结构试验设计案例
受弯预制构件结构性能检验的检测方案及案例分析
受弯预制构件结构性能检验的检测方案及案例分析摘要：依据GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》，本文介绍了受弯预制构件结构性能检验的检测方案宜包含的内容，编制了装配式混凝土预制楼板结构性能检验的检测方案，为受弯预制构件结构性能检验的检测方案制定及实际操作提供参考。
关键词：受弯预制构件；混凝土预制楼板；结构性能检验；检测方案1引言在使用GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》的附录B “受弯预制构件结构性能检验”时，由于标准未对试验过程的细节（如简支受弯试件支座的检查、位移计的安装、集中荷载时钢垫板的尺寸、对于试件加载前已存在裂缝的确认过程、为了获得试件的实际承载力和破坏形态时的后期加载过程等）进行详细说明，因此GB 50204-2015《混凝土结构工程施工质量验收规范》要求试验报告内容应包括试验方案等，以求能够实现试验的规范性、可操作性、可复现性、可比对性。
由于试验方对试验细节的理解不一，试验过程操作方法各异，或将试验细节选择性跳过，使检测方案编制不一致、漏项，试验人员难以深入理解、操作困难。
现以预制楼板为例，对编制受弯预制构件结构性能检验检测方案的要点进行浅析。
1.检测方案内容检测前，应根据检测目的制定检测方案。
检测方案宜包括下列内容：试验目的、检测依据、抽样原则、试验前准备（包含：人员、样品、设备、环境、安装、加载物、加载方案、测量方案等）、现场加载、现场量测、结果评定、安全措施、应急预案等，并计算各级临界试验荷载值及检验指标的预估值，作为试验分级加载和现象观测的依据。
2.根据委托方提供的构件尺寸及预制楼板的荷载条件绘制试验简图（例如：图1），计算预制楼板试件加载面积。
试件的加载布置应符合计算简图，当试验加载条件受到限制时，也可采用等效加载的形式。
图2为预制楼板构件尺寸及配筋图。
图1 结构性能试验简图图2 构件尺寸及配筋图3.安装3.1构件的安装：构件安装时应按照设计图纸要求及委托方要求，将构件安装至简支受弯试件支座上。
《混凝土结构设计原理》实验
《混凝土结构设计原理》实验指导书及报告书专业班级：姓名：学号:实验成绩：土木建筑工程学院结构实验室2017年11月实验一钢筋混凝土单筋矩形梁正截面受弯承载力试验一、试验目的1、观察适筋梁的破坏过程(裂缝出现及开展，挠度变化及破坏特征)。
2、观察适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。
3、验证平截面假定。
4、初步了解正截面科学研究的基本方法。
二、试件设计为了确保梁正截面受弯破坏，试件的剪弯区段配置足够数量箍筋。
纵筋端部锚固也足够可靠。
图1－1和表1－1给出了L－1(适筋梁)的配筋详图及截面参数。
设计时，砼采用C30，架立钢筋HPB300级钢筋，纵向受力筋HRB400级钢筋。
表1－1 实验梁参数图1－1 配筋详图三、试件制作试件采用干硬性砼，振捣器振捣，蒸气养护或自然养护28天，制作试件同时预留砼立方体试块(150mm×150mm×150mm)和纵向受力钢筋试件以测得砼和钢筋的实际强度，所用钢筋不得冷拉。
表1－2 材料强度四、加荷装置采用三等分点加荷，梁中部为纯弯区段，见图1－2。
图1－2 加载装置示意图五、仪表安装1、百分表(φ1～φ3)用来测定梁的挠度，其中φ1、φ2用来测定支座沉降。
123f ()2φφφ＋挠度＝－2、用应变片来测定纵向应变以验证平截面假定。
3、分配梁应与试件在同一平面内，并对中。
4、通过加载系统电脑直接显示所加荷载。
六、安全措施及注意事项为了得到准确可靠的试验数据以及保证试验过程中人和仪器仪表的安全，应做到：1、试验区域必需清洁整齐。
2、加荷系统稳定可靠。
3、为了防止仪表损坏，在安装时应轻拿轻放，用力要适当，并绑好安全绳。
4、在试验中不能够触动仪表，以免影响读数。
5、试验梁下设安全垫块以免梁破坏时伤害操作人员和破坏仪表。
6、试验过程中为避免人员伤害，不得在试件破坏阶段离试件过近（尤其不能在试件底面观察）。
七、加荷制度1、荷载分级不宜超过计算破坏荷载的10％，构件开裂前每级荷载宜取计算破坏荷载的10％，超过计算破坏荷载的90%后，取5％。
3 结构检测鉴定典型案例剖析
2层东侧快安装完预制板时，突然倒塌
6个开间的7榀框架连续向西倒塌
23
横向主框架传力不合理
楼盖采用预制板且无相互联结
预制板下无预埋件
24
梁与柱连接处未设加劲板
规范的梁与柱连接
柱未贯通
规范要求柱贯通
25
柱未采用埋入式
规范要求柱采用埋入式
1层立柱焊缝未焊透
1层立柱焊缝内填塞钢筋
26
预埋件处混凝土不密实
为检验焊缝的质量，在该工程建筑废墟的堆料场，从 钢梁的焊接部位截取钢材，加工成条带状试件后，进行钢 材的力学性能。
拉力试验后的焊缝试样
焊缝剖面中有未焊透
29
2根“C”型钢 纵梁截面尺寸过小（单向框架）
鉴定结论： 结构体系不合理和
施工时的焊接质量差是 导致在建工程倒塌事故 的主要原因。而纵梁截 面尺寸过小，不能有效 形成双向框架；楼盖又 采用预制板，结构整体 性很差，引发在建工程 6个开间的7榀框架连续 倒塌。
3）对钢构件存在的损伤、缺陷应进行补强处理。 4）屋面已出现渗漏，需重做屋面找坡层、防水层，并应采取相 应措施减轻屋面重量。
36
案例7：长春市某养鸡场采用门式刚架钢结构(冷弯薄壁型钢)，跨度约 20m，纵向标准柱距为6m，总长约92m。主结构采用G450级钢的材料， 次结构采用Q345钢的材料。鸡场于2012年10月竣工，2013年1月投入使 用。 2013年5月发现部分钢架斜杆有变形弯曲现象，并伴随有异响。 为了解结构安全状况和斜杆变形弯曲的原因，为下一步的处理提供技 术依据，需对其进行检测鉴定。
案例6： 长春市某影厅钢结构所用钢材为Q345B ，南北向主钢
梁的跨度为25.2m。主钢梁拼接节点采用高强度螺栓连 接，未按设计要求采用等强焊接，钢梁拼接节点位置见 下图。投入使用一年后，2012年年底出现屋面主钢梁高 强度螺栓断裂(拼接节点①)和梁挠度过大的状况。为了 解影厅钢结构出现上述现象的原因，需对其进行检测鉴 定。
钢结构试验方案
钢结构试验方案1. 引言钢结构是一种常见的建筑结构形式，具有重量轻、强度高、刚度好等优点，在建筑、桥梁、矿山设备等领域得到广泛应用。
为了确保钢结构的安全可靠性，需要进行试验来评估其性能，本文将介绍钢结构试验方案的具体内容。
2. 试验目的本次试验的主要目的是对钢结构的承载能力进行评估，确定其在设计荷载下的性能表现。
3. 试验对象本次试验选择了一根标准的钢结构梁作为试验对象，梁的尺寸为10m长、40cm高、30cm宽，材料为Q235钢。
4. 试验装置为了模拟真实的使用情况，本次试验采用了以下装置： - 荷载传感器：用于测量梁的受力情况； - 力施加装置：用于施加设计荷载； - 位移测量仪：用于测量梁的变形情况； - 数据采集系统：用于记录试验数据。
5. 试验方案5.1 荷载试验在试验过程中，采用逐渐增加荷载的方法进行测试。
首先以10%的设计荷载对梁进行荷载，然后逐步增加荷载，直到达到100%的设计荷载为止。
在每个荷载级别下，持续加载一段时间以稳定梁的应力状态，并记录梁的受力和变形情况。
5.2 变形试验在梁加载到100%设计荷载后，持续施加荷载并记录荷载与变形的关系。
通过测量梁的位移，可以评估其刚度和变形能力。
5.3 断裂试验为了评估梁的强度和韧性，需要进行断裂试验。
通过增加加载，直到梁发生破坏为止。
记录断裂前的荷载以及破坏模式，并进行数据分析和评估。
6. 数据处理与分析试验结束后，对试验数据进行处理和分析，包括计算梁的极限荷载、应力-应变曲线、刚度、强度等参数。
通过对试验结果的分析，可以对钢结构梁的性能进行评价。
7. 结论通过本次试验，我们可以获得钢结构梁在设计荷载下的性能表现。
根据试验结果，可以对钢结构的设计、施工和使用提出建议，以确保其安全可靠性。
8. 参考文献[1] GB 50017-2017 建筑钢结构设计规范.中国建筑工业出版社，2017.[2] 钢结构试验方法及分析.企业工程出版社，2009.以上就是钢结构试验方案的具体内容，通过试验可以对钢结构的性能进行评估，并提供有效的设计和改进建议，以确保钢结构的安全可靠性。
工程结构检测方案实例
工程结构检测方案实例一、前言在建筑工程中，结构检测是非常重要的一环，通过对工程结构的检测可以全面了解工程的质量状况，及时发现问题并进行整改，确保工程的安全和可持续使用。
本文将结合实际案例，介绍一套工程结构检测方案实例，以期为相关工程技术人员提供参考。
二、检测对象本次检测的对象为一座新建的高层商业办公楼，总建筑面积约为50000平方米，结构形式为钢筋混凝土框架结构。
本次检测旨在了解建筑结构的材料、施工工艺和质量状况，确保建筑结构的安全可靠。
三、检测内容1. 结构材料检测：包括水泥、钢筋、混凝土等材料的检测，确认材料的质量和规格是否符合设计要求。
2. 结构施工工艺检测：通过对结构施工工艺的检测，了解施工过程中是否存在质量问题，如模板安装、混凝土浇筑、钢筋绑扎等。
3. 结构质量检测：包括结构的整体质量检测、局部质量检测，检测结构的裂缝、变形、开裂等情况，确保结构的稳定性和安全性。
4. 结构耐久性检测：通过对结构的防水、防腐、防火等方面进行检测，了解结构的耐久性和使用寿命。
五、检测方法1. 结构材料检测：采用取样检测和实验室分析的方式，对工程中使用的水泥、钢筋、混凝土等材料进行检测，包括强度、密度、含水量等指标。
2. 结构施工工艺检测：采用现场实地调查和记录、拍照等方式，对施工过程中各个环节进行检测，确认施工是否符合规范要求。
3. 结构质量检测：采用现场检测和检测仪器测量的方式，对结构的质量、稳定性进行全面检测，包括裂缝检测、变形监测等。
4. 结构耐久性检测：采用现场观察和实验室分析的方式，对结构的防水、防腐、防火等方面进行检测，确保结构的耐久性和安全性。
六、检测结果通过上述检测方法，我们得到了以下结论：1. 结构材料：水泥、钢筋、混凝土等材料全部符合设计要求，质量良好。
2. 结构施工工艺：施工过程中存在一些细节问题，如模板安装不规范、混凝土浇筑时存在空鼓现象等，需要及时整改。
3. 结构质量：结构整体稳定，未发现明显的裂缝、变形等问题，建筑安全可靠。
结构设计原理实验-钢筋混凝土矩形梁正截面破坏试验
• 二、实验内容 • 1.通过对钢筋混凝土矩形梁正截面破坏实验的全过程, 从梁的构造、钢筋构造、配筋率、正截面计算的基本 内容、受弯构件工作阶段、破坏特征,验算实验梁在不 同荷载作用下控制断面(最不利截面)的应力、挠度和 裂缝开展的位置及宽度,梁最大破坏荷载时相应挠度。 • 2.正式实验前，根据实验梁的构造、配筋和强度，估 算梁的最大破坏荷载，然后估算的最大破坏荷载分五 级列表算出每级荷载作用下相应测点处理论计算(应变 和挠度)值,以此指导实验方案的实施。
• 七、思考题： • 1．混凝土的标号低于设计标号实测的应力(或 应度)变大还是变小？ • 2．钢筋混凝土梁受弯强度应采用规范中轴心受 压还是弯压指标？
•
图-1
正截面破坏实验简支梁
•
图-2
梁实验装置和测点布置
1-千斤顶; 2-力传感器;3-分配梁4-试验梁;5-混凝土应变片; 6-钢筋应变片;7-机电百分表;
• 五、实验实施步骤 • 1．加载前检查传感器、电阻片、挠度计的连接 和安装状态，并进行初始平衡调试； • 2．先作一次预备实验，预备荷载值取破坏荷载 的30-40%。加载后，测取读数，观察实验梁、 仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才 能进行正式试验。 • 3．正式实验时，原则上应按计算破坏荷载的 20%（也可取整数荷载值）分级加载，每级加载 后稳定5分钟再读取试验数据。
• 4．裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观 察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和 描述。 • 5．当裂缝宽度达到1.5mm时，即视为破坏。或 混凝土受压区破坏或钢筋应力达到屈服点，亦 视为破坏。观察时应特别注意安全。
• 六、实验报告要求 • 1．将实验中每级实际荷载作用下的理论计算值 和各测点实测值列表； • 2．将试验过程中从开始加载直至破坏划分为三 个工作阶段,并将跨中截面用图示方法描绘(计 算值为实线,测试值用虚线标出应度值)； • 3．绘出弯矩(或荷载)与各挠度测点的关系曲 线(按三个工作阶段,计算值为实线,测试值用虚 实际分级的 荷载重新计算每级荷载作用下相应测点处 理论计算(应变和挠度)值,并将实验记录值 整理，将实验过程中出现的异常情况或测 试极值取舍后作为实测值再与理论值进行 比较。
某铁路车辆车架结构设计及静强度计算与试验
某铁路车辆车架结构设计及静强度计算与试验一、引言铁路交通作为重要的运输方式，对车辆的安全性和稳定性要求非常高。
在铁路车辆中，车架作为支撑整个车辆结构的重要部件，其设计和性能直接关系到车辆的运行安全和稳定性。
对铁路车辆车架结构的设计及静强度计算与试验显得尤为重要。
本文将以某铁路车辆车架结构设计及静强度计算与试验为案例，从设计理念、计算方法到实际试验结果进行详细分析和总结，为铁路车辆车架结构的设计与研究提供参考。
二、车架结构设计1. 设计理念某铁路车辆采用了框架式车架结构，其设计理念是在保证车架整体刚性和强度的前提下，尽可能减轻车架的重量，提高车辆的运行速度和能效。
为了实现这一设计理念，车架的结构采用了轻量化材料，并加强了关键部位的结构连接。
2. 结构特点某铁路车辆车架的结构特点主要包括：（1）采用高强度轻质材料，如铝合金和高强度钢材；（2）采用焊接和螺栓连接的结构形式，提高了车架的整体刚性；（3）关键部位采用加强筋和支撑，提高了车架的承载能力。
三、静强度计算1. 计算方法在车架结构设计中，静强度计算是至关重要的环节。
某铁路车辆车架的静强度计算主要采用了有限元分析和材料力学理论相结合的方法。
具体步骤包括：（1）建立车架的有限元模型，包括关键部位的约束和加载条件；（2）根据车架的实际荷载及运行工况，进行静载分析和动载分析；（3）根据材料力学理论，对车架各部位的应力、变形和疲劳寿命进行计算。
2. 计算结果静强度计算的结果表明，某铁路车辆车架在正常运行工况下具有足够的强度和刚性，能够满足铁路运行的安全要求。
计算结果还为车架的优化设计提供了依据，包括加强关键部位的结构连接和降低车架的重量。
四、静强度试验1. 试验准备为验证静强度计算的准确性，某铁路车辆车架进行了静强度试验。
试验准备主要包括：（1）确定试验方案，包括试验加载和测量点；（2）准备试验样品，包括车架的关键部位和焊接接头；（3）安装试验设备，进行试验加载和数据采集。
结构设计原理-钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
2
裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和描述。
图二 试验过程
图三 试验过程
STEP3
STEP2
STEP1
绘出荷载作用下的裂缝开展图，标出主要裂缝出现时的荷载值；
计算侧向位移、绘出计算与实测的p-f关系曲线图；
计算受拉区出现裂缝时的荷载值，受压区出现裂缝时荷载、破坏荷载、破坏时钢筋最大应力，分析误差产生的原因；
实验前测量柱子尺寸及力作用点偏心矩；
预备试验时，预载值取计算破坏荷载的20％左右。同时，加载后测取读数，观察试验柱，仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才能进行正式试验；
实验过程中观测的内容
正式试验开始时，预加5％初荷载，调试仪器，按计算破坏荷载的20％分级加载，每级稳定5分钟后读取试验数据，当接近开裂荷载时，加载值应减至为原分级的一半或更小，并注意观察裂缝发展情况，同时拆除构件上装置的位移计后，再继续加载到破坏；
钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
202X
结 构 设 计 原 理
1
通过试验了解偏心受压构件理论计算的依据和分析方法；
2
观察偏心受压柱的破坏特征及强度变化规律，进一步增强对钢筋混凝土构件试验研究和分析能力；
3
加强学生对于理论知识的理解和消化。
试验二 钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
试验目的及要求
实验内容 在静荷载作用下，测定柱测向位移和L/2截面钢筋及混凝土应变，描绘柱体裂缝出现、扩大与破坏状况及特征，测定开裂荷载值及破坏荷载值。
实验报告要求
01
分析试验中出现的问题，提出解决问题的办法；
02
对试验中出现的现象及与理论课中产生的误差进行讨论和分析。
偏心受压的破坏现象与哪些情况有关？
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试验设计
(2). 试验的荷载图式 试验荷载在试件上的布置形式称为加荷图式，荷载图式应与结构设计计算荷
载图式相一致；否则应采用与计算简图相似的等效荷载图式。 等效加荷图式应满足：
1、等效荷载产生的控制截面上的主要内力应与计算内力值相等； 2、等效荷载产生的主要内力图形与计算内力图形相似。 3、由于等效荷载引起的变形差别，应给予适当的修正。 4、控制截面内力等效时，其次要截面上的内力应与设计值接近。
框 架 结 构 梁 柱 构 件 试 验
试验设计
(2). 试件尺寸 试验试件尺寸可分为真型和模型两类。试件尺寸受尺寸效应、构造要求、试
验设备和经济条件的限制，动力试验试件尺寸还受试验激振加载条件的限制。 思考：何谓尺寸效应？为何混凝土立方体抗压强度判定中引入一尺寸修正系数？
模
型
振
动
台
试 验
பைடு நூலகம்
钢架构件教学试验
B. 科学研究试验：服务于科研目的 试件数目即试验量也是一不可忽视的问题，试验量的大小直接关系到能否满
足试验目的任务及整个试验的工作量问题，受研究经费及时间期限的限制。 试件的数量主要取决于两个因素：参数的多少（因子数）和其相应的各种状
态（水平数）。 根据因子和水平数的不同搭配，试验可分为两种：全因子试验和正交试验。 全因子试验考虑了因子和其水平数的所有可能组合情况而形成的试件数目。 正交试验设计法则是利用正交表安排多因子试验，这两种试验的各有特点。
试验设计
试件2中：截面是采用第一水平，而砂浆也是第一水平，垂直应力是第二水平，得 出一个抗剪强度值 ；试验6中：截面是采用第二水平，而砂浆也是第一水平，垂直应力 是第二(一)水平，得出一个抗剪强度值；全因子试验实际反应出两个问题:一个是在其 它因素都不变的条件下，单单变一个因素，可以看 到试验结果的变化情况,二是反应两个因素的交互作用。
试验设计
2.结构试验的荷载设计 试验加载方案除了与试验目的有直接关系外，还与试验对象的结构类型、构
件在试验室的空间位置有关。 (1).结构类型和搁置位置
承受均布荷载的板、壳结构采用重力加载施加均布荷载或采用若干组不连续 的集中力等效代替均布荷载。
承受竖向力和水平力的墙柱，采用集中力加载方案； 试件在试验时的空间位置有以下几种： 正位试验：与实际工作状态一致； 反位试验：便于裂缝观察； 卧位试验：降低试验装置高度，便于仪表安装、读数； 原位试验：支撑、边界条件与实际一致；
等效荷载图示
试验设计
(3).试验荷载计算 生产检验性试验的试验荷载：
Qd GGK QQK
承载力极限状态：QS GK QK
正常使用极限状态：
科学研究性试验的试验荷载 控制截面实际承载力极限状态：
S
c u
R(
f
0 c
,
f
0 s
,
a
0
.....)
试验设计
(4).试验加载程序 不同性质的试验采用不同的加载方案,
试验设计
试验1中：截面是采用第一水平，而砂浆也是第一水平，垂直应力是第一水 平，得出一个抗剪强度值 ；试验5中：截面是采用第二水平，而砂浆也是第一 水平，垂直应力是第二水平，得出一个抗剪强度值；将两个强度的平均值作为 砂浆取第一水平时的抗剪强度值，同样与砂浆取第二水平时的抗剪强度值相比 较来分析砂浆强度对抗剪强度的影响 ；
试验设计
(2). 试件数量
A. 生产鉴定性试验：按照试验任务的要求有明确的试验对象。 对于顶制构件的质量检验和评定，按《预制混凝土构件质量检验评定标准》
(GBJ 321—90)的规定抽样检验。检查数量；对于成批生产的构件，应按同一工 艺正常生产的不超过1000件且不超过3个月的同类型产品为一批，当连续检验10 批且每批结构性能均符合《标准》规定的要求时，对同一工艺正常生产的构件， 可改为不超过2000件且不超过3个月的同类型产品为一批。在每批中应随机抽取 一个构件作为试件进行检验。 “同类型产品”是指同一钢种、同一混凝土强度等级、向一工艺和同一结构形式 的构件。
第二章 结构试验设计
安徽工业大学建工学院
试验设计
第二章 试验设计
本章重点：1．理解结构试验设计中试件设计、荷载设计和量测设计三个主要部 分的内容以及它们之间的相互关系；
2. 在试件设计中要注意尺寸效应的影响，要考虑边界条件的模拟和 满足试验加载、量测的要求。
1、工程结构试验流程
结构试验设计是整个结构试验中极为重要的并且带有全局性的一项工作。它 的主要内容是对所要进行的结构试验工作进行全面的设计与规划，从而使设计的 计划与试验大纲能对整个试验起着统管全局和具体指导作用。
静力试验加载程序
试验设计
A.由结构静力试验的加载示意图可知： 1)、加载的一般程序可分为一下几个阶段，就即预加载阶段、
试验设计
正交表的特点是在分析某因子对结果的影响时，该 因子取某一水平时，其它因子的各个水平都要取到了， 最后取结果的平均值，作为在该因子在此水平下的试验 结果。
正交表试验与全因子试验在使用中各有特点。在优 化截面面积、砂浆强度和垂直应力这三个因素的时候， 选正交表试验比较好，因为它经过很少的试验就可以选 出各个因素，哪个因素最好的。但是，在建立抗剪强度 和这三个因素的理论关系时，选全因子试验比较确切。 但是不能反映单个因子与目标函数之间的关系。
工程结构试验是一项细致而复杂的工作．因此必须进行很好的组织与设计， 按照试验的任务制定试验计划与大纲，并通过试验计划与大纲的执行来完成。在 整个试验工作中．试验人员必须严肃认真，不然不仅无法实现预期的试验目的， 而且会带来人力、物力与时间的浪费、影响试验结果，甚至导致整个试验的失败 或发生安全事故。只有在试验前做好试验的筹备工作对试验过程中可能出现的情 况事先有所估计，并采取相加措施，及时整理分析并充分利用所取得的试验成果， 才能够做到使用最小的试验耗费取得最大的研究成果。
试验设计
结 构 试 验 流 程 图
试验设计
2、工程结构试验试件设计
试件设计包括试件形状的选择、试件尺寸和数量的确定及构造措施的研究考 虑，应满足结构与受力的边界条件、试验的破坏特征、试验加载条件的要求，以 最少的试件数量获得最多的试验数据，满足任务要求。
(1). 试件形状 目的：构造一个与实际受力相一致的应力状态。 要求：便于试验加载和安全试验。