混凝土结构试验方法标准 GB50152-92
第四章 试验荷载和加载方法 第一节 加载图式和加载方案
第4.1.1条 试验结构构件宜采用与其实际工作状态相一致的正位试验。 当需要采用异位(卧位、反位)试验时,应防止试验结构构件在就位过程中产生裂缝,不可恢复的挠曲或其它附加变形,并应考虑构件自重的作用方向与实际作用方向不一致的影响。
第4.1.2条 当屋架、桁架等结构仅作刚度、抗裂、裂缝宽度试验时,可采用两榀结构卧位对顶或平列正位并安放屋面板或檩条和垂直支撑后进行加载试验。 第4.1.3条 试验结构构件的加载图式应符合计算简图。当试验条件受限制时,可采用控制截面(或部位)上产生与某一相同作用效应的等效荷载进行加载,但应考虑等效荷载对结构构件试验结果的影响。
第4.1.4条 当一种加载图式不能反映试验要求的几种极限状态时,应采用几种不同的加载图式分别在几个试验结构构件上进行试验。
如果在一种试验结构构件上做过第一种加载图式试验后经采取措施能确保对第二种加载图式的试验结果不会带来影响时,可在同一试件上先后进行两种不同加载图式的试验。
第4.1.5条 对试验结构构件施加荷载的装置和方法应根据结构构件的类型、加载图式及设备条件进行选择。对于常见的各种结构构件,加载装置可按本标准附录一采用。
第二节 试验荷载的确定
第4.2.1条 在进行混凝土结构试验前,应根据试验要求分别确定下列试验荷载值:
一、对结构构件的挠度、裂缝宽度试验,应确定正常使用极限状态试验荷载值(简称为使用状态试验荷载值);
二、对结构构件的抗裂试验,应确定开裂试验荷载值;
三、对结构构件的承载力试验,应确定承载能力极限状态试验荷载值,简称为承载力试验荷载值。
第4.2.2条 试验结构构件的使用状态短期试验荷载值应按下列方法确定: 一、检验性试验
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的设计值Ss和试验加载图式经换算确定。
荷载短期效应组合的设计值Ss应按国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9—
第 11 页 共 50 页
混凝土结构试验方法标准 GB50152-92
87计算确定,或由设计文件提供。 二、研究性试验
结构构件的使用状态短期试验荷载值应根据结构构件控制截面上的正常使用极限状态短期内力计算值
和试验加载图式经换算确定。
正常使用极限状态短期内力计算值可根据材料的实测强度和结构构件的几何参数实测值、结构构件的重要性系数、荷载分项系数、承载力检验系数允许值综合分析确定。
第4.2.3条 试验结构构件的开裂试验荷载计算值应根据结构构件的开裂内力计算值和试验加载图式经换算确定。 开裂内力计算值应按下列方法计算: 一、检验性试验
正截面抗裂检验的开裂内力计算值应按下式计算:
式中Sccr——正截面抗裂检验的开裂内力计算值; [νcr]——构件抗裂检验系数允许值;
σsc——荷载的短期效应组合下抗裂验算边缘的混凝土法向应力(N/m㎡); ——受拉区混凝土塑性影响系数,应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的有关规定取用;
ftk——试验时的混凝土抗拉强度标准值(N/m㎡),应根据设计的混凝土立方体抗压强度值,按现行国家标准《混凝土结构设计规范》规定的指标取用; σpc——试验时在抗裂验算边缘的混凝土预压应力计算值(N/m㎡),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》的有关规定确定;计算预压应力值时,混凝土的收缩、徐变引起的预应力损失值应考虑时间因素的影响; Ss——荷载短期效应组合的设计值。 二、研究性试验
正截面抗裂试验的开裂内力计算值应按下列公式计算:
第 12 页 共 50 页
混凝土结构试验方法标准 GB50152-92
式中值;
——受弯构件正截面开裂弯矩计算值; ——由实际几何尺寸计算的构件换算截面面积;
——轴心受拉、偏心受拉和偏心受压构件正截面开裂轴向力计算
——由实际几何尺寸计算的换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩; ——轴向力对截面重心的偏心矩; ——混凝土的抗拉强度实测值。
注:公式(4.2.3-5)右边项中,当轴向力为拉力时取正号:为压力时取负号。 第4.2.4条 试验结构构件的承载力试验荷载计算值应根据构件达到承载能力极限状态时的内力计算值和试验加载图式经换算确定。
结构构件达到承载能力极限状态时的内力计算值应按下列方法计算: 一、检验性试验
(一)当按设计规范规定进行检验时,应按下式计算:
式中
——当按设计规范规定进行检验时,结构构件达到承载力极
限状态时的内力计算值,也可称为承载力检验值(包括自重产生的内力); o——结构构件的重要性系数;
[νu]——结构构件承载力检验系数允许值,按现行国家标准《预制混凝土构件质量检验评定标准》GBJ321—90取用; S——荷载效应组合的设计值(内力组合设计值)
第 13 页 共 50 页
混凝土结构试验方法标准 GB50152-92
(二)当设计要求按实配钢筋的构件承载力进行检验时应按下式计算:
式中
——当设计要求按实配钢筋的构件承载力进行检验时,结
构构件达到承载力极限状态时的内力计算值,也可称为承载力检验值(包括自重产生的内力);
R(2)——按实配钢筋面积
确定的构件承载力计算值;
η——构件承载力检验的修正系数。 二、研究性试验
结构构件达到承载能力极限状态时的内力计算值应根据材料的实测强度、构件的实测几何参数按下式进行计算:
第4.2.5条 试验结构构件的自重应按实际尺寸与材料的自重确定或直接测定。常用材料的自重应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GBJ9—87的规定取用。
第三节 加载程序
第4.3.1条 结构试验宜进行预加载,预加载值不宜超过结构构件开裂试验荷载计算值的70%。
第4.3.2条 试验荷载应按下列规定分级加载和卸载:
一、在达到使用状态短期试验荷载值以前,每级加载值不宜大于使用状态短期试验荷载值的20%;超过使用状态短期试验荷载值后,每级加载值不宜大于使用状态短期试验荷载值的10%;
二、对于研究性试验,加载到达开裂试验荷载计算值的90%后,每级加载值不宜大于使用状态短期试验荷载值的5%;
对于检验性试验,荷载接近抗裂检验荷载时,每级荷载不宜大于该荷载值的5%;
当试件开裂以后,每级加载值应恢复本条第一款正常加载的有关规定; 三、对于研究性试验,加载到达承载力试验荷载计算值的90%以后,每级加载值不宜大于使用状态短期试验荷载值的5%;
对于检验性试验,加载接近承载力检验荷载时,每级荷载不宜大于承载力检验荷载设计值的5%;
当采用液压加载时,可连续慢速加载直至构件破坏;
第 14 页 共 50 页
混凝土结构试验方法标准 GB50152-92
四、每级卸载值可取为使用状态短期试验荷载值的20%~50%;每级卸载后在构件上的试验荷载剩余值宜与加载时的某一荷载值相对应。 第4.3.3条 每级加载或卸载后的荷载持续时间应符合下列规定: 一、每级荷载加载或卸载后的持续时间不应少于10min,且宜相等; 二、对变形和裂缝宽度的结构构件试验,在使用状态短期试验荷载作用下的持续时间不应少于30min;
三、对使用阶段不允许出现裂缝的结构构件的抗裂研究性试验,在开裂试验荷载计算值作用下的持续时间应为30min;对检验性试验,在抗裂检验荷载作用下宜持续10min~15min;
如荷载达到开裂试验荷载计算值时试验结构构件已经出现裂缝,可不按上述规定持续作用;
四、对新结构构件、跨度较大的屋架、桁架及薄腹梁等试验,在使用状态短期试验荷载作用下的持续时间不宜少于12h。
第4.3.4条 残余变形的量测应在经过下列加载或卸载程序和变形恢复持续时间后进行:
一、按本标准第4.3.2条第一款和第4.3.3条第一款逐级加载至使用状态短期试验荷载值,并按第4.3.3条第二款或第四款的规定持续一定时间,然后根据第4.3.2条第四款和第4.3.3条第一款的规定卸载,全部卸载后还应经过变形恢复持续时间;
二、变形恢复持续时间,对于一般结构构件为45min,对于新结构构件和跨度较大的结构构件为18h。
第4.3.5条 当试验要求获得结构构件的承载力实测值和破坏特征时,应加载至试验结构构件破坏。
第4.3.6条 试验结构构件的自重和作用在其上的加载设备的重力,应作为试验荷载的一部分。加载设备产生的重力应经实测,且不宜大于使用状态试验荷载的20%。
第4.3.7条 施加于试验结构构件各个加载部位上的每级荷载,应按同一个比例加载和卸载。
第4.3.8条 当试验要求在结构构件上按规定比例施加竖向和水平荷载时,试验开始施加水平荷载应考虑自重的影响,以保持要求的比例。
第五章 试验前的准备工作
第5.0.1条 结构构件试验前应制订试验计划。试验计划宜包括下列内容: 一、概述;
二、试验目的和要求;
第 15 页 共 50 页