第2章土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)Chapter2DesignforCivilStructuralTest土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與檢測(cè)TestingandInspectionforCivilEngineeringStructure-PAGE18--PAGE11-第2章土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)Chapter2DesignforCivilStructuralTest目錄ContentsTOC\o"1-4"\h\z\u2.1研究性試驗(yàn)（researchorientedtesting） 122.1.1設(shè)計(jì)階段（planningphase） 121．試件設(shè)計(jì)（specimensdesign） 122．加載方案設(shè)計(jì)（designofloadingscheme） 133．量測(cè)方案設(shè)計(jì)（designofmeasurementscheme） 144．安全措施（safetymeasures） 152.1.2準(zhǔn)備階段（preparationphase） 161．試件的制作（specimensfabricationtechniques） 162．試件質(zhì)量檢查（specimensqualityinspection） 163．試件及加載設(shè)備安裝（specimensandloadingsetupassembling） 164．儀器的率定（calibrationofinstrument） 175．儀表的安裝（instrumentassembling） 176．設(shè)計(jì)記錄表格（designofrecordsheet） 172.1.3實(shí)施階段（loadingphase） 171．加載（loading） 172．觀測(cè)與記錄（observationandrecord） 172.1.4總結(jié)階段（dataanalysisandreportwritingphase） 171．?dāng)?shù)據(jù)處理（dataprocessing） 172．試驗(yàn)分析（testresultanalysis） 173．試驗(yàn)報(bào)告（testreport） 182.2檢驗(yàn)性試驗(yàn)（verificationtesting） 182.2.1試驗(yàn)對(duì)象（teststructure） 182.2.2試驗(yàn)荷載的取值（determinationoftestingload） 182.2.3檢驗(yàn)報(bào)告（inspectionreport） 19本章小結(jié)（summary） 19思考題（problems） 19

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)細(xì)致而又復(fù)雜的工作，必須嚴(yán)格認(rèn)真地對(duì)待，任何疏忽都會(huì)影響試驗(yàn)結(jié)果，甚至導(dǎo)致試驗(yàn)失敗或危及人身安全。因此，在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)前需對(duì)整個(gè)試驗(yàn)工作進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面分別從研究性試驗(yàn)、檢驗(yàn)性試驗(yàn)兩方面來(lái)系統(tǒng)地闡述試驗(yàn)設(shè)計(jì)程序和具體要求。2.1研究性試驗(yàn)（researchorientedtesting）研究性試驗(yàn)主要包括設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施和總結(jié)4個(gè)階段，這4個(gè)階段的主要內(nèi)容如圖2.1.1所示?？偨Y(jié)階段實(shí)施階段設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)備階段總結(jié)階段實(shí)施階段設(shè)計(jì)階段準(zhǔn)備階段數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)分析試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)加載數(shù)據(jù)處理試驗(yàn)分析試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)加載觀察記錄試件制作試件安裝儀器調(diào)試試件設(shè)計(jì)加載方案量測(cè)方案安全措施圖2.1.1研究性試驗(yàn)的一般過(guò)程2.1.1設(shè)計(jì)階段（planningphase）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段的主要任務(wù)，就是通過(guò)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)擬定試驗(yàn)方案，并將所有相關(guān)文件進(jìn)行匯總。試驗(yàn)方案是進(jìn)行整個(gè)試驗(yàn)的指導(dǎo)性文件。試驗(yàn)方案主要內(nèi)容包括試驗(yàn)?zāi)康?、試件設(shè)計(jì)、加載方案、量測(cè)方案、安全措施，以及試驗(yàn)進(jìn)度計(jì)劃、經(jīng)費(fèi)使用計(jì)劃和附件等。1．試件設(shè)計(jì)（specimensdesign）（1）試件的形狀與尺寸試件設(shè)計(jì)要注意試件的形狀，主要是要滿足在試驗(yàn)時(shí)形成和實(shí)際工作相一致的應(yīng)力狀態(tài)。當(dāng)從整體結(jié)構(gòu)中取出部分構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，特別是對(duì)比較復(fù)雜的超靜定體系中的構(gòu)件，必須要注意其邊界條件的模擬，使其能如實(shí)地反映該部分構(gòu)件的實(shí)際工作狀態(tài)。在設(shè)計(jì)試件尺寸時(shí)，一般可分為原型和模型兩個(gè)大類。原型試件可很好的反映實(shí)際構(gòu)造，如能用原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，當(dāng)然是最為理想的。但由于原型試件都是足尺的，勢(shì)必導(dǎo)致試驗(yàn)的規(guī)模很大，所需加荷設(shè)備的噸位與量測(cè)設(shè)備的量程會(huì)很高，制作試件的材料費(fèi)、加工費(fèi)也隨之增加。所以當(dāng)進(jìn)行研究性試驗(yàn)時(shí)，一般采用模型試驗(yàn)。進(jìn)行結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)，除了必須遵循試件設(shè)計(jì)的原則與要求外，結(jié)構(gòu)模型還應(yīng)嚴(yán)格按照相似理論進(jìn)行設(shè)計(jì)（詳見附錄A），然后分析推算出原型結(jié)構(gòu)的相應(yīng)數(shù)據(jù)和相關(guān)性能。（2）試件數(shù)量試件的數(shù)量直接關(guān)系到能否滿足試驗(yàn)?zāi)康囊约罢麄€(gè)試驗(yàn)的工作量問(wèn)題，同時(shí)也受試驗(yàn)研究、經(jīng)費(fèi)預(yù)算和時(shí)間期限的限制。若所研究的試驗(yàn)參數(shù)較多，采用正交設(shè)計(jì)可以減少試件數(shù)量而滿足試驗(yàn)?zāi)繕?biāo)的要求。正交設(shè)計(jì)是根據(jù)參數(shù)構(gòu)成的因子數(shù)（對(duì)試驗(yàn)研究?jī)?nèi)容有影響的因素個(gè)數(shù)）和水平數(shù)（因子可改變的試驗(yàn)檔次數(shù)）來(lái)決定試件數(shù)量，主要是使用正交表這一工具來(lái)進(jìn)行整體設(shè)計(jì)，解決了少量做試驗(yàn)與要求全面掌握內(nèi)在規(guī)律之間的矛盾，把試驗(yàn)結(jié)果和試件數(shù)量聯(lián)系在一起分析，合理安排試驗(yàn)。如在正交表中可查到的（）和（），（）表示有4個(gè)因子，每個(gè)因子有3個(gè)水平，組成的試件數(shù)目為9個(gè)；（）表示有1＋4＝5個(gè)因子，第1個(gè)因子有3個(gè)水平，第2～5個(gè)因子各有2個(gè)水平，組成的試件數(shù)目為12個(gè)。正交設(shè)計(jì)表可在有關(guān)正交設(shè)計(jì)書籍上查閱到，在此不再贅述。2．加載方案設(shè)計(jì)（designofloadingscheme）（1）試驗(yàn)加載圖式試驗(yàn)荷載在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置（包括荷載類型和分布情況）稱為加載圖式。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜采用與其實(shí)際工作狀態(tài)相一致的正位試驗(yàn)。試驗(yàn)時(shí)，荷載的加載圖式要與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載圖式相一致，這樣結(jié)構(gòu)的工作和其實(shí)際情況最為接近。例如，在混凝土樓蓋中支撐樓板的次梁的試驗(yàn)荷載應(yīng)該是均勻分布的，支承次梁的主梁應(yīng)該是承受按次梁間距作用的集中荷載，而工業(yè)廠房的屋面大梁則承受間距為屋面板寬度或檁條間距的等距集中荷載。當(dāng)一種加載圖式不能反映試驗(yàn)要求的幾種極限狀態(tài)時(shí)，應(yīng)采用幾種不同的加載圖式分別在幾個(gè)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件上進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加載圖式應(yīng)符合計(jì)算簡(jiǎn)圖。當(dāng)試驗(yàn)條件受限制時(shí)，可采用控制截面（或部位）上產(chǎn)生與某一相同作用效應(yīng)的等效荷載進(jìn)行加載，但應(yīng)考慮等效荷載對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn)結(jié)果的影響。例如，當(dāng)試驗(yàn)承受均布荷載的梁時(shí)，為了試驗(yàn)方便和減少加載用的荷載量，常用幾個(gè)集中荷載來(lái)代替均布荷載。但是，集中荷載的數(shù)量和位置使結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的內(nèi)力值應(yīng)盡量與均布荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力值相符合。集中荷載可以很方便地用少數(shù)液壓加載器或杠桿產(chǎn)生，這樣不僅簡(jiǎn)化了試驗(yàn)裝置，還可以大大減輕試驗(yàn)加載的勞動(dòng)量。采用等效荷載時(shí)，必須全面驗(yàn)算由于荷載圖式的改變對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件造成的各種影響。必要時(shí)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件做局部加強(qiáng)，或?qū)δ承﹨?shù)進(jìn)行修正。如當(dāng)構(gòu)件滿足強(qiáng)度等效，而整體變形（如撓度）條件不等效時(shí)，則需對(duì)所測(cè)變形進(jìn)行修正。取彎矩等效時(shí)，尚需驗(yàn)算剪力對(duì)構(gòu)件的影響，同時(shí)要把采用等效荷載的試驗(yàn)結(jié)果所產(chǎn)生的誤差控制在試驗(yàn)允許的范圍內(nèi)。（2）試驗(yàn)裝置為保證試驗(yàn)工作的正常進(jìn)行，試驗(yàn)裝置必須進(jìn)行專門設(shè)計(jì)。具體要求如下：1）試驗(yàn)裝置應(yīng)有足夠剛度。在最大試驗(yàn)荷載作用下，應(yīng)有足夠承載力（包括疲勞強(qiáng)度）和穩(wěn)定性；2）試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度、支承方式、支撐等條件和受力狀態(tài)應(yīng)符合設(shè)計(jì)計(jì)算簡(jiǎn)圖，且在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中保持不變；3）試驗(yàn)裝置要滿足構(gòu)件的邊界條件和受力變形的真實(shí)狀態(tài)，且不應(yīng)分擔(dān)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受的試驗(yàn)荷載，且不應(yīng)阻礙結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的自由發(fā)展；4）應(yīng)滿足試件就位支承、荷載設(shè)備安裝、試驗(yàn)荷載傳遞和試驗(yàn)過(guò)程的正常工作要求。（3）試驗(yàn)荷載《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》GB50068規(guī)定，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，結(jié)構(gòu)構(gòu)件在滿足承載力要求的前提下，還應(yīng)對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定、變形、抗裂和裂縫寬度的驗(yàn)算。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)時(shí)，首先要按不同試驗(yàn)要求確定各種工作狀態(tài)的試驗(yàn)荷載。結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)的內(nèi)力計(jì)算值應(yīng)根據(jù)材料的實(shí)測(cè)強(qiáng)度、構(gòu)件的實(shí)測(cè)幾何參數(shù)按式2.1.1進(jìn)行計(jì)算。（2.1.1）式中－結(jié)構(gòu)構(gòu)件達(dá)到承載力極限狀態(tài)時(shí)的內(nèi)力計(jì)算值；－按材料的實(shí)測(cè)強(qiáng)度、構(gòu)件的實(shí)測(cè)幾何參數(shù)確定的構(gòu)件承載力計(jì)算值；對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)，試驗(yàn)荷載值確定時(shí)一般應(yīng)考慮下列情況：1）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、裂縫寬度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定正常使用極限狀態(tài)的試驗(yàn)荷載值；2）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定開裂試驗(yàn)荷載值；3）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載能力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定極限承載能力試驗(yàn)荷載值；4）按荷載作用時(shí)間的不同，正常使用極限狀態(tài)的試驗(yàn)荷載值可分為短期試驗(yàn)荷載值和長(zhǎng)期試驗(yàn)荷載值。由于大部分試驗(yàn)是在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，故應(yīng)按規(guī)范要求，考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響進(jìn)行修正。在進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)荷載值確定還應(yīng)考慮動(dòng)力荷載的動(dòng)力系數(shù)。（4）加載制度試驗(yàn)加載制度是指試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。它包括：加載速度的快慢、加載時(shí)間間歇的長(zhǎng)短、分級(jí)荷載的大小和加卸載循環(huán)的次數(shù)等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形性質(zhì)與其所受荷載作用的時(shí)間特征有關(guān)。不同性質(zhì)的試驗(yàn)必須根據(jù)試驗(yàn)的要求制定不同的加載制度。對(duì)靜力結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，一般采用包括預(yù)加載、標(biāo)準(zhǔn)荷載和破壞荷載等三個(gè)階段的一次單調(diào)靜力加載試驗(yàn)；擬靜力試驗(yàn)采用控制荷載或變形的低周反復(fù)加載試驗(yàn)；而結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)則由計(jì)算機(jī)控制，按結(jié)構(gòu)受地震地面運(yùn)動(dòng)加速度作用后的位移反應(yīng)時(shí)程曲線進(jìn)行加載試驗(yàn)。一般結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)是采用正弦激振的加載試驗(yàn)，而模擬地震的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)則采用模擬地震地面加速度的隨機(jī)激振試驗(yàn)。3．量測(cè)方案設(shè)計(jì)（designofmeasurementscheme）（1）量測(cè)項(xiàng)目結(jié)構(gòu)在荷載作用下的各種變形可以分成兩類：一類是反映結(jié)構(gòu)的整體工作狀況（如梁的撓度、轉(zhuǎn)角、支座偏移等），叫做整體變形；另一類是反映結(jié)構(gòu)的局部工作狀況（如應(yīng)變、裂縫、鋼筋滑移等），叫做局部變形。在確定試驗(yàn)的量測(cè)項(xiàng)目時(shí)，試驗(yàn)者應(yīng)首先考慮整體變形，因?yàn)檎w變形能夠概括出結(jié)構(gòu)的工作全貌，可以基本上反映出結(jié)構(gòu)的工作狀況。因此在所有量測(cè)項(xiàng)目中，整體變形的量測(cè)往往是最基本的。對(duì)于某些構(gòu)件，局部變形的量測(cè)也是很重要的，例如，混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫出現(xiàn)，能直接說(shuō)明其抗裂性能。因此只要條件許可，根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?，也?jīng)常需要測(cè)定一些局部變形的項(xiàng)目。（2）測(cè)點(diǎn)的選擇與布置用儀器對(duì)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力、變形等參數(shù)的量測(cè)時(shí)，測(cè)點(diǎn)的選擇與布置應(yīng)滿足以下原則：1）在滿足試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，?yīng)使重點(diǎn)觀測(cè)項(xiàng)目突出，測(cè)點(diǎn)宜少不宜多。2）測(cè)點(diǎn)的位置必須有代表性，以便能測(cè)取最關(guān)鍵的數(shù)據(jù)；3）測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)有利于試驗(yàn)時(shí)操作和測(cè)讀；4）應(yīng)布置一定數(shù)量的校核性測(cè)點(diǎn)，以便校核量測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，這是因?yàn)樵谠囼?yàn)過(guò)程中部分測(cè)量?jī)x器可能會(huì)工作不正?；虬l(fā)生故障，以及很多偶然因素影響量測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。（3）儀器選擇與測(cè)讀原則選擇的儀器，必須能滿足試驗(yàn)所需的精度與量程要求。但要防止盲目選用高準(zhǔn)確度和高靈敏度的精密儀器，因?yàn)榫芰繙y(cè)儀器的使用要求有比較良好的環(huán)境和條件，如果條件不夠理想，其后果會(huì)造成儀器損傷或觀測(cè)結(jié)果不可靠。儀器的量程應(yīng)滿足最大應(yīng)變或撓度的需要，試驗(yàn)中若儀器量程不夠，中途調(diào)整必然會(huì)增加量測(cè)誤差，應(yīng)盡量避免。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)時(shí)，儀器所處條件和環(huán)境較復(fù)雜，影響因素較多，電測(cè)儀器的適應(yīng)性就不如機(jī)械式儀表。而測(cè)點(diǎn)較多時(shí)，機(jī)械式儀表卻不如電測(cè)儀器靈活、方便，因此，選用時(shí)應(yīng)作具體分析和技術(shù)比較。另外，選擇儀器時(shí)必須考慮測(cè)讀方便、省時(shí)，必要時(shí)采用自動(dòng)記錄裝置。為了簡(jiǎn)化工作，避免差錯(cuò)，量測(cè)儀器的型號(hào)規(guī)格應(yīng)盡可能一致，種類越少越好。有時(shí)為了控制觀測(cè)結(jié)果的準(zhǔn)確性，常在控制測(cè)點(diǎn)或校核性測(cè)點(diǎn)上同時(shí)使用兩種類型的儀器，以便比較。在進(jìn)行測(cè)讀時(shí)，原則上是全部?jī)x器的讀數(shù)必須同時(shí)進(jìn)行。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)的變形與時(shí)間有關(guān)，只有將同時(shí)測(cè)得的數(shù)據(jù)聯(lián)合起來(lái)才能說(shuō)明結(jié)構(gòu)在某一承載狀態(tài)下的實(shí)際情況。測(cè)讀時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：1）觀測(cè)時(shí)間一般選在試驗(yàn)過(guò)程中加載間歇的時(shí)間內(nèi)，荷載要適當(dāng)分級(jí)，對(duì)于一些變化較小或一些次要測(cè)點(diǎn)，可以每?jī)杉?jí)測(cè)讀1次；2）當(dāng)荷載持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)（如在標(biāo)準(zhǔn)荷載下恒載12h），應(yīng)測(cè)取恒載下變形隨時(shí)間的變化。同樣，空載時(shí)也應(yīng)測(cè)取變形隨時(shí)間的恢復(fù)情況；3）每次記錄儀器的讀數(shù)時(shí)，應(yīng)同時(shí)記下周圍的溫度和濕度；4）重要的數(shù)據(jù)應(yīng)邊作記錄，邊作初步整理，同時(shí)算出每級(jí)荷載的讀數(shù)差，與預(yù)計(jì)的理論值進(jìn)行比較，及時(shí)判斷量測(cè)數(shù)據(jù)的正確性，并確定下一級(jí)荷載的加載情況。4．安全措施（safetymeasures）在制定試驗(yàn)方案時(shí)應(yīng)對(duì)試驗(yàn)的準(zhǔn)備階段、試驗(yàn)實(shí)施階段和試驗(yàn)后拆除構(gòu)件階段應(yīng)有安全與防護(hù)的技術(shù)措施。主要的措施有：（1）試驗(yàn)前應(yīng)對(duì)工作人員進(jìn)行安全交底。試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)設(shè)安全員負(fù)責(zé)檢查安全工作，安全員應(yīng)由熟悉試驗(yàn)工作的人員擔(dān)任。（2）在試驗(yàn)準(zhǔn)備工作中有關(guān)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件、加載設(shè)備、荷載架等的吊裝，電氣設(shè)備、電氣線路等的安裝，試驗(yàn)后拆除構(gòu)件以及試驗(yàn)設(shè)備儀器的操作均應(yīng)符合有關(guān)的安全技術(shù)規(guī)程的規(guī)定。（3）試驗(yàn)使用的設(shè)備應(yīng)有操作規(guī)程，并應(yīng)嚴(yán)格遵守。試驗(yàn)用的加載設(shè)備、荷載架、支座、支墩等應(yīng)有足夠的安全儲(chǔ)備，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的地基應(yīng)有足夠的承載力和剛度。（4）在試驗(yàn)中，試驗(yàn)地區(qū)宜設(shè)置明顯標(biāo)志。工作人員測(cè)讀儀表、觀察裂縫和進(jìn)行加載等操作均應(yīng)有安全可靠的工作臺(tái)或腳手架。工作臺(tái)和腳手架不應(yīng)妨礙試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常工作。（5）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)防止試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和設(shè)備的倒塌，并應(yīng)設(shè)置安全托架或支墩。安全托架或支墩和試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜保持盡可能小的距離，但不應(yīng)妨礙試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形。試驗(yàn)用的千斤頂、分配梁和儀表等應(yīng)吊在支架上。試驗(yàn)屋架、桁架等大型結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，必須根據(jù)安全要求設(shè)置側(cè)向安全架，側(cè)向安全架不應(yīng)妨礙試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的正常工作。（6）當(dāng)荷載達(dá)到承載力試驗(yàn)荷載計(jì)算值的85%時(shí)，宜拆除可能損壞的儀表。對(duì)于需要保留下來(lái)量測(cè)結(jié)構(gòu)破壞階段的結(jié)構(gòu)反應(yīng)的儀表，應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。2.1.2準(zhǔn)備階段（preparationphase）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)準(zhǔn)備階段是將設(shè)計(jì)階段確定的試件按要求制作、安裝就位，將加載設(shè)備和測(cè)試儀器率定、安裝就位，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)記錄表格，算出各加載階段試驗(yàn)結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形值。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)準(zhǔn)備工作十分繁瑣，不僅涉及面很廣，而且工作量很大，據(jù)估計(jì)準(zhǔn)備工作約占全部試驗(yàn)工作量的1/2～1/3以上。試驗(yàn)準(zhǔn)備階段的工作質(zhì)量直接影響到試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確程度，有些準(zhǔn)備階段工作還直接與數(shù)據(jù)整理和資料分析有關(guān)，有時(shí)還關(guān)系到試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行到底，因此，切勿低估準(zhǔn)備工作階段的復(fù)雜性和重要性。具體要求如下：1．試件的制作（specimensfabricationtechniques）在制作試件過(guò)程中，應(yīng)作施工日志，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都是分析試驗(yàn)結(jié)果時(shí)不可缺少的參考資料。試件尺寸要保證有足夠的精度，材性試件必須按試驗(yàn)方案上設(shè)計(jì)的試件編號(hào)進(jìn)行編號(hào)，以免不同組別的試件混淆，另外還應(yīng)注意試樣的留取。試樣必須能真正代表試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的材性。以混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)為例，在制作試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)應(yīng)采用同批拌合物制作混凝土立方體試件，并與試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件同條件養(yǎng)護(hù)。當(dāng)需要測(cè)定混凝土的應(yīng)力、彈性模量或軸心抗壓強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)制作棱柱體試件，并宜繪制混凝土的應(yīng)力―應(yīng)變曲線；當(dāng)進(jìn)行抗裂性試驗(yàn)研究時(shí)，應(yīng)同時(shí)制作用來(lái)測(cè)定抗拉強(qiáng)度的混凝土立方體試件。立方體試件和棱柱體試件的制作、養(yǎng)護(hù)和試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法》GB/T50081的要求。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋應(yīng)取試件做屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率和冷彎等力學(xué)性能試驗(yàn)。鋼筋試件的拉力試驗(yàn)應(yīng)符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《金屬材料室溫拉伸試驗(yàn)方法》GB/T228的要求。當(dāng)需要確定構(gòu)件的鋼筋應(yīng)力時(shí)，應(yīng)測(cè)定鋼筋的彈性模量，并繪制其應(yīng)力－應(yīng)變曲線。2．試件質(zhì)量檢查（specimensqualityinspection）對(duì)試件尺寸和缺陷等應(yīng)作詳細(xì)檢查記錄，并納入原始資料。試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的材料、截面幾何尺寸和施工質(zhì)量應(yīng)符合《混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》GB50204等現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)要求。3．試件及加載設(shè)備安裝（specimensandloadingsetupassembling）在試件安裝前，應(yīng)先在試件上畫出支座反力的作用線位置和外荷載作用點(diǎn)位置，需要對(duì)中的試件還要畫出中心線位置。荷載作用部位要附設(shè)定位零件，以使荷載有明確的著力點(diǎn)。4．儀器的率定（calibrationofinstrument）所使用的量測(cè)儀器應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行率定。率定記錄應(yīng)納入原始試驗(yàn)記錄中，誤差超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的儀器不得使用。5．儀表的安裝（instrumentassembling）儀表的安裝位置、測(cè)點(diǎn)號(hào)等都應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)方案中的儀器布置圖實(shí)施。如有變動(dòng)，應(yīng)立即作好記錄。6．設(shè)計(jì)記錄表格（designofrecordsheet）根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)記錄表格，其內(nèi)容應(yīng)包括試件和試驗(yàn)條件的詳細(xì)情況以及量測(cè)的項(xiàng)目。2.1.3實(shí)施階段（loadingphase）按試驗(yàn)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)準(zhǔn)備階段確定的加載制度對(duì)試件進(jìn)行加載，加載和觀測(cè)記錄的全過(guò)程稱為試驗(yàn)實(shí)施階段。1．加載（loading）加載是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，應(yīng)按規(guī)定的加載順序和量測(cè)順序進(jìn)行。重要的量測(cè)數(shù)據(jù)應(yīng)在試驗(yàn)過(guò)程中隨時(shí)整理分析與事先估算的數(shù)值比較，發(fā)現(xiàn)有異常情況時(shí)應(yīng)查明原因或故障，把問(wèn)題弄清楚后才能繼續(xù)加載。2．觀測(cè)與記錄（observationandrecord）在試驗(yàn)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)所反映的外觀變化是分析結(jié)構(gòu)性能的極為寶貴的資料，對(duì)節(jié)點(diǎn)的松動(dòng)與異常變形，混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是結(jié)構(gòu)的破壞情況都應(yīng)作詳盡的記錄及描述。這些容易被初做試驗(yàn)者忽略，而把主要注意力集中在儀器讀數(shù)或記錄曲線上，因此應(yīng)分配專人負(fù)責(zé)結(jié)構(gòu)的外觀變化。試件破壞后要拍照和測(cè)繪破壞部位及裂縫簡(jiǎn)圖，必要時(shí)，可從試驗(yàn)后的試件上切取部分材料測(cè)定力學(xué)性能，破壞試件在試驗(yàn)結(jié)果分析整理完成之前不要過(guò)早毀棄，以備進(jìn)一步核查。將所有的原始數(shù)據(jù)整理完善，其中特別要注意的是試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，經(jīng)記錄人員簽名后都作為原始數(shù)據(jù)存檔，不得隨便涂改（如記錄數(shù)據(jù)有誤，可使用杠改）。2.1.4總結(jié)階段（dataanalysisandreportwritingphase）1．?dāng)?shù)據(jù)處理（dataprocessing）通過(guò)試驗(yàn)準(zhǔn)備和試驗(yàn)實(shí)施階段，獲得了大量數(shù)據(jù)和有關(guān)資料（如量測(cè)數(shù)據(jù)、試驗(yàn)曲線、變形觀察記錄、破壞特征描述等），一般不能直接回答試驗(yàn)研究所提出的各類問(wèn)題，它們只是試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)算處理才能得出試驗(yàn)結(jié)果。2．試驗(yàn)分析（testresultanalysis）試驗(yàn)分析是對(duì)試驗(yàn)得出的規(guī)律和現(xiàn)象作出解釋，分析它們的影響因素，根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)和資料編寫試驗(yàn)報(bào)告。3．試驗(yàn)報(bào)告（testreport）試驗(yàn)報(bào)告是全部試驗(yàn)工作的集中反映，它概括了試驗(yàn)的全部?jī)?nèi)容。所以在編寫試驗(yàn)報(bào)告時(shí)，應(yīng)力求簡(jiǎn)明扼要。試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容一般包括：試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)依據(jù)、試件設(shè)計(jì)、試驗(yàn)方法、試驗(yàn)過(guò)程、試驗(yàn)結(jié)果處理與分析、技術(shù)結(jié)論、附錄等。以上各階段的工作性質(zhì)雖有差別，但它們都是互相聯(lián)系又互相制約的，各階段的工作沒有明顯的界限，計(jì)劃時(shí)不能只孤立地考慮某一階段的工作，必須兼顧各個(gè)階段工作的特點(diǎn)和要求，作出綜合性的決策。2.2檢驗(yàn)性試驗(yàn)（verificationtesting）檢驗(yàn)性試驗(yàn)可在試驗(yàn)室進(jìn)行，也可在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行。主要包括設(shè)計(jì)、準(zhǔn)備、實(shí)施和總結(jié)4個(gè)階段，各階段的內(nèi)容可參照研究性試驗(yàn)進(jìn)行，下面僅對(duì)試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)荷載的取值及檢驗(yàn)報(bào)告的具體要求給予闡述。2.2.1試驗(yàn)對(duì)象（teststructure）檢驗(yàn)性試驗(yàn)的試驗(yàn)對(duì)象往往是某一具體結(jié)構(gòu)或?qū)嶋H的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般不存在試件設(shè)計(jì)和制作問(wèn)題，但需要收集和研究該試件設(shè)計(jì)的原始資料、設(shè)計(jì)計(jì)算書和施工文件等，并應(yīng)對(duì)構(gòu)件進(jìn)行實(shí)地考察，檢查結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量狀況，最后根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康闹朴喸囼?yàn)計(jì)劃。檢驗(yàn)性試驗(yàn)的試件可根據(jù)委托方要求、設(shè)計(jì)文件的要求或相關(guān)的規(guī)范規(guī)定確定。2.2.2試驗(yàn)荷載的取值（determinationoftestingload）（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載值應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件控制截面上的荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值和