1、土木工程试验,结构静载试验,内容列表,(1) 结构试验的加载设备 (2) 试验装置的支座设计 (3) 应变测试技术 (4) 静载试验用仪器仪表 (5) 试验准备与实施 (6) 结构静载试验示例,静载试验又称为静力荷载试验，是指对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能的试验，静力是指试验过程中结构的反应不包含任何惯性作用和加速度。,结构静载试验的加载设备,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。,试验中观测到物理量为力、位移、应变、温度、裂缝宽度与分布、破坏或失稳形态等。,结构静载试验的加载设备,加载设备和利用加载设备所施加的试验荷载必
2、须满足下列要求,试验荷载的作用方式必须使被试验结构或构件产生预期的内力和变形方式。例：弯曲梁的平面内偏心 加载设备产生的荷载应能以足够的精度进行控制测量。 加载设备或装置不应参与结构工作，不改变结构或构件的受力状态。 加载设备本身应有足够的强度和刚度。一般有两种方法对结构施加静力荷载，一种方法是重力加载，另一类利用液压或机械装置加载。,直接重力加载,直接重物加载方式,直接重力加载示例,湘水大桥预制梁板静载实验,直接重力加载示例,湖南大学汽车研究中心楼面板静载实验,直接重力加载示例,洞庭洋沙湖国际渡假区康桥,直接重力加载示例,洞庭洋沙湖国际渡假区康桥堆载实验,直接重力加载,1屋架试件；2支墩；3
3、砝码；4吊篮；5分配梁 屋架静载试验加载装置,直接重力加载,直接重力加载,直接重力加载,板柱抗冲切试验,直接重力加载,抗爆试验的楼层堆载,直接重力加载,直接重力加载,直接重力加载,直接重力加载,直接重力加载,直接重力加载,杠杆重力加载,优点：无需测力装置，不用调整可以保持荷载长期不变。,杠杆重力加载,液压加载,液压加载设备一般由液压泵源、液压管路、控制装置和加载油缸组成。,工作原理： 液压油泵输出压力油，经控制装置对油的压力、流量调节后输送到加载油缸，推动油缸活塞运动，对结构施加荷载。,移动式同步液压加载,移动式同步液压加载装置可由多个加载油缸灵活安装在试验装置的各个部位上。,同步液压加载设备
4、通过调压装置和稳压装置，可使多个加载油缸同步施加不同的压力。,移动式同步液压加载,移动式同步液压加载,大型钢管桁架节点试验装置,移动式同步液压加载,框架结构试验装置,移动式同步液压加载,T型梁的卧位试验,液压千斤顶,液压千斤顶由手动液压泵、溢流阀、活塞和缸体组成。特点：应用方便、无需电源、适合现场结构静载试验，也适用于实验室内的结构试验。,液压千斤顶,扁式液压千斤顶,现场砌体抗压强度试验时，将两个扁式液压千斤顶安装在砌体上下两条水平灰缝中，用手动液压油泵对扁式液压千斤顶供油，使千斤顶之间墙体受压。,现场砌体抗压强度试验,液压试验机,尺寸较小试件可直接在通用的液压试验机上完成， 精度较高，刚度大
5、，适合完成受力条件相对简单的结构或构件试验，加载能力为2000kN，5000kN和10000kN，最大高度达10m，可由计算机控制。,长柱试验机,电液伺服液压试验系统,电液伺服液压试验系统是由液压泵源、液压管路、控制装置、加载油缸和电液伺服阀组成。 将电流转换为阀芯机械运动，通过阀芯的机械运动调节电液伺服阀的输出和输入流量及压力。 工作原理： 发送指令信号-驱动加载油缸-油缸活塞力和位移信号-反馈至控制装置-指令信号与反馈信号比较-调节指令信号-循环,电液伺服液压试验系统,应,电液伺服液压试验系统,湖南大学结构试验室电液伺服系统,机械加载,绞盘、卷扬机和手动葫芦加载 特点：变形很大的条件下连续
6、加载,机械加载,螺杆弹簧装置主要用于长期荷载试验，由于混凝土徐变，梁的变形持续增长，弹簧压力松弛，因此在试验过程中，要对螺杆进行适当调整。,机械加载,气压加载,正压加载，对气囊充气实现均匀加载。,压力可达200kN/m2。,气压加载,负压加载-结构受到大气的压力实现气压加载,压力可达50100kN/m2。,试验装置的支座设计,思路一： 使被试结构或构件的支座和边界条件尽可能与实际一致 思路二： 使被试结构或构件的边界条件尽可能理想化,固定铰支座与活动铰支座,问题：连续梁的支座怎么安装调试？,柱式试件的铰支座,压力作用点有比较高的定位要求，偏心距是试验一个主要控制因素。,柱式试件的铰支座,注意：
7、液压加载油缸前后两端安装球形支座或铰支接头，使其无弯矩传递。,固定边界条件的实现,四连杆机构控制上横梁不发生转动 特点：上横梁不能转动，水平竖向位移无约束,固定边界条件的实现,伺服加载油缸控制上横梁不发生转动,注意：油缸合力为试件轴力，加载油缸荷载之差形成转动的约束弯矩。,固定边界条件的实现,墙体试验,试验台架和反力支座,非台座支承方式,加载的钢梁与加载架上部的横梁形成自平衡体系，加载千斤顶反力通过加载刚架的拉杆传至下部钢梁。,试验台座与反力刚架,柱弯剪试验装置,试验台座与反力刚架,固定在地槽上的反力刚架,地槽纵向槽断面图,1槽轨；2型钢骨架； 3高标号混凝土；4混凝土槽式试验台座,试验台座与反力刚架,箱式结构试验台座,试验台座与反力刚架,美国伊利诺州大学结构实验室的L形反力墙,试验台座与反力刚架,反力墙对试验结构施加水平力,
