同濟(jì)大學(xué)《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課件.ppt

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1、,1,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),建 筑 結(jié) 構(gòu) 試 驗(yàn),任課教師：薛偉辰,2,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程介紹,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是以實(shí)驗(yàn)技術(shù)為手段，測(cè)量能反映結(jié) 構(gòu)或構(gòu)件實(shí)際工作性能的有關(guān)參數(shù)，為判斷結(jié)構(gòu)的承載 能力和安全儲(chǔ)備提供重要根據(jù)。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是工業(yè)與民用建筑專業(yè)的一門專業(yè)技 術(shù)課程。本課程的任務(wù)是使學(xué)生獲得建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方面 的基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，能夠進(jìn)行一般建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的 設(shè)計(jì)與實(shí)施。,3,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì),試件設(shè)計(jì),加載方案 荷載設(shè)備,測(cè)試方案 數(shù)據(jù)采集和測(cè) 量?jī)x器,4,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 課 時(shí) 安 排,第一章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論 第三章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的荷載設(shè)備,（2課時(shí)） （2課時(shí)）,第四章 結(jié)

2、構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和測(cè)量?jī)x器 （2課時(shí)）,第二章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì) 第五章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn) 第六章 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)靜力加載試驗(yàn) 第九章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)技術(shù) 第十章 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理,（4課時(shí)） （2課時(shí)） （2課時(shí)） （2課時(shí)） （2課時(shí)）,5,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第一章,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論,6,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與理論分析的關(guān)系：,作為一門試驗(yàn)科學(xué)，目的是對(duì)結(jié)構(gòu)物的受力性能作 出評(píng)價(jià)，并為驗(yàn)證和發(fā)展計(jì)算理論提供依據(jù)； 當(dāng)計(jì)算理論比較完善，足以分析結(jié)構(gòu)物的受力特性 時(shí)，則無須進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)；,當(dāng)計(jì)算理論有待完善或分析對(duì)象為新材料、新工藝 或新型結(jié)構(gòu)時(shí)，則需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。,如結(jié)構(gòu)的彈性內(nèi)力計(jì)算與塑性承

3、載力設(shè)計(jì)方法、長(zhǎng)期性能、耐 久性等,7,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),簡(jiǎn)支受彎梁試驗(yàn)：（著名的路標(biāo)試驗(yàn)）,研究簡(jiǎn)支受彎梁截面應(yīng)力分布。,8,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),簡(jiǎn)支受彎梁試驗(yàn)：（路標(biāo)試驗(yàn)）,17世紀(jì)初，伽利略提出截面應(yīng)力均勻分布； 17世紀(jì)中，有人將其修正為三角形分布；,1713年，巴朗（法國(guó)）提出正確的應(yīng)力分布型式， 但未能進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；,1767年，容格密理（法國(guó)）提出路標(biāo)試驗(yàn)；,1821年，拿維葉（法國(guó)科學(xué)院院士）推導(dǎo)了受彎構(gòu) 件應(yīng)力分布的計(jì)算公式；,1850年，阿莫?dú)v思（法國(guó)科學(xué)院院士）完成了試驗(yàn) 驗(yàn)證。,9,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)在我國(guó)的發(fā)展歷史：,解放前，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)在我國(guó)幾乎是空白；,1953年，長(zhǎng)春市2

4、5.3m輸電塔原型檢驗(yàn)性試驗(yàn)； 1957年，武漢長(zhǎng)江大橋靜載和動(dòng)載試驗(yàn)；,1959年，北京火車站35m35m雙曲薄殼靜力試驗(yàn)； 70年代后，上海體育館、南京五臺(tái)山體育館網(wǎng)架模型,試驗(yàn)；,1977年，“建筑結(jié)構(gòu)測(cè)試技術(shù)的研究”八年規(guī)劃； 上世紀(jì)80年代以來，隨著大型高精度試驗(yàn)裝置和數(shù)采,系統(tǒng)的應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)達(dá)到一個(gè)新水平。,10,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)展趨勢(shì)：,大型化、體系化；,精密性，包括試件設(shè)計(jì)、加載、測(cè)試； 計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)試驗(yàn)。,我校的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)建設(shè)情況：,共有六個(gè)試驗(yàn)室；,靜力、擬動(dòng)力、振動(dòng)臺(tái)、抗火、風(fēng)洞、耐久性。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)： 定義：課本P12,P,P 應(yīng)變片

5、,P曲線（構(gòu)件） M關(guān)系（截面） 承載力、撓度、裂縫 平截面假定驗(yàn)證 11,12,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的：,生產(chǎn)性試驗(yàn)（又稱鑒定性試驗(yàn)或檢驗(yàn)性試驗(yàn)）,科研性試驗(yàn),13,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 生產(chǎn)性試驗(yàn)： 特點(diǎn)：非探索性、有比較成熟的計(jì)算理論、針對(duì)實(shí)際結(jié) 構(gòu)或構(gòu)件 應(yīng)用場(chǎng)合：, ,檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量； 檢驗(yàn)已有建筑物的可靠性，推斷剩余壽命； 鑒定加固，改造工程的實(shí)際受力性能； 為工程事故鑒定處理提供技術(shù)依據(jù)； 檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件或部位的受力性能。,14,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 科研性試驗(yàn)： 特點(diǎn)：具有研究、探索、開發(fā)的性質(zhì)，針對(duì)試件而不一 定是具體結(jié)構(gòu)。 應(yīng)用場(chǎng)合：, ,驗(yàn)證結(jié)構(gòu)計(jì)算理論及有關(guān)假定、推斷等；

6、為編制有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)； 推廣應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。,15,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類：,按試驗(yàn)對(duì)象：真型試驗(yàn)、模型試驗(yàn)； 按荷載性質(zhì)：靜力試驗(yàn)、動(dòng)力試驗(yàn)；,按試驗(yàn)時(shí)間：短期荷載試驗(yàn)、長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)； 按試驗(yàn)場(chǎng)合：試驗(yàn)室試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)；,按破壞程度：破壞性試驗(yàn)與非破壞性試驗(yàn)。,16,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 真型試驗(yàn)與模型試驗(yàn)： 真型試驗(yàn), ,試驗(yàn)對(duì)象：實(shí)際結(jié)構(gòu)或按比例復(fù)制的結(jié)構(gòu)、構(gòu)件 優(yōu)點(diǎn)：完全反映真實(shí)結(jié)構(gòu)受力特性，試驗(yàn)結(jié)論可靠 缺點(diǎn)：費(fèi)用高，加載難度大，試驗(yàn)周期長(zhǎng),模型試驗(yàn), ,試驗(yàn)對(duì)象：縮尺試件 優(yōu)點(diǎn)：實(shí)施方便，費(fèi)用低，多參數(shù)、多試件 缺點(diǎn)：嚴(yán)格相似條件難實(shí)現(xiàn)，尺寸效應(yīng),17,建筑結(jié)構(gòu)

7、試驗(yàn) 靜力試驗(yàn)與動(dòng)力試驗(yàn)： 靜力試驗(yàn), ,單調(diào)靜力試驗(yàn)、低周反復(fù)靜力試驗(yàn)等 優(yōu)點(diǎn)：加載設(shè)備簡(jiǎn)單，試驗(yàn)觀測(cè)方便 缺點(diǎn)：不能反映結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能,動(dòng)力試驗(yàn), ,振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、風(fēng)載試驗(yàn)等 優(yōu)點(diǎn)：能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng) 缺點(diǎn)：加載設(shè)備和測(cè)試手段復(fù)雜,18,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 短期荷載試驗(yàn)與長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)： 短期荷載試驗(yàn),一般試驗(yàn)全過程持續(xù)幾分鐘到幾天,長(zhǎng)期荷載試驗(yàn), ,試驗(yàn)全過程持續(xù)幾個(gè)月、幾年到數(shù)十年 主要研究與時(shí)間有關(guān)的結(jié)構(gòu)特性（如：混凝土的收 縮、徐變，預(yù)應(yīng)力筋的松弛，結(jié)構(gòu)的耐久性能 等）,19,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 試驗(yàn)室試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)： 試驗(yàn)室試驗(yàn), ,適用于科研性試驗(yàn) 是今后結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的主要

8、發(fā)展方向,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),試件或結(jié)構(gòu)的工作條件、結(jié)構(gòu)型式等完全反映工程 實(shí)際情況,20,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),破壞性試驗(yàn)與非破壞性試驗(yàn)：,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)多為非破壞性試驗(yàn),試驗(yàn)室試驗(yàn)與短期荷載試驗(yàn)多為破壞性試驗(yàn),21,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),思考題：,1、簡(jiǎn)述結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)。,2、按試驗(yàn)?zāi)康牡牟煌Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)可分為哪兩類？ 3、簡(jiǎn)述生產(chǎn)性試驗(yàn)的目的。 4、簡(jiǎn)述科研性試驗(yàn)的目的。,5、試對(duì)比真型試驗(yàn)與模型試驗(yàn)。,6、簡(jiǎn)述靜力試驗(yàn)與動(dòng)力試驗(yàn)的不同。 7、闡述短期試驗(yàn)與長(zhǎng)期試驗(yàn)的區(qū)分。 8、說明試驗(yàn)室試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的不同。,22,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第三章,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的荷載設(shè)備,23,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中的加載方法：,重力

9、加載法； 液壓加載法； 慣性力加載法； 機(jī)械力加載法；,氣壓加載法； 電磁加載法； 人激振動(dòng)加載法； 環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)激振法。,24,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),重力加載法：,包括重力直接加載法和杠桿加載法。,直接加載法,應(yīng)注意避免因荷重 塊產(chǎn)生拱作用而改 變荷載分布。,杠桿加載法,結(jié)構(gòu)變形后荷載不 改變，但無法自行 卸載。,25,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),重力加載法：,預(yù)應(yīng)力鋼混凝土組合梁長(zhǎng)期荷載試驗(yàn),建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 液壓加載法： 目前結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中最常用的加載方法； 可適用于靜、動(dòng)載試驗(yàn)，噸位可大、可小； 液壓加載方法 液壓加載系統(tǒng)和試驗(yàn)臺(tái)座； 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)。 液壓加載裝置, 液壓加載器； 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)；, 地震模擬振動(dòng)臺(tái)。

10、 26, 液壓加載系統(tǒng)； 電液伺服液壓系統(tǒng)；,27,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 液壓加載器：,液壓千斤頂,電動(dòng)泵,28,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),液壓加載系統(tǒng)：,組成部分, 液壓加載器 液壓控制臺(tái) 反力架 臺(tái)座,適用于各類結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)（包括擬靜力試驗(yàn)）,29,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),液壓加載系統(tǒng)：,5M鋼桁架結(jié)構(gòu) 靜力分析試驗(yàn),液壓千斤頂,手動(dòng)油泵,豎向反力架,支墩,10000kN垂 向加載油缸,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)： 水平伺服跟,動(dòng)裝置 球鉸及微動(dòng),橫梁縮緊機(jī) 構(gòu),探測(cè)裝置 垂向伺服跟 動(dòng)裝置 3000kN水 平加載裝置 橫梁升降機(jī) 構(gòu) 1500kN水 平加載裝置 10000kN大型多功能試驗(yàn)機(jī)系統(tǒng)（同濟(jì)大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

11、室） 30,31,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),地震模擬振動(dòng)臺(tái)：,同濟(jì)大學(xué)土木工程防,災(zāi)國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室,美國(guó)MTS公司三向六自由 度維模擬地震振動(dòng)臺(tái)， 臺(tái)面尺寸4m4m，最大 試件質(zhì)量25t。,32,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),慣性力加載法：,利用運(yùn)動(dòng)物體質(zhì)量的慣性施加動(dòng)力荷載； 沖擊力加載法, 初位移加載法； 初速度加載法； 反沖激振法。 離心力加載法, 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易產(chǎn)生較大振幅和激振力； 缺點(diǎn)：頻率低，振幅調(diào)節(jié)難，只能產(chǎn)生簡(jiǎn)諧荷載。,直線位移慣性力加載法, 激振力大，但頻率較?。?1HZ），且設(shè)備笨重。,33,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),慣性力加載法：,初位移加載法,初速度加載法,34,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),機(jī)械力加載法：,常用機(jī)具

12、包括：吊鏈（葫蘆）、卷?yè)P(yáng)機(jī)、花籃螺 絲、螺旋千斤頂、彈簧等； 適用于施加水平荷載；,優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡(jiǎn)單，集中力的方向便于控制； 缺點(diǎn)：荷載較小，加卸載速度慢，荷載作用點(diǎn)的 變形會(huì)引起荷載值的較大改變。,35,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),氣壓加載法：,利用壓縮空氣加載，利用抽真空產(chǎn)生負(fù)壓加載； 適用于平板、殼體等平面結(jié)構(gòu)施加均布荷載； 優(yōu)點(diǎn)：加、卸載方便，荷載穩(wěn)定、安全，結(jié)構(gòu)破 壞時(shí)能夠自動(dòng)卸載；,缺點(diǎn)：加載面無法觀測(cè)。,36,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),電磁加載法：,可進(jìn)行靜、動(dòng)載試驗(yàn)； 電磁式激振器, 優(yōu)點(diǎn)：頻率范圍寬、重量輕、控制方便、可按給定,信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)波形的激振力；, 缺點(diǎn)：激振力不大、適用于小型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。,電磁振

13、動(dòng)臺(tái), 優(yōu)點(diǎn)：頻率范圍寬、振動(dòng)穩(wěn)定、波形失真小、振幅,和頻率的調(diào)節(jié)較為方便、容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制； 缺點(diǎn)：激振力小、適用于小型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。,37,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),人激振動(dòng)加載法：,人身體有規(guī)律的運(yùn)動(dòng)，在共振情況下可產(chǎn)生較大 的激振力（有阻尼自由振動(dòng)）。,環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)激振法：,又稱脈動(dòng)法；,由地面脈動(dòng)產(chǎn)生建筑物脈動(dòng)，再對(duì)其進(jìn)行模態(tài)參 數(shù)識(shí)別。,38,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),荷載支承設(shè)備和試驗(yàn)臺(tái)座：,支座；,荷載支承機(jī)構(gòu)；,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座；,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)荷載裝置。,39,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),支座：,支墩：簡(jiǎn)易支座，鋼或鋼筋砼制作，現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)多 為磚砌體；,支座作用形式：滾動(dòng)鉸支座、固定鉸支座、球鉸 支座；,對(duì)鉸支座的基本要求（課

14、本P5859） 必須保證結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動(dòng)； 必須保證結(jié)構(gòu)在支座處力的傳遞；, 構(gòu)件支座處鉸的上下墊板要有一定剛度； 滾軸長(zhǎng)度，一般取為試件支承處截面寬度； 滾軸直徑，可按表選用，并進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。,40,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),支座：,41,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),荷載支承機(jī)構(gòu)：,又稱反力架或荷載架； 試驗(yàn)室試驗(yàn), 反力架（由橫梁立柱組成）；, 抗彎大梁或空間桁架式臺(tái)座（適用于中小型構(gòu)件）,、試驗(yàn)臺(tái)座。,現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn), 反力支架（包括平衡重、錨固樁頭、現(xiàn)澆地梁和箍,架等）。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),荷載支承機(jī)構(gòu)： 試驗(yàn)臺(tái)座（槽式）,豎向反力架 42,立柱,橫梁,43,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),荷載支承機(jī)構(gòu)：,水平反力架,44,建筑結(jié)構(gòu)

15、試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座：,抗彎大梁式臺(tái)座和空間桁架式臺(tái)座, 適用于中小型構(gòu)件試驗(yàn)，跨度短、荷載?。?特點(diǎn)：自平衡式，對(duì)支座和支承條件無要求。,空間桁架式臺(tái)座,抗彎大梁式臺(tái)座,45,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座：（試驗(yàn)臺(tái)座） 板式試驗(yàn)臺(tái)座 RC板或PC板（厚板），由結(jié)構(gòu)自重和剛度來平衡所 施加的荷載。 槽式試驗(yàn)臺(tái)座：加載點(diǎn)可沿臺(tái)座縱向移動(dòng)，但由于 地腳螺絲較松，不適用于動(dòng)力荷載試驗(yàn)。 地腳螺絲式試驗(yàn)臺(tái)座：可適用于靜力試驗(yàn)和動(dòng)力試 驗(yàn)，但試件就位靈活性差，螺絲受損后修復(fù)困難。 箱式試驗(yàn)臺(tái)座 特點(diǎn)：承載力高、剛度大、臺(tái)座空間利用率高，但,安裝和移動(dòng)設(shè)備困難。,46,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座：（試驗(yàn)臺(tái)座）

16、,抗側(cè)力試驗(yàn)臺(tái)座, 作用：通過拉壓千斤頂或電液伺服加載系統(tǒng)對(duì)試件,施加模擬地震作用的低周反復(fù)荷載，進(jìn)行擬動(dòng)力和 擬靜力試驗(yàn)。, 試驗(yàn)臺(tái)座采用RC或PC的實(shí)體墻或箱形墻，有L型、U,型等。,47,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),槽式試驗(yàn)臺(tái)座：,槽式試驗(yàn)臺(tái)座，高出地面500mm（同濟(jì)大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室）,48,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)荷載裝置：,關(guān)鍵問題：如何提供支座反力。 解決方法, 平衡重式, 壓樁作為地錨 成對(duì)試驗(yàn)加載,49,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),思考題：,1、簡(jiǎn)述重力加載法的特點(diǎn)。,2、如何避免重力加載法中的拱效應(yīng)？ 3、液壓加載器有哪幾種？,4、電液伺服加載系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 5、闡述機(jī)械力加載法的常用機(jī)具及其

17、特點(diǎn)。 6、簡(jiǎn)述氣壓加載法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。 7、支座有哪幾種基本形式？,8、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座的分類及其特點(diǎn)。,50,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第四章,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和測(cè)量?jī)x器,51,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),主要內(nèi)容,4.1 概述,4.2 傳感器 4.3 記錄器,4.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),52,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),4.1 概述,數(shù)據(jù)采集：用多種儀器和裝置測(cè)量結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中的輸入 （作用）和輸出（效應(yīng)、響應(yīng)）數(shù)據(jù)。 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集的發(fā)展過程： 人工測(cè)量、人工記錄：直尺、秤等 儀器測(cè)量、人工記錄：YJ-5應(yīng)變儀等, 儀器測(cè)量、儀器記錄：傳感器 + X-Y記錄儀等 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：輸力強(qiáng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),傳感器 感受部分 顯示

18、、記錄部分,放大器 放大部分 分析儀器,顯示器 記錄器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 53,54,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)：主要測(cè)量局部纖維應(yīng)變和整體變形， 多使用復(fù)合式儀表。,結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)：量測(cè)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特征和動(dòng)態(tài)反應(yīng)，使用 動(dòng)態(tài)模擬儀器。,數(shù)據(jù)采集的儀器設(shè)備（按功能與使用情況分）：傳感 器、放大器、顯示器、記錄器、分析儀器等。,4.1 概述（續(xù)）,55,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),測(cè)量?jī)x器設(shè)備的主要技術(shù)性能指標(biāo)：, 刻度值（最小分度值）：指示或顯示裝置所能指示的最,小量測(cè)值。, 量程：儀器可以測(cè)量的最大范圍。, 靈敏度：儀器對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力。 分辨率：測(cè)量被測(cè)物理量最小變化值的能力。, 線性度：儀器校準(zhǔn)曲線對(duì)

19、理想擬合直線的接近程度。 穩(wěn)定性：規(guī)定時(shí)間內(nèi)保持示值與特性參數(shù)不變的能力。 重復(fù)性：重復(fù)測(cè)試同一數(shù)值時(shí)保持示值一致的能力。 頻率響應(yīng)：動(dòng)測(cè)儀器輸出信號(hào)隨輸入信號(hào)變化的特性。,4.1 概述（續(xù)）,56,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)儀器設(shè)備的使用要求, 自重輕、尺寸小，不影響結(jié)構(gòu)工作與受力； 合適的靈敏度和量程；, 安裝使用方便，穩(wěn)定性和重復(fù)性好；, 價(jià)廉耐用，可重復(fù)使用，安全可靠，維修容易； 多功能，多用途，適應(yīng)多方面需要。 數(shù)據(jù)采集應(yīng)遵循同時(shí)性和客觀性原則。,為確定儀器設(shè)備的靈敏度和精確度、確定試驗(yàn)數(shù)據(jù)的 誤差，應(yīng)在試驗(yàn)前后對(duì)儀器設(shè)備進(jìn)行標(biāo)定。,4.1 概述（續(xù)）,57,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),4.2 傳感

20、器,（一）基本原理：（教材P70-71）,機(jī)械式傳感器：利用機(jī)械原理進(jìn)行工作，包括感受機(jī) 構(gòu)、轉(zhuǎn)換機(jī)械、顯示裝置和附屬裝置四部分。,電測(cè)傳感器：利用某種特殊材料的電學(xué)性能、或某種 裝置的電學(xué)原理，把所需測(cè)量的非電物理量變化轉(zhuǎn)換 成電量變化，主要包括感受部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸部 分和附屬裝置四部分。,其他傳感器：包括紅外線傳感器、激光傳感器、光纖 傳感器和超聲波傳感器等。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （二）電阻應(yīng)變計(jì) 工作原理：利用某種金屬絲導(dǎo)體的“應(yīng)變電阻效應(yīng)”。,構(gòu)造組成： 引出線 覆蓋層 電阻柵 基底材料 58,dR R,= K,K：靈敏系數(shù) ：應(yīng)變,單位應(yīng)變引起的 相對(duì)電阻變化,59,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二

21、）電阻應(yīng)變計(jì)（續(xù)）,電阻應(yīng)變計(jì)的特點(diǎn)：靈敏度高，應(yīng)變片尺寸?。☉?yīng)力 集中區(qū)密集貼片），質(zhì)量輕，粘貼牢固，適用于高、 低溫環(huán)境（-50100）。 主要技術(shù)指標(biāo), 電阻值 R：120。, 標(biāo)距 l：即電阻柵的有效長(zhǎng)度。鋼筋片21、32等,，砼片804、1005等（大于4倍最大粗骨料粒徑， 還與應(yīng)變梯度有關(guān)）。, 靈敏度系數(shù) K：即單位應(yīng)變引起應(yīng)變計(jì)的電阻變化。,應(yīng)與應(yīng)變儀的靈敏度系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （二）電阻應(yīng)變計(jì)（續(xù)） 電阻應(yīng)變儀的分類 按電阻柵的種類分：絲繞式、 短接式、箔式、半導(dǎo)體式、焊 接式； 按電阻柵的形狀分：?jiǎn)蜗驊?yīng)變 片、應(yīng)變花（雙向、三向）；, 按基底材料分：紙基、膠基；

22、, 按使用極限溫度分：低溫、常 溫、高溫。 60,三向應(yīng)變花,61,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼方法：,順,序,工作內(nèi)容,方法,要求,外觀檢,借助放大鏡肉眼檢查,應(yīng)變片應(yīng)無氣泡、霉變、銹點(diǎn)、,1,應(yīng)變片檢查 分選擇,查 阻值檢 查 測(cè)點(diǎn)檢,查,用萬用表檢查 用單臂電橋測(cè)量電阻值并分 組 檢查測(cè)點(diǎn)處表面狀況,柵級(jí)應(yīng)平直、整齊均勻 應(yīng)無短路或斷路 同一測(cè)區(qū)應(yīng)用阻值基本一致的應(yīng) 變計(jì)，相差不大于 0.5% 測(cè)點(diǎn)應(yīng)平整、無缺陷、無裂縫,打磨,用砂布或磨光機(jī),平整、無浮漿、并不使斷面減少,用丙酮或酒精清洗,清洗 打底,棉花干擦是無污染 膠層厚度 0.05-0.1mm 左右，硬后 用砂布打磨,2,測(cè)點(diǎn)處

23、理,測(cè)線定 位,上膠,用鑷子夾應(yīng)變計(jì)引出線，在,縱線與應(yīng)變方向一致 測(cè)點(diǎn)上十字中心與應(yīng)變計(jì)上的標(biāo),擠壓,背面上一層薄膠，測(cè)點(diǎn)也涂 上薄膠，將片對(duì)準(zhǔn)放上 在應(yīng)變計(jì)上蓋一小片玻璃,擠出多余膠水,志對(duì)準(zhǔn) 膠層應(yīng)盡量薄，并注意應(yīng)變計(jì)位,紙，用手指沿一個(gè)方向滾壓，置不滑動(dòng)。,3,應(yīng)變計(jì)粘貼,加壓,快干膠粘貼，用手指輕壓 1-2,分鐘，其它膠則適當(dāng)方法加 壓 1-2 小時(shí),膠層應(yīng)盡量薄，并注意應(yīng)變計(jì)位,置不滑動(dòng)。,62,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼方法（續(xù)）：,63,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）應(yīng)變測(cè)量,電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)變, 采用惠斯登電橋（1/4電橋接法、半橋接法、全橋接,法），將電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變

24、化，使信號(hào) 放大，從而進(jìn)行測(cè)量；, 讀數(shù)：零位讀數(shù)法（電阻）、偏位讀數(shù)法（電壓）,惠斯登電橋,64,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）應(yīng)變測(cè)量（續(xù)）,電阻應(yīng)變計(jì)測(cè)量應(yīng)變, 溫度補(bǔ)償技術(shù)：粘貼在試件測(cè)點(diǎn)上的應(yīng)變計(jì)所反映的,應(yīng)變值，除了試件受力的變形外，還包含試件與應(yīng)變 計(jì)受溫度影響而產(chǎn)生的變形和由于試件材料與應(yīng)變計(jì) 的溫度線膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的變形等。這種變形不 是荷載效應(yīng)，一般采用溫度補(bǔ)償方法加以消除。, 消除溫度影響的方法：溫度補(bǔ)償法。,65,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),溫度補(bǔ)償應(yīng)變計(jì)法,66,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）應(yīng)變測(cè)量（續(xù)）,其他方法測(cè)量應(yīng)變, 位移法：, 用兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移近似表示兩點(diǎn)之間的平均應(yīng)變, 小標(biāo)距（

25、50mm250mm）：手持應(yīng)變儀（引申儀）、,杠桿引申儀、百分表、位移傳感器； 大標(biāo)距：收斂?jī)x、水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀。, 光測(cè)法：多用于結(jié)構(gòu)局部應(yīng)力分析（云紋法、激光衍,射法、光彈法）。, = l /l,67,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（四）力傳感器和壓力傳感器,主要有機(jī)械式傳感器和電測(cè)式傳感器兩類；,機(jī)械式：拉力測(cè)力計(jì)、壓力測(cè)力計(jì)、拉壓力測(cè)力計(jì)； 電測(cè)式（應(yīng)變式）：壓力傳感器、拉壓傳感器（較為 常見，采用應(yīng)變計(jì)量測(cè)方法，可自制）。,電測(cè)式荷載傳感器,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （五）線位移傳感器 簡(jiǎn)稱位移傳感器； 機(jī)械式百分表、電子百分表、千分表、位移計(jì)、,量程13mm,量程1030mm 水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀 等。 機(jī)械式百分表

26、,量程50、100、 200、300mm 電子百分表 68,69,千分表,經(jīng)緯儀,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （五）線位移傳感器（續(xù)） 位移計(jì),建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （六）角位移傳感器 傾角儀、傾角傳感器等。 （七）裂縫測(cè)量?jī)x器 裂縫測(cè)量的兩項(xiàng)內(nèi)容：開裂時(shí)刻與位置、裂縫寬度與 長(zhǎng)度； 判斷裂縫是否出現(xiàn)的方法, 目測(cè) 應(yīng)變 曲線,試件表面刷白，裂縫一般與主拉應(yīng)力垂直； 通過鋼筋應(yīng)變和砼應(yīng)變綜合判定； 通過P、P曲線拐點(diǎn)判定。,常用裂縫寬度測(cè)量?jī)x器：讀數(shù)顯微鏡、裂縫標(biāo)尺。 70,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （八）測(cè)振傳感器 基本原理：測(cè)量結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)（位移、速度、加速度 等）的儀器, 利用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理,手持式測(cè)振儀；,慣性式測(cè)振傳感

27、器。, 利用慣性原理 傳感器的頻率特性,應(yīng)盡可能大 應(yīng)盡可能大, 位移傳感器： w wn 加速度傳感器： wn w,w 為振動(dòng)體的頻率 wn 為傳感器固有頻率 71,72,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（八）測(cè)振傳感器（續(xù)）,磁電式速度傳感器（教材P84-85）, 靈敏度高、性能穩(wěn)定,壓電式加速度傳感器（教材P86）, 優(yōu)點(diǎn)：動(dòng)態(tài)范圍大（可達(dá)105g），頻率范圍寬，穩(wěn)定,性好，機(jī)械強(qiáng)度高，溫度范圍寬；, 缺點(diǎn)：靈敏度較低。,壓電傳感器,73,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),4.3 記錄器,（一）概況（教材P70-71）,數(shù)據(jù)的記錄方式：模擬式、數(shù)字式。,常用記錄器：光線示波器、磁帶記錄儀、磁盤驅(qū)動(dòng)器 、XY記錄儀。,（二）XY

28、記錄儀,模擬式記錄器；,可記錄一個(gè)X軸（荷載）、二三個(gè)Y軸（位移、應(yīng)變 等）；,多用于靜力測(cè)試。,74,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）光線示波器,模擬式記錄器；,可同時(shí)記錄多條曲線； 主要用于振動(dòng)測(cè)試。,（四）磁帶記錄儀,有模擬式和數(shù)字式兩種； 多用于測(cè)量振動(dòng)參數(shù)；,特點(diǎn)：工作頻帶寬、同時(shí)多通道記錄、錄放速度可調(diào) 、可將磁信號(hào)還原為電信號(hào)。,75,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),4.4 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),（一）數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成（教材P90 圖4-23）,傳感器部分：包含電測(cè)傳感器,數(shù)據(jù)采集部分：掃描傳感器，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集 計(jì)算機(jī)部分：控制數(shù)據(jù)采集儀，并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理 按系統(tǒng)組成模式分：, 大型專用系統(tǒng) 分散式系統(tǒng), 小型專用

29、系統(tǒng) 組合系統(tǒng),76,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成,77,（二）數(shù)據(jù)采集過程,（教材P90-92）,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)；力、線位移、角位移、 應(yīng)變和溫度等物理量,A/D轉(zhuǎn)換 掃描采集 把物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào) 傳感器 感受各種物理量,實(shí)時(shí)屏幕圖象顯示 存入文件 計(jì)算處理 從數(shù)據(jù)采集儀讀入數(shù)據(jù) 打印輸出、存入磁盤 放入內(nèi)存 系數(shù)換算,計(jì)算機(jī) 數(shù)據(jù)采集儀,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 數(shù)據(jù)后處理,打印輸出,數(shù)據(jù)流通過程圖,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）數(shù)據(jù)采集過程（續(xù)）,（教材P90-92）,數(shù)據(jù)采集程序框圖,啟,動(dòng),處理測(cè)試參數(shù)文件 儀器狀態(tài)的診斷測(cè)試 建立存放數(shù)據(jù)的文件 設(shè)置屏幕曲線顯示的坐標(biāo)系 采集初讀數(shù) 采集待命，

30、可選擇下一步操作 如：一次采集；連續(xù)采集；終止運(yùn)行,一次采集 a)掃描采集； b)存入文件； c)屏幕曲線顯示； d)打印輸出,終止,連續(xù)采集 a)掃描采集； b)存入文件； c)屏幕曲線顯示；,準(zhǔn) 備 階 段,集 階 段 78,正 式 采,79,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),思考題：,1、數(shù)據(jù)采集應(yīng)遵循的兩個(gè)原則是什么？ 2、傳感器的功能是什么？,3、簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理。,4、簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變計(jì)的主要粘貼步驟。,5、何謂1/4電橋、半橋接法以及全橋接法。 6、簡(jiǎn)述電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造組成。 7、常用的位移傳感器有哪些？,8、裂縫測(cè)量主要有哪兩項(xiàng)內(nèi)容，常用方法是什么？ 9、常用的數(shù)據(jù)記錄器有包括哪些？ 10、簡(jiǎn)

31、述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件組成。,80,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第二章,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì),81,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),主要內(nèi)容,2.1 概述,2.2 試件設(shè)計(jì),2.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的模型設(shè)計(jì) 2.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì) 2.5 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的觀測(cè)設(shè)計(jì),2.6 材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的關(guān)系 2.7 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)基本文件,82,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.1 概述,結(jié)構(gòu)試驗(yàn)全過程包括：試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)實(shí) 施和試驗(yàn)分析等幾部分。 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)定義(P9)：,對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行全面的設(shè)計(jì)與規(guī)劃；, 設(shè)計(jì)的計(jì)劃和試驗(yàn)大綱對(duì)試驗(yàn)起著統(tǒng)管全局和具體指,導(dǎo)的作用。,83,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.1 概述（續(xù)）,試驗(yàn)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容（以簡(jiǎn)支梁試件設(shè)計(jì)為對(duì)

32、象）,(1) 確定試驗(yàn)參數(shù)，結(jié)合試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)與時(shí)間，進(jìn)行試件設(shè)計(jì) 如適筋梁試驗(yàn)：強(qiáng)剪弱彎原則、板的抗剪問題、梁截面,尺寸的確定、經(jīng)濟(jì)配筋率問題。,(2) 加載設(shè)計(jì), 支承條件、加載方式（等彎矩段）、加載設(shè)備、加載制,度（荷載與位移混合控制）。,(3) 觀測(cè)設(shè)計(jì), P-、撓度、裂縫、應(yīng)變、曲率等。盡可能多地測(cè)量?jī)?nèi),容，充分利用試驗(yàn)。,84,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.2 試件設(shè)計(jì),縮尺模型與足尺模型, 縮尺模型必須滿足嚴(yán)格的相似條件。,試件設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求, 內(nèi)容：試件形狀的選擇、試件尺寸與數(shù)量的確定、,構(gòu)造措施等；, 要求：結(jié)構(gòu)與受力的邊界條件、試驗(yàn)的破壞特征、,試驗(yàn)的加載條件。,85,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 2.2

33、 試件設(shè)計(jì)（續(xù)） （一）試件形狀 基本原則：受力條件和邊界條件的模擬。 如框架節(jié)點(diǎn)的試驗(yàn)方案，板柱結(jié)構(gòu)的受力特征（板帶 寬度的選取）。 （二）試件尺寸 尺寸效應(yīng)（構(gòu)件與結(jié)構(gòu)）；,混凝土抗壓強(qiáng)度試驗(yàn) 100100100 150150150 200200200,0.95 1.0 1.05,86,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）試件數(shù)量,生產(chǎn)性試驗(yàn)：按試驗(yàn)任務(wù)的要求來確定試件數(shù)量。 科研性試驗(yàn)：,(1) 單因素 根據(jù)因素的水平數(shù)來確定試件數(shù)量； (2) 多因素 采用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法來進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行科學(xué)分析。,多因素試驗(yàn)存在的問題：,(1) 全面試驗(yàn)的次數(shù)（試件數(shù)量）與實(shí)際可行的試驗(yàn)次數(shù) 之間的矛盾

34、。n個(gè)因素，m個(gè)水平，則全面試驗(yàn)次數(shù)mn。 (2) 實(shí)際所做的少數(shù)試驗(yàn)與全面掌握內(nèi)在規(guī)律的要求之間 的矛盾。,87,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）試件數(shù)量（續(xù)）,正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)：指利用事先制好的正交表來安排多 因素試驗(yàn)，并進(jìn)行試驗(yàn)結(jié)果分析的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)方 法。, 正交表是正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法中合理安排試驗(yàn)并對(duì)試,驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析的一種特殊表格。, 常用正交表有 L4(23)、L9(34)、L12(3124)等。,試驗(yàn)次數(shù) 因素的水平數(shù) 因素?cái)?shù),88,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）試件數(shù)量（續(xù)）,正交表的特點(diǎn)（凡符合下列兩個(gè)特點(diǎn)的表均稱為正 交表）：,(1) 每一列中，不同的數(shù)字出現(xiàn)的次數(shù)相等； (2) 任意兩列中，將同

35、一橫行的數(shù)字看成有序數(shù)對(duì) （左列的數(shù)放在前，右列的數(shù)放在后）則每種 數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次數(shù)相等。如（1、2）（1、1）,（2、1）（2、2）各出現(xiàn)一次。,89,3 1 2 2 1,2 1 2 1 2,1 1 1 2 2,因素,水平 試件 1 2 3 4,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （三）試件數(shù)量（續(xù)） L4(23)正交表,90,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （三）試件數(shù)量（續(xù)） 完全試驗(yàn)的試件數(shù)量,2 3 4 5,5 32 243 1024 3125,4 16 81 256 625,3 8 27 64 125,2 4 9 16 25,1 2 3 4 5,因素,水平,91,1 2 3 4 5 6 7 8 9,4 1 2 3 3 1

36、2 2 3 1,3 1 2 3 2 3 1 3 1 2,2 1 2 3 1 2 3 1 2 3,1 1 1 1 2 2 2 3 3 3,因素,水平 試件,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （三）試件數(shù)量（續(xù)） L9(34)正交表,92,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2,2,2,2,3,12,2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1,1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2,1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2,1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1,2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,5,4,3,2,1,因素,水平,試件,（三）試件數(shù)量（續(xù)） L12(3124

37、)正交表,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（三）試件數(shù)量（續(xù)） 正交試驗(yàn)結(jié)果分析直觀分析法 目的： (1) 確定各因素的主次關(guān)系； (2) 確定各影響因素的最佳水平。 具體步驟：,(1) 填寫評(píng)價(jià)指標(biāo)，將每個(gè)試件的試驗(yàn)結(jié)果填入正交表 的右欄內(nèi)； (2) 計(jì)算各因素的水平效應(yīng)值Kmf、Kmf和極差Rm值。 (3) 比較各因素的極差R值，根據(jù)其大小，列出各因素的 主次關(guān)系。R值較大者，即對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響較大、即主要 因素。 (4) 比較同一因素下各水平的效應(yīng)值Kmf，能使指標(biāo)達(dá)到 滿意值的為較理想的水平值。 93,Kmf 正交表中m列第f水平 相應(yīng)的指標(biāo)值之和 Kmf Kmf，m列第f水平的 重復(fù)次數(shù) Rm m列中

38、Kmf的極大值與 極小值之差,94,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（四）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載與測(cè)試對(duì)試件設(shè)計(jì)的要求 試件支承條件的要求：支承點(diǎn)的水平、局壓、支承點(diǎn) 的明確（跨度）。,試件加載點(diǎn)的要求：分配梁（簡(jiǎn)支梁型式）、局壓。 試件破壞型式和破壞機(jī)制的要求：如 彎與剪的破壞 問題、節(jié)點(diǎn)與梁柱構(gòu)件的強(qiáng)度問題、防止粘結(jié)滑移的 措施。,試驗(yàn)測(cè)量的要求：預(yù)埋件、預(yù)留孔道、預(yù)貼應(yīng)變片。 輔助試件的要求：試件材料的材性試件、節(jié)點(diǎn)或局部 結(jié)構(gòu)構(gòu)件的單體試件。,95,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的模型設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)要求按相似理論進(jìn)行設(shè)計(jì)，以保證 “試驗(yàn)過程與試驗(yàn)結(jié)果相似”, 幾何相似 材料相似 物理相似 荷載相似,科研性試驗(yàn)

39、中常采用小型試件，即縮尺模型。,96,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的模型設(shè)計(jì)（續(xù)）,相似原理,相似原理是研究自然界相似現(xiàn)象的性質(zhì)和鑒別相似現(xiàn),象的基本原理，由三個(gè)相似定理組成：, 第一相似定理：彼此相似的現(xiàn)象，單值條件相同，其相似準(zhǔn),數(shù)也相同，由牛頓在1786年首先提出，它確定了相似現(xiàn)象的 性質(zhì)。, 第二相似定理：某一現(xiàn)象各物理量之間的關(guān)系方程式，都可,表示為相似準(zhǔn)數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系。相似準(zhǔn)數(shù)常用表示。第 二相似定理也稱定理，為模型設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ)。, 第三相似定理：現(xiàn)象的單值條件相同，并且由單值條件導(dǎo)出,的相似準(zhǔn)數(shù)相等，是現(xiàn)象彼此相似的充要條件。,97,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 2.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的模型

40、設(shè)計(jì)（續(xù)） （一）模型的相似要求和相似常數(shù) 相似常數(shù)的獨(dú)立性 幾何相似 要求模型和真型之間所有對(duì)應(yīng)部分尺寸成比例。Sl（長(zhǎng) 度）、SA（面積）、Sw（抗彎模量），SI（慣性矩），Sx （位移）、S（應(yīng)變）。 質(zhì)量相似 Sm（質(zhì)量）、S（比重）。 荷載相似,SP（集中力）、Sw（面力）、Sq（體力）、SM（彎矩）。,98,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）模型的相似要求和相似常數(shù)（續(xù)）,物理相似,S（應(yīng)力）、S（剪力）、S（剪切角）、SE（彈性模,量）。,時(shí)間相似,St，時(shí)間相似不是指時(shí)刻相似，而是指時(shí)刻的間隔相似。,邊界條件相似,指模型的支承與約束條件相似。 初始條件相似,針對(duì)動(dòng)力問題，包括初始位置、位移、

41、速度、加速度等。,99,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）模型設(shè)計(jì)的相似條件（教材P19-25）,按模型設(shè)計(jì)的相似理論確定相似條件的方法有：方程 式分析法、量綱分析法。,方程式分析法：已知各參數(shù)與物理量的函數(shù)關(guān)系，并 有顯式表達(dá)式時(shí)。適用于較簡(jiǎn)單的物理現(xiàn)象。,量綱分析法：對(duì)較復(fù)雜的物理現(xiàn)象，不能用顯式表達(dá) 來描述各參數(shù)與物理量之間的函數(shù)關(guān)系。此時(shí)，物理 參數(shù)的合理選擇對(duì)模型設(shè)計(jì)具有決定性的作用。,取決于對(duì)該物理現(xiàn)象的正確認(rèn)識(shí)程度,=1, 2 l S S, l E f S S S,100,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）模型設(shè)計(jì)的相似條件（續(xù)） 1、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件（P20）,可見，相似常數(shù)的數(shù)目多于相似條件的數(shù)目

42、，模型 設(shè)計(jì)時(shí)須預(yù)先假設(shè)幾個(gè)相似常數(shù)，一般假設(shè)幾何相,似常數(shù)Sl和材料相似常數(shù)SE。, =1, =1, S p, S p, S p Sl,SM, S,S S l, S, S Sl, S S l,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 1、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件（續(xù)） 考慮自重荷載的模型相似條件,=1 =1 =1,M 4 S f SE 2,，此時(shí)模型材料很難實(shí)現(xiàn)，,1 Sl,當(dāng) m = p，S =1 ，S =,只能采用附加質(zhì)量方法，但強(qiáng)度與剛度須保持不變。 ，須提高測(cè)量精 2 度。 101,S 為材料容重的相似 常數(shù),dt,md x/dt,md x/dt,102,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 2、動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件（教材P22-23

43、） 單自由度體系受迫振動(dòng)的振動(dòng)方程,dx dt,d 2x 2,m,d 2xg dt2,+kx = m,+c,2,2,kx 2,d 2xg /dt2 d 2x/dt2,= ,+,cdx/dt 2,1+,即：,x 為未知量, 動(dòng)力模型的相似條件為 Sc St /Sm =1 ,Sk Sm,Sm Sk,Sw =,此外，自頻及周期的相似常數(shù)為： ST =,運(yùn)動(dòng)初始條件的相似：,Sl St,Sl St &,S & x & =,Sx & =,Sx = Sl,)之間，SE/S 2, 6,模型試驗(yàn)中的相似關(guān)系：,= Sl,SE Sg S, 當(dāng)選用Sg=1，而Sl一般(,1 2,1 ， 6,1,1,這在模型選用材

44、料時(shí)很難實(shí)現(xiàn)，通常需對(duì)材料試級(jí)配。 當(dāng)選用材料相同，SES1，則Sg1/Sl，采用附 加質(zhì)量法。 103,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 2、動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件（續(xù)） 關(guān)于重力加速度的相似常數(shù)Sg,104,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),4、模型材料,模型材料的要求, 相似要求：材料的基本性質(zhì)相似。, 測(cè)量要求：為便于測(cè)量?jī)x表有足夠的讀數(shù)，彈性,模量應(yīng)適當(dāng)?shù)鸵恍? 材料性能穩(wěn)定，受環(huán)境溫度、濕度的影響較小。 加工制作方便,3、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和砌體結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件（,教材P24-25）,105,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 4、模型材料（續(xù)） 模型材料的種類 金屬（一般鋼材和鋁合金）：彈性好、變形量大、泊松比與 鋼筋砼相似。 塑料和有

45、機(jī)玻璃：強(qiáng)度大、彈性模量低、各向同性、加工方 便、但徐變較大、熱穩(wěn)定性較差。 石膏：加工容易、成本低、泊松比與砼十分接近、彈性模量 可人為調(diào)整、但抗拉強(qiáng)度低、較脆。石膏被廣泛用于制作彈 性模型，也可大致模擬砼的塑性性能。 水泥砂漿：相比上述三種材料，最接近混凝土，常用于制作 砼薄壁結(jié)構(gòu)，此時(shí)采用的鋼筋為鋼絲或鉛絲。 細(xì)石混凝土：非彈性性能較難模擬，縮尺比例不宜太小。主,要缺點(diǎn)是粘結(jié)應(yīng)力模擬不好，不適用于研究Wmax、f等。,106,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì),結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載的分類, 按作用形式, 集中荷載、分布荷載。, 按作用方向, 垂直荷載、水平荷載、任意方向荷載。, 單調(diào)荷載、重

46、復(fù)荷載、反復(fù)荷載。, 動(dòng)力荷載、靜力荷載。,107,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)（續(xù)）,（一）試驗(yàn)加載圖式（教材P25）,定義：,試驗(yàn)荷載在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)上的布置形式（包括荷載,類型與分布情況）,試驗(yàn)加載圖式要與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)荷載圖式一致,108,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （二）試驗(yàn)加載裝置的設(shè)計(jì) 試驗(yàn)加載裝置包括 豎向加載裝置：荷載架 水平加載裝置：反力架、反力墻（砼制） 其他加載裝置：,(1) 荷載傳遞裝置 (2) 荷載支承裝置, ,分配梁、墊塊或墊梁、滑動(dòng) 軸承等； 支座（固定式、滑動(dòng)式、鉸 接式、滾動(dòng)式）、支墩。,109,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （二）試驗(yàn)加載裝置的設(shè)計(jì)（續(xù)） 試驗(yàn)加載裝置的基本要求,

47、,滿足最大試驗(yàn)荷載的要求，并有一定的安全儲(chǔ)備 50100； 滿足自身剛度的要求； 符合試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的受力條件，能模擬試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的邊 界條件和變形條件； 滿足試件的支承條件：如支承點(diǎn)的摩擦力影響使 實(shí)際彎矩減??； 構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工、組裝方便。,110,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （三）試驗(yàn)的加載制度 定義：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中控制荷載與加載時(shí)間的關(guān)系。 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載制度分類： 單調(diào)靜力加載：預(yù)加載、預(yù)定荷載、破壞荷載 偽靜力加載：荷載與位移混合的低周反復(fù)加載（見 后圖） 偽動(dòng)力加載：由計(jì)算控制，按地震位移反應(yīng)時(shí)程曲 線加載 抗震動(dòng)力加載：按模擬地震時(shí)地面運(yùn)動(dòng)加速度地震 波加載 混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)(GB5015292),建

48、筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程(JGJ101-96),N 111,y=屈服位移,P,Pcr,變形控制,1y,2y,3y,4y,Pcr 荷載控制,P 0.75P ,0.75P 預(yù)加載,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 低周反復(fù)加載制度,112,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),2.5 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的觀測(cè)設(shè)計(jì),觀測(cè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容,確定測(cè)試項(xiàng)目、選擇測(cè)點(diǎn)位置、選擇測(cè)試儀器和測(cè) 試方法。,（一）觀測(cè)項(xiàng)目的確定,試件在荷載作用下的變形分為以下兩類, 整體變形：能夠反映試件的整體工作性能，如P-,、P-曲線, 局部變形：、max、f、-s曲線等。,113,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）測(cè)點(diǎn)的選擇與布置,測(cè)點(diǎn)的布置原則, 滿足試驗(yàn)要求為目的，宜少不宜多； 測(cè)點(diǎn)的位置要有一定的

49、代表性；, 應(yīng)布置一定量的校核性測(cè)點(diǎn)（受力明確的部位）； 測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)便于試驗(yàn)時(shí)操作和測(cè)讀。,（三）儀器的選擇與測(cè)讀的原則（教材P30-31）,114,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 2.6 材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的關(guān)系 （一）概述 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最基本的公式 RS,抗震試驗(yàn)中尚需要考慮周期性反復(fù)荷載下的材料本構(gòu)關(guān) 系（見下圖）。,R需要試件材料的基本力學(xué)性能數(shù)據(jù)：fc fcu Ec f y fu Es,砼反復(fù)本構(gòu),預(yù)應(yīng)力筋反復(fù)本構(gòu),115,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）概述（續(xù)）,包興格效應(yīng)：,鋼材在拉（壓）超過彈性極限后、反面彈性極限會(huì) 明顯降低。1887年，德國(guó)包興格提出。,測(cè)定試件材料力學(xué)性能的方法： 直接試驗(yàn)法，

50、同條件試件；, 間接測(cè)定法（非破損試驗(yàn)法或半破損試驗(yàn)法），,回彈儀、超聲波法 等。,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （二）材料試驗(yàn)結(jié)果對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的影響 真正的試件材性很難準(zhǔn)確測(cè)得。 （三）試驗(yàn)方法對(duì)材料強(qiáng)度指標(biāo)的影響 試件尺寸與形狀的影響：尺寸效應(yīng)（加載面的約束 及內(nèi)部缺陷）,fc = 0.76 fcu,2 3 cu,ft = 0.76 f,f c = 0.83fcu,試驗(yàn)加載速度的影響（教材P3234） 2.7 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)基本文件 （教材P35-36） 116,117,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),1、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)包括哪些主要環(huán)節(jié)？ 2、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的定義為？,3、生產(chǎn)性試驗(yàn)的試件數(shù)目的確定原則是什么？ 4、采用什么方法

51、確定多因素科研試驗(yàn)的試件參數(shù)？ 5、簡(jiǎn)述模型設(shè)計(jì)中主要的相似要求。,6、確定相似條件的方法有哪兩種，試對(duì)比分析。,7、試列出不考慮自重荷載的靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件。 8、闡述結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載的分類。 9、何謂結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載制度。,10、簡(jiǎn)述試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)選擇與布置的原則。,思考題：,118,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第五章,結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn),119,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),主要內(nèi)容,5.1 概述,5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度 5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn) 5.4 擴(kuò)大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn),5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn),120,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.1 概述,定義：?jiǎn)握{(diào)加載靜力試驗(yàn)是指在短時(shí)期內(nèi)對(duì)

52、試驗(yàn)對(duì)象 進(jìn)行平穩(wěn)的一次連續(xù)施加荷載，荷載從“零”開始一直,加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞，或是在短時(shí)期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干 次預(yù)定的重復(fù)荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件 破壞。,單調(diào)加載靜力試驗(yàn)是最普遍的試驗(yàn)類型。,單調(diào)加載靜力試驗(yàn)主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用 下觀測(cè)和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、抗裂性等基本 性能和破壞機(jī)制。,121,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度,定義：試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。,試驗(yàn)加載應(yīng)與結(jié)構(gòu)的實(shí)際受力情況吻合，如三種荷 載組合（短期、長(zhǎng)期、基本）情況。,典型的單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載程序(見后圖，教 材P94)。,預(yù)加載試驗(yàn), 預(yù)加載荷載值為開裂荷載的70左

53、右，一般為開裂,荷載的30-70。,122,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),續(xù),單調(diào)靜力試驗(yàn)的加載程序,123,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度（續(xù)）,荷載量分級(jí)要求, 開裂前，在達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90以前，按荷,載短期效應(yīng)組合的20分級(jí)；, 開裂前，達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90后，按荷載短,期效應(yīng)組合的5分級(jí)；, 開裂后，直至達(dá)到荷載短期效應(yīng)組合值，仍按20,分級(jí)；,、4y分級(jí)。,荷載值下降, 對(duì)非線性 超過荷載短期效應(yīng)組合值后，直到結(jié)構(gòu)屈服前，按,分析重要； 10分級(jí)； 按荷載加,難以控制。 結(jié)構(gòu)屈服后，按y的倍數(shù)施加荷載，按2y、3y,124,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.2 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的

54、加載制度（續(xù)）,分級(jí)加載級(jí)間間歇時(shí)間t1（卸載級(jí)間間歇時(shí)間t3）, 砼結(jié)構(gòu)10min，鋼結(jié)構(gòu)略少；, 基本原則：變形、應(yīng)變等基本穩(wěn)定。,恒載持續(xù)時(shí)間t2, 一般科研性試驗(yàn)30min 生產(chǎn)鑒定性試驗(yàn)10min 新結(jié)構(gòu)和大跨結(jié)構(gòu)12h,空載持續(xù)時(shí)間t4：1.5t2,125,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.3 基本構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn),（一）受彎構(gòu)件的試驗(yàn) 試件的安裝和加載方法 簡(jiǎn)支座與固定支座的實(shí)現(xiàn) (1), (2) 應(yīng)盡量保證加載面與支承面平整（砂漿、墊,沙層、橡膠+鋼板）, 加載方法：千斤頂+分配梁 最常見, 一般采用等效荷載的加載圖式（按照所研究的界,面位置）,梁下部會(huì)伸長(zhǎng),126,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）

55、受彎構(gòu)件的試驗(yàn)（續(xù)）,試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置 (1) 撓度測(cè)量, 梁的撓度f，Pf曲線、框架的P曲線、節(jié)點(diǎn),的P曲線, 梁的真實(shí)撓度f, a) 剔除支座位移；, b) 對(duì)寬度較大的梁，兩邊對(duì)稱貼片，以消除扭轉(zhuǎn),的影響（支座偏心、加載點(diǎn)偏心）；, c) 撓度的預(yù)計(jì)大小（選擇儀器的量程）。,127,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （一）受彎構(gòu)件的試驗(yàn)（續(xù)） (2) 應(yīng)變測(cè)量 一般在以下幾個(gè)截面上：M+max、M-max、l、y 或彎 矩突變處； 貼片的原則：按應(yīng)變梯度；受拉區(qū)少、壓區(qū)密（ 如采用引伸儀則不用）；一般情況下多采用不均勻 布置的方法。 a)單向應(yīng)力測(cè)定：?jiǎn)蜗蚱? b)平面應(yīng)力測(cè)定：多個(gè)單向片、應(yīng)變花 c)箍

56、筋和彎筋應(yīng)力測(cè)量：預(yù)埋式和表面開槽式 d)翼緣與孔邊應(yīng)力測(cè)量：連續(xù)貼片（力學(xué)分析結(jié)果）,可確定有效 翼緣寬度 孔邊最大應(yīng),力，孔邊跨度 e)校核測(cè)點(diǎn)：不受力位置，檢驗(yàn)系統(tǒng)誤差,128,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）受彎構(gòu)件的試驗(yàn)（續(xù)）,裂縫測(cè)量, 裂縫包括：彎曲裂縫、剪切裂縫、彎剪裂縫。 基于力學(xué)分析，在裂縫位置的垂直方向布置測(cè)點(diǎn)。, 裂縫永遠(yuǎn)與l垂直（事故處理常用原則）。, 裂縫出現(xiàn)的判別方法：目測(cè)；P曲線；,應(yīng)變值。, 最大裂縫寬度的測(cè)量方法：等彎矩段選取3條，在,縱筋水平位置處采用讀數(shù)放大鏡或裂縫標(biāo)尺。 裂縫的標(biāo)注方法：試驗(yàn)完畢后繪制裂縫開展圖。,129,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),裂縫的標(biāo)注方法,1.5T,續(xù)

57、,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) （一）受彎構(gòu)件的試驗(yàn)（續(xù)） 受彎塑性鉸測(cè)量 測(cè)量?jī)?nèi)容：塑性鉸的出現(xiàn)、長(zhǎng)度，鋼筋及砼的應(yīng)變 情況、裂縫情況。, 延性系數(shù), 鋼筋在塑性鉸區(qū)的連續(xù)貼片（教材P102-103）。 130,Pu Py 0.85Pu = u / y, y, u,P,131,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）壓桿和柱的試驗(yàn),主要研究軸壓比和長(zhǎng)細(xì)比的影響。,試件的安裝和加載方法, 正位試驗(yàn)（試驗(yàn)機(jī)上或大型荷載架上進(jìn)行）、臥位,試驗(yàn)（大型試件）兩端采用可動(dòng)鉸支座（反彎點(diǎn)截 取試件模型），可考慮P效應(yīng)。, 對(duì)受壓構(gòu)件的安裝就位，關(guān)鍵在于對(duì)中：首先進(jìn)行,幾何對(duì)中，再進(jìn)行物理對(duì)中（通過應(yīng)變測(cè)量，施加 20-40試驗(yàn)荷載）。,13

58、2,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）壓桿和柱的試驗(yàn)（續(xù)）,試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置, 試驗(yàn)項(xiàng)目：P曲線、s、c、max等，注意需,要成對(duì)測(cè)量。, 為研究混凝土受壓區(qū)的實(shí)際應(yīng)力圖形，可采用測(cè)力,板進(jìn)行測(cè)定（教材P105，類似自制傳感器）, (1)將測(cè)力板澆筑在棱柱體試件中進(jìn)行標(biāo)定； (2)將測(cè)力板澆筑在試件中進(jìn)行測(cè)量。,133,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),5.4 擴(kuò)大構(gòu)件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn),（教材P106120）,一、鋼筋混凝土平面樓蓋試驗(yàn),樓蓋包括板、次梁、主梁三個(gè)部分，試驗(yàn)?zāi)康氖?研究活荷載的作用。,5.5 建筑物或其部件的單調(diào)加載靜力試驗(yàn),134,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）試驗(yàn)荷載布置,對(duì)于連續(xù)梁，活荷載最不利布置的原則, 跨

59、中Mmax：該跨布置，左右隔跨布置, 支座Mmax：該支座左、右跨布置，左右隔跨布置 支座最大剪力：同支座Mmax,可從彎矩圖、撓曲線來理解,試驗(yàn)中為簡(jiǎn)化，可忽略較遠(yuǎn)跨的影響或僅在荷載數(shù),值上考慮其影響,板的試驗(yàn), 確保為單向板,135,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）試驗(yàn)荷載布置（續(xù)）,次梁的試驗(yàn), 當(dāng)主梁支承次梁時(shí)，可將次梁視為連續(xù)梁 當(dāng)柱支承次梁時(shí)，將次梁視為固支梁, 實(shí)際上結(jié)構(gòu)中均為彈性支座，無絕對(duì)意義上的鉸,支、固支,主梁的試驗(yàn), 同次梁的試驗(yàn),柱的試驗(yàn), Nmax：柱相鄰跨滿布, Mmax：同梁端Mmax時(shí)布置方案,136,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（二）試驗(yàn)觀測(cè),平面樓蓋試驗(yàn)一般為非破壞性，這是由于T形

60、梁（ 強(qiáng)度大），多梁式經(jīng)常為現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),板、梁撓度的觀測(cè), 工程中：精密水準(zhǔn)儀、引出法 消除支座的影響,混凝土梁、板中混凝土及鋼筋的原始應(yīng)力測(cè)定, 卸載法,荷載的施加一般采用成袋砂、石、水泥,137,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),二 單層工業(yè)廠房整體結(jié)構(gòu)空間工作試驗(yàn),單層工業(yè)廠房由排架、屋蓋系統(tǒng)、山墻等組成，由 于屋蓋系統(tǒng)和山墻對(duì)各榀平面排架的約束作用，從 而形成空間結(jié)構(gòu)。,試驗(yàn)?zāi)康模捍_定廠房整體空間作用性質(zhì)及具體分配 系數(shù)。,138,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),（一）試驗(yàn)荷載布置,采用機(jī)械力加載的方式,加載方法,（二）試驗(yàn)觀測(cè),主要測(cè)量加載柱列各柱柱頂?shù)臋M向水平位移，從而 可確定分配系數(shù)。,139,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),三 足尺房

61、屋結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn),一般花費(fèi)巨大，試驗(yàn)設(shè)備、臺(tái)座、荷載架等的要求 都很高，但能反映真實(shí)結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能，通常 用作模擬試驗(yàn)基礎(chǔ)上的驗(yàn)證性試驗(yàn)。,五層中型砌塊建筑足尺結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗(yàn)（教材 P129-134）, 足尺試驗(yàn)意義及特點(diǎn)（教材P133）,140,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),1、簡(jiǎn)述單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的定義。,2、繪出闡述結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗(yàn)的加載制度。,3、試根據(jù)彎矩和剪力等效原則繪出均布荷載下簡(jiǎn)支梁的,等效荷載加載圖式。,4、如何布置測(cè)量簡(jiǎn)支梁彎曲應(yīng)力、剪應(yīng)力分布的應(yīng)變測(cè),點(diǎn)？,5、混凝土梁裂縫的測(cè)量有幾種方法？,6、柱的安裝和加載方案有哪兩種，特點(diǎn)是什么？,7、何謂幾何對(duì)中與物理對(duì)中，在柱的試驗(yàn)中

62、如何實(shí)現(xiàn)？ 8、如何布置測(cè)量柱的側(cè)向位移和變形曲線的測(cè)點(diǎn)？ 9、屋架安裝和加載方法有幾種，特點(diǎn)是什么？,思考題：,141,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),第六章,結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn),142,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),主要內(nèi)容,6.1 概述,6.2 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn)的加載制度,6.3 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn),6.4 計(jì)算機(jī)加載器聯(lián)機(jī)試驗(yàn),143,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn),6.1 概述,建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的基本概念：抗震延性的保證，包 括抗震設(shè)計(jì)計(jì)算和抗震構(gòu)造措施兩部分。 三個(gè)水準(zhǔn)的抗震要求，二階段的抗震驗(yàn)算。,結(jié)構(gòu)抗震性能研究的主要內(nèi)容：地震荷載作用下結(jié)構(gòu) 的破壞機(jī)制、破壞形態(tài)、延性、耗能、強(qiáng)度等。 結(jié)構(gòu)抗震性能研究的主要試驗(yàn)手段：, 偽靜力試驗(yàn) 偽動(dòng)力試驗(yàn) 振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn),144,建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn) 6.1 概述（續(xù)） 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn)的主要研究?jī)?nèi)容, 恢復(fù)力模型：相當(dāng)于,結(jié)構(gòu)的物理方程，常,用M-N-方程、M-,方程表示,RE