第5章 土木工程结构静载试验
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工程结构静载试验
▪ 单调加载静力试验是最普遍的试验类型。
▪ 单调加载静力试验主要用于模拟结构承受静荷载 作用下观测和研究结构构件的强度、刚度、抗裂 性等基本性能和破坏机制。
2021/3/7
2
▪5.2 试验前的准备 自学
2021/3/7
3
▪5.3 加载与量测方案的设计
加载方案
单调静力试验的加载程序
2021/3/7
4
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
2021/3/7
5
2.正式加载 荷载量分级要求
♦ 开裂前，在达到开裂荷载计算值的90％以前，按荷 载短期效应组合的20％分级； ♦ 开裂前，达到开裂荷载计算值的90％后，按荷载短 期效应组合的5％分级； ♦ 开裂后，直至达到荷载短期效应组合值，仍按20％ 分级；
♦ 超过荷载短期效应组合值后，直到结构屈服前，按 10％分级.
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6
分级加载级间间歇时间t1（卸载级间间歇时间t3） ♦ 砼结构≥15min，钢结构略少； ♦ 基本原则：变形、应变等基本稳定。 恒载持续时间t2 ♦ 一般科研性试验≥30min ♦ 生产鉴定性试验≥10min ♦ 新结构和大跨结构≥12h 空载持续时间t4=1.5t2
2021/3/7
16
手持式
应变计测量
在裂缝位置的垂直方向布置测点
2021/3/7
17
混凝土开裂的判定
a) 应变仪应变剧增 (应变仪标距跨越裂缝)
b) 应变仪应变剧减 (裂缝在应变仪外)
▪ 单调加载静力试验主要用于模拟结构承受静荷载 作用下观测和研究结构构件的强度、刚度、抗裂 性等基本性能和破坏机制。
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▪5.2 试验前的准备 自学
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▪5.3 加载与量测方案的设计
加载方案
单调静力试验的加载程序
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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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2.正式加载 荷载量分级要求
♦ 开裂前，在达到开裂荷载计算值的90％以前，按荷 载短期效应组合的20％分级； ♦ 开裂前，达到开裂荷载计算值的90％后，按荷载短 期效应组合的5％分级； ♦ 开裂后，直至达到荷载短期效应组合值，仍按20％ 分级；
♦ 超过荷载短期效应组合值后，直到结构屈服前，按 10％分级.
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分级加载级间间歇时间t1（卸载级间间歇时间t3） ♦ 砼结构≥15min，钢结构略少； ♦ 基本原则：变形、应变等基本稳定。 恒载持续时间t2 ♦ 一般科研性试验≥30min ♦ 生产鉴定性试验≥10min ♦ 新结构和大跨结构≥12h 空载持续时间t4=1.5t2
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手持式
应变计测量
在裂缝位置的垂直方向布置测点
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混凝土开裂的判定
a) 应变仪应变剧增 (应变仪标距跨越裂缝)
b) 应变仪应变剧减 (裂缝在应变仪外)
第5章 土木工程结构静载试验
加载方式：板承受均布荷载，可采用重力加载，荷载布 置应均匀，避免因构件变形造成重物块起拱而改变构件受力 形式。当荷载较大采用液压加载时，可用多点集中荷载等效， 并注意同步加载。
梁的试验荷载较大，一般采用液压加载。荷载布置应符 合试验加载图式。当受试验条件限制而采用等效荷载时，除 应注意控制截面内力等效外，还应注意非控制截面的内力差 异对试验结果产生的影响，同时加强非控制截面强度，以防 出现其他破坏形式。
测点布置的原则
⑴在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，简化 试验内容，保证重点部位的测点。
⑵测点的位置必须有代表性，以便测取最关键的数据。
⑶为了保证量测数据的可靠性，在结构的对称部位应 布置一定数量的校核点。
⑷测点的布置应保证试验工作的安全、方便。
仪器选择
⑴选用仪器仪表，必须能满足试验所需的精度和量程 要求，尽可能测读方便；
⑤
腹部斜裂缝宽度达到1.5mm或斜裂缝末端混凝土剪压 破坏
1.35
的受剪
⑥
斜截面混凝土斜压破坏或受拉主筋端部滑脱，其他锚
固破坏
1.50
混凝土构件达到承载力极限状态的破坏标志：
(1)轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受、压构件 1)受拉主筋应力达到屈服强度、受拉应变达到0.01； 2)受拉主筋拉断； 3)受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm； 4)挠度达到跨度的l／50，悬臂构件挠度达到l／25； 5)受压区混凝土压坏； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达到0.2mm。
(2)轴心受压或小偏心受压构件 1)混凝土受压破坏； 2)受压主筋应力达到屈服强度。
(3)受弯构件剪切破坏 1)箍筋或弯起钢筋或斜截面内的纵向受拉主筋应力达到屈服强度； 2)斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏； 3)沿斜截面混凝土斜向受压破坏； 4)沿斜截面撕裂形成斜拉破坏； 5)箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交汇处的斜裂缝宽度达1.5mm； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。
梁的试验荷载较大，一般采用液压加载。荷载布置应符 合试验加载图式。当受试验条件限制而采用等效荷载时，除 应注意控制截面内力等效外，还应注意非控制截面的内力差 异对试验结果产生的影响，同时加强非控制截面强度，以防 出现其他破坏形式。
测点布置的原则
⑴在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，简化 试验内容，保证重点部位的测点。
⑵测点的位置必须有代表性，以便测取最关键的数据。
⑶为了保证量测数据的可靠性，在结构的对称部位应 布置一定数量的校核点。
⑷测点的布置应保证试验工作的安全、方便。
仪器选择
⑴选用仪器仪表，必须能满足试验所需的精度和量程 要求，尽可能测读方便；
⑤
腹部斜裂缝宽度达到1.5mm或斜裂缝末端混凝土剪压 破坏
1.35
的受剪
⑥
斜截面混凝土斜压破坏或受拉主筋端部滑脱，其他锚
固破坏
1.50
混凝土构件达到承载力极限状态的破坏标志：
(1)轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受、压构件 1)受拉主筋应力达到屈服强度、受拉应变达到0.01； 2)受拉主筋拉断； 3)受拉主筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm； 4)挠度达到跨度的l／50，悬臂构件挠度达到l／25； 5)受压区混凝土压坏； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达到0.2mm。
(2)轴心受压或小偏心受压构件 1)混凝土受压破坏； 2)受压主筋应力达到屈服强度。
(3)受弯构件剪切破坏 1)箍筋或弯起钢筋或斜截面内的纵向受拉主筋应力达到屈服强度； 2)斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏； 3)沿斜截面混凝土斜向受压破坏； 4)沿斜截面撕裂形成斜拉破坏； 5)箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交汇处的斜裂缝宽度达1.5mm； 6)锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达0.2mm。
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
沈阳建筑大学
土木工程结构试验与 简支梁试验等效荷载加载图示
沈阳建筑大学
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
沈阳建筑大学
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
沈阳建筑大学
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
沈阳建筑大学
土木工程结构试验与检测
沈阳建筑大学
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
沈阳建筑大学
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
沈阳建筑大学
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。
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
第五章工程结构静载试验
• 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 。
•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。
•2020/7/10
•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
•2020/7/10
•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%。
•加载
•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
•2020/7/10
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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。
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•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%。
•加载
•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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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。
第五章结构静力试验
1）采用拉压万能试验机进行加载。通过试验机的上、下 ）采用拉压万能试验机进行加载。通过试验机的上、 夹具将平板钢试件安装在试验机上， 夹具将平板钢试件安装在试验机上，用试验机控制加载量 的大小。 的大小。 2）采用电阻应变计和电阻应变测试系统测量试件在拉力作 ） 用下的纵向和横向应变，测点布置如图所示。 用下的纵向和横向应变，测点布置如图所示。 3）应变计选用 ×10mm电阻应变计。 电阻应变计。 ）应变计选用2× 电阻应变计 4）计算：由试验机所显示的拉力 和应变测试系统所测得 ）计算：由试验机所显示的拉力F和应变测试系统所测得 的应变值ε1和ε2，按下列式中计算弹性模量和泊松比ν。 的应变值ε 按下列式中计算弹性模量和泊松比ν
加载架 压力传感器
600
600
600
900
900
A
2φ8 300 2φ12
A 2000
200 A---A
2）采用50mm百分表量测梁最大挠度，测点布置如图所示。 ）采用 百分表量测梁最大挠度， 百分表量测梁最大挠度 测点布置如图所示。 3）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变，在梁底 ）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变， 每根钢筋上跨中位置布置2个电阻应变计量测钢筋最大拉应变 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变， 每根钢筋上跨中位置布置 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变，测点布置 如图。混凝土应变计选择3× 电阻应变计， 如图。混凝土应变计选择 ×80mm电阻应变计，钢筋应变计选择 电阻应变计 2×10mm电阻应变计，采用电阻应变仪量测。 电阻应变计， × 电阻应变计 采用电阻应变仪量测。
第五章 结构静力试验
●
结构静力试验的加载制度
100%
预载时间
加载时间
加载架 压力传感器
600
600
600
900
900
A
2φ8 300 2φ12
A 2000
200 A---A
2）采用50mm百分表量测梁最大挠度，测点布置如图所示。 ）采用 百分表量测梁最大挠度， 百分表量测梁最大挠度 测点布置如图所示。 3）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变，在梁底 ）在梁跨中顶面中间布置一片电阻应变计量测混凝土最大压应变， 每根钢筋上跨中位置布置2个电阻应变计量测钢筋最大拉应变 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变， 每根钢筋上跨中位置布置 个电阻应变计量测钢筋最大拉应变，测点布置 如图。混凝土应变计选择3× 电阻应变计， 如图。混凝土应变计选择 ×80mm电阻应变计，钢筋应变计选择 电阻应变计 2×10mm电阻应变计，采用电阻应变仪量测。 电阻应变计， × 电阻应变计 采用电阻应变仪量测。
第五章 结构静力试验
●
结构静力试验的加载制度
100%
预载时间
加载时间
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测点布置的原则
⑴在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，简化 试验内容，保证重点部位的测点。
⑵测点的位置必须有代表性，以便测取最关键的数据。
⑶为了保证量测数据的可靠性，在结构的对称部位应 布置一定数量的校核点。
⑷测点的布置应保证试验工作的安全、方便。
仪器选择
⑴选用仪器仪表，必须能满足试验所需的精度和量程 要求，尽可能测读方便；
在钢筋上布置应变测点，抗弯测量布置在控制截面受力 主筋上，抗剪测量可布置在弯起钢筋和控制截面箍筋上。钢 筋应变测量，可在混凝土浇筑前贴电阻应变计，做好绝缘和 防护处理后浇筑混凝土；也可以在浇筑混凝土时在测点处预 留孔洞，露出钢筋，在试验前粘贴应变计或试验时用机械式 应变测量仪表测量。
钢筋混凝土梁弯起钢筋和箍筋的应变测点
（3）裂缝的测量 开裂的判别及开裂荷载的确定
开裂荷载测量的关键是及时发现第一条裂缝，因此，事先应
该估计裂缝可能出现的区段。
加载过程中或持荷时间内发现第一条裂缝时，按前一级荷载
确定开裂荷载。
混凝土抗拉强度离
散性较大，事先不
易确定裂缝的位置
梁板受拉边沿连续贴应变计或涂导电涂层等方法判断开裂时
间。荷载—挠度曲线判别法判断开裂时刻，当荷载—挠度曲线斜 率首次发生突变时的荷载值为开裂荷载。
等效荷载加载方案
简支梁试验等效荷载加载图 示
观测方案
⑴ 挠度的测量 梁的挠度值是量测数据中最能反映其综合性能的一项指标，
其中最主要的是测定梁跨中最大挠度值及弹性挠度曲线。 挠度测量一般用百分表，选用时要注意量程。挠度测量必须扣 除支座影响，因此，测量单向板和梁跨中最大挠度时，除在跨 中布置沉降测点外，还应在支座处布置沉降测点，测点数目不 得少于3个
2.压杆和柱的静载试验
（1）加载方案 （2）测点布置
1.梁、板受弯构件的静力试验
加载装置
试验方式：受弯构件在试验安装时多采用正位试验，其 一端采用铰支承，另一端采用滚动支承。为了保证构件与支 承面的紧密接触，在支墩与钢板，钢板与构件之间应用砂浆 找平，对于板一类宽度较大的试件，要防止支承面翘曲。也 可采用异位(卧位、反位)试验。
结构静载试验的加载程序
2.加载制度的确定
பைடு நூலகம்
分级加(卸)载的目的：一是为了控制加(卸)载速度， 二是便于观察试验过程中结构的变形等情况，三是为了 统一加载步骤。
加载程序
（1）预载阶段 （2）正式加载阶段
荷载分级 分级间隔时间 恒载时间 空载时间 （3）卸载阶段
量测方案
1.确定观测项目 2.测点布置 3.仪器选择 3. 测读原则
⑵现场试验，尽可能选用于扰少的机械式仪表；
⑶试验结构的变形与时间有关，测读时间应遵守有关 试验方法标准的规定，尤其当试件进入弹塑性阶 段．变形增加较快，应尽可能选用自动记录仪表；
⑷量测仪器的规格和型号，选用时应尽可能相同。
5.4 一般结构构件的静载试验
1.梁、板受弯构件的静力试验
（1）试验装置与加载方案 （2）观测方案
校核测点
钢筋混凝土梁测量应变的测点布置图
截面1-1为测量纯弯曲区域内正应力的单向应变测点； 截面2-2为测量剪应力与主应力的应变网络测点； 截面3-3为梁端零应力区校核测点。 设置校核测点的目的： 为了校核试验的正确性及便于整理试验结果时进行误差 修正，经常在梁的端部凸角上的零应力处设置少量测点以检 验整个量测过程是否正常。
加载方式：板承受均布荷载，可采用重力加载，荷载布 置应均匀，避免因构件变形造成重物块起拱而改变构件受力 形式。当荷载较大采用液压加载时，可用多点集中荷载等效， 并注意同步加载。
梁的试验荷载较大，一般采用液压加载。荷载布置应符 合试验加载图式。当受试验条件限制而采用等效荷载时，除 应注意控制截面内力等效外，还应注意非控制截面的内力差 异对试验结果产生的影响，同时加强非控制截面强度，以防 出现其他破坏形式。
简支梁挠度测量测点布置
（2）应变的测量 梁、板弯曲应变的测量是主要内容之一，通常要测量正
负弯矩控制截面和有突变的截面的应变（应力）分布规律 及中和轴位置，因此沿截面高度连续布置应变测点，测点 数量不少于5个，测点可等距布置，不等距布置采用外密里 疏，以测出较大应变，获得较好精度。
测量梁截面应变分布的测点布置
当裂缝肉眼可见时，其宽度可用最小刻度为0.01mm及 0.05mm的读数放大镜测量。
裂缝宽度的测量
最大裂缝宽度的测量，可选三条目测最大裂缝测量其宽度， 取其中最大值作为最大裂缝宽度。
构件开裂后应立即对裂缝的发生和发展情况进行详细观测， 用测量仪器确定各级荷载作用下的主要裂缝宽度、长度、位置、 走向、裂缝间距和正常使用荷载作用下的最大裂缝宽度。试验后 绘出裂缝展开图，统计出平均裂缝宽度和平均裂缝间距。
5.2 试验前的准备
1.调查研究、收集资料 2.试验大纲的制定 3.试件准备 4.材料物理力学性能测定 5.试验设备与试验场地的准备 6.试件安装就位
5.3 静载试验加载和量测方案的确定 加载方案
1.加载程序 加载程序是指试验进行期间荷载与时间的关系。结构静
载试验的加载程序分为预载、标准荷载（正常使用荷载）、 破坏荷载三个阶段
第5章 土木工程结构静载试验
5.1 概述 5.2 试验前的准备 5.3 静载试验加载和量测方案的确定 5.4 一般结构构件的静载试验 5.5 试验资料的整理与分析
教学目标
（1）熟悉结构试验前的各项准备工作的内容和要求，掌握 试验大纲的编制方法； （2）掌握结构静力试验(单调加载)加载制度的设计、加载 方案和量测方案的设计； （3）掌握结构静力试验中试验加载和观测设计的一般规律 与不同类型结构试验的特殊问题； （4）掌握常用结构构件量测数据的整理分析方法； （5）掌握对预制构配件结构性能的检验与评定方法。
5.1 概 述
目的：
通过对试验结构或构件直接施加荷载作用，采集 试验数据，认识并掌握结构的力学性能。
定义：
在结构的直接作用中，起主导作用的是静力荷载， 因此结构静载试验是土木工程结构试验中最基本最常 见的试验。静载试验主要用于模拟结构承受静力荷载 作用下的工作情况，试验时，可以观测和研究结构或 构件的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机理