7.2.1 探索性試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)宜符合下列原則：
1 試件的幾何形狀、結(jié)構(gòu)尺寸、截面配筋數(shù)量、配筋形式以及構(gòu)造措施等參數(shù)，宜具有代表性；
2 宜通過(guò)改變主要影響參數(shù)而形成系列試件，通過(guò)試驗(yàn)對(duì)比尋求該參數(shù)變化對(duì)結(jié)構(gòu)性能影響的定量規(guī)律；
3 當(dāng)影響參數(shù)較多時(shí)，可采用正交設(shè)計(jì)力法對(duì)試件的多個(gè)參數(shù)進(jìn)行組合；
4 試件尺寸宜接近實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件，減小尺寸效應(yīng)的影響；
5 試件與試驗(yàn)裝置之間的連接、支承方式應(yīng)能合理、有效地模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力狀態(tài)。
7.2.2 驗(yàn)證性試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)宜符合下列原則：
1 試件的材料、幾何形狀、尺寸、配筋等參數(shù)的確定宜滿足表7.2.2所示的結(jié)構(gòu)模型與原型結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系；試件的配筋形式以及構(gòu)造措施宜與原型結(jié)構(gòu)相似；當(dāng)表7.2.2所示的結(jié)構(gòu)模型與原型結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系無(wú)法完全滿足時(shí)，可按照等強(qiáng)度、等剛度的原則進(jìn)行等效換算：
2 試件設(shè)計(jì)宜減小縮尺效應(yīng)的影響，構(gòu)造連接類(lèi)的驗(yàn)證性試驗(yàn)宜采用足尺試件或大比例的模擬試件；
3 試件與加載設(shè)備、支承裝置之間的連接方式及構(gòu)造措施應(yīng)能合理、有效地反映原型結(jié)構(gòu)的邊界約束條件。
表7.2.2 混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c原型結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系
續(xù)表7.2.2
7.2.3 試件的材料宜采用與真實(shí)結(jié)構(gòu)一致的鋼筋和混凝土?？s尺模型中，當(dāng)采用小直徑的光圓鋼筋模擬原結(jié)構(gòu)中的大直徑變形鋼筋時(shí)，宜在光圓鋼筋表面壓痕，模擬變形鋼筋的粘結(jié)作用。采用細(xì)石混凝土制作縮尺模型時(shí)，粗骨料的粒徑不宜小于5mm。
7.2.4 試件的支座、加載區(qū)域以及與加載設(shè)備連接酌設(shè)計(jì)應(yīng)留有余量，確保其在試驗(yàn)過(guò)程中的承載力及剛度。承受集中荷載的部位.應(yīng)采取預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片或鋼墊板等局部加強(qiáng)措施。內(nèi)埋量測(cè)元件的布置應(yīng)合理，并應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。
7.2. 5 方案設(shè)計(jì)時(shí)宜采用數(shù)值模擬方法或簡(jiǎn)化計(jì)算方法，分析試件內(nèi)力、變形分布變化的規(guī)律，為確定試件的幾何尺寸及相似比、主要參數(shù)的影響、量測(cè)方案、試驗(yàn)設(shè)備的容量等提供依據(jù)。
7.2.6 應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康挠?jì)算下列荷載及變形參數(shù)：
1 試件自重及加載設(shè)備的重量；
2 試件在各種臨界狀態(tài)下相應(yīng)的荷載及變形預(yù)估值，包括開(kāi)裂荷載、屈服荷載、屈服變形、極限荷載及相應(yīng)的變形等；
3 計(jì)算加載值應(yīng)扣除試件自重及加載設(shè)備重量，加載設(shè)備的加載能力應(yīng)留有余量。
7.2.7 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)宜采用電子式的加載控制設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，試驗(yàn)加載設(shè)備宜具有荷載控制和位移控制的能力，并可在試驗(yàn)過(guò)程中相互進(jìn)行切換。
7.2.8 試驗(yàn)加載制度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)研究目的及實(shí)驗(yàn)室的具體條件確定。當(dāng)需要通過(guò)試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)屈服后的力學(xué)性能時(shí)，宜采用屈服前由力值控制加載、屈服后由位移控制加載的加載制度。
7.2.9 對(duì)于驗(yàn)證性試驗(yàn)，可在一定條件下通過(guò)改變加載方式利用同一試件進(jìn)行不同荷載工況下的多次試驗(yàn)。個(gè)同工況的試驗(yàn)應(yīng)按照荷載效應(yīng)由低到高的順序進(jìn)行。
7.2.10 對(duì)需要研究結(jié)構(gòu)恢復(fù)性能的試驗(yàn)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.3.7條的規(guī)定進(jìn)行分級(jí)卸載，并在卸載后對(duì)殘余值進(jìn)行量測(cè)。
7.2.11 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的量測(cè)方案應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第7.2.6條的要求分析試件內(nèi)力、變形分布變化的規(guī)律，從而確定內(nèi)力和變形的重點(diǎn)量測(cè)部位，并按第6.2節(jié)～第6.5節(jié)的要求布置傳感器；
2 應(yīng)在試件的對(duì)稱位置布置一定數(shù)量的校核性量測(cè)點(diǎn)，并通過(guò)測(cè)量值的對(duì)比復(fù)核，確認(rèn)測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性；
3 當(dāng)試件加載至可能發(fā)生破壞階段時(shí)，位移計(jì)、應(yīng)變計(jì)的布置應(yīng)兼顧試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的有效性和儀器儀表的安全。
條文說(shuō)明
7.2 試驗(yàn)方案
7.2.1 本條規(guī)定了探索性試驗(yàn)中試件設(shè)計(jì)應(yīng)符合的基本原則。探索性試驗(yàn)是為研究各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響的規(guī)律，往往需要分別改變不同參數(shù)的取值，以形成系列試件。參數(shù)較多時(shí)簡(jiǎn)單進(jìn)行排列組合會(huì)導(dǎo)致試件數(shù)量增多，試驗(yàn)成本和工作量大幅增加，可采用正交設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行試件設(shè)計(jì)的優(yōu)化。
7.2.2 本條規(guī)定了驗(yàn)證性試驗(yàn)中試件設(shè)計(jì)應(yīng)符合的基本原則。靜力試驗(yàn)中，質(zhì)量密度的相似比即為試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c原型結(jié)構(gòu)自重的相似比。一般材料難以滿足質(zhì)量密度相似比，可以通過(guò)在構(gòu)件上增加均勻分布的配重或者施加集中力模擬自重的相似關(guān)系。
7.2.3 本條為對(duì)試件鋼筋與混凝土材料的要求。足尺試件的材料與原結(jié)構(gòu)相同；小尺寸或者小比例試件中，為了模型制作與澆筑方便，一般采用小直徑鋼筋與細(xì)石混凝土，其材料性能與原型結(jié)構(gòu)有所不同。本條提出了減小差別的措施，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)細(xì)石混凝土材料的彈性模量進(jìn)行實(shí)測(cè)。
7.2.4 由于試驗(yàn)試件的材料強(qiáng)度、約束條件等存在一定的不確定性，試件的支座、加載區(qū)域、與加載設(shè)備的連接裝置等在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的安全余量，避免剛度不足或者在試件正常破壞前發(fā)生局部支承破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法完成或者發(fā)生危險(xiǎn)。如果裝置是重復(fù)利用的，還要考慮其反復(fù)受力作用及反復(fù)安裝拆卸過(guò)程對(duì)其性能的影響。
7.2.5 為保證試驗(yàn)的目的性和針對(duì)性，試驗(yàn)前的理論分析非常重要。對(duì)于較復(fù)雜的試驗(yàn)試件，宜采用有限元分析等方法，計(jì)算試件的內(nèi)力和變形，或進(jìn)行受力全過(guò)程的分析。根據(jù)分析結(jié)果校核并指導(dǎo)試驗(yàn)方案的制定。
7.2.6 為避免試驗(yàn)時(shí)盲目加載，應(yīng)通過(guò)預(yù)先計(jì)算的結(jié)果(預(yù)估值)指導(dǎo)試驗(yàn)的加載程序，控制各種臨界狀態(tài)，并與實(shí)測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相互對(duì)比分析?？紤]模型材料性能與設(shè)計(jì)要求可能存在的偏差，方案編制階段計(jì)算上述指標(biāo)時(shí)，鋼筋、混凝土的材料性能參數(shù)可采用設(shè)計(jì)要求值，到正式試驗(yàn)前，應(yīng)按照第4章中的規(guī)定取實(shí)測(cè)值進(jìn)行修正。
7.2.7 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)對(duì)加載、量測(cè)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)要求應(yīng)高于其他類(lèi)型的試驗(yàn)。調(diào)查表明國(guó)內(nèi)科研單位及高校的試驗(yàn)室大多具備電子式的加載控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為提高試驗(yàn)的精度，本條建議優(yōu)先采用自動(dòng)控制加載和自動(dòng)進(jìn)行量測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)加載制度要求，在不同試驗(yàn)階段可能需要綜合應(yīng)用力值控制加載和位移控制加載兩種方式，故加載設(shè)備宜具備試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行力—位移加載控制切換的能力。
7.2.8 對(duì)于靜力試驗(yàn)，試件在彈性階段剛度較大，力增長(zhǎng)較快，宜采用力值控制的加載制度；試件屈服后剛度降低，力值變化減小，位移增長(zhǎng)較快，宜按照屈服位移的整倍數(shù)進(jìn)行位移分級(jí)加載。試驗(yàn)后期也可采用連續(xù)、緩慢的加載方式。
7.2.9 對(duì)同一試件進(jìn)行不同工況的驗(yàn)證性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行使用狀態(tài)試驗(yàn)，再進(jìn)行承載力試驗(yàn)，最后進(jìn)行后期加載。
7.2.10 恢復(fù)性能是混凝土結(jié)構(gòu)的重要受力性能，一般結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行承載受力后恢復(fù)性能試驗(yàn)。主要為分級(jí)卸載及全部卸載狀態(tài)下殘余量的量測(cè)。
7.2.11 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件較好且對(duì)量測(cè)的精度有較高的要求，為準(zhǔn)確掌握重點(diǎn)部位的內(nèi)力和變形情況，應(yīng)布置較多的力值、位移、應(yīng)變及裂縫測(cè)點(diǎn)。利用試件的對(duì)稱性布置校核性量測(cè)點(diǎn)，可保證測(cè)試數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，也可防止個(gè)別傳感器失效導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失。
續(xù)表7.2.2
7.2.3 試件的材料宜采用與真實(shí)結(jié)構(gòu)一致的鋼筋和混凝土?？s尺模型中，當(dāng)采用小直徑的光圓鋼筋模擬原結(jié)構(gòu)中的大直徑變形鋼筋時(shí)，宜在光圓鋼筋表面壓痕，模擬變形鋼筋的粘結(jié)作用。采用細(xì)石混凝土制作縮尺模型時(shí)，粗骨料的粒徑不宜小于5mm。
7.2.4 試件的支座、加載區(qū)域以及與加載設(shè)備連接酌設(shè)計(jì)應(yīng)留有余量，確保其在試驗(yàn)過(guò)程中的承載力及剛度。承受集中荷載的部位.應(yīng)采取預(yù)埋鋼筋網(wǎng)片或鋼墊板等局部加強(qiáng)措施。內(nèi)埋量測(cè)元件的布置應(yīng)合理，并應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。
7.2. 5 方案設(shè)計(jì)時(shí)宜采用數(shù)值模擬方法或簡(jiǎn)化計(jì)算方法，分析試件內(nèi)力、變形分布變化的規(guī)律，為確定試件的幾何尺寸及相似比、主要參數(shù)的影響、量測(cè)方案、試驗(yàn)設(shè)備的容量等提供依據(jù)。
7.2.6 應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康挠?jì)算下列荷載及變形參數(shù)：
1 試件自重及加載設(shè)備的重量；
2 試件在各種臨界狀態(tài)下相應(yīng)的荷載及變形預(yù)估值，包括開(kāi)裂荷載、屈服荷載、屈服變形、極限荷載及相應(yīng)的變形等；
3 計(jì)算加載值應(yīng)扣除試件自重及加載設(shè)備重量，加載設(shè)備的加載能力應(yīng)留有余量。
7.2.7 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)宜采用電子式的加載控制設(shè)備和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，試驗(yàn)加載設(shè)備宜具有荷載控制和位移控制的能力，并可在試驗(yàn)過(guò)程中相互進(jìn)行切換。
7.2.8 試驗(yàn)加載制度應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)研究目的及實(shí)驗(yàn)室的具體條件確定。當(dāng)需要通過(guò)試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)屈服后的力學(xué)性能時(shí)，宜采用屈服前由力值控制加載、屈服后由位移控制加載的加載制度。
7.2.9 對(duì)于驗(yàn)證性試驗(yàn)，可在一定條件下通過(guò)改變加載方式利用同一試件進(jìn)行不同荷載工況下的多次試驗(yàn)。個(gè)同工況的試驗(yàn)應(yīng)按照荷載效應(yīng)由低到高的順序進(jìn)行。
7.2.10 對(duì)需要研究結(jié)構(gòu)恢復(fù)性能的試驗(yàn)，應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第5.3.7條的規(guī)定進(jìn)行分級(jí)卸載，并在卸載后對(duì)殘余值進(jìn)行量測(cè)。
7.2.11 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的量測(cè)方案應(yīng)符合下列規(guī)定：
1 應(yīng)按本標(biāo)準(zhǔn)第7.2.6條的要求分析試件內(nèi)力、變形分布變化的規(guī)律，從而確定內(nèi)力和變形的重點(diǎn)量測(cè)部位，并按第6.2節(jié)～第6.5節(jié)的要求布置傳感器；
2 應(yīng)在試件的對(duì)稱位置布置一定數(shù)量的校核性量測(cè)點(diǎn)，并通過(guò)測(cè)量值的對(duì)比復(fù)核，確認(rèn)測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性；
3 當(dāng)試件加載至可能發(fā)生破壞階段時(shí)，位移計(jì)、應(yīng)變計(jì)的布置應(yīng)兼顧試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的有效性和儀器儀表的安全。
條文說(shuō)明
7.2 試驗(yàn)方案
7.2.1 本條規(guī)定了探索性試驗(yàn)中試件設(shè)計(jì)應(yīng)符合的基本原則。探索性試驗(yàn)是為研究各參數(shù)對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響的規(guī)律，往往需要分別改變不同參數(shù)的取值，以形成系列試件。參數(shù)較多時(shí)簡(jiǎn)單進(jìn)行排列組合會(huì)導(dǎo)致試件數(shù)量增多，試驗(yàn)成本和工作量大幅增加，可采用正交設(shè)計(jì)等方法進(jìn)行試件設(shè)計(jì)的優(yōu)化。
7.2.2 本條規(guī)定了驗(yàn)證性試驗(yàn)中試件設(shè)計(jì)應(yīng)符合的基本原則。靜力試驗(yàn)中，質(zhì)量密度的相似比即為試驗(yàn)?zāi)Ｐ团c原型結(jié)構(gòu)自重的相似比。一般材料難以滿足質(zhì)量密度相似比，可以通過(guò)在構(gòu)件上增加均勻分布的配重或者施加集中力模擬自重的相似關(guān)系。
7.2.3 本條為對(duì)試件鋼筋與混凝土材料的要求。足尺試件的材料與原結(jié)構(gòu)相同；小尺寸或者小比例試件中，為了模型制作與澆筑方便，一般采用小直徑鋼筋與細(xì)石混凝土，其材料性能與原型結(jié)構(gòu)有所不同。本條提出了減小差別的措施，必要時(shí)還應(yīng)對(duì)細(xì)石混凝土材料的彈性模量進(jìn)行實(shí)測(cè)。
7.2.4 由于試驗(yàn)試件的材料強(qiáng)度、約束條件等存在一定的不確定性，試件的支座、加載區(qū)域、與加載設(shè)備的連接裝置等在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有一定的安全余量，避免剛度不足或者在試件正常破壞前發(fā)生局部支承破壞，導(dǎo)致試驗(yàn)無(wú)法完成或者發(fā)生危險(xiǎn)。如果裝置是重復(fù)利用的，還要考慮其反復(fù)受力作用及反復(fù)安裝拆卸過(guò)程對(duì)其性能的影響。
7.2.5 為保證試驗(yàn)的目的性和針對(duì)性，試驗(yàn)前的理論分析非常重要。對(duì)于較復(fù)雜的試驗(yàn)試件，宜采用有限元分析等方法，計(jì)算試件的內(nèi)力和變形，或進(jìn)行受力全過(guò)程的分析。根據(jù)分析結(jié)果校核并指導(dǎo)試驗(yàn)方案的制定。
7.2.6 為避免試驗(yàn)時(shí)盲目加載，應(yīng)通過(guò)預(yù)先計(jì)算的結(jié)果(預(yù)估值)指導(dǎo)試驗(yàn)的加載程序，控制各種臨界狀態(tài)，并與實(shí)測(cè)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行相互對(duì)比分析?？紤]模型材料性能與設(shè)計(jì)要求可能存在的偏差，方案編制階段計(jì)算上述指標(biāo)時(shí)，鋼筋、混凝土的材料性能參數(shù)可采用設(shè)計(jì)要求值，到正式試驗(yàn)前，應(yīng)按照第4章中的規(guī)定取實(shí)測(cè)值進(jìn)行修正。
7.2.7 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)對(duì)加載、量測(cè)及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的技術(shù)要求應(yīng)高于其他類(lèi)型的試驗(yàn)。調(diào)查表明國(guó)內(nèi)科研單位及高校的試驗(yàn)室大多具備電子式的加載控制和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，為提高試驗(yàn)的精度，本條建議優(yōu)先采用自動(dòng)控制加載和自動(dòng)進(jìn)行量測(cè)的試驗(yàn)系統(tǒng)。根據(jù)試驗(yàn)加載制度要求，在不同試驗(yàn)階段可能需要綜合應(yīng)用力值控制加載和位移控制加載兩種方式，故加載設(shè)備宜具備試驗(yàn)過(guò)程中進(jìn)行力—位移加載控制切換的能力。
7.2.8 對(duì)于靜力試驗(yàn)，試件在彈性階段剛度較大，力增長(zhǎng)較快，宜采用力值控制的加載制度；試件屈服后剛度降低，力值變化減小，位移增長(zhǎng)較快，宜按照屈服位移的整倍數(shù)進(jìn)行位移分級(jí)加載。試驗(yàn)后期也可采用連續(xù)、緩慢的加載方式。
7.2.9 對(duì)同一試件進(jìn)行不同工況的驗(yàn)證性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行使用狀態(tài)試驗(yàn)，再進(jìn)行承載力試驗(yàn)，最后進(jìn)行后期加載。
7.2.10 恢復(fù)性能是混凝土結(jié)構(gòu)的重要受力性能，一般結(jié)構(gòu)宜進(jìn)行承載受力后恢復(fù)性能試驗(yàn)。主要為分級(jí)卸載及全部卸載狀態(tài)下殘余量的量測(cè)。
7.2.11 實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)條件較好且對(duì)量測(cè)的精度有較高的要求，為準(zhǔn)確掌握重點(diǎn)部位的內(nèi)力和變形情況，應(yīng)布置較多的力值、位移、應(yīng)變及裂縫測(cè)點(diǎn)。利用試件的對(duì)稱性布置校核性量測(cè)點(diǎn)，可保證測(cè)試數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，也可防止個(gè)別傳感器失效導(dǎo)致的數(shù)據(jù)缺失。
鋼結(jié)構(gòu)防火涂料 GB149
