(结构试验)第三章结构试验加载方法与设备

建筑结构试验
集中荷载： 置于荷载盘上挂于结构上
利用荷重盘进行集 中荷载的加载
建筑结构试验
利用杠杆，加大荷载值
注意： 杠杆臂之比在1：5之内，荷载比太大就难以保 证加载的准确性。
建筑结构试验
2.3 机械力加载法 利用简单的机械原理对结构试件加载，试验中采用 的有卷扬机加载法、倒链加载法、机械千斤顶加载 法及弹簧加载法等。
采用卷扬机等机械设备加载时，应保证钢丝绳和 滑轮组的质量，并具有足够的安全储备。 利用钢丝或绳索施加拉力时，可以和滑轮组联合 使用，通过滑轮组来改变力的大小和方向。
建筑结构试验
2. 4 气压加载法
2、加载值稳定，波动小。适用于长期性的结构试验，砼徐变 试验、耐久性试验，结构现场长期观测试验。
3、能较好的模拟均布线荷载或均布面荷载，使试件的受力更 接近于结构实际的受力状态。
4、当采用汽车载重加载时，可实现对结构的动力加载，如桥 梁结构的动力加载试验。
5、重力加载的工作量很大，加卸载速度缓慢，耗费时间长。
▪ 加载方式：重力直接加载法、间接加载法
建筑结构试验
▪ 一、重力加载的荷载作用方式
▪ 重力直接加载 将物体的重力直接作用于结构上的一种加载方法，即在结构 表面堆放重物模拟构件表面的均布荷载。 试验时可将重物按分级重量逐级施放；或在结构表面围设水 箱，利用防水膜止水，再向水箱内灌水。 水加载优点：水的重力作用最接近于结构的重力状态，易于 施加和排放，加卸载便捷，适用于大面积的平板试件，如楼 面、屋面、桥面。
学习重点：重力加载，液压加载，荷载支承装置和试 验台座。
建筑结构试验
2.1概述
结构试验
模拟结构在实际受力工作状态下的反应
对试验对象施加荷载 因此

⑵ε:σ=Eε=Mh/2I f=ML2/3EI ε=3hf/2L2 =0.0005 ⑶K: K=△R/R/ε=2.0
① ②
2、电阻应变片的构造
敏感栅：用金属材料或半导体材料制成的单丝或栅状丝。 基底:纸基和胶基 覆盖层 引出线
电阻应变片构造示意图 1.引出线 2.敏感栅 3.覆盖层 4.基底层
3、电阻应变片的种类及分类
按敏感栅所用材料分类：金属电阻应变片（金属 丝式应变片、箔式应变片、薄膜应变片）和半导 体应变片； 按敏感栅结构的形状分类： 单轴和多轴（应变花） 按应变片的工作温度： 低温片（低于-30℃）、常温片（-30～60℃） 中温片（60～350℃）、高温片（350℃以上） 按基底材料：胶基和纸基

三、应变测试技术
为什么要进行结构应变测试
在外力作用下，工程结构内部产生应力，不同部 位的应力值是评定结构工作状态的重要指标，也 是建立结构理论的重要依据。 但是，目前直接测定构件截面的应力值还没有较 好的方法，一般方法是先测定应变，而后通过 σ=Eε的关系间接测定应力，或由已知的σ-ε 关系曲线查得应力。 应变量测在工程结构试验量测中有极其重要的地 位。应变量测往往还是其他物理量量测的基础。
第三章 结构静载试验
结构静载试验是最常规的试验之一。静载试验 中使用的仪器、仪表和设备可分为加载设备、测试 元件和仪表、放大仪和记录仪等仪器设备。试验中 观测的物理量为力、位移、应变、温度、裂缝宽度 与分布、破坏或失稳形态等。 一、静载试验加载设备 二、试验装置的支座设计 三、应变测试技术 四、静载试验用仪器仪表 五、静载试验准备与实施 六、结构静载试验示例
（二）电测法
电测法（非电量的电测技术） 在测量过程中，常将某些物理量（如长度）发生 的变化，先变换为电参量的变化，然后用量电器 进行量测，这种方法称为电测法。 在结构试验中，因结构受外荷载或受温度及约束 等原因而产生应变，应变为机械量（即非电量） ，用量电器量测非电量，首先必须把非电量（应 变）转换成电量的变化，然后才能用量电器量测 。量测由应变引起的电量变化称为应变电测法。

用加载块作为 重物
用水作为 重物
优点： 1、加载卸载方便 2、符合实际使用条件，还能检验抗裂抗渗性能
重物均匀加载
桩基、地基堆载试验
桥梁荷载试验
綦江新虹桥荷载试验
桥的试验：最好选择晚上。晚上温差小，白天温 差大，温度影响较大。车流量小，周围的振动干 挠影响小
集中荷载： 置于荷载盘上挂于结构上
注意： 随时调整弹簧来保证荷载值
问题： 1、如何进行初始的加载呢？ 2、如何在试验中补加荷载呢？
§2.1 静载加载装置
2.1.3 气压加载
▪ 1、利用压缩空气 ▪ 2、利用抽真空产生负压
优点：加载、卸载方便，压力稳定 缺点：无法观测加载面
适合平板、壳体等平面结构施加均布荷载。
§2.1静载加载装置
支承装置
支座：上部与结构表面接触，下部由支 墩支承
支墩：支座的支承装置，钢制或钢砼制， 可自由移动。
经常使用的支座： 滚动铰支座、固定铰支座、固定球铰支 座、活动球铰、固定端支座
双向作用加载器：
电液伺服加载器：
液压加载系统：
液压试验机 普通液压加载系统 电液伺服加载系统
液压加载部分 油泵部分
压弯试验机：
电液伺服加载系统：
§2.2动载加载装置
2.2.1 惯性力加载 利用运动物体质量的惯性施加动力荷载。 初始位移加载法 初始速度加载法
初始位移加载：
优点：结构产生振动时，重物质量不会对结构产 生附加质量。
立柱
2、水平荷载支承装置
反力墙：是与试验台座连成一体的强度和刚度都 很大的钢筋砼墙体。其上设置多个固定液压加载 器的T形槽，T形槽从墙根部到墙顶端的通槽。 允许荷载：顶端最小，根部最大。能承受较荷载

• 按压时间一般1分钟，室温低时适当延长
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• 将应变片引线拉起至根部(引线如粘在构件上需小心操作!)
• 在紧连应变片的下部用胶水粘接一片连接片(焊片)
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• 为了使胶水快速固化，可用电吹风加热处理（注意距离）
• 用万用表测量应变片绝缘电阻值，应大于20MΩ
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应变测试技术——电阻应变片
应变仪工作原理
构件的应变值一般均很小，当材料处于弹性阶段 时应变约为10-6—10-2，故应变片的电阻变化率 很小,需用专门仪器进行测量,测量应变片的电阻 变化率并能自动转化为应变的仪器称为电阻应变 仪。其基本测量电路为惠斯登电桥。
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主要内容
1 静载试验的加载设备 2 试验装置的支座设计 3 应变测试技术 4 静载试验的测试仪器 5 静载试验实例
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应变测试技术——电阻应变片
电阻应变片工作原理
利用电阻应变片作为传感元件，将应变片贴在被 测物体上，会随被测物体的变形而拉长或收缩， 从而改变电阻值，反映被测物体应变的大小。


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“邻臂相减，对臂相加”
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应变测试技术——电阻应变片
有时只在电桥的AB和BC端接应变片，而在AD和DC 端接应变仪内部的两个阻值相等的标准电阻。这 种接线法称为半桥接线法。


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最理想、最普遍的加载方式