第二章 静载试验-1
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静载试验1
试验梁
2.3试验荷载与加载方案
桥梁板荷载试验，跨中弯矩等效
试验荷载P=M/a
a
a
2.3试验荷载与加载方案
分布的等效荷载
活载区域
试验梁
2.3试验荷载与加载方案
• 一般静载试验加载程序与荷载分级 结构静载试验的加载程序有两大类：单调 加载与卸载、反复循环的加载与卸载。 一般静载试验采用单调的加载与卸载，分 三种情况：预加载试验、标准荷载试验、承 载能力荷载试验。
2.2结构静载试验的程序与试验准备工作
• 材料力学性能试验 需要测定的力学性能项目，通常有强度、变形性能、 弹性模量、泊松比、应力—应变关系等。 《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081， 《钢及钢制品力学性能试验取样位置及试样制备》 GB/T2975， 《金属材料室温拉伸试验方法》GB/T228， 《金属材料弯曲试验方法》GB/T232， 《砌体基本力学性能试验方法标准》GBJ129， 《建筑砂浆基本性能试验方法》JGJ70。
2.2结构静载试验的程序与试验准备工作
• 加载设备和量测仪表的安装 加载设备的安装，应根据所用设备的特点按大纲 要求进行，并要求设备安装的牢固可靠，保证荷载 的准确模拟和试验的安全进行。这里要考虑，荷载 位置的准确性，如对中问题；受荷面的平整性，是 否存在局部接触引起应力集中等。 仪表安装根据观测方案的要求进行，要及时对各 测点的仪表、测点号、位置、连接仪器的通道号等 做好记录，若调试过程中有变更，则应做好变更记 录。另外，还应做好仪表的保护措施，以免仪表在 试验过程中受到损坏。
q ql/2 ql/2 ql/4 ql/4 ql/4 ql/4
l/4 l
l/2
l/4 l/8
l/4
l/4
静载试验演示1
（1）当在某加载等级下（最大加载等级除外） 的持荷时间内，梁体下缘底面发现受力裂 缝或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按 加载程序规定加至后一级荷载后，受力裂 缝延长或在上述部位又发现新的受力裂缝， 即评定在该加载等级与前一级加载等级的 平均加载等级为抗裂等级，全预应力梁抗 裂不合格或允许出现有限拉应力的预应力 梁预应力度不合格。 （2）当在某加载等级加载至最后一级加载等 级的过程中，梁体下缘底面发现受力裂缝 或下缘侧面受力裂缝延伸至梁底边，按加 载程序规定加至后一级荷载后，受力裂缝
有限拉应力的预应力梁预应力度不合格。 6、允许出现裂缝但限制裂缝宽度的预应力 梁预应力度和裂缝宽度不合格评定 （1）根据各级加载等级下的裂缝宽度或裂缝 处的变形关系图，确定裂缝张开时的加载 等级。当在最后一次加载循环最大加载等 级下持荷20min，裂缝宽度或裂缝张开时的 级下持荷20min，裂缝宽度或裂缝张开时的 加载等级不满足5.3要求，即评定梁体裂缝 加载等级不满足5.3要求，即评定梁体裂缝 宽度或（和）预应力度不合格。 （2）裂缝宽度的测试位置在梁体侧面最下排 普通钢筋中心线水平处。 7、对全预应力混凝土梁，梁体竖向刚度和抗 裂合格，评定该梁静载弯曲试验合格，否
2、各千斤顶宜同速、同步达到同一荷载值； 加载速度不宜超过3KN/s。 3、每级加载后均应仔细检查梁体下缘和梁底 有无裂缝出现。如出现裂缝或（和）初始 裂缝的延伸，应用红铅笔标注，并注明荷 载等级，测量裂缝宽度。 4、对于允许出现裂缝但裂缝宽度受到限制的 预应力梁，如第一或第二加载循环时梁体 出现受力裂缝，应在后一加载循环时采用 千分表或振弦式应变仪测试，并记录各级 加载等级下的裂缝宽度或裂缝处的变形，
1.00 5min 1.05 5min
基数级 1min
试验-02-结构实验技术讲稿静力部分1
✓ 实验室试验的支墩：用钢材或钢筋混凝土制成专 用支墩，支墩的高度一般在400～600mm，以满 足仪表安装、观测和加卸荷载的要求
60
2、荷载传递装置
§3.2 试验加载系统
➢ 作用：将加载设备产生的荷载按试验荷载图式的 要求传递到试验的结构上，同时满足分配和荷载 作用形式转换的要求。有分配梁和卧梁。
54
Rmax
§3.2 试验加载系统
➢ 上下垫板要有一定刚度，厚度可按下式计算：
fcl2
式中：fc—混凝土抗2压f 强度设计值 MPa；
l—板长； f —钢材计算强度。
55
Rmax
§3.2 试验加载系统
➢ 滚轴选择：滚轴的长度，一般取等于试件支
承处截面宽度b，滚轴直径参照下表选用
滚轴受力 <2
16
§3.2 试验加载系统
二、液压加载 （1）工作原理：是用高压油泵将具有一定压力
的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之 推动活塞，对结构施加荷载。荷载值由油压 表示值和加载器活塞受压底面积求得，也可 由液压加载器与荷载承力架之间所置的测力 计直接测读。 （2）常见形式：手动液压加载器；单作用液压 加载器；双作用液压加载器。
常用几种支座的形式
53
Rmax
§3.2 试验加载系统
铰支座设计
➢ 上下垫板尺寸应分别按试验和支墩局部承压考虑， 梁类构件，上垫板宽度不应小于梁的底面宽度。 垫板长度按下式计算：
l Rmax b fc
式中： Rmax ——最大支座反力； b ——上垫板宽度；
fc ——试件材料抗压强度设计值 MPa
本章主要讲述内容为： ➢ 静载加载系统：加载设备、装置及加载方法 ➢ 静载量测系统：量测仪器和量测方法 ➢ 常见结构静载试验方法：梁板、柱、桁架、墙体
桩基检测试验（静载）方案
桩基检测试验（静载）⽅案桩基检测试验⽅案桩基检测试验⽅案⼀、⼯程概况：本⼯程的桩基测试内容包括单桩竖向抗压静载测试、单桩竖向抗拔静载测试、低应变动测、⾼应变动测、声波透射法及桩⾝桩底位移检测、桩⾝轴⼒、桩侧侧摩阻⼒检测等：⼆、检测⽅案编制说明：1、检测数量、⽅法：《中国2010上海世博会公共活动中⼼⼯程》及本⼯程的桩基施⼯说明、桩位平⾯图及抗压桩抗拔桩详图。
《建筑基桩检测技术规范》（JGJ106-2003）《地基基础设计规范》（ DGJ08-11-1999 ）三、现场要求：（1）⼀般要求：现场场地平整，道路通畅，便于吊、卡车进出场及起吊设备；提供220V和380V交流电⽤以照明和设备⽤电。
临时⽤房⼀间（2）试桩期间，试桩静载设备2倍桩长范围内不得有重型机械或将产⽣振动设备的作业，确保检测数据的正确和检测⼯作的正常进⾏。
（3）低应变检测前须将每⼯程桩全部开挖且将桩顶处理后进⾏。
（4）⼯程桩⾼应变检测应将需检测的试桩按本⽅案的要求进⾏加固处理。
四、检测时间：抗压静载检测速度为4天/ 组（包括设备安装及检测）；抗拔检测检测速度为2天 /组（包括设备安装及检测）低应变动测、⾼应变动测、成孔检测、声波透射检测待测试条件具备。
检测时间由委托单位提前⼀天通知。
⼀般在⼀天即可完成现场检测⼯作。
桩⾝、桩底位移检测及桩⾝轴⼒、测摩阻⼒检测在静载试验进⾏时同时检测。
五、测试成果及期限1、静载确定实测单桩竖向抗压（拔）极限承载⼒。
提供单桩竖向抗压（拔）静载荷试验的Q—s曲线和s—lgt曲线以及成果汇总表。
2、低应变所测桩桩⾝完整性曲线和判断及缺陷描述。
3、试成孔检测提供连续12⼩时的孔径、、孔深、垂直度、及沉渣厚度的检测数据以判定孔壁稳定性能，评价施⼯机械和⼯艺是否满⾜灌注桩成桩的质量要求。
4、成孔检测提供孔径、、孔深、垂直度、及沉渣厚度的检测数据。
5、⾼应变检测提供抗压桩的实测承载⼒及桩⾝完整性。
6、声波透射法检测提供桩⾝完整性并判定桩⾝缺陷程度并确定其位置。
静载试验规范内容
D.0.3条 加荷等级可按预估极限承载力的1/10~1/15分级施加。
D.0.4条 每级加荷后，第一个小时内按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降。当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
D.0.5条 当出现下列情况之一时，可终止加载：
5距反力装置试桩中心与锚桩中心或压重平台支墩边试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心或压重平台支墩边离锚桩横梁43d且20m43d且20m43d且20m压重平台4d且20m43d且20m4d且20m地锚装置4d且20m43d且20m4d且20m注
附录C 浅层平板载荷试验要点
C.0.1条 地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。
2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。
3已达加载反力装置的最大加载量。
4已达到设计要求的最大加载量。
5当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
6当荷载–沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
2）对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。
3）对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。
4.2.3荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。试验用千斤顶、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
D.0.4条 每级加荷后，第一个小时内按间隔10、10、10、15、15min，以后为每隔半小时测读一次沉降。当在连续两小时内，每小时的沉降量小于0.1mm时，则认为已趋稳定，可加下一级荷载。
D.0.5条 当出现下列情况之一时，可终止加载：
5距反力装置试桩中心与锚桩中心或压重平台支墩边试桩中心与基准桩中心基准桩中心与锚桩中心或压重平台支墩边离锚桩横梁43d且20m43d且20m43d且20m压重平台4d且20m43d且20m4d且20m地锚装置4d且20m43d且20m4d且20m注
附录C 浅层平板载荷试验要点
C.0.1条 地基土浅层平板载荷试验可适用于确定浅部地基土层的承压板下应力主要影响范围内的承载力。承压板面积不应小于0.25m2，对于软土不应小于0.5m2。
2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。
3已达加载反力装置的最大加载量。
4已达到设计要求的最大加载量。
5当工程桩作锚桩时，锚桩上拔量已达到允许值。
6当荷载–沉降曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量60～80mm；在特殊情况下，可根据具体要求加载至桩顶累计沉降量超过80mm。
2）对土挤密桩、石灰桩或柱锤冲扩桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.012所对应的压力。对灰土挤密桩复合地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力。
3）对水泥粉煤灰碎石桩或夯实水泥土桩复合地基，当以卵石、圆砾、密实粗中砂为主的地基，可取s/b或s/d等于0.008所对应的压力；当以粘性土、粉土为主的地基，可取s/b或s/d等于0.01所对应的压力。
4.2.3荷载测量可用放置在千斤顶上的荷重传感器直接测定；或采用并联于千斤顶油路的压力表或压力传感器测定油压，根据千斤顶率定曲线换算荷载。传感器的测量误差不应大于1%，压力表精度应优于或等于0.4级。试验用千斤顶、油泵、油管在最大加载时的压力不应超过规定工作压力的80%。
静载试验资料
静载试验
静载试验是一种常用的工程实验方法，用于评估结构在受静态荷载作用时的性
能和稳定性。
在静载试验中，结构件或构件受到静载作用，通过监测应变、位移等参数来分析结构的承载能力和变形特性。
试验目的
静载试验的主要目的是评估结构在具体静载下的性能，以确定其承载能力、刚
度和变形特性。
通过试验可以验证理论计算和设计方法的合理性，并为结构的实际使用提供重要参考依据。
试验方案
1. 试验准备
在进行静载试验之前，需要准备试验材料、试验设备和仪器。
确保试验设备和
仪器的准确性和稳定性，以保证试验结果的可靠性。
2. 试验过程
根据设计要求施加静态荷载到结构上，并记录结构的应变、位移等参数。
在整
个试验过程中需及时监测和记录数据，以便后续分析和评估。
3. 数据分析
通过对试验数据的分析，可以得出结构的承载能力、刚度和变形特性等参数。
结合试验结果和理论计算进行比较，评估结构的实际性能。
试验应用
静载试验广泛应用于建筑结构、桥梁、地基基础等工程领域，用于评估和验证
结构的设计方案。
通过静载试验可以准确评估结构的实际承载能力，为工程设计和施工提供重要参考。
结语
静载试验作为一种常用的实验方法，对于评估结构性能和稳定性具有重要意义。
通过系统的试验方案和数据分析，可以准确评估结构的承载能力，为工程设计和施工提供可靠支持。
静载试验方法
静载试验方法【1】
（1）加荷方式采用慢速维持荷载法；（2）加荷采用分级等量进行，每级加载增量为桩基承载力极限值的1/10，首级可加1/5；（3）测读桩顶沉降量的间隔时间：每级荷载施加后按第5、15、30、45、60min测读桩顶沉降量，以后每隔30min测读一次；（4）沉降相对稳定标准：每一小时内的桩顶沉降量不超过0.1mm，并连续出现两次（从分级荷载施加后第30min开始，按1.5h连续三次每30min的沉降观测值计算）；（5）加荷终止条件：当出现下列情况之一时即可终止加荷：a.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，且桩顶总沉降量超过40mm；b.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尚未达到相对稳定标准；c.加载量已达承载力极限值；d.锚桩上拔量已达到允许值；e.Q～s曲线呈缓变型时，可加载至桩顶总沉降量大于60mm～80mm。
（6）卸荷：每级卸载量为加载量的2倍，每级卸荷后隔15、15、30min各测读一次残余沉降，即可卸下一级荷载，全部卸完后隔3～4h再测读一次，然后终止试验。
以此方法算下来：（每级稳定前提下）加荷约18小时，卸荷7~8小时，合计约25~26小时).
2022年3月23日；第1页共1页。
工程结构实验2.2 结构静载试验(仪器)
测量方法： 1）电阻应变仪：应变计+应变仪（常用） 2）手持应变仪：校核，测点少时采用。 3）位移计方法：足尺结构试验应变测量 4）光测法（云纹法、激光衍射法、光弹法）： 测量平面应变，较多用于测量节点和局部应力。
一、电阻应变计
1、应变计原理： 利用金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物 理特性。
2．位移计方法：
常用于实际结构、足尺试 件的应变测量。
用位移计测量一条直线上 两点之间的相对位移来表示两 点之间的平均应变，两点之间 的距离L称为标。
3、应变传感器 1）弦式应变传感器 量测不受温度和长导线的 影响，工作稳定，但安装复杂。
《=振弦式应变计
使用中的振 弦式应变计 ==》
2）砼应变计传感器 浇筑时预埋，防水性 能好，能消除弯曲影响， 适合长期监测。
B
R
Vi
2
C
Vo
R
4
R
D
3
6. 温度补偿技术
采用1/4桥测量时需要设置温度补偿应变计，主要用 于消除温度变化引起的应变计的电阻变化。温度补偿 应变计必须满足： 1）与测量应变计规格相同； 2）粘在相同的材料上； 3）处在相同的温度场；
4）补偿片不能受力。
多点补偿：一个温度补偿片可供多个测量片使用。 一般砼5点，钢结构10点共用一个补偿片。
2、裂缝宽度:读数显微镜、裂缝标尺
读数显微镜
裂缝标尺
裂缝塞尺
《=裂缝宽度观 测仪
裂缝宽度测试=》 （数字显示）
2.3.6 数据采集仪器
一、X-Y记录仪
可直接绘出曲线，精度高，记录速度快，可用静载，也可用 于低平动载试验。
X-Y记录仪
二、计算机数据采集器
1）用传感器感受各种物理量，并把它们转换成电 信号。 2）通过A/D转换，把模拟量转变成数字量。 3）数据的记录、打印输出或存人磁盘文件。
一、电阻应变计
1、应变计原理： 利用金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物 理特性。
2．位移计方法：
常用于实际结构、足尺试 件的应变测量。
用位移计测量一条直线上 两点之间的相对位移来表示两 点之间的平均应变，两点之间 的距离L称为标。
3、应变传感器 1）弦式应变传感器 量测不受温度和长导线的 影响，工作稳定，但安装复杂。
《=振弦式应变计
使用中的振 弦式应变计 ==》
2）砼应变计传感器 浇筑时预埋，防水性 能好，能消除弯曲影响， 适合长期监测。
B
R
Vi
2
C
Vo
R
4
R
D
3
6. 温度补偿技术
采用1/4桥测量时需要设置温度补偿应变计，主要用 于消除温度变化引起的应变计的电阻变化。温度补偿 应变计必须满足： 1）与测量应变计规格相同； 2）粘在相同的材料上； 3）处在相同的温度场；
4）补偿片不能受力。
多点补偿：一个温度补偿片可供多个测量片使用。 一般砼5点，钢结构10点共用一个补偿片。
2、裂缝宽度:读数显微镜、裂缝标尺
读数显微镜
裂缝标尺
裂缝塞尺
《=裂缝宽度观 测仪
裂缝宽度测试=》 （数字显示）
2.3.6 数据采集仪器
一、X-Y记录仪
可直接绘出曲线，精度高，记录速度快，可用静载，也可用 于低平动载试验。
X-Y记录仪
二、计算机数据采集器
1）用传感器感受各种物理量，并把它们转换成电 信号。 2）通过A/D转换，把模拟量转变成数字量。 3）数据的记录、打印输出或存人磁盘文件。
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为1.7—3.6之间。由上式可知，只要测出敏感栅的 电阻变化率即可确定构件的应变。
❖ 【例题】等强度梁静态应变测试
❖ 采用等强度钢梁，钢梁的μ=0.285，L=150mm,室温、
单向受力状态，应变片丝栅方向与最大主应变方向一
致，采用砝码在梁一端施加作用力P=0.1KN，测得挠
图３.５ 单、双向作用液压加载器图
1.端盖 2.进油出油口 3.油封装置 4.活塞杆 5.活塞 6.工作油缸 7.固定环
❖ 2、 液压千斤顶（ P21～ P23）
手动液压千斤顶： （P23图3-11） 无需电源，适合现场结构静载试验和实验室的
试验。 扁式液压千斤顶：砌体结构现场试验（P23图3-12）
二. 应变片的规格——几何参数
❖ 应变片的敏感栅工作面积：应变片敏感栅长宽之积S=L*b ❖ L-栅长标距 ❖ b-栅宽 ❖ 注意：尽量选用L大、 b小的应变片。
图2.26 电阻应变片构造示意图
1.引出线 2.电阻线 3.覆盖层 4.基底层
❖三、 电阻应变片的构造
❖ 电阻应变片的主要技术指标如下； ❖ ⑴电阻值R（Ω）； ⑵标距； ⑶ 灵敏系数K。
2. 灵敏系数：单向受力状态下，敏感栅纵向中心
线与应力方向平行时，应变片电阻值的相对变化与
沿其纵向的应变之比值
R
k
R
X
电阻丝端头横向变形，电阻应变片的实际灵敏 度K≤K0。实际工作中一般采用标定的方法确定应 变片的灵敏度。灵敏系数K值与敏感栅的材料和构 造有关，由生产厂家标定给出。常用应变片的K值
1.试验荷载的作用方式必须使被试验结构或构件 产生预期的内力和变形
2. 加载设备产生的荷载应能够以足够的精度进行 控制和测量
3. 加载设备和装置不应参与结构工作，不改变结 构或构件的受力状态
4. 加载设备本身应有足够的强度和刚度
❖３.2 静载试验的加载设备
❖ 一、重力加载系统
❖ 1. 重力直接加载
的具体性能) 5.统一测试方法和评价标准(鉴定性用统一标准,
研究性用约定) 6.降低试验成本和提高试验效率
2.3测试技术基本原理 1.传杆器:一中转换器件,把物理量或化学量转换为可以
观测\纪录并加以利用的信号. 2.测量:确定试验结构的反应量值而进行的过程.方式是
比较 3直接测量:无须经过函数关系的计算,直接通过测量仪
3、 液压试验机（ P23）
主要用于混凝土、石 材等建材产品及其它材 料的抗压强度的试验。
采用液压加荷、电子 测力；具有数字显示试 验力及加荷速度，最大 试验力保持等功能。该 机还可配置计算机，可 进行数字采集、处理， 也可直接将试验结果打 印和存储。
图３.６ 电液式压力试验 机
❖ 4、 电液伺服液压试验系统（ P24～ P25）
❖ 1. 必须保证结构在支座处能自由转动和结构在支 座处能正确地传递力。
❖ 2. 铰支座处的上下垫板要有一定刚度。 ❖ 垫板厚度d可按下式计算： ❖ 3. 滚轴强度的要求。并按下式进行强度验算
表1.1 滚轴直径选用表
❖ 4. 试验装置
图３.1１ 受弯构件试验装置示意图
1.荷载 2.荷载传感器 3.垫块 4.垫块 5.支墩 6.承载台 7.试件 8.垫块 9.支座 10.垫块 11.分配梁
器得到被测量值(直尺,百分表) 4.间接测量:在直接测量的基础上,根据已知的函数关系,
通过计算被测量值 5.标定:采用已知的标准物理量校正仪器或测量系统的
过程 6.测量单位计量标准:我国国际单位
M,,kg,s,A,K,cd,mol 7.现代测量的特点：电测法，计算机的应用
第3章 结构静载试验
❖ ３.1 静载试验加载设备
【部分答案】
13.重物加载的优点是： (1)适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷
载值的稳定； (2)荷载重物容易获取，加载方法简单方便，
经济可靠。 重物加载的缺点是：
由于重物荷载的体积庞大，在进行建筑 构破坏性实验过程中应采取尽安全保护等措 施，保证试验的安全。
14. 荷载支承装置必须具有足够的强度和刚度， 才能胜任工作保证实验顺利进行。荷载支承装
❖ 【说明】
❖ 机械式加载
❖ 机械式加载方法就是利用简单的机械设 备对结构施加荷载，机械式加载对建筑结构 可施加集中荷载。
❖ 机械式加载的优点是加载机械设备简单 可靠，实现加载容易。
❖四、 气 压 加 载
❖ 图３.９ 气压加载装置示意图
❖
1.螺母 2.压梁 3.拼合木板
❖ 自上而下共有6层装置： 4.气囊 5.试件 6.试验支座
❖ 液压加载的原理清晰，加载设备操作简单方便、 安全可靠，能产生较大的荷载，而且荷载容易控制 准确稳定，并能实现多点同步加载，是目前建筑结 构试验应用最广技术先进的加载方法之一。
❖三、 机械力荷载
❖ 1、卷扬机、绞车加载
❖ P=φ·n·K·p
❖ 图３.８ 拉力测力装置布置图
❖ 2、 螺旋千斤顶加载 ❖ 3、 螺旋、弹簧加载 ❖ 4、 倒链
图2.14 受压构件试验装置示意图 1.荷载 2.垫块 3.荷载传感器 4.支座 5.试件 6.承载台
❖ 【说明】
❖ 1．支座 ：支座的工作状况是支座与试验结构表面接 触支承着试验结构，支座的反力作用于试验结构， 支座本身由支墩支承。
❖ 2．支墩：支墩与地面接触，是支座的支承装置。试 验室使用钢制或钢筋混凝土制的支墩，支墩可以自 由移动。现场进行结构试验时使用的支墩由砖块砌 筑或由混凝土浇注而成，这些支墩往往是一次性使 用，所以它们的结构是简易的。支墩保证抗压强度 和稳定要求。
图３.１ 用重物作均匀加载
1.重物 2.试件 3.支座 4.支墩
图３.２ 用吊篮－重物作集中加载
图３.３ 用水作均匀加载的试验装置
1.水 2.防水布 3.斜撑 4.试件
注明：已建或新建桥梁的多加载试验大都采 用载重汽车作为重物加载。
2 杠杆加载法
图３.４ 杠杆加载装置 注明：需要一个锚固点承受向上的反力。
2.下列（ E）不属于长期荷载试验。
A 混凝土的徐变
B 预应力钢筋的松弛
C 混凝土的碳化
D 钢筋的锈蚀
E 混凝土试块150*150*150抗压试验
3.结构试验中用分配梁传递荷载的下列装置
中，不正确的是（
）
4. （ ）不仅可以对建筑物施加静力荷栽，
也可以施加动力荷栽。
A．重物加载
B．机械式加载
C．气压加载
❖ 【说明】
❖ 重物加载：在建筑结构试验和检验中是最经常使用 的加载方法之一，是使用容重较大的又容易获得的 物质对结构或构件施加荷载的方法。
❖ 重物加载的优点是：
1.适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷载值的稳 定；
2.荷载重物容易获取，加载方法简单方便，经济可靠。
❖二、 液压荷载系统
❖ 1、 液压加载器（ P20～ P21）
❖ 五、现场试验的荷载装置
图３.2０ 现场试验加荷方案图
1.实验试件 2.荷载架 3.平衡重 4.铺板 5.横梁
❖ 六、结构试验对试件设计的构造要求
❖ 图2.23 试件设计时考虑加荷需要的构造措施
【思 考 题】
1. 下列（ D ）不属于科学研究性试验。
A．验证结构计算理论的假定 B．为制订设计规范提供依据 C．为发展和推广新结构、新材料与新工艺 提供实践经验 D．服役结构的可靠性鉴定
第2章 结构试验设计原理
2.1 概述(试验过程)
(一)建筑结构试验规划与设计: 试验任务分析,试件设计,试验装置与加载方案设
计,观测方案设计,试验中止条件和安全措施
1. 建筑结构试验组织计划是组织工作的需要 2. 建筑结构试验组织计划是结构试验特点的要求
（1）建筑结构试验没有固定的模式。 （2）建筑结构试验耗资较大。 （3）建筑结构试验周期长。
D．液压加载
5. 下列各种试验方法中，属于静力试验的
是。（ ）
A 循环加载
B 弹簧和螺旋千斤顶机械加载
C 用惯性力激振加载
D 地震模拟振动台加载
6. 结构试验中用分配梁传递荷载的下列装
置中，不正确的是（
）
7.气压加载对建筑结构可施加均布荷载和集
中荷载。（ ）
Байду номын сангаас
8.下列哪种不是重力加载法的加载设备?( )
3. 建筑结构试验组织计划关系到试验的成败 4. 建筑结构试验组织计划是体现技术水平和管理水平
的窗口
(二) 试验技术装备:
试件制作,预埋传感器元件,安装试验装置及试件,安装测 量元件,调试标定仪器设备,相关材料性能测试等
(三)试验实施过程:
纪录试件初始状态,采集并纪录试验数据,观测并纪录试 件特征反应(裂缝,破坏形态,声音,热特征,环境特征 和其他信息)
c) 1.试件 2.伺服千斤顶 3.地脚螺栓
❖四、 结构试验台座(P30)
❖ 1. 抗弯大梁式台座和空间桁架式台座
图３.1６ 抗弯大梁台座的荷载试验装置
图３.1７ 空间桁架式台座
❖ 2. 地面试验台座
图３.１８两种板式试验台
图３.１９ 箱式试验台座示意图
1.实验试件 2.荷载架 3.千斤顶 4.液压操作台 5.台座孔
❖2.3 应变测试技术
❖一、 电阻应变片的工作原理
❖ 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。
图2.24 金属丝电阻应变计组成
图2.25 金属丝的电阻应变原理
1.受力前的金属丝 2.受力后的金属丝
❖ 待测非电量ε电阻变化△R应变值 ε ❖①感受应变：ε △R ❖②测量△R： ❖应变仪将应变片的△ R → △ U或△ I ，惠斯顿电桥； ❖放大器； ❖输出应变值。
❖ 【例题】等强度梁静态应变测试
❖ 采用等强度钢梁，钢梁的μ=0.285，L=150mm,室温、
单向受力状态，应变片丝栅方向与最大主应变方向一
致，采用砝码在梁一端施加作用力P=0.1KN，测得挠
图３.５ 单、双向作用液压加载器图
1.端盖 2.进油出油口 3.油封装置 4.活塞杆 5.活塞 6.工作油缸 7.固定环
❖ 2、 液压千斤顶（ P21～ P23）
手动液压千斤顶： （P23图3-11） 无需电源，适合现场结构静载试验和实验室的
试验。 扁式液压千斤顶：砌体结构现场试验（P23图3-12）
二. 应变片的规格——几何参数
❖ 应变片的敏感栅工作面积：应变片敏感栅长宽之积S=L*b ❖ L-栅长标距 ❖ b-栅宽 ❖ 注意：尽量选用L大、 b小的应变片。
图2.26 电阻应变片构造示意图
1.引出线 2.电阻线 3.覆盖层 4.基底层
❖三、 电阻应变片的构造
❖ 电阻应变片的主要技术指标如下； ❖ ⑴电阻值R（Ω）； ⑵标距； ⑶ 灵敏系数K。
2. 灵敏系数：单向受力状态下，敏感栅纵向中心
线与应力方向平行时，应变片电阻值的相对变化与
沿其纵向的应变之比值
R
k
R
X
电阻丝端头横向变形，电阻应变片的实际灵敏 度K≤K0。实际工作中一般采用标定的方法确定应 变片的灵敏度。灵敏系数K值与敏感栅的材料和构 造有关，由生产厂家标定给出。常用应变片的K值
1.试验荷载的作用方式必须使被试验结构或构件 产生预期的内力和变形
2. 加载设备产生的荷载应能够以足够的精度进行 控制和测量
3. 加载设备和装置不应参与结构工作，不改变结 构或构件的受力状态
4. 加载设备本身应有足够的强度和刚度
❖３.2 静载试验的加载设备
❖ 一、重力加载系统
❖ 1. 重力直接加载
的具体性能) 5.统一测试方法和评价标准(鉴定性用统一标准,
研究性用约定) 6.降低试验成本和提高试验效率
2.3测试技术基本原理 1.传杆器:一中转换器件,把物理量或化学量转换为可以
观测\纪录并加以利用的信号. 2.测量:确定试验结构的反应量值而进行的过程.方式是
比较 3直接测量:无须经过函数关系的计算,直接通过测量仪
3、 液压试验机（ P23）
主要用于混凝土、石 材等建材产品及其它材 料的抗压强度的试验。
采用液压加荷、电子 测力；具有数字显示试 验力及加荷速度，最大 试验力保持等功能。该 机还可配置计算机，可 进行数字采集、处理， 也可直接将试验结果打 印和存储。
图３.６ 电液式压力试验 机
❖ 4、 电液伺服液压试验系统（ P24～ P25）
❖ 1. 必须保证结构在支座处能自由转动和结构在支 座处能正确地传递力。
❖ 2. 铰支座处的上下垫板要有一定刚度。 ❖ 垫板厚度d可按下式计算： ❖ 3. 滚轴强度的要求。并按下式进行强度验算
表1.1 滚轴直径选用表
❖ 4. 试验装置
图３.1１ 受弯构件试验装置示意图
1.荷载 2.荷载传感器 3.垫块 4.垫块 5.支墩 6.承载台 7.试件 8.垫块 9.支座 10.垫块 11.分配梁
器得到被测量值(直尺,百分表) 4.间接测量:在直接测量的基础上,根据已知的函数关系,
通过计算被测量值 5.标定:采用已知的标准物理量校正仪器或测量系统的
过程 6.测量单位计量标准:我国国际单位
M,,kg,s,A,K,cd,mol 7.现代测量的特点：电测法，计算机的应用
第3章 结构静载试验
❖ ３.1 静载试验加载设备
【部分答案】
13.重物加载的优点是： (1)适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷
载值的稳定； (2)荷载重物容易获取，加载方法简单方便，
经济可靠。 重物加载的缺点是：
由于重物荷载的体积庞大，在进行建筑 构破坏性实验过程中应采取尽安全保护等措 施，保证试验的安全。
14. 荷载支承装置必须具有足够的强度和刚度， 才能胜任工作保证实验顺利进行。荷载支承装
❖ 【说明】
❖ 机械式加载
❖ 机械式加载方法就是利用简单的机械设 备对结构施加荷载，机械式加载对建筑结构 可施加集中荷载。
❖ 机械式加载的优点是加载机械设备简单 可靠，实现加载容易。
❖四、 气 压 加 载
❖ 图３.９ 气压加载装置示意图
❖
1.螺母 2.压梁 3.拼合木板
❖ 自上而下共有6层装置： 4.气囊 5.试件 6.试验支座
❖ 液压加载的原理清晰，加载设备操作简单方便、 安全可靠，能产生较大的荷载，而且荷载容易控制 准确稳定，并能实现多点同步加载，是目前建筑结 构试验应用最广技术先进的加载方法之一。
❖三、 机械力荷载
❖ 1、卷扬机、绞车加载
❖ P=φ·n·K·p
❖ 图３.８ 拉力测力装置布置图
❖ 2、 螺旋千斤顶加载 ❖ 3、 螺旋、弹簧加载 ❖ 4、 倒链
图2.14 受压构件试验装置示意图 1.荷载 2.垫块 3.荷载传感器 4.支座 5.试件 6.承载台
❖ 【说明】
❖ 1．支座 ：支座的工作状况是支座与试验结构表面接 触支承着试验结构，支座的反力作用于试验结构， 支座本身由支墩支承。
❖ 2．支墩：支墩与地面接触，是支座的支承装置。试 验室使用钢制或钢筋混凝土制的支墩，支墩可以自 由移动。现场进行结构试验时使用的支墩由砖块砌 筑或由混凝土浇注而成，这些支墩往往是一次性使 用，所以它们的结构是简易的。支墩保证抗压强度 和稳定要求。
图３.１ 用重物作均匀加载
1.重物 2.试件 3.支座 4.支墩
图３.２ 用吊篮－重物作集中加载
图３.３ 用水作均匀加载的试验装置
1.水 2.防水布 3.斜撑 4.试件
注明：已建或新建桥梁的多加载试验大都采 用载重汽车作为重物加载。
2 杠杆加载法
图３.４ 杠杆加载装置 注明：需要一个锚固点承受向上的反力。
2.下列（ E）不属于长期荷载试验。
A 混凝土的徐变
B 预应力钢筋的松弛
C 混凝土的碳化
D 钢筋的锈蚀
E 混凝土试块150*150*150抗压试验
3.结构试验中用分配梁传递荷载的下列装置
中，不正确的是（
）
4. （ ）不仅可以对建筑物施加静力荷栽，
也可以施加动力荷栽。
A．重物加载
B．机械式加载
C．气压加载
❖ 【说明】
❖ 重物加载：在建筑结构试验和检验中是最经常使用 的加载方法之一，是使用容重较大的又容易获得的 物质对结构或构件施加荷载的方法。
❖ 重物加载的优点是：
1.适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷载值的稳 定；
2.荷载重物容易获取，加载方法简单方便，经济可靠。
❖二、 液压荷载系统
❖ 1、 液压加载器（ P20～ P21）
❖ 五、现场试验的荷载装置
图３.2０ 现场试验加荷方案图
1.实验试件 2.荷载架 3.平衡重 4.铺板 5.横梁
❖ 六、结构试验对试件设计的构造要求
❖ 图2.23 试件设计时考虑加荷需要的构造措施
【思 考 题】
1. 下列（ D ）不属于科学研究性试验。
A．验证结构计算理论的假定 B．为制订设计规范提供依据 C．为发展和推广新结构、新材料与新工艺 提供实践经验 D．服役结构的可靠性鉴定
第2章 结构试验设计原理
2.1 概述(试验过程)
(一)建筑结构试验规划与设计: 试验任务分析,试件设计,试验装置与加载方案设
计,观测方案设计,试验中止条件和安全措施
1. 建筑结构试验组织计划是组织工作的需要 2. 建筑结构试验组织计划是结构试验特点的要求
（1）建筑结构试验没有固定的模式。 （2）建筑结构试验耗资较大。 （3）建筑结构试验周期长。
D．液压加载
5. 下列各种试验方法中，属于静力试验的
是。（ ）
A 循环加载
B 弹簧和螺旋千斤顶机械加载
C 用惯性力激振加载
D 地震模拟振动台加载
6. 结构试验中用分配梁传递荷载的下列装
置中，不正确的是（
）
7.气压加载对建筑结构可施加均布荷载和集
中荷载。（ ）
Байду номын сангаас
8.下列哪种不是重力加载法的加载设备?( )
3. 建筑结构试验组织计划关系到试验的成败 4. 建筑结构试验组织计划是体现技术水平和管理水平
的窗口
(二) 试验技术装备:
试件制作,预埋传感器元件,安装试验装置及试件,安装测 量元件,调试标定仪器设备,相关材料性能测试等
(三)试验实施过程:
纪录试件初始状态,采集并纪录试验数据,观测并纪录试 件特征反应(裂缝,破坏形态,声音,热特征,环境特征 和其他信息)
c) 1.试件 2.伺服千斤顶 3.地脚螺栓
❖四、 结构试验台座(P30)
❖ 1. 抗弯大梁式台座和空间桁架式台座
图３.1６ 抗弯大梁台座的荷载试验装置
图３.1７ 空间桁架式台座
❖ 2. 地面试验台座
图３.１８两种板式试验台
图３.１９ 箱式试验台座示意图
1.实验试件 2.荷载架 3.千斤顶 4.液压操作台 5.台座孔
❖2.3 应变测试技术
❖一、 电阻应变片的工作原理
❖ 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。
图2.24 金属丝电阻应变计组成
图2.25 金属丝的电阻应变原理
1.受力前的金属丝 2.受力后的金属丝
❖ 待测非电量ε电阻变化△R应变值 ε ❖①感受应变：ε △R ❖②测量△R： ❖应变仪将应变片的△ R → △ U或△ I ，惠斯顿电桥； ❖放大器； ❖输出应变值。