1結構試驗技術StructuralTestingTechnology

陳再現副教授、博士上課了！！！2§3.5靜載試驗資料的整理和分析

試驗資料的整理和分析過程，是試驗的核心內容。因此，這一工作是極為重要的。凡不屬于差錯或主觀造成的儀表讀數突變都不能輕易舍棄，待以后分析時再作判斷處理。3§3.5靜載試驗資料的整理和分析

主要內容應變測量結果分析撓度測量結果計算試驗曲線繪制混凝土構件承載力值確定結構性能評定4

通過應變測量結果分析可以得到截面應力和內力應力計算：根據試件材料的應力一應變關系和應變測點的布置進行內力計算：材料屬于彈性體，可按照材料力學的有關公式計算內力；材料不屬于彈性體，內力一般是計算不出來的一、應變測量結果分析51．軸向拉、壓構件截面重心處的內力注意：絕對的軸心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了電橋的工作特性。61．軸向拉、壓構件截面重心處的內力注意：絕對的軸心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了電橋的工作特性。72．拉彎（壓彎）構件截面內力單向彎曲82．拉彎（壓彎）構件截面內力

單向彎曲9測點分布應變分布和曲率內力計算公式矩形截面測點布置與相應的內力計算公式表102．拉彎（壓彎）構件截面內力

雙向彎曲11測點分布應變分布和曲率內力計算公式矩形截面測點布置與相應的內力計算公式續表12測點分布應變分布和曲率內力計算公式矩形截面測點布置與相應的內力計算公式續表13測點分布應變分布和曲率內力計算公式矩形截面測點布置與相應內力計算公式續表14例：求各測點的彎曲應變和軸向應變200600100400153．平面應力狀態下的主應力，主應力方向，剪應力1.主應力方向已知僅需要測兩個方向的應變。———彈性模量和泊松比———沿1和2方向的應變163．平面應力狀態下的主應力，主應力方向，剪應力2.主應力方向未知需要測量三個方向的應變以確定主應變和主應力及其方向。173．平面應力狀態下的主應力，主應力方向，剪應力

最小主應力最大主應力183．平面應力狀態下的主應力，主應力方向，剪應力

最小主應力最大主應力19A、B、C取值見表

應變花名稱ABC450直角應變花600等邊三角形應變花傘型應變花扇型應變花20二、撓度1．簡支結構構件的撓度簡支梁、板、屋架、桁架等結構構件的撓度應當是構件本身的撓曲值，因此應扣除試驗時的支座沉降。由于儀表的零讀數是在結構構件和試驗裝置安裝后才能進行，因此在構件撓度值中應加上構件自重和試驗裝置重力產生的撓度值。需要考慮加載圖式改變的影響。21跨中撓度式中：—修正后的構件跨中撓度實測值；

—消除支座沉降后的跨中撓度實測值；

—構件自重和加載設備自重產生的跨中撓度值；

—加載圖式修正系數。22跨中撓度式中：

—跨中位移實測值（包括支座沉降）；

—左端支座沉降實測值；

—右端支座沉降實測值；

—自重和加載設備自重產生的跨中彎矩值；

—出現裂縫的前一級荷載，加載值產生的跨中彎矩值；

—出現裂縫的前一級荷載，加載值產生的跨中撓度實測值。23任意截面處消除沉降撓度值Lx24任意截面處消除沉降撓度值Lx25加載圖式修正系數的取值若等效集中荷載的加荷圖式不符合此表所列圖式時，應根據內力圖形用圖乘法或積分法求出撓度，并與均布荷載下的撓度比較，從而求出加荷圖式的修正系數。262．懸臂構件的撓度：計算懸臂構件自由端在荷載作用下的撓度實測值，應考慮固定端的支座轉角、支座沉降、構件自重和加載設備重量的影響。式中：

—修正后的懸臂構件自由端撓度實測值；

—消除支座沉降和轉角后的自由端撓度實測值；

—構件自重和加載設備自重產生的自由端撓度值；

—加載圖式修正系數，當在自由端用一個集中力作等效荷載時取0.75。2728三、試驗曲線的繪制1．荷載-變形曲線荷載變形曲線諸如結構或構件的整體變形曲線、控制節點或最大撓度點的荷載—變形曲線等。291．荷載-變形曲線

在荷載—撓度曲線中，一般有三種情況，如圖所示，曲線“1”及曲線“2”的OA段，說明結構處于彈性狀態下工作，鋼結構在正常使用荷載作用下多屬于這種情況。“2"則表現出結構的彈性和彈塑性工作性質，這是鋼筋混凝土結構試驗的常見現象，在加載過程中，結構出現裂縫或局部破壞時，會在曲線上形成轉折點(A點或B點)。301．荷載-變形曲線

在荷載—撓度曲線中，一般有三種情況，如圖所示，曲線“1”及曲線“2”的OA段，說明結構處于彈性狀態下工作，鋼結構在正常使用荷載作用下多屬于這種情況。“2"則表現出結構的彈性和彈塑性工作性質，這是鋼筋混凝土結構試驗的常見現象，在加載過程中，結構出現裂縫或局部破壞時，會在曲線上形成轉折點(A點或B點)。311．荷載-變形曲線曲線“3”屬于反常現象，說明試驗存在問題；可能是儀器觀測上的錯誤，也可能是在加載過程中鄰近構件、支架等參與工作代為分擔荷載所造成。但是在卸荷時，非彈性變形的恢復過程則是該種曲線型式，不過卸荷結束后，曲線不能回到坐標原點，而有一定殘余變形。322．荷載—應變(應力)曲線及截面應變圖荷載—應變曲線和荷載變形曲線相似，可以用來控制或分析構件最大應力的增長和變化情況。下圖為鋼筋混凝土粱受彎試驗時控制截面上混凝土測點“1”

、“2”

、“3”

、“4”和鋼筋測點“5”的基本情況。332．荷載—應變(應力)曲線及截面應變圖

“1”點位于受壓區，其應變增長基本上呈直線關系發展，“3”

、“4”點的突變是因為截面混凝土開裂而引起，測點“2”先增后減，是因為混凝土受拉區開裂后使中和軸上移之故。測點“5”是鋼筋與混凝土共同工作時，先是混凝土開裂，后是鋼筋應力達到流限發生兩次轉折。343．構件裂縫及破壞圖試驗過程中，應在構件上按裂縫開展面和主側面繪出其開展過程，并注上出現裂縫的荷載值及裂縫寬度，直至破壞。待試驗結束后，用照相記錄其裂縫和破壞特征，或用坐標紙按比例作描繪記錄。35四、混凝土構件承載力值的確定在一定的受力狀態和工作條件下，結構構件所能承受的最大內力，稱為結構構件的承載力。以混凝土結構為準，在加載或持載過程中出現一定的破壞標志時，即認為已達到承載力極限狀態，此時荷載值即為承載力值。

36四、混凝土構件承載力值的確定在一定的受力狀態和工作條件下，結構構件所能承受的最大內力，稱為結構構件的承載力。以混凝土結構為準，在加載或持載過程中出現一定的破壞標志時，即認為已達到承載力極限狀態，此時荷載值即為承載力值。

37四、混凝土構件承載力值的確定在結構構件受力情況為軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓時，標志是：通常受拉主筋應變達到屈服應變。受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達到1.5mm。撓度達到跨度的1／50，對懸臂結構，撓度達到懸臂長的1／25（無屈服臺階的鋼筋情況）受拉主鋼筋拉斷（少筋破壞）受壓區混凝土壓壞（超筋破壞）錨固破壞或主筋端部混凝土滑移達0.2mm。

38四、混凝土構件承載力值的確定

結構構件受力情況為軸心受壓或小偏心受壓時，其標志是：混凝土受壓破壞。受壓主筋應力達到屈服強度。39四、混凝土構件承載力值的確定

結構結構構件受力情況為剪彎時，其標志是：箍筋或彎起鋼筋或斜截面內的縱向受拉主筋應力達到屈服強度。斜裂縫端部受壓區混凝土剪壓破壞。箍筋或彎起鋼筋與斜裂縫交會處的斜裂縫寬度達到1.5mm。401.構件的承載力評定（1）鑒定性試驗，按規范的允許值進行評定———構件的承載力檢驗系數實測值（承載力檢驗荷載實測值與檢驗荷載設計值的比值）———構件承載力檢驗系數允許值，按表3.5取用；———結構或構件的重要性系數，按表3.4取用；五、結構性能評定

41表3.4表3.542表3.4表3.5431.構件的承載力評定（2）科研性試驗，按構件的承載力檢驗系數實測值評定———構件的承載力檢驗系數實測值（破壞荷載實測值與破壞荷載理論計算值的比值）———結構或構件的破壞荷載理論計算值；———結構或構件的破壞荷載實測值；五、結構性能評定

442.構件的撓度評定（1）鑒定性試驗，按規范的允許值進行評定：———在正常試驗短期荷載作用下，構件的短期撓度實測值和短期撓度允許值；———構件的撓度允許值———荷載短期效應組合和長期組合計算的彎矩值———考慮荷載長期效應組合對撓度增大的影響系數五、結構性能評定

452.構件的撓度評定（2）科研性試驗，比較計算撓度和實測撓度的符合程度五、結構性能評定

463.構件的抗裂檢驗對正常使用階段不允許出現裂縫的構件，應對其進行抗裂性檢驗，應滿足下式要求：———構件抗裂檢驗系數實測值，即構件的開裂荷載實測值與正常使用短期檢驗荷載值之比；———受壓區混凝土塑性影響系數；———構件抗裂檢驗系數允許值；五、結構性能評定

474.構件的裂縫寬度檢