨度结构静载试验通常采用重物、车辆 或液压千斤顶等设备进行加载，并使用位 移计、应变计等仪器进行数据采集。通过 观察大跨度结构的变形和应力分布情况， 评估其结构强度和稳定性。大跨度结构静 载试验对于确保大跨度结构的稳定性和安 全性具有重要意义。
结构静载试验ppt课件
7
§6-2 结构静载试验的荷载系统
荷载系统基本要求： (1)加载值满足试验精度并且稳定，不受时间、环境或结
构变形的影响； (2)加载能力有一定的储备； (3)能分级加载和卸载； (4)加载设备施加的荷载与实际一致，不应对结构有额外
的约束； (5)尽量采用先进技术，提高试验效率和精度。
8
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（1）重物直接加载
均布载荷
集中载荷
9
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（2）杠杆加载法 放大率通常为3-5倍
10
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
11
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ①试验台支座支撑 ②反力墙结构
原则: 荷载图式应与计算简图相一致； 如果无法或不便满足，应采用与计算简图等效的荷载图式。
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
21
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
等效荷载：
22
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： 加载级距、加载卸载、循环次数、级间间歇时间等的有序安排。
23
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： ①预载 目的： 使试件接触良好、进入正常工作状态，荷载荷变形关系趋于稳定 检验全部试验装置的可靠性 检测量测的仪表工作是否正常 检查现场组织工作和人员情况，起演习作用 要求 加载分三级进行，每级取标准值的20%。级间停歇10分钟 卸载分级进行
§6-2 结构静载试验的荷载系统
荷载系统基本要求： (1)加载值满足试验精度并且稳定，不受时间、环境或结
构变形的影响； (2)加载能力有一定的储备； (3)能分级加载和卸载； (4)加载设备施加的荷载与实际一致，不应对结构有额外
的约束； (5)尽量采用先进技术，提高试验效率和精度。
8
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（1）重物直接加载
均布载荷
集中载荷
9
§6-2 结构静载试验的荷载系统
1 重力荷载系统：
（2）杠杆加载法 放大率通常为3-5倍
10
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
11
§6-2 结构静载试验的荷载系统
2 液压荷载系统：
（1）液压加载系统的支撑结构 ①试验台支座支撑 ②反力墙结构
原则: 荷载图式应与计算简图相一致； 如果无法或不便满足，应采用与计算简图等效的荷载图式。
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
21
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
等效荷载：
22
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： 加载级距、加载卸载、循环次数、级间间歇时间等的有序安排。
23
§6-4 一般结构的静载试验方法
1 试验加载方法
（2）加载程序： ①预载 目的： 使试件接触良好、进入正常工作状态，荷载荷变形关系趋于稳定 检验全部试验装置的可靠性 检测量测的仪表工作是否正常 检查现场组织工作和人员情况，起演习作用 要求 加载分三级进行，每级取标准值的20%。级间停歇10分钟 卸载分级进行
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• 同一试件上的各加载点，每一级荷载都应当按统一比例增加，保持同步 。
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•2020/7/10
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (2)满载时间
• 对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短期荷载作用下的持续 时间，对钢结构和钢筋混凝土结构不应少于30min；木结构不应少于 30min的2倍；拱或砌体为30min的6倍；对预应力混凝土构件，满载 30min后加至开裂，开裂荷载下再持续30min。
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 5.3.1 加载方案
• 满足试验目的的前提下，尽可能做到试验技术合理、财政开支经济和安全 试验。
• 结构静载试验的加载程序分为预载、正式加载、卸载三个阶段。其目的一 是便于控制加（卸）载速度，而是方便观察和分析结构变形情况，三是利于 各点加载统一步调.
• 预载一般分三级进行，每级取标准荷载值的20%。然后分级卸载，分 2~3级卸完。
•加载
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•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (1)荷载分级
• 在加载达到标准荷载前，每级加载值不应大于标准荷载的20%，一般分 五级加至标准荷载；打到标准荷载之后每级不应大于标准荷载的10%； 当荷载加至计算破坏荷载的90%后，为了求得精确的破坏荷载值，没级 应取不大于标准荷载的5%。
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•5.3 加载与量测方案的设计 • 5.3.2 量测方案
• 量测方案要考虑的主要问题： • (1)根据试验的目的和要求，确定观测项目，选择量测区段 • (2)按照确定的量测项目，选择合适的仪表 • (3)确定试验观测方法
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•5.4 常见结构构件静载试验
• 5.4.1 受弯构件的试验
第五章工程结构静载试 验
2020年7月10日星期五
•5.1 概述 • 静载试验（静力荷载试验）
对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能试验。 所谓“静力”指试验过程中结构本身运动的加速度效应即惯性力效应可
以忽略不计。 静载试验是结构试验中最基本和最大量的试验。 相对动载试验而言，结构静载试验所需的技术与设备比较简单，容易实
• 对于现场结构或构件的检验性试验通常只加至标准荷载即正常使用荷载， 试验后试件还可以使用。而对于研究性试验，当加载到标准荷载后，一般不 卸载而须继续加载直至试件进入破坏阶段。
•加载
•2020/7/10
•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 1.预载
• 目的：①使试件各部接触良好，进出正常工作状态，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检验全部观测仪表工作正常 与否；④检查现场组织工作和人员的工作情况
•加载
•2020/7/10
•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 3.卸载 • 凡间断性加载试验，或仅作刚度、抗裂和裂缝宽度检验的结构域构件，
以及测定参与变形的试验及预载之后，均须卸载，让结构、构件有恢复 弹性变形的时间。 • 卸载一般可按加载级距，也可放大1倍或分2次卸完。
•加载
•2020/7/10
现。
•2020/7/10
•5.2 试验前的准备 • 5.2.1 调查研究、收集资料
• 调查研究、收集资料，充分了解本项试验的任务和要求，明确试验目的， 以便确定试验的性质和规模，试验的形式、数量和种类，正确地进行试验设 计。 鉴定性试验：向设计、施工和使用单位或人员收集资料。
•设计方面——设计图纸、计算书、设计所依据原始资料 •施工方面——施工日志、材料性能报告、施工记录、隐蔽工程验收记录 •使用方面——使用过程、超载情况、事故经过
•2020/7/10
•5.2 试验前的准备 • 5.2.5 试验设备与试验场地的准备
• 试验计划应用的加载设备和测量仪表。场地的清理和安排。
• 5.2.6 试件安装就位 • 5.2.7 加载设备和量测仪表安装 • 5.2.8 试验控制特征值的计算
• 计算出各个荷载阶段的荷载值和各特征部位的内力、变形值等，作为试验 时控制与比较的依据。
科学研究性试验：收集与本试验有关的历史、现状和将来发展的要求。
•历史——国内外有无类似试验，采用方法及结果 •现状——已有理论、假设、设计和施工技术及材料、技术状况等 •将来——生产、生活和科学技术发展的趋势与要求
•2020/7/10
•5.2 试验前的准备
• 5.2.2 制订试验大纲
• 在调查研究成果的基础上，为使试验有条不紊地进行，以取得预期效果而 制订的纲领性文件，内容包括 1. 概述——简要介绍调查研究的情况，提出试验的依据及试验的目的意义与 要求。必要时有理论分析和计算。 2. 试件的设计及制作要求 3. 试件的安装与就位 4. 加载方法与设备 5. 量测方法和内容 6. 辅助试验 7. 安全措施 8. 试验进度计划 9. 试验组织管理 10.附录 • 总之，试验的准备必须充分，规划必须细致、全面。工作步骤必须十分明 确。
•2020/7/10
•5.2 试验前的准备 • 5.2.3 试件准备
• 试件的设计、制作、质量验收、表面处理及有关测点的布置与处理。
• 5.2.4 材料物理力学性能测定
测定项目：强度、变形性能、弹性模量、泊松比、应力-应变关系。 测定方法：直接测定法和间接测定法
•直接测定法——制作结构和构件时留下材料并按规定做成标准试件，然后在 试验机上用规定的标准试验方法加荷载试验进行测定。 •间接测定法——非破损法或半破损试验。
• 对于新材料、新工艺、新结构要求加载时间不少于12h。如这段时间内 变形继续不断增加而无稳定趋势时，应延长持续时间直至稳定。
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•2020/7/10
•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (3)空载时间
• 受载结构卸载后到下一次重新开始受载之间的间歇时间称为空载时间。 空载对于研究性试验是完全必要的。因为观测结构经受荷载作用后的残 余变形和变形的恢复情况均可说明结构的工作性能。对于一般钢筋混凝 土结构空载时间取45min；对于较重要或者跨度较大结构取18h；钢结 构不应少于30min。必须在空载期间定期观察和记录变形值。
•加载
•2020/7/10
•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (2)满载时间
• 对需要进行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短期荷载作用下的持续 时间，对钢结构和钢筋混凝土结构不应少于30min；木结构不应少于 30min的2倍；拱或砌体为30min的6倍；对预应力混凝土构件，满载 30min后加至开裂，开裂荷载下再持续30min。
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 5.3.1 加载方案
• 满足试验目的的前提下，尽可能做到试验技术合理、财政开支经济和安全 试验。
• 结构静载试验的加载程序分为预载、正式加载、卸载三个阶段。其目的一 是便于控制加（卸）载速度，而是方便观察和分析结构变形情况，三是利于 各点加载统一步调.
• 预载一般分三级进行，每级取标准荷载值的20%。然后分级卸载，分 2~3级卸完。
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•加载
•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (1)荷载分级
• 在加载达到标准荷载前，每级加载值不应大于标准荷载的20%，一般分 五级加至标准荷载；打到标准荷载之后每级不应大于标准荷载的10%； 当荷载加至计算破坏荷载的90%后，为了求得精确的破坏荷载值，没级 应取不大于标准荷载的5%。
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•5.3 加载与量测方案的设计 • 5.3.2 量测方案
• 量测方案要考虑的主要问题： • (1)根据试验的目的和要求，确定观测项目，选择量测区段 • (2)按照确定的量测项目，选择合适的仪表 • (3)确定试验观测方法
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•5.4 常见结构构件静载试验
• 5.4.1 受弯构件的试验
第五章工程结构静载试 验
2020年7月10日星期五
•5.1 概述 • 静载试验（静力荷载试验）
对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能试验。 所谓“静力”指试验过程中结构本身运动的加速度效应即惯性力效应可
以忽略不计。 静载试验是结构试验中最基本和最大量的试验。 相对动载试验而言，结构静载试验所需的技术与设备比较简单，容易实
• 对于现场结构或构件的检验性试验通常只加至标准荷载即正常使用荷载， 试验后试件还可以使用。而对于研究性试验，当加载到标准荷载后，一般不 卸载而须继续加载直至试件进入破坏阶段。
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 1.预载
• 目的：①使试件各部接触良好，进出正常工作状态，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检验全部观测仪表工作正常 与否；④检查现场组织工作和人员的工作情况
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 3.卸载 • 凡间断性加载试验，或仅作刚度、抗裂和裂缝宽度检验的结构域构件，
以及测定参与变形的试验及预载之后，均须卸载，让结构、构件有恢复 弹性变形的时间。 • 卸载一般可按加载级距，也可放大1倍或分2次卸完。
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现。
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•5.2 试验前的准备 • 5.2.1 调查研究、收集资料
• 调查研究、收集资料，充分了解本项试验的任务和要求，明确试验目的， 以便确定试验的性质和规模，试验的形式、数量和种类，正确地进行试验设 计。 鉴定性试验：向设计、施工和使用单位或人员收集资料。
•设计方面——设计图纸、计算书、设计所依据原始资料 •施工方面——施工日志、材料性能报告、施工记录、隐蔽工程验收记录 •使用方面——使用过程、超载情况、事故经过
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•5.2 试验前的准备 • 5.2.5 试验设备与试验场地的准备
• 试验计划应用的加载设备和测量仪表。场地的清理和安排。
• 5.2.6 试件安装就位 • 5.2.7 加载设备和量测仪表安装 • 5.2.8 试验控制特征值的计算
• 计算出各个荷载阶段的荷载值和各特征部位的内力、变形值等，作为试验 时控制与比较的依据。
科学研究性试验：收集与本试验有关的历史、现状和将来发展的要求。
•历史——国内外有无类似试验，采用方法及结果 •现状——已有理论、假设、设计和施工技术及材料、技术状况等 •将来——生产、生活和科学技术发展的趋势与要求
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•5.2 试验前的准备
• 5.2.2 制订试验大纲
• 在调查研究成果的基础上，为使试验有条不紊地进行，以取得预期效果而 制订的纲领性文件，内容包括 1. 概述——简要介绍调查研究的情况，提出试验的依据及试验的目的意义与 要求。必要时有理论分析和计算。 2. 试件的设计及制作要求 3. 试件的安装与就位 4. 加载方法与设备 5. 量测方法和内容 6. 辅助试验 7. 安全措施 8. 试验进度计划 9. 试验组织管理 10.附录 • 总之，试验的准备必须充分，规划必须细致、全面。工作步骤必须十分明 确。
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•5.2 试验前的准备 • 5.2.3 试件准备
• 试件的设计、制作、质量验收、表面处理及有关测点的布置与处理。
• 5.2.4 材料物理力学性能测定
测定项目：强度、变形性能、弹性模量、泊松比、应力-应变关系。 测定方法：直接测定法和间接测定法
•直接测定法——制作结构和构件时留下材料并按规定做成标准试件，然后在 试验机上用规定的标准试验方法加荷载试验进行测定。 •间接测定法——非破损法或半破损试验。
• 对于新材料、新工艺、新结构要求加载时间不少于12h。如这段时间内 变形继续不断增加而无稳定趋势时，应延长持续时间直至稳定。
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•5.3 加载与量测方案的设计
• 2.正式加载
• (3)空载时间
• 受载结构卸载后到下一次重新开始受载之间的间歇时间称为空载时间。 空载对于研究性试验是完全必要的。因为观测结构经受荷载作用后的残 余变形和变形的恢复情况均可说明结构的工作性能。对于一般钢筋混凝 土结构空载时间取45min；对于较重要或者跨度较大结构取18h；钢结 构不应少于30min。必须在空载期间定期观察和记录变形值。