《结构试验》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 结构试验加载方法与设备

第三章结构试验加载方法与 设备 2025/1/7

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3.1概述 工程结构的作用 直接作用：荷载作用，包括结构自重与施加在结构上的荷载 间接作用：主要有温度变化、地基不均匀沉降和结构内部物理或化学作用 直接作用分类 分布荷载作用 作用范围 集中荷载作用 长期荷载作用 直接作用 作用时间长短 短期荷载作用 静力荷载作用 对结构的动力效应 动力荷载作用 结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟 荷载条件下进行的。 2025/1/7 2

2025/1/7 2 3.1 概述 工程结构的作用 直接作用：荷载作用，包括结构自重与施加在结构上的荷载 间接作用：主要有温度变化、地基不均匀沉降和结构内部物理或化学作用 直接作用分类 结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟 荷载条件下进行的。 直接作用 作用范围 分布荷载作用 集中荷载作用 作用时间长短 长期荷载作用 短期荷载作用 对结构的动力效应 静力荷载作用 动力荷载作用

3.1概述 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： >选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一 致或基本接近； >荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值稳定，特别是静力荷载要 不随加载时间、外界环境和结构的变形而变化； >荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强 度储备； >加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还必须按变形条件来 控制加载装置的设计，即尚必须满足刚度要求。防止对试件产生卸荷作用 而减轻了结构实际承担的荷载； >加载设备必须操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适 应同步加载或先后加载的不同要求。 >加载设备要力求采用现代化先进技术，减轻劳动强度，提高检测质量。 2025/1/7 3

2025/1/7 3 加载要求 在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求： ➢选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一 致或基本接近； ➢荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值稳定，特别是静力荷载要 不随加载时间、外界环境和结构的变形而变化； ➢荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强 度储备； ➢加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还必须按变形条件来 控制加载装置的设计，即尚必须满足刚度要求。防止对试件产生卸荷作用 而减轻了结构实际承担的荷载； ➢加载设备必须操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适 应同步加载或先后加载的不同要求。 ➢加载设备要力求采用现代化先进技术，减轻劳动强度，提高检测质量。 3.1 概述

3.2静力加载方法 重力直接加载法 重物荷载可直接堆放于结构表面（如板的试验）形成均布荷 载，或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载。 强虽程强程 图3-1-1用重物作均布加载试验 1-加载重物：2-试件：3-支座 2025/1/7 4

2025/1/7 4 重物荷载可直接堆放于结构表面（如板的试验）形成均布荷 载，或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载。 3.2 静力加载方法 重力直接加载法

图3-1-2用重物作集中加载试验装置 1-试件：2-支座：3-重物：4-加载吊盘：5-分配梁 这类加载装置的优点是试验用的重物容易取得，并可重复使 用，但加载过程中需要花费较大的劳动力。 2025/1/7

2025/1/7 5 这类加载装置的优点是试验用的重物容易取得，并可重复使 用，但加载过程中需要花费较大的劳动力

利用水作为重力加载用的荷载装置，是一个简易方便而且甚 为经济的方案。对于大面积的平板试验，如楼面、平屋面等 钢筋混凝土结构可以采用特殊的盛水装置作为均布荷载直接 加于结构表面。 1-试件：2-侧向支撑：3-防水胶布或塑料布；4-水 图3-1-3用水作均布加载的试验装置 在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时，水是最为理想 的试验荷载，它不仅附合结构物的实际使用条件，而且还能 检验结构的抗裂抗渗情况。 2025/1/7 6

2025/1/7 6 利用水作为重力加载用的荷载装置，是一个简易方便而且甚 为经济的方案。对于大面积的平板试验，如楼面、平屋面等 钢筋混凝土结构可以采用特殊的盛水装置作为均布荷载直接 加于结构表面。 在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时，水是最为理想 的试验荷载，它不仅附合结构物的实际使用条件，而且还能 检验结构的抗裂抗渗情况

3.2静力加载方法 杠杆加载法 利用重物作集中荷载，会受到荷载量的限制，这时可以利用 杠杆将荷重放大后作用在结构上，不仅能扩大重力荷载的使 用范围，而且还可减轻加载的劳动强度。 777777777777 777777777777777 图3-1-4杠杆加载示意 1-试件；2-支墩：3-试件铰支座：4-分配梁较支座：5-分配梁： 6-加载点：7-杠杆：8-加载重物：9-杠杆拉杆：10-平衡重：11-钢销（支点） 2025/1/7

2025/1/7 7 利用重物作集中荷载，会受到荷载量的限制，这时可以利用 杠杆将荷重放大后作用在结构上，不仅能扩大重力荷载的使 用范围，而且还可减轻加载的劳动强度。 3.2 静力加载方法 杠杆加载法

777777777 雷7 7777777.7 () (c】 7777777 (h) (d) 图3-1-6几种杠杆加载装置 (a)利用试验台座：(b)利用墙身：(c)利用平衡重量：(d)利用桩 2025/1/7

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3.2静力加载方法 杠杆加载法特点 >优点：设备简单，取材方便，荷载恒定，加载形式灵活。 ,对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为合适。 >缺点：荷载量不能很大，操作笨重而费工。此外，当采用 重力加载方式试验时，一旦结构达到极限承载能力，因荷重 不能随结构变形而自动卸载，容易使结构产生过大变形而倒 塌。因此，安全保护措施应当足够重视。 2025/1/7 9

2025/1/7 9 ➢优点：设备简单，取材方便，荷载恒定，加载形式灵活。 ，对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为合适。 ➢缺点：荷载量不能很大，操作笨重而费工。此外，当采用 重力加载方式试验时，一旦结构达到极限承载能力，因荷重 不能随结构变形而自动卸载，容易使结构产生过大变形而倒 塌。因此，安全保护措施应当足够重视。 3.2 静力加载方法 杠杆加载法特点

3.2静力加载方法 液压加载器 >液压加载器又称干斤顶，是液压加载设备中的一个主要部 件。 >主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入 液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。 2025/1/7 10

2025/1/7 10 ➢液压加载器又称千斤顶，是液压加载设备中的一个主要部 件。 ➢主要工作原理是用高压油泵将具有一定压力的液压油压入 液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。 液压加载器 3.2 静力加载方法