2结构试验设计解析.ppt

2 结构试验设计 结构试验设计是一项细致而又复杂的工作，任何疏忽或失误都会影响试验结果，甚至导致试验失败或危及试验人员、设备安全！ 因此必须认真对待！ 2.1研究性试验 2.2检验性试验 2.1 研究性试验 研究性试验的全过程可以分为四个阶段： 2.1.1试验设计阶段 设计阶段应反复研究试验目的，充分了解试验的具体任务，搜集有关资料，以确定试验的性质和规模，最后提出实验方案（试验大纲）。实验方案应包括以下内容： 2.1.1试验设计阶段 二、试件设计及制作要求： （1）试件形状：要满足试验时和实际受力的状态一致。 （2）试件数量：满足试验目的和工作量要求；经费；时间。 研究的参数多时，应按正交设计确定试件数量。 （3）试件尺寸：实验室最大加载能力；尺寸效应。 （4）应有设计依据、计算分析； （5）绘制试件施工详图； （6）试件编号。 （7）提出对试件原材料、制作工艺、制作精度、养护条件等要求。 2.1.1试验设计阶段 三、加载方案： 结构试验的荷载设计主要取决于试验的目的、试验对象的结构形式、试件承受荷载的形式和性质以及实验室或现场所具有的加载条件等因素，正确合理的荷载设计是整个试验工作的重要环节之一。 温度应力 温度应力 地震－神户 地震－台湾 地基不均匀沉降 地基不均匀沉降 2.1.1试验设计阶段 （二）试验加载制度 试验进行期间荷载与时间的关系。包括： 荷载的大小； 加载速度的快慢； 加载时间、加载间歇时间的长短； 分级加载的大小； 加载循环的次数。 等效荷载 2.1.1试验设计阶段 2.试验荷载值的确定 1）结构的极限状态 承载力极限状态； 正常使用极限状态。 2）试验荷载的确定原则 对结构构件的刚度、裂缝宽度进行试验时，应确定正常使用极限状态的试验荷载值； 对结构构件的抗裂性进行试验时，应确定开裂试验荷载值； 对结构构件进行承载能力试验时，应确承载能力极限状态的试验荷载值； 按荷载作用时间不同，正常使用极限状态的试验荷载值可分为短期试验荷载值和长期试验荷载值。 2.1.1试验设计阶段 3）试验荷载的取值： 结构构件使用状态短期试验荷载值应根据结构构件控制截面上的荷载短期效应组合和试验加载图式换算确定。荷载短期效应组合的设计值按《建筑结构荷载规范》GB50009计算确定，或由设计文件确定。 试验结构构件承载力极限状态的荷载值应根据构件达到承载力极限状态的内力计算值和加载图式经换算确定。 2.1.1试验设计阶段 3.试验装置 荷载值准确稳定。对静力试验，要求荷载值不随时间、外界环境、结构的变形而变化。 荷载要便于分级，以控制加、卸载速度和精度。 传力方式和作用点明确（跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变，不影响结构自由变形），在试验过程中不影响试验结构受力。 应满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。 应具有足够的刚度，安全可靠。 2.1.1试验设计阶段 试件的就位形式 正位试验； 卧位试验； 反位试验； 原位试验。 2.1.1试验设计阶段 动力加载制度和静力加载制度有较大不同，动力加载制度，在“动力试验”一章中介绍，在此介绍“静力试验加载制度”： 单调静力加载制度； 拟静力加载制度。 2.1.1试验设计阶段 （三）单调静力加载制度 单调静力试验：试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态，研究结构受力性能。 一般单调静力试验的加载程序分为预加载、正常使用荷载（标准荷载）、极限（破坏）荷载。 2.1.1试验设计阶段 1、预加载阶段 目的：检验各试验装置及量测仪表的工作是否正常；检验全部试验装置的可靠性；使部分试验结构的节点接触密实，进入工作状态；对试验人员进行演习，检查现场组织工作。 取正常使用荷载的20%，分2-3级施加和卸载。对砼结构不应超过开裂荷载的70%（含自重）。 2.1.1试验设计阶段 2.正常使用荷载阶段 结构在工作阶段承受的荷载。 （1）荷载分级 每级约为标准荷载的20%，开裂荷载附近5%。 对于柱子，一般按计算极限荷载的1/15-1/10分级。 （2）荷载持续时间 每级加荷后，持续一段时间，待变形稳定后再读数和观察： 钢结构：5分钟；混凝土和木结构：15分钟。 2.1.1试验设计阶段 （3）满载时间： 钢结构：?30分钟;木结构： ?60分钟（王娴明认为不少于24小时，以下括号内数字同）; 钢筋混凝土结构： ? 30分钟（ 12小时）;预应力混凝土结构在开裂荷载下： ?30分钟（12小时）;砖石及砌体结构： ?180分钟（72小时）。 3.极限荷载阶段 临近破坏时每级约为标准荷载的5%或更小，柱子为正常加载的1/2-1/3，以准确确定破坏（开裂）荷载。 2.1.1试验设计阶段 （四）拟静力试验的加载制度 拟静力试验