-结构静载试验
结构静载试验-第3节应变测试技术汇总.
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。
结构静试验第4节静试验仪器设备(47页)
(a)钢环拉力计
(b)环箍压力计
(c)拉力传感器
(d)拉压传感器
4.5裂缝测量仪表
■结构（尤其是混凝土结构）静力试验、检测中观察裂缝的发 生和发展，对于确定开裂荷载，研究结构抗裂性能和破坏过 程有着重要的作用.
・1、开裂：开裂时间和位置。 1） 借助放大镜用肉眼观察，表面先刷大白浆或涂料 I 2） 用应变计或导电漆膜交替搭接布置来测量开裂.当某处
……上…」
P(L・U>
P 图
4.7数据采集仪器（系统）
-1、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。
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X-Y记录仪传动原理
1、P—伺服放大器；2、2：—电位器＞ 3、3'—伺 服马达；4一笔＞ 5—笔滑块；6—滑轴;7—座标纸
证作用力严格通过柱的轴线，这就使得
弹性元件除了受到轴向力外，还会受到
横向力和弯矩作用。为了消除这种影响， 在
圆筒受载荷端增加两片膜片。
(2 )平板开孔式弹性元件
当测量较小载荷时，常选用有小孔的平板作为弹性 元件，将应变片粘贴在孔的边缘。由于孔边产生应 力集 中，应变比无孔时大得多，可提高测量应变的 读数。
(二)弯曲弹性元件
(1)悬臂梁式弹性元件
这种弹性元件适用于
制作小载荷测力传感
器， 在固定端附近上下表面各贴两个应变片，组成全桥，
结构静载试验 -
5 6
25 30
1106 1336
5 6
25 28
7
8 9
35
40 45 50 55
1565
1804 2035 2267 2498
7
8 9
35
40 45 50 55
10
11
10
11
12
60
以下空白 回归方
程： y=ax+b 其中： y—油压表指示值 s x—荷载值 d R--相关系数
12 回归方程： 其中： s d
重物常用的有铁块、混凝土块、砖、水、砂石甚至废构件 等。
重物荷载常用作均布荷载直接堆放在结构表面。对于使用 砂石等松散颗粒材料加载时，如果将材料直接对方于结 构表面，将会造成荷载材料本身起拱，而对结构起卸载 作用。 重物排列于结构上作为均布荷载时，应分垛堆放，垛间保 持5～15cm的间距，同样也是为了防止起拱。
安装时各支座轴线应彼此平行并垂直于实验构件的纵轴线， 各支座的距离，取为构件的计算跨度。
思考题： 板或梁在不同支承条件下的计算跨度如何取值?
思考题：
连续构件为什么需要设臵可调支座?应如何操作?
分配梁 百分表
反力架
固定铰 支座 支敦
可调支 座
滚动铰 支座
连续梁开洞试验装置 青岛理工大学
⑩
⑨ ② ① ② ③ ④ ⑤
开洞短梁抗剪试验 青岛理工大学
板的试验
清华大学
3、加载设备本身有足够的强度和刚度，并有足够的储备，保证 使用安全可靠。 4、加载设备本身不应参与结构工作，以致改变结构的受力状态 或结构产生次应力。
液压加载器 P P 滚轴 液压加载器
拉杆
有拉杆约束的墙体
土木工程测试课件——结构静载试验
§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
第四章工程结构静载试验精选全文完整版
可编辑修改精选全文完整版第四章工程结构静载试验主要内容试验前的准备加载与量测方案设计常见结构构件静载试验量测数据整理结构性能的检验与评定4.1 概述结构静载试验是用物理力学方法，测定和研究结构在静荷载作用下的反应，分析、判定结构的工作状态与受力情况。
静载试验方法不仅能为结构静力分析提供依据，同时也可为某些动力分析提供间接依据。
结构静载试验中最常用的单调加载静力试验。
主要用于研究承受静载作用下构件的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。
《混凝土结构试验方法标准》既统一了量大面广的生产检验性试验方法，又对一般性科研试验方法提出了基本要求，对生产和科研有广泛的实用性。
4.2 试验前的准备试验前的准备包括试验规划和准备两个方面，主要内容：1、调查研究、收集资料(1)鉴定性试验中，主要向有关设计、施工和使用单位和人员收集资料。
(2)科研性试验中，主要向有关科研单位和情报检索部门及必要的设计、施工单位，收集与本试验有关的历史、现状和将来的发展要求。
2、试验大纲的制定(1)概述：试验的依据及试验的目的意义与要求等。
(2)试件的设计及制作要求：设计的依据及理论分析和计算，试件的规格和数量，制作施工图等。
(3)试件的安装与就位：包括就位的形式、支承装置、边界条件模拟、保证侧向稳定的措施和安装就位的方法和机具等。
(4)加载方法与设备：包括荷载种类及数量、加载设备装置、荷载图式及加载制度等。
(5)量测方法和内容：主要说明观测项目、测点布置和量测仪表的选择、标定、安装方法及编号图、量测顺序规定和补偿仪表的设置等。
(6)辅助试验。
(7)安全措施：包括人身和设备、仪表等方面的安全防护措施。
(8)试验进度计划。
(9)试验组织管理：包括技术档案资料、原始记录管理、人员组织和分工、任务落实、工作检查等。
(10)附录：包括所需器材、仪表、设备及经费清单，观测记录表格，加载设备、量测仪表的率定结果报告和其他必要的文件规定等。
3、试件准备试件准备包括试件的设计、制作、验收及有关测点的处理等。
工程结构静载试验
工程结构静载试验简介工程结构静载试验是一种用于评价和验证工程结构安全性能的实验方法。
该试验模拟了工程结构在静力荷载作用下的应力和变形情况，通过测量和分析试验数据，可以判断结构在不同荷载下的变形性能、承载能力和稳定性。
试验目的工程结构静载试验的主要目的是： 1. 评估结构设计和施工方案的可行性和可靠性； 2. 验证结构的承载能力和稳定性是否满足设计要求；3. 检测结构的变形性能，包括挠度、位移和变形曲线等；4. 收集和分析结构的力学性能数据，为结构优化和改进提供参考。
试验准备进行工程结构静载试验之前，需要做好以下准备工作： 1. 制定试验方案：确定试验载荷、试验方向、试验目标等。
2. 确定试验工具和设备：根据试验方案确定所需的试验设备和测量工具，如荷载机、变形计、应变计等。
3. 安装传感器和测量设备：按照试验方案的要求，将传感器和测量设备安装在结构的关键位置，以便测得准确的试验数据。
4. 校准和检查设备：确保试验设备和仪器的准确性和稳定性，进行必要的校准和检查工作。
试验过程工程结构静载试验的具体过程包括以下几个步骤： 1. 载荷施加：根据试验方案确定的载荷大小和试验步骤，通过荷载机等设备施加静力载荷。
2. 数据采集：通过传感器和测量设备实时采集结构的各种力学参数，如应力、应变、挠度等。
3. 数据记录和处理：将采集的试验数据记录下来，并进行必要的处理和分析，以得出结构的承载能力和变形性能等指标。
4. 结果分析和评价：根据试验数据，对结构的安全性能进行分析和评价，判断结构是否满足设计要求。
5. 结果报告：将试验结果整理成报告，包括试验目的、试验过程、数据分析和评价等内容。
注意事项在进行工程结构静载试验时，需要注意以下事项： 1. 安全措施：确保工作人员的安全，采取必要的安全措施，如佩戴防护装备、设置防护围栏等。
2. 载荷施加控制：根据试验方案要求，控制载荷的施加速度和顺序，以及保持稳定的载荷大小。
结构静载试验
第3章 结构静载试验3.1 概 述桥梁、隧道、铁道、道路、房屋、大坝、基础等土木工程结构在施工和服役期间要承受各种各样的荷载，如重力荷载、地震作用、风荷载等直接荷载和间接荷载。
直接荷载主要是指结构的自重和作用在结构上的外力。
间接荷载指引起结构外加变形和约束变形的原因，如地震、温度变化、地基不均匀沉降、其他环境影响以及结构内部的物理、化学作用等。
直接荷载又可分为静荷载和动荷载两类。
严格地说，结构受到的荷载，静是相对的，而动是绝对的。
当结构在荷载作用下的反应随时间推移不会产生明显变化，不产生加速度或产生的加速度很小可以忽略时，所受的荷载即为静荷载。
另外，某些结构虽然承受动荷载但结构引起的动力反应相对静力反应很小，可以忽略，或者不可忽略，但为了方便计算，将动力计算转化为相当的静力计算，考虑冲击系数的影响。
如施加在结构物上的活荷载、雪荷载、某些施工荷载等。
如果结构在荷载作用下的反应随时间推移发生明显的变化，使结构产生不可忽略的加速度反应，该荷载即为动荷载。
为确保土木工程结构的安全使用，研究结构在荷载作用下的工作性能是结构试验与分析的主要目的。
由于静荷载是结构承受的主要荷载，而且在结构设计中，为简化计算，一般将动荷载等效折算成静荷载考虑，因此，结构在静荷载作用下的工作性能是专业人员最关心的问题。
又因为静载试验相对动载试验来说，技术与设备都比较简单，容易实现，所以静荷载试验是最常见的结构试验。
例如，对结构强度、刚度、稳定性进行的试验研究，通常采用静载试验。
当然，这也是静载试验经常被应用的原因。
结构静载试验，就是通过对结构构件施加静荷载，并采用各种检测技术和方法，对结构的各种反应（如应变、位移、裂缝等）进行观测和分析，并对结构构件强度、刚度、稳定性进行正确评估，从而了解结构构件的工作性能、正常使用性能和承载能力。
结构试验的类型，根据试验时间的长短，结构静载试验可以分为短期试验和长期试验。
一般情况下，结构静载试验在较短时间（数天）内可以完成，这些试验称为短期试验。
钢筋混凝土结构静载试验
钢筋混凝土结构静载试验在建筑工程领域，钢筋混凝土结构是一种广泛应用的结构形式。
为了确保其安全性和可靠性，静载试验成为了一项至关重要的检测手段。
接下来，让我们一起深入了解一下钢筋混凝土结构静载试验。
钢筋混凝土结构静载试验，顾名思义，就是在静止状态下对钢筋混凝土结构施加荷载，以观察和测量其在荷载作用下的反应和性能。
这就好比给一个“大力士”逐渐增加重量，看它能承受多少，以及在承受过程中会有怎样的变化。
进行这项试验前，需要进行一系列精心的准备工作。
首先，要明确试验的目的和要求。
是为了验证新设计的结构是否满足预期的承载能力？还是为了评估既有结构的安全性和剩余寿命？不同的目的将决定试验的具体方案和重点关注的指标。
然后，要对试验对象进行详细的勘察和测量。
这包括结构的几何尺寸、钢筋的布置、混凝土的强度等。
就像了解一个人的身高、体重、体质一样，只有对结构的基本情况了如指掌，才能准确地评估它的性能。
在试验设备的选择和布置上，也需要格外谨慎。
常用的加载设备有千斤顶、重物堆载等。
这些设备要能够准确地施加所需的荷载，并且保证荷载的均匀分布。
同时，还要安装各种测量仪器，如位移传感器、应变计等，来测量结构的变形和应变。
试验过程中，加载的方式和步骤必须严格按照预定的方案进行。
一般来说，加载会分为若干级，每级加载后要保持一定的时间，以便观察结构的反应，并记录相关数据。
加载过程要缓慢、均匀，避免突然的冲击和过大的波动。
在观察和测量过程中，要密切关注结构的各种变化。
比如，混凝土是否出现裂缝？裂缝的位置、宽度和发展趋势如何？钢筋的应变是否超过了允许值？结构的位移是否在正常范围内？这些都是判断结构性能的重要依据。
当加载达到预定的最大值或者结构出现明显的破坏迹象时，就要停止加载，并进行卸载。
卸载过程也要逐步进行，观察结构的恢复情况。
试验完成后，对收集到的数据进行整理和分析是至关重要的一步。
通过对数据的分析，可以得出结构的承载能力、刚度、变形性能等关键指标。
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加载程序：试验期间荷载与时间的关系。一般静载试验 加载程序分为预载、标准荷载、破坏荷载三个阶段。
分级加（卸）载目的： 1）控制加载速度 2）观察和分析结构变形 3）统一各点加载步调
5.2 受弯构件的静力试验
1.试件的安装和加载方法 正位试验，一端采用铰支座，另一端采用滚动支座，支
座下面用支墩安置在地面上，要求牢固和稳定。应尽量保证加 载面与支承面平整（砂浆、垫沙层、橡胶+钢板） • 加载方法：
梁：常用液压加载器和分配梁，或用液压同步加载器。 板：一般重物加载。也可用集中荷载等效，采用梁加载方 式加载。 吊车梁：采用液压加载，试验时的加载图式要按最布利荷 载布置决定集中荷载的作用位置。
构件试验的荷载图式应符合设计规定和结构实际受载情
况，有时也可以采用等效的原则进行换算，即使试验构件的
裂缝的标注和描绘
试验过程中随着裂缝的出现和展，应该将裂缝的发 展情况标注在试验构件上，最后根据裂缝的标注在纸 上绘制裂缝的展开图。
试件上的标注方法：在每条裂缝边上1~3mm处平行 画出裂缝的走向，并标明裂缝的编号、每一级荷载下 裂缝的开展位置（用小横线表示）、裂缝的宽度等。
裂缝的标注和描绘
1500KN,0.025mm 1000KN,0.015mm 500KN,0.01mm
5 建筑结构静载试验
5.1 概述
静载作用是指结构或构件不引起加速度或加速度 可以忽略的直接作用。
结构静载试验中最常见的是单调加载静力试验。 单调加载是指在短期内对试验对象进行平稳地一 次连续施加荷载，荷载从零开始一直到结构构件破坏 或达到预定荷载或是在短时期内平稳地施加若干次预 定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏。
响，弯矩就逐渐减小了。
P
P=ql/2
ql2/8 ql/2
纯弯区段应变的测量
纯弯区段应变的测量主要包括：最大应变的测量，应变的分布 测量，受压区高度测量和受拉主筋的应变测量。
研究最大应变时，可只在梁的上下两个表面贴应变片。为减少 误差，上下应变片应设在梁截面的对称轴上，或在对称轴两侧各 设一个（共4个） ，以求平均值。
挠度测量时必须考虑支座沉陷 的问题，如果跨中的挠度是相对于 地面的话，最少应该布置三个测点, 如图。
对跨中：f y yA yB 2
对其它点：fx
yx
yA
( yB
l
yA)x
由于支座承受的巨大作用力，可能使地面沉陷，因此仪器 架子应离支座远一些。
跨度较大的梁测点数量应增至5~7个，且对称布置。 挠度测量后应绘制荷载—挠度曲线和各级荷载作用下的挠 度曲线（叫梁的挠度曲线，最少5个测点），根据需要有时 还需要绘制挠度—时间曲线。
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 连续或交替布置测点。
5.3 受压构件的试验
• 包括轴心受压和偏心受压柱。
• 试件安装和加载方法：正位和卧位。
• 解：（1）计算该设计梁的内力并绘制内力图形 Mmax=ql2/8=312.5KNm Qmax=ql/2=250KN 内力图形如图。
（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
内力图形与设计或实际的内力图形相等或接近，并使两者最
大受力面的内力值相等。为保证变形相等，也可按同样原
则求得变形相等的等效荷载P。
P=ql/2 P P P P=ql/4
ql2/8 ql/2
ql2/8 ql/2
ql2/8 ql/2
• 例：某梁设计跨度为5m，设计荷载为均布荷载100KN/m，实验 时，只有一台液压加载器，最大加载压力为600KN，采用四个集 中力的形式模拟均布荷载，分配梁不限，试确定加载图式。
斜截面裂缝测定 斜截面上的主拉应力裂缝，经常出现在剪力较
大的区域内，箱型截面或工字形截面，腹板的中和轴 或腹板与翼缘相交接的腹板常是主拉应力较大的部位。
裂缝宽度的测量
一般是用0.01mm和0.05mm的读数放大镜肉眼观测， 并记录。
每一构件中测定裂缝宽度的裂缝数量不少于3条，包 括第一条及开裂最大的一条。
纯弯区段应变的测量
研究某截面上应变的分布情况和中和轴的位置（即受压 区高度的变化），要在这个截面上贴应变片。一般应变片 不少于五片。当梁截面高度较大时，还可以增加。可以等 距布置，也可外密里疏。 有时也可以用手持式应变仪来 测量。
纯弯区段应变的测量
研究受拉主筋的应力情况一般是在主筋上预先贴 好应变片，或预留孔洞，后贴应变片。
弯矩与剪力共同作用区段的测量
应力状态复杂，应贴应变花。
箍筋和弯起钢筋的应变测量
为研究抗剪强度和受拉混凝土开裂后，钢筋的应 力变化问题，应测箍筋和弯起钢筋的应变。测点布置 如图：可采用预埋式或预留孔洞式。
翼缘与孔边应力测量
翼缘较宽的T形梁，如现浇肋型楼盖，翼缘应力分布 不均匀。
构件开洞后，易产生应力集中。
（2）应变的测量
应变是反应梁局部变形的一个量，所以测出来就是某 一个截面的应变，一般选择如下部位：
首先，要选择在弯矩或者剪力最大的地方。 第二，弯矩和剪力均比较大的截面。 第三，截面面积突变的地方。 第四，抗弯或者抗剪控制截面。
对于一般的做研究性 试验的梁，大多采用如下 加荷模式。中间是一个纯 弯段，便于研究正载面的 强度，没有剪力的影响。 而在两端主要是剪力的影
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缝
开展情况。 研究性试验：除了承载力、抗裂度、挠度和裂缝观测外，还测
量构件某些部位的应力。 • 测点布置： （1）挠度测量：
挠度是梁性能当中很重要的一个性质。它能反映梁的整体变形。 同时通过挠度的变化，也能看出梁局部出现破坏的情况。