大型结构构件(模型)疲劳性能试验
  1. 适用范围:本作业指导书适用于大型结构构件(模型)疲劳性能试验。
  2. 试验依据:《预应力混凝土简支梁弯曲疲劳试验方法》(TB/T2326-92)。
  3. 试验设备:PMW系统电液式脉动疲劳试验机,测量范围为500-1000kN,精度小于±1%,工作频率范围2-8Hz。
  4. 试验程序
  1. 将具备标定条件的试验机、作动器、测控系统、液压油液位计、安全保护装置等认真检查,各控制旋钮、按钮、仪表位置是否正常。检查标定用传感器和仪表状态,要求备件齐全、显示正常。
  2. 检查各部均处于正常状态后,按下主电源“启动”按钮,蓝色指示灯亮,设备通电。
  3. 检查主电机调速控制器显示面板,按动右侧启动停止确认键,将转速表清零,直到主轴转速表显示“00.”。
  4. 按下“主电机启动”按钮,主电机启动,进入运转状态,最低启动转速“43.”小数点灯后,指示电机进入运转状态。
  5. 根据试验频率要求按下控制器上的“▲(加速)”或“▼(减速)”按键调节电机转速,达到试验所需频率。当按下“▲(加速)”或“▼(减速)”键时控制器显示实际转速,该转速除60即为试验频率。在标定、校准、检定状态时主轴频率一般选择4-5Hz(主轴转速240-300转/分)。
  6. 检查主机运转状态,确认正常后,检查确认加载框架各受力部位、螺栓是否紧固,检查作动器是否处于正常工作状态,根据作动器规格选定相应测量范围的测力传感器。
  7. 系统的静载试验力标定、校准、检定开始前,应先将静载承载垫块准确安放在预标定作动器的正下方,并要求处于加载框架的几何中心位置。
  8. 通过手动旋转调整作动器丝杠位置,使作动器压盘与试件上平面保持距离大约15-20mm,然后紧固锁紧螺母锁紧丝杠。
  9. 每间歇10-30秒按下“充油”按钮给作动器充油,使作动器活塞带动丝杠及下压盘向下动。
  10. 当作动器下压盘与试样承载受力平面距离2-3mm时,停止充油,按下试验数据测控面板的“清零”按钮,液晶显示器显示为“000.0”。
  11. 试验机按照正常加载程序加载到最大负荷,然后减小试验力至最大荷载的80%,保压运行直至实验结束,然后卸除试验力,按下“回油”按钮,使作动器活塞自动复位。
  1. 数据处理
  1. 开裂力矩消压力矩的确定:分别根据梁底布置的应变计读书和开裂后重新安装的裂缝计读书,绘制开裂截面处的力矩——应变关系曲线图,用双直线的交点作为开裂或消压力矩。每条裂缝的开裂及消压力矩。每条裂缝的开裂及消压力矩值由梁体两侧裂缝处仪表所得的开裂及消压力矩平均值确定。
  2. 梁体下缘受拉区开裂疲劳次数的确定:根据跨中截面变形测点中的最下面两个受拉区的测点,在各疲劳次数后,实测的疲劳试验荷载上限值下的应变值,绘制应变——疲劳次数对数曲线图,用双直线方法确定梁体下缘开裂疲劳次数。
  3. 重复荷载下裂缝的扩展:根据裂缝处裂缝计在疲劳试验荷载作用下,所得出的裂缝宽度绘制裂缝宽度——疲劳次数对数曲线图确定。
  4. 重复荷载下挠度的发展:根据每次静载试验,得出恒载至恒载加静活载的挠度差,即为静活载挠度。
  5. 疲劳破坏:在疲劳试验过程中,如发现任何钢筋断裂或梁受压发生破坏,即认为试验梁已达到疲劳破坏极限状态,相应的次数即为疲劳破坏次数。
  6. 静载破坏力矩:试验梁未发生疲劳破坏时,在静荷载作用下,相应于以钢筋出现塑性变形或屈服导致受压区混凝土破坏为标志的试验梁最大承载能力的跨中力矩,即为静载破坏力矩。
  1. 注意事项
  1. 挠度测点全梁至少布置五个,其中一个测定跨中位移、两个测定支点沉降,另两个可布置在加载点下或跨度的1/4处,当测定梁纵轴中心位移有困难时,亦可测定两侧的位移,取其测定结果的平均值。
  2. 测定跨中截面变形的测点,在截面上至少应布置七个,最下一个测点宜距梁底20mm。
  3. 测定两加载点间等弯矩区段截面开裂力矩及消压力矩时,应变计布置于梁底两侧,等弯矩区段内应连续布置,应变计的间距应小于1.5倍标距。