結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

1、第二章 試驗設(shè)計、試驗前的準(zhǔn)備及試驗方案試驗大綱：1、 建筑結(jié)構(gòu)試驗的主要環(huán)節(jié)概述2、 建筑結(jié)構(gòu)試驗的試件設(shè)計3、 建筑結(jié)構(gòu)試驗的荷載方案設(shè)計4、 建筑結(jié)構(gòu)試驗的觀測方案設(shè)計5、 建筑結(jié)構(gòu)試驗材料的力學(xué)性能6、 建筑結(jié)構(gòu)試驗大綱和試驗基本文件本章提要建筑結(jié)構(gòu)試驗包括結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計、結(jié)構(gòu)試驗準(zhǔn)備、結(jié)構(gòu)試驗實施和結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果分析等主要環(huán)節(jié)。本章主要介紹試驗的前期準(zhǔn)備工作，內(nèi)容包括試件及模型設(shè)計、荷載方案設(shè)計、觀測方案設(shè)計、材料的力學(xué)性能試驗、建筑結(jié)構(gòu)試驗的安全與防護(hù)措施設(shè)計及結(jié)構(gòu)試驗大綱和試驗基本文件的編制等內(nèi)容。學(xué)習(xí)本章，應(yīng)著重掌握試件及模型設(shè)計、荷載方案設(shè)計、觀測方案設(shè)計等內(nèi)容，并對材料的力學(xué)性

2、能試驗、試驗的安全與防護(hù)措施設(shè)計及結(jié)構(gòu)試驗大綱和試驗基本文件的編制有一定的了解。2.1、建筑結(jié)構(gòu)試驗的主要環(huán)節(jié)概述建筑結(jié)構(gòu)試驗包括結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計、結(jié)構(gòu)試驗準(zhǔn)備、結(jié)構(gòu)試驗實施和結(jié)構(gòu)試驗結(jié)果分析等主要環(huán)節(jié)，他們之間的關(guān)系如圖2.1所示。 圖2.1 結(jié)構(gòu)試驗的主要環(huán)節(jié)結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計是整個結(jié)構(gòu)試驗中極為重要的一項工作。它的主要內(nèi)容是對所有進(jìn)行的結(jié)構(gòu)試驗工作進(jìn)行全面的規(guī)劃與設(shè)計，從而使試驗計劃與試驗大綱能對整個試驗起著統(tǒng)管全局和具體指導(dǎo)的作用。2.2 建筑結(jié)構(gòu)試驗的試件設(shè)計2.2.1 試件設(shè)計（1） 試件的形狀試件的基本要求是構(gòu)造一個與實際受力相一致的應(yīng)力狀態(tài)，這個問題對于靜定系統(tǒng)中的單一構(gòu)件（如梁、柱、桁

3、架等），一般構(gòu)件的實際形狀都能滿足要求，問題比較簡單。但當(dāng)從整體結(jié)構(gòu)中取出部分構(gòu)件單獨進(jìn)行實驗時，特別是在比較復(fù)雜的超靜定體系中，必須要注意它的邊界條件的模擬，以如實反映該構(gòu)件的實際工作狀態(tài)。當(dāng)實驗如圖2.2（a）所示受水平荷載作用的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析時，若試驗A-A部位的注腳、柱頭部分時，試件要設(shè)計成如圖2.2（b）所示的形式；若作B-B部位的試驗，試件設(shè)計成如圖2.2（c）所示形式；對于梁，如果設(shè)計成圖2.2（d）、（e）所示的形式，則應(yīng)力狀態(tài)可與設(shè)計目的相一致。對于鋼筋混凝土柱，若要探討其撓曲破壞性能，試件應(yīng)設(shè)計成如圖2.2（h）所示的形狀；但若作剪切性能的探討，則圖2.2（h）所示的試件

4、在反彎點附近的應(yīng)力狀態(tài)與實際情況有所不同，為此有必要采用圖2.2（i）中的適用于反對稱加載的試件。圖2.2 框架結(jié)構(gòu)中的梁柱和節(jié)點試件的典型示例 在做梁柱連接的節(jié)點試驗時，試件承受軸力、彎矩和剪力的作用，這樣的復(fù)合應(yīng)力使節(jié)點部分發(fā)生復(fù)雜的變形，但其中主要是剪切變形，以致節(jié)點部分由于大剪力作用會發(fā)生剪切破壞。為了探求節(jié)點的強度和剛度，使其應(yīng)力狀態(tài)能充分反映，避免在試驗過程中梁柱部分先于節(jié)點破壞，在試件設(shè)計時必須先對梁柱部分進(jìn)行適當(dāng)加固，使試驗過程中梁出鉸后節(jié)點即開始屈服，以滿足整個試驗?zāi)苓_(dá)到預(yù)期的效果。這時十字形試件如圖2.2（f）中節(jié)點兩側(cè)梁柱長度一般取1/2梁跨和1/2柱高，即按框架承受水平

5、荷載時產(chǎn)生彎矩的反彎點的位置來決定。邊柱節(jié)點可采用T字形試件。如果試驗?zāi)康氖菫榱私獬跏荚O(shè)計應(yīng)力狀態(tài)下的性能并同理論計算做對比，可以采用如圖2.2（g）的X形試件。為了使在X形試件中再現(xiàn)實際的應(yīng)力狀態(tài)，必須根據(jù)設(shè)計條件給定的N和V來確定試件的尺寸。（2） 試件尺寸 關(guān)于結(jié)構(gòu)試驗所用試件的尺寸和大小，一般可分為真型（原型實物或足尺結(jié)構(gòu)）和模型兩個大類。試件尺寸和大小應(yīng)根據(jù)試驗?zāi)康暮驮囼灄l件來確定。真型試件的尺寸與實際結(jié)構(gòu)物的大小一樣，而模型的尺寸應(yīng)按一定的相似條件確定。 一般框架界面尺寸為真型的1/41/2，必要時也可采用真型?；緲?gòu)件性能研究的試件大部分采用縮小比例尺的小構(gòu)件，壓彎構(gòu)件的截面為(

6、16cm×16cm)(35cm×35cm)，矩形柱(偏壓剪)為(15cm×15cm)(50cm×50cm)，雙向受力構(gòu)件為(10cm×l0cm)(30cm×30cm)。若研究剪力墻的抗震性能，則單層墻體試件的外形尺寸一般為(80cm×100cm)(1780cm×2740cm);多層的剪力墻試件取為真型的1/101/3。砌石和砌塊的砌體試件尺寸一般取為真型的1/41/2。在結(jié)構(gòu)靜力試驗，局部性的試件尺寸可取為真型的1/41，整體性的結(jié)構(gòu)試驗試件可取為真型的1/101/2。（3） 試件數(shù)量在進(jìn)行試件設(shè)計時，試件數(shù)目即試

7、驗量的設(shè)計是一個不可忽視的重要問題，因為試驗量的大小直接關(guān)系到能否滿足試驗的目的、任務(wù)以及整個試驗的工作量問題，同時也受試驗研究、經(jīng)費和時間的限制。（a）生產(chǎn)鑒定性試驗： 按照試驗任務(wù)的要求有明確的試驗對象。試件數(shù)量應(yīng)執(zhí)行相應(yīng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)。 對于預(yù)制構(gòu)件的質(zhì)量檢驗和評定，按預(yù)制混凝土構(gòu)件質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)(GBJ 32190)進(jìn)行。（b）科研性試驗：其試驗對象是按照研究要求而專門設(shè)計的，這類結(jié)構(gòu)的試驗往往是屬于某一研究專題工作的一部分。特別是對于結(jié)構(gòu)構(gòu)件基本性能的研究，由于影響構(gòu)件基本性能的參數(shù)較多，所以要根據(jù)各參數(shù)構(gòu)成的因子數(shù)和水平數(shù)來決定試件數(shù)目，參數(shù)多則試件的數(shù)目也會增加。 試

8、驗數(shù)量的設(shè)計方法有因子設(shè)計法、正交設(shè)計法。因子數(shù)：影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件某種性能的因素的個數(shù)。水平數(shù)：試驗中每個因素的不同取值，也稱為檔次數(shù)。因子設(shè)計法 試驗數(shù)=水平數(shù)因子數(shù)表2.1 用因子法計算試驗數(shù)量由表可知，因子數(shù)和水平數(shù)稍有增加，試件的個數(shù)就極大地增多，所以此方法在結(jié)構(gòu)試驗中不常用。正交設(shè)計法 正交設(shè)計法，是一種解決多因素問題的試驗設(shè)計方法，它主要是應(yīng)用正交表來進(jìn)行整體設(shè)計和綜合比較的。它科學(xué)地解決了各因子和水平數(shù)相對結(jié)合可能參與的影響，也妥善地解決了試驗所需要的試件數(shù)與實際可行的試驗試件數(shù)之間的矛盾。 以鋼筋混凝土柱剪切強度性能研究為例，用正交設(shè)計法做試件數(shù)目設(shè)計。常用的正交表有：L9(34)

9、、L12(31×24）、L4(23)，L表示正交設(shè)計，其它數(shù)字的含義參見下式： L試驗數(shù)(水平數(shù)1相應(yīng)因子數(shù)×水平數(shù)2相應(yīng)因子數(shù)）表2.2 試件數(shù)目正交設(shè)計L9(34)表2.3 試件數(shù)目正交設(shè)計L12(31×24）表2.4 試件數(shù)目正交設(shè)計L4(23)下面以鋼筋混凝土柱剪切強度的基本性能試驗研究為例，說明如何利用正交設(shè)計法進(jìn)行試件數(shù)目設(shè)計的具體過程。在進(jìn)行鋼筋混凝土柱剪切強度的基本性能試驗研究中，我們?nèi)〔煌炷翉姸鹊燃?、不同配筋率、軸壓比、剪跨比和混凝土強度等級等五個因子，并假設(shè)混凝土只用一種強度等級C20，這樣實際因子數(shù)只有4個，如果每個因子各自有3個水平數(shù)，

10、則按單因素方法進(jìn)行試件數(shù)量設(shè)計時，試件數(shù)目為34=81，即需要81個試件。如果采用正交設(shè)計法，各因子和水平的具體含義如表4.5所列，根據(jù)正交表L9(34)，試件主要因子組合結(jié)果列于表4.6。這一問題通過正交試驗法進(jìn)行設(shè)計，可將原來需要81個試件綜合為9個試件，試驗數(shù)正好等于水平數(shù)的平方。即試驗數(shù)=水平數(shù)2表2.5 鋼筋混凝土柱剪切強度試驗分析因子與水平數(shù)表2.6 正交設(shè)計法試件 試件數(shù)量設(shè)計是一個多因素問題、在實踐中我們應(yīng)該使整個試驗的數(shù)目少而精，切忌盲目追求數(shù)量；要使所設(shè)計的試件盡可能做到一件多用，即是以最少的試件、最小的人力、經(jīng)費，得到最多的數(shù)據(jù)；要使通過設(shè)計所決定的試件數(shù)量，經(jīng)試驗得到的

11、結(jié)果能反映試驗研究的規(guī)律性，滿足研究目的的要求。為了使試件某項參數(shù)的實際測試值與設(shè)計計算值盡可能接近，必須控制試件制作成型和試驗安裝過程中產(chǎn)生的誤差。鋼筋混凝土試件在制作的過程中需要控制保護(hù)層厚度、材料的強度和試件尺寸，要正確埋置傳感器和應(yīng)變片。（4）構(gòu)造措施 在試件設(shè)計中，當(dāng)確定了試件形狀、尺寸和數(shù)量后，在每一個具體試件的設(shè)計和制作過程中，還必須同時考慮試件安裝、加載、量測的需要，在試件上作出必要的構(gòu)造措施，這對于科研試驗尤為重要。(a) 例如混凝土試件的支承點應(yīng)預(yù)埋鋼墊板以及在試件承受集中荷載的位置上應(yīng)埋設(shè)鋼板，以防止試件局部承壓而破壞（如圖2.3所示）。圖2.3(b) 如果試件加荷面傾斜

12、時，應(yīng)作出凸緣，以保證加載設(shè)備的穩(wěn)定（如圖2.4所示）。圖2.4（c）在鋼筋混凝土框架作恢復(fù)力特性試驗時，為了框架端部側(cè)面施加反復(fù)荷載的需要，應(yīng)設(shè)置預(yù)埋構(gòu)件以便與加載用的液壓加載器或測力傳感器聯(lián)接，為保證框架柱腳部分與試驗臺的固接，一般均設(shè)置加大截面的基礎(chǔ)梁（如圖2.5所示）。圖2.5(5) 試件的安裝就位在試件安裝就位時，要盡量減少安裝誤差，使試件就位后的實際計算跨度（梁）和計算高度（柱）與計算簡圖一致。由于支座約束條件的內(nèi)力傳遞及變形有關(guān)，試件安裝時應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計要求選擇支座形式。一般在試件就位前，應(yīng)先在試件上畫出支座反力的作用線位置和試驗加載點位置，需要對中的試件還要畫出中心線位置，荷載

13、作用部位要附設(shè)定位零件，以使荷載有明確的著力點。2.3 建筑結(jié)構(gòu)試驗的荷載方案設(shè)計2.3.1荷載設(shè)計的一般要求 （1）選用的試驗荷載的圖式應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的荷載圖式所產(chǎn)生的內(nèi)力值完全一致或極為接近； 試驗荷載在試件上的布置形式稱為加荷圖式。（2）荷載值要準(zhǔn)確；（3）荷載傳力方式和作用點明確，產(chǎn)生的荷載數(shù)值要穩(wěn)定，特別是靜力荷載要不隨加載時間、外界環(huán)境和結(jié)構(gòu)的變形而變化；（4）荷載分級的數(shù)值要參考相應(yīng)試驗結(jié)構(gòu)試驗方法的技術(shù)要求，同時必須滿足試驗量測的精度要求；（5）加載裝置本身要有足夠的安全性和可靠性，要滿足強度要求和剛度要求。（6）加載設(shè)備的操作要方便，便于加載和卸載，并能控制加載速度，又能適

14、應(yīng)同步加載或先后不同步加載的要求；（7）試驗加載方法要力求采用現(xiàn)代化先進(jìn)技術(shù)，減輕體力勞動，提高試驗質(zhì)量。2.3.2 試驗的荷載圖式一般要求加荷圖式與理論計算簡圖相一致。但是，由于條件限制無法實現(xiàn)或者為了加載的方便而采用不同于計算所規(guī)定的荷載圖式時，可根據(jù)試驗的目的和要求采用與計算簡圖等效的荷載圖式。等效荷載是指加在試件上，使試件產(chǎn)生的內(nèi)力圖形與計算簡圖相近，使控制截面的內(nèi)力值相等的荷載。看下面這個例子。2.3.3 試驗加載裝置設(shè)計（1） 加載裝置的強度首先應(yīng)滿足試驗最大荷載量的要求，保證有足夠的安全儲備，同時要考慮到結(jié)構(gòu)受載后有可能使局部構(gòu)件的強度有所提高。因此，在試驗設(shè)計時，加載裝置的承載

15、能力必須比試驗最大荷載值要大，一般要求提高70左右。（2）試驗加載裝置還必須有足夠的剛度。 例如：在混凝土應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系曲線下降段的測試試驗中，加載裝置剛度不足將難以獲得達(dá)到極限荷載后混凝土的性能。（3） 試驗加載裝置必須符合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力條件，要求能模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊界條件和變形條件，否則就失去了受力的真實性。2.3.4 試驗的加載制度試驗的加載制度是指試驗進(jìn)行期間荷載與時間的關(guān)系。它包括：加載速度的快慢，加載時間間隙的長短、分級荷載大小和加載卸載循環(huán)的次數(shù)等，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力和變形性質(zhì)與其所受荷載作用特性有關(guān)。不同性質(zhì)的試驗必須根據(jù)試驗的要求制定不同的加載制度。對于結(jié)構(gòu)靜力試驗，一般采用包括

16、預(yù)加載、設(shè)計試驗荷載或變形的低調(diào)反復(fù)加載，而結(jié)構(gòu)擬動力試驗則是由計算機控制，按結(jié)構(gòu)受地震地面運動加速度作用后的位移反應(yīng)時程曲線進(jìn)行加載試驗。一般結(jié)構(gòu)動動力試驗采用模擬地震地面運動加速度地震波的激振試驗。2.4 建筑結(jié)構(gòu)試驗的觀測方案設(shè)計制定試驗觀測方案應(yīng)考慮的主要問題有：根據(jù)試驗?zāi)康模_定試驗觀測項目；按確定的觀測項目要求，選擇測點位置； 選擇測試儀器和測定方法。2.4.1 觀測項目的確定 結(jié)構(gòu)在荷載作用下的各種變形可以分成兩類：一類是整體變形，反映結(jié)構(gòu)整體工作狀況，如梁的撓度、轉(zhuǎn)角、支座偏移等；另一類是局部變形，反映結(jié)構(gòu)的局部工作狀況，如應(yīng)變、裂縫、鋼筋滑移等。在確定試驗的觀測項目時，首先應(yīng)

17、該考慮整體變形，對于某些構(gòu)件，還應(yīng)該局部變形。因為結(jié)構(gòu)的整體變形最能慨括其工作全貌。結(jié)構(gòu)任何部位的異常變形或局部破壞都能在整體變形中得到反應(yīng)。轉(zhuǎn)角和曲率的量測也是實測分析中的重要內(nèi)容，特別是在超靜定結(jié)構(gòu)中應(yīng)用較多。總的來說，觀測項目和測點布置必須滿足分析和推斷結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的要求。2.4.2 測點的選擇與布置用儀器對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件進(jìn)行內(nèi)力和變形等參數(shù)的量測時，測點的選擇與布置有以下幾條原則：（1） 滿足試驗?zāi)康牡那疤嵯拢松俨灰硕?，以簡化試驗?nèi)容，節(jié)約經(jīng)費開支；（2） 測點的位置必須要有代表性，以便于分析和計算。（3） 應(yīng)布置一定量的校核性測點 （受力點明確的部位）；（4） 測點的布置應(yīng)便于試驗時的

18、操作和測讀。2.4.3 儀器的選擇與測讀的原則（1） 儀器的選擇1 所用儀器能很好地符合量測所需的精度與量程要求，防止盲目選用高準(zhǔn)確度和高靈敏度的精密儀器。2 現(xiàn)場試驗，由于儀器所處的條件和環(huán)境復(fù)雜，影響因素較多，電測儀器的適應(yīng)性本身就不如機械儀表，測點較多時，機械儀表卻不如電測儀器靈活、方便，選用時應(yīng)作具體的分析和技術(shù)比較。3 選擇儀表時必須考慮測讀方便省時，必要時須采用自動記錄裝置。4 量測儀器的型號規(guī)格應(yīng)盡可能選用一樣的，種類越少越好。5 動測試驗使用的儀表，尤其應(yīng)注意儀表的線性范圍、頻響特性等，要滿足試驗量測的要求。（2） 測讀的原則儀器的測讀應(yīng)按一定的程序進(jìn)行，具體的測試方法與試驗方

19、案、加載程序有密切的關(guān)系，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點：1 在進(jìn)行測讀時，主要的原則是全部儀器的讀數(shù)必須同時進(jìn)行，至少也要基本上同時進(jìn)行。2 測讀儀器的時間，一般選在試驗荷載過程中恒載間歇的時間內(nèi)。3 當(dāng)恒載時間較長，按結(jié)構(gòu)試驗的要求，應(yīng)測取恒載下變形隨時間的變化?？蛰d時，也應(yīng)測取變形隨時間的恢復(fù)情況。4 每次記錄儀器的讀數(shù)時，應(yīng)同時記下周圍的溫度。5 重要的數(shù)據(jù)應(yīng)邊作邊記錄，邊作邊初步整理，同時算出每級荷載的讀數(shù)差，與預(yù)計的理論值進(jìn)行比較。2.5 材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)試驗的關(guān)系 2.5.1 概述 一個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力和變形特點，除受荷載等外界因素影響外，還要取決于組成這個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的

20、材料內(nèi)部抵抗外力的性能。充分了解材料的力學(xué)性能，對于在結(jié)構(gòu)試驗前或試驗過程中正確估計結(jié)構(gòu)的承載能力和實際工作狀況，以及在試驗后整理試驗數(shù)據(jù)，處理試驗結(jié)果等工作都具有非常重要的意義。 在結(jié)構(gòu)試驗中按照結(jié)構(gòu)或構(gòu)件材料性質(zhì)的不同，必須測定相應(yīng)的一些最基本的數(shù)據(jù)，如混凝土的抗壓強度、鋼材的屈服強度和抗拉極限強度、磚石砌體的抗壓強度等。在科學(xué)研究性的試驗中為了了解材料的荷載變形、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系，需要測定材料的彈性模量，有時根據(jù)試驗研究的要求，尚須測定混凝土材料的抗拉強度以及各種材料的應(yīng)力應(yīng)變曲線等有關(guān)數(shù)據(jù)。 在測量材料各種力學(xué)性能時，應(yīng)該按照國家標(biāo)準(zhǔn)或部頒標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗方法進(jìn)行，

21、對于試件的形狀、尺寸、加工工藝及試驗加載、測量方法等都要符合規(guī)定的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 在建筑結(jié)構(gòu)抗震研究中，根據(jù)地震荷載作用的特點，在結(jié)構(gòu)上施加周期性反復(fù)荷載，結(jié)構(gòu)將進(jìn)入非線性階段工作，因此相應(yīng)的材料試驗也須要在周期性反復(fù)荷載下進(jìn)行，這時鋼材將會出現(xiàn)包辛格效應(yīng)，對于混凝土材料就需要進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變曲線全過程的測定，特別要測定曲線的下降段部分。 2.5.2 材料力學(xué)性能的試驗的基本要求材料的力學(xué)性能指標(biāo)是由鋼材、鋼筋和混凝土等各種試樣或試塊進(jìn)行試驗所得結(jié)果的平均值。在進(jìn)行科研性試驗研究中，要求材性試件與結(jié)構(gòu)試件之間要保證做到嚴(yán)格的材料性質(zhì)一致、試件，并采用同樣條件成型和養(yǎng)護(hù)。對于鋼筋，要

22、在構(gòu)件中的同一根鋼筋上留取材性試件，有時甚至在構(gòu)件試驗破壞后，從被破壞的試件中敲出鋼筋取樣進(jìn)行材料試驗。在磚石或砌塊砌體砌筑時，要求同一工人用同批磚塊或砌塊和同批拌制的砂漿砌筑同一砌體試件。2.5.3 材料力學(xué)性能的試驗方法對強度指標(biāo)的影響材料的力學(xué)性能指標(biāo)是由鋼材、鋼筋和混凝土等各種材料分別制成的標(biāo)準(zhǔn)試樣或試塊進(jìn)行試驗結(jié)果的平均值。由于材質(zhì)的不均勻性等原因，測定的結(jié)果必然會有較大的波動，尤其當(dāng)試驗方法不妥時，波動值將會更大。 長期以來人們通過生產(chǎn)實踐和科學(xué)實驗發(fā)現(xiàn)試驗方法對材料強度指標(biāo)有著一定的影響，特別是試件的形狀、尺寸和試驗加載速度對試驗結(jié)果的影響尤為顯著，對于同一種材料，僅僅

23、由于試驗方法與試驗條件的不同，就會得出不同的強度指標(biāo)。下面我們就混凝土材料來作進(jìn)一步的說明。 2.5.3.1 試件尺寸與形狀的影響 在國際上各國混凝土材料強度測定用的試件有立方體和圓柱體兩種。按照我國普通混凝土力學(xué)性能試驗方法規(guī)定，采用150mm×l50mm×l50mm的立方體試件測定的抗壓強度為標(biāo)準(zhǔn)值，采用ha=2：1的150mm×l50mm× 300mm的棱柱體試件(h為試件的高度，a為試件的邊長)，為測定混凝土軸心抗壓強度和彈性模量的標(biāo)準(zhǔn)試件。國外采用圓柱體試件時，試件尺寸為hld = 2：1的100mm×200mm或

24、150mm×300mm的圓柱體(h為圓柱體高度，為圓柱體直徑)。 (1) 隨著材料試件尺寸的縮小，在試驗中出現(xiàn)了混凝土強度有系統(tǒng)地稍有提高的現(xiàn)象。截面較小而高度較低的試件得出的抗壓強度偏高，這可以歸結(jié)為試驗方法和材料自身的原因等兩個方面的因素，試驗方法問題可解釋為試驗機壓板對試件承壓面的摩擦力所起的箍緊作用，由于受壓面積與周長的比值不同而影響程度不一。對小試件的作用比對大試件要大。材料自身的原因是由于內(nèi)部存在缺陷(裂縫)的分布，表面和內(nèi)部硬化程度的差異在大小不同的試件中起不同影響，隨試件尺寸的增大而增加。 (2) 采用立方體或棱柱體的優(yōu)點是制作方便，試件受壓面是試

25、件的模板面，平整度易于保證。但澆搗時試件的棱角處都由砂漿來填充，因而混凝土拌合物的顆粒分布不及圓柱體試件均勻，由于圓形截面邊界條件均一性好，所以圓柱體截面應(yīng)力分布均勻。此外圓柱體試件外形與鉆芯法從結(jié)構(gòu)上鉆取的試樣一致。但由于圓柱體試件是立式成型，試件的端面即是試驗加載的受壓面，比較粗糙，因此造成試件抗壓強度的離散性較大。 2.5.3.2 試驗加載速度的影響 在測定材料力學(xué)性能試驗時，加載速度愈快，即引起材料的應(yīng)變速率愈高，則試件的強度和彈性模量也就相應(yīng)提高。 鋼筋的強度隨加載速度的提高面加大。見圖2.6 ，圖中的數(shù)字為應(yīng)變速率；和ts為達(dá)到屈服的時間，反應(yīng)了加載速

26、度。圖2.6混凝土盡管是非金屬材料，但也和鋼筋一樣，隨著加載速度的增加而提高其強度和彈性模量。特別在很高應(yīng)變速率的情況下，由于混凝土內(nèi)部細(xì)微裂縫來不及發(fā)展，初始彈性模量隨應(yīng)變速率加快而提高。圖2.7表示了應(yīng)變速率對混凝土應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響。圖2.72.6建筑結(jié)構(gòu)試驗大綱及其他文件2.6.1建筑結(jié)構(gòu)試驗大綱試驗大綱是進(jìn)行整個試驗工作的指導(dǎo)性文件，一般包括以下幾個部分：（1）試驗項目來源，即試驗任務(wù)產(chǎn)生的原因、渠道和性質(zhì)。（2）試驗研究目的，即通過試驗最后應(yīng)得出的數(shù)據(jù)，如破壞荷載值、設(shè)計荷載下的內(nèi)力分布和撓度曲線、荷載變形曲線等，弄清楚試驗研究目的，就能確定試驗?zāi)繕?biāo)。（3）試件設(shè)計要求，包括試件設(shè)計的依據(jù)及理論分析過程，試件的種類、形狀、數(shù)量、尺寸，施工圖設(shè)計和施工要求；還包括試件制作要求，如對試件原材料，制作工藝，制作精度等。（4）輔助試驗內(nèi)容，包括輔助試驗的目的、數(shù)量，試件的種類、數(shù)量及尺寸，試件的制作要求，試驗