结构实验技术讲稿静力部分4公开课教案课件.ppt

单击此处编辑母版文本样式,*,单击此处编辑母版标题样式,1,结构试验技术,Structural Testing Technology,陈再现 副教授、博士,上课了,！,2,3.5,静载试验资料的整理和分析,试验资料的整理和分析过程，是试验的核心内容。因此，这一工作是,极为重要,的。,凡不属于差错或主观造成的仪表读数突变都,不能轻易舍弃,，待以后分析时再作判断处理。,3,3.5,静载试验资料的整理和分析,主要内容,应变测量结果分析,挠度测量结果计算,试验曲线绘制,混凝土构件承载力值确定,结构性能评定,4,通过应变测量结果分析可以得到,截面应力,和,内力,应力计算：根据试件材料的应力一应变关系和应变测点的布置进行,内力计算：材料属于弹性体，可按照材料力学的有关公式计算内力；材料不属于弹性体，内力一般是计算不出来的,一、应变测量结果分析,5,1,轴向拉、压构件截面重心处的内力,注意：绝对的轴心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了电桥的工作特性。,6,1,轴向拉、压构件截面重心处的内力,注意：绝对的轴心作用是不存在的，偏心的消除方法利用了电桥的工作特性。,7,2,拉弯（压弯）构件截面内力,单向弯曲,8,2,拉弯（压弯）构件截面内力,单向弯曲,9,测点分布,应变分布和曲率,内力计算公式,矩形截面测点布置与相应的内力计算公式表,10,2,拉弯（压弯）构件截面内力,双向弯曲,11,测点分布,应变分布和曲率,内力计算公式,矩形截面测点布置与相应的内力计算公式 续表,12,测点分布,应变分布和曲率,内力计算公式,矩形截面测点布置与相应的内力计算公式 续表,13,测点分布,应变分布和曲率,内力计算公式,矩形截面测点布置与相应内力计算公式 续表,14,例：求各测点的弯曲应变和轴向应变,200,600,100,400,15,3,平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力,1.,主应力方向已知,仅需要测两个方向的应变。,弹性模量和泊松比,沿,1,和,2,方向的应变,16,3,平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力,2.,主应力方向未知,需要测量三个方向的应变以确定主应变和主应力及其方向。,17,3,平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力,最小主应力,最大主应力,18,3,平面应力状态下的主应力，主应力方向，剪应力,最小主应力,最大主应力,19,A,、,B,、,C,取值见表,应变花名称,A,B,C,45,0,直角应变花,60,0,等边三角形应变花,伞型应变花,扇型应变花,20,二、挠度,1,简支结构构件的挠度,简支梁、板、屋架、桁架等结构构件的挠度应当是构件本身的挠曲值，因此应,扣除试验时的支座沉降,。,由于仪表的零读数是在结构构件和试验装置安装后才能进行，因此在构件挠度值中应,加上构件自重和试验装置重力产生的挠度值,。,需要考虑,加载图式改变,的影响。,21,跨中挠度,式中：,修正后的构件跨中挠度实测值；,消除支座沉降后的跨中挠度实测值；,构件自重和加载设备自重产生的跨中挠度值；,加载图式修正系数。,22,跨中挠度,式中：,跨中位移实测值（包括支座沉降）；,左端支座沉降实测值；,右端支座沉降实测值；,自重和加载设备自重产生的跨中弯矩值；,出现裂缝的前一级荷载，加载值产生的跨中弯矩值；,出现裂缝的前一级荷载，加载值产生的跨中挠度实测值。,23,任意截面处消除沉降挠度值,L,x,24,任意截面处消除沉降挠度值,L,x,25,加载图式修正系数 的取值,若等效集中荷载的加荷图式不符合此表所列图式时，应根据内力图形用图乘法或积分法求出挠度，并与均布荷载下的挠度比较，从而求出加荷图式的修正系数。,26,2,悬臂构件的挠度：,计算悬臂构件自由端在荷载作用下的挠度实测值，应考虑固定端的,支座转角,、,支座沉降,、,构件自重和加载设备重量,的影响。,式中：,修正后的悬臂构件自由端挠度实测值；,消除支座沉降和转角后的自由端挠度实测值；,构件自重和加载设备自重产生的自由端挠度值；,加载图式修正系数，当在自由端用一个集中力作等效荷载时取,0.75,。,27,28,三、试验曲线的绘制,1,荷载,-,变形曲线,荷载变形曲线诸如结构或构件的,整体变形曲线,、,控制节点或最大挠度点的,荷载,变形曲线等。,29,1,荷载,-,变形曲线,在荷载,挠度曲线中，一般有三种情况，如图所示，曲线,“,1,”,及曲线,“,2,”,的,OA,段，说明结构处于,弹性状态,下工作，钢结构在正常使用荷载作用下多属于这种情况。,“,2,则表现出结构的,弹性和弹塑性,工作性质，这是钢筋混凝土结构试验的常见现象，在加载过程中，结构出现裂缝或局部破坏时，会在曲线上形成转折点,(A,点或,B,点,),。,30,1,荷载,-,变形曲线,在荷载,挠度曲线中，一般有三种情况，如图所示，曲线,“,1,”,及曲线,“,2,”,的,OA,段，说明结构处于,弹性状态,下工作，钢结构在正常使用荷载作用下多属于这种情况。,“,2,则表现出结构的,弹性和弹塑性,工作性质，这是钢筋混凝土结构试验的常见现象，在加载过程中，结构出现裂缝或局部破坏时，会在曲线上形成转折点,(A,点或,B,点,),。,31,1,荷载,-,变形曲线,曲线,“,3,”,属于,反常现象,，说明试验存在问题；可能是仪器观测上的错误，也可能是在加载过程中邻近构件、支架等参与工作代为分担荷载所造成。但是在卸荷时，非弹性变形的恢复过程则是该种曲线型式，不过卸荷结束后，曲线不能回到坐标原点，而有一定,残余变形,。,32,2,荷载,应变,(,应力,),曲线及截面应变图,荷载,应变曲线和荷载变形曲线相似，可以用来控制或分析构件最大应力的增长和变化情况。,下图为钢筋混凝土粱受弯试验时控制截面上混凝土测点,“,1,”,、,“,2,”,、,“,3,”,、,“,4,”,和钢筋测点,“,5,”,的基本情况。,33,2,荷载,应变,(,应力,),曲线及截面应变图,“,1,”,点位于受压区，其应变增长基本上呈直线关系发展，,“,3,”,、,“,4,”,点的突变是因为截面混凝土开裂而引起，测点,“,2,”,先增后减，是因为混凝土受拉区开裂后使中和轴上移之故。测点,“,5,”,是钢筋与混凝土共同工作时，先是混凝土开裂，后是钢筋应力达到流限发生两次转折。,34,3,构件裂缝及破坏图,试验过程中，应在构件上按裂缝,开展面,和主侧面绘出其开展过程，并注上出现裂缝的,荷载值,及裂缝宽度，直至破坏。待试验结束后，用照相记录其裂缝和破坏特征，或用坐标纸按比例作描绘记录。,35,四、混凝土构件承载力值的确定,在一定的受力状态和工作条件下，结构构件所能承受的最大内力，称为结构构件的承载力。以混凝土结构为准，在加载或持载过程中出现一定的,破坏标志,时，即认为已达到,承载力极限,状态，此时荷载值即为,承载力,值。,36,四、混凝土构件承载力值的确定,在一定的受力状态和工作条件下，结构构件所能承受的最大内力，称为结构构件的承载力。以混凝土结构为准，在加载或持载过程中出现一定的,破坏标志,时，即认为已达到,承载力极限,状态，此时荷载值即为,承载力,值。,37,四、混凝土构件承载力值的确定,在结构构件受力情况为,轴心受拉,、,偏心受拉,、,受弯,、,大偏心受压,时，,标志是,：,通常受拉主筋应变达到屈服应变。,受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到,1.5mm,。,挠度达到跨度的,1,50,，对悬臂结构，挠度达到悬臂长的,1,25,（无屈服台阶的钢筋情况）,受拉主钢筋,拉断,（少筋破坏）,受压区混凝土,压坏,（超筋破坏）,锚固破坏或主筋端部混凝土滑移达,0.2mm,。,38,四、混凝土构件承载力值的确定,结构构件受力情况为,轴心受压,或,小偏心受压,时，其,标志,是：,混凝土受压破坏。,受压主筋应力达到屈服强度,。,39,四、混凝土构件承载力值的确定,结构结构构件受力情况为,剪弯,时，其,标志,是：,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。,斜裂缝端部受压区混凝土,剪压破坏,。,箍筋或弯起钢筋与斜裂缝交会处的斜裂缝宽度达到,1.5mm,。,40,1.,构件的承载力评定,（,1,）鉴定性试验，按规范的允许值进行评定,构件的承载力检验系数实测值（承载力检验荷载实测值与检验荷载设计值的比值）,构件承载力检验系数允许值，按表,3.5,取用；,结构或构件的重要性系数，按表,3.4,取用；,五、结构性能评定,41,表,3.4,表,3.5,42,表,3.4,表,3.5,43,1.,构件的承载力评定,（,2,）科研性试验，按构件的承载力检验系数实测值评定,构件的承载力检验系数实测值（破坏荷载实测值与破坏荷载理论计算值的比值）,结构或构件的破坏荷载理论计算值；,结构或构件的破坏荷载实测值；,五、结构性能评定,44,2.,构件的挠度评定,（,1,）鉴定性试验，按规范的允许值进行评定,：,在正常试验短期荷载作用下，构件的短期挠度实测值和短期挠度允许值；,构件的挠度允许值,荷载短期效应组合和长期组合计算的弯矩值,考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数,五、结构性能评定,45,2.,构件的挠度评定,（,2,）科研性试验，比较计算挠度和实测挠度的符合程度,五、结构性能评定,46,3.,构件的抗裂检验,对正常使用阶段不允许出现裂缝的构件，应对其进行抗裂性检验，应满足下式要求：,构件抗裂检验系数实测值，即构件的开裂荷载实测值与正常使用短期检验荷载值之比；,受压区混凝土塑性影响系数；,构件抗裂检验系数允许值；,五、结构性能评定,47,4.,构件的裂缝宽度检验,对正常使用阶段允许出现裂缝的构件，应限制其宽度，应满足下式要求：,在正常使用短期检验荷载作用下，受拉主筋最大裂缝宽度的实际测量值；,构件最大裂缝宽度允许值；,五、结构性能评定,48,4.,构件的裂缝宽度检验,对正常使用阶段允许出现裂缝的构件，应限制其宽度，应满足下式要求：,在正常使用短期检验荷载作用下，受拉主筋最大裂缝宽度的实际测量值；,构件最大裂缝宽度允许值；,五、结构性能评定,49,谢谢,！,