很全的結(jié)構(gòu)試驗課件

1、12建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗是一門什么性質(zhì)的是一門什么性質(zhì)的課程？課程？ 建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程（是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程（32學時，理論學時，理論22學時，試驗學時，試驗10學時），是電學、光學、學時），是電學、光學、光電子學、力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等學科光電子學、力學、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等學科相互交叉的、實用性很強的一門學科，是用試驗的相互交叉的、實用性很強的一門學科，是用試驗的方法研究和測量建筑結(jié)構(gòu)的強度、結(jié)構(gòu)受荷載作用方法研究和測量建筑結(jié)構(gòu)的強度、結(jié)構(gòu)受荷載作用后的反應及評估建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)品質(zhì)量的一門學科。后的反應及評估建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)品質(zhì)量的一門學科。3建筑

2、結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗課程的學習應達到課程的學習應達到的基本要求是什么？的基本要求是什么？ 通過本課程的學習應達到的基本要求是通過本課程的學習應達到的基本要求是: 1掌握經(jīng)常使用的各種測試方法的基本原理和測量技術(shù)，掌握經(jīng)常使用的各種測試方法的基本原理和測量技術(shù)，結(jié)合土木工程專業(yè)的特點，培養(yǎng)建筑結(jié)構(gòu)試驗的試驗技能，結(jié)合土木工程專業(yè)的特點，培養(yǎng)建筑結(jié)構(gòu)試驗的試驗技能，使之具有從事一般建筑結(jié)構(gòu)的檢測能力，為進行現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢使之具有從事一般建筑結(jié)構(gòu)的檢測能力，為進行現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢測和科學研究的試驗打下良好的基礎(chǔ)。測和科學研究的試驗打下良好的基礎(chǔ)。 2掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗的前期準備工作程序，為結(jié)構(gòu)試掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗

3、的前期準備工作程序，為結(jié)構(gòu)試 驗驗的順利進行準備測試方案。的順利進行準備測試方案。 3掌握典型建筑結(jié)構(gòu)試驗的測試內(nèi)容、測試方法、數(shù)據(jù)處掌握典型建筑結(jié)構(gòu)試驗的測試內(nèi)容、測試方法、數(shù)據(jù)處理及書寫測試報告的全過程。理及書寫測試報告的全過程。 4熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)無損檢測的原理和檢測方法。熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)無損檢測的原理和檢測方法。4建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗課程內(nèi)容體系課程內(nèi)容體系 建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗課程主要是講述建筑結(jié)構(gòu)試驗中課程主要是講述建筑結(jié)構(gòu)試驗中的試驗準備工作，加載方法的選擇，測點和測試方的試驗準備工作，加載方法的選擇，測點和測試方法的選擇，試驗過程、數(shù)據(jù)處理及測試報告的書寫法的選擇，試驗

4、過程、數(shù)據(jù)處理及測試報告的書寫等內(nèi)容。等內(nèi)容。 教學內(nèi)容按教材的章節(jié)的模塊化進行設(shè)計教學內(nèi)容按教材的章節(jié)的模塊化進行設(shè)計:建筑結(jié)構(gòu)建筑結(jié)構(gòu)試驗準備工作、試驗裝置和加載設(shè)備、測試技術(shù)、試驗準備工作、試驗裝置和加載設(shè)備、測試技術(shù)、無損檢測技術(shù)、試驗模型設(shè)計，試驗數(shù)據(jù)的處理。無損檢測技術(shù)、試驗模型設(shè)計，試驗數(shù)據(jù)的處理。5學習參考書：6第一章第一章 建筑結(jié)構(gòu)試驗概述建筑結(jié)構(gòu)試驗概述 1.1 建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務 1.2 建筑結(jié)構(gòu)試驗的作用建筑結(jié)構(gòu)試驗的作用 1.3 建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類7第一節(jié)第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務 建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗研究對象

5、研究對象：建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)物：建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)物 建筑結(jié)構(gòu)試驗的建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務任務： 在試驗研究對象上應用科學的試驗組織程序，使用在試驗研究對象上應用科學的試驗組織程序，使用儀器設(shè)備為工具，利用各種實驗為手段，在荷載或其它儀器設(shè)備為工具，利用各種實驗為手段，在荷載或其它因素作用下，通過量測與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)，因素作用下，通過量測與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)，從強度、從強度、 剛度和抗裂度以及結(jié)構(gòu)實際破壞形態(tài)來判明結(jié)剛度和抗裂度以及結(jié)構(gòu)實際破壞形態(tài)來判明結(jié)構(gòu)的實際工作性能，估計結(jié)構(gòu)的承載能力構(gòu)的實際工作性能，估計結(jié)構(gòu)的承載能力 確定結(jié)構(gòu)對使確定結(jié)構(gòu)對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展

6、結(jié)構(gòu)的計算理論。用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論。8 所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗，就是對建筑結(jié)構(gòu)或者是它的所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗，就是對建筑結(jié)構(gòu)或者是它的構(gòu)件施加一定的荷載，這個荷載我們指的就是比較廣構(gòu)件施加一定的荷載，這個荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測試手段對它引起來的各種反應，比如說：變形、的測試手段對它引起來的各種反應，比如說：變形、位移、應變等等進行測量，通過這些測量來觀測結(jié)構(gòu)位移、應變等等進行測量，通過這些測量來觀測結(jié)構(gòu)對荷載的反應能力，考查它是否符合使用和設(shè)計要求，對荷載的反應能力，考查它是否符

7、合使用和設(shè)計要求，同時，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的同時，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關(guān)系，為計算提供實踐根據(jù)。變形之間的關(guān)系，為計算提供實踐根據(jù)。9例如：例如： 鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載作用下，鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載作用下，可以通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、可以通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應變和裂縫寬度等參數(shù)，來分析梁的整個受力截面應變和裂縫寬度等參數(shù)，來分析梁的整個受力過程以及結(jié)構(gòu)的強度、撓度和抗裂性能。過程以及結(jié)構(gòu)的強度、撓度和抗裂性能。 適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個階段適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個階段:第一階段第一階

8、段截面開裂前階段（抗裂驗算）截面開裂前階段（抗裂驗算）第二階段第二階段從截面開裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開始從截面開裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開始 屈服階段（變形和裂縫寬度驗算）屈服階段（變形和裂縫寬度驗算）第三階段第三階段破壞階段（承載力計算）破壞階段（承載力計算） 10結(jié)結(jié) 論論 建筑結(jié)構(gòu)試驗是以實驗方式測定有關(guān)數(shù)據(jù)，建筑結(jié)構(gòu)試驗是以實驗方式測定有關(guān)數(shù)據(jù)，由此反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作性能、承載能力由此反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作性能、承載能力和相應的安全度，為結(jié)構(gòu)的安全使用和設(shè)計和相應的安全度，為結(jié)構(gòu)的安全使用和設(shè)計理論的建立提供重要根據(jù)的學科理論的建立提供重要根據(jù)的學科。11 第二節(jié)第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗的作用建筑結(jié)

9、構(gòu)試驗的作用一、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要途徑一、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要途徑二、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的主要手段二、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的主要手段三、建筑結(jié)構(gòu)試驗是驗證結(jié)構(gòu)理論的唯一方法三、建筑結(jié)構(gòu)試驗是驗證結(jié)構(gòu)理論的唯一方法四、建筑結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒定的直接方式四、建筑結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒定的直接方式五、建筑結(jié)構(gòu)試驗是制定各類技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準的基礎(chǔ)五、建筑結(jié)構(gòu)試驗是制定各類技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準的基礎(chǔ)12（1）結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要途徑）結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要途徑 17世紀初伽利略（1564-1642）在1638年錯誤地提出：受彎梁的斷面

10、應力為均勻受拉。 46年后法國物理學家馬里奧脫和德國數(shù)學家萊布尼茲對這個假設(shè)提出了修正,認為：斷面應力不是均勻分布，是三角形分布。后來胡克和伯努里又建立了平面假設(shè)。 13 1713年法國巴郎提出了中和層理論：認為一邊受拉，一邊受壓，但該理論無法用試驗驗證，而未被人們接受。 1767年法國科學家容格密里用簡單的試驗驗證了巴郎理論中一邊受拉，一邊受壓的結(jié)論。后人把該試驗譽為“路標試驗”。 1821年法國科學院院士拿維葉從理論上導出了受彎構(gòu)件斷面應力計算公式，20年后該公式被法國另一位院士莫列恩一用試驗方法驗證了。14（2）結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的主要手段）結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的主要手段斜

11、撐幾乎不起作用；斜撐交點首先出現(xiàn)塑性角而破壞。斜撐幾乎不起作用；斜撐交點首先出現(xiàn)塑性角而破壞。 15 通過多次改進： 有如一些特殊結(jié)構(gòu)的研究，需要做大量的結(jié)構(gòu)試驗，如混凝土-復合結(jié)構(gòu)：鋼管混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋混凝土-鋼，籠式結(jié)構(gòu)等。 16（3）結(jié)構(gòu)試驗是驗證結(jié)構(gòu)理論的唯一方法）結(jié)構(gòu)試驗是驗證結(jié)構(gòu)理論的唯一方法 如愛因斯坦的相對論 如歌德巴赫猜想 負物質(zhì)理論等各種科學猜想和預言17 （4）結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒定的直接方）結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒定的直接方式；式； （5）結(jié)構(gòu)試驗是制定各類技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標）結(jié)構(gòu)試驗是制定各類技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準的基礎(chǔ)；準的基礎(chǔ)；18 第三節(jié)第三節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類

12、建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類 建筑結(jié)構(gòu)試驗按試驗目的、荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗按試驗目的、荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗周期、試驗場合等因素進行分類。周期、試驗場合等因素進行分類。 （一）按照試驗目的分類（一）按照試驗目的分類 試驗可以按照各種方法來分類，但最基本的就是按照試試驗可以按照各種方法來分類，但最基本的就是按照試驗目的來分類。按試驗目的可以將結(jié)構(gòu)試驗分成下面兩類：驗目的來分類。按試驗目的可以將結(jié)構(gòu)試驗分成下面兩類：一生產(chǎn)檢驗性試驗，二科學研究性試驗一生產(chǎn)檢驗性試驗，二科學研究性試驗.。 由于試驗目的不同，整個試驗安排和某些試驗方法、試由于試驗目的不同，整個試驗安排和某些試驗方法、試驗要求

13、都有很大的不同，所以這是建筑結(jié)構(gòu)試驗分類里面最驗要求都有很大的不同，所以這是建筑結(jié)構(gòu)試驗分類里面最基本的一種分類方法?；镜囊环N分類方法。191.3 建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類 1.3.1生產(chǎn)性試驗和科研性試驗生產(chǎn)性試驗和科研性試驗 1生產(chǎn)性試驗 目的：以具體實際的結(jié)構(gòu)為鑒定的對象，通過試驗對具體結(jié)構(gòu)作出正確的技術(shù)結(jié)論。常解決的問題：（1）設(shè)計論證、施工質(zhì)量控制和鑒定（2）預制構(gòu)件質(zhì)量鑒定（3）已建結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定、剩余壽命評估（4）改建、擴建或加固工程，通過試驗判明結(jié)構(gòu)的實際承載能力（潛力）（5）為工程事故處理提供技術(shù)依據(jù)2021工程事故處理的一般程序工程事故處理的一般程序: 1、

14、基本情況調(diào)查、基本情況調(diào)查 2、結(jié)構(gòu)及材料檢測結(jié)構(gòu)及材料檢測 3、復核分析、復核分析 4、專家會商、專家會商 5、調(diào)查報告、調(diào)查報告22結(jié)構(gòu)及材料檢測內(nèi)容結(jié)構(gòu)及材料檢測內(nèi)容 1、地基基礎(chǔ)、地基基礎(chǔ) 2、建筑物所用材料的實際性能檢測、建筑物所用材料的實際性能檢測 3、建筑物表面缺陷的觀測、建筑物表面缺陷的觀測 4、對結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的檢查、對結(jié)構(gòu)內(nèi)部缺陷的檢查 5、必要時可作模型試驗或現(xiàn)場加載試驗，通、必要時可作模型試驗或現(xiàn)場加載試驗，通過試驗檢查結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實際承載力。過試驗檢查結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的實際承載力。232科研性試驗 目的：驗證、改進和發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的理論和方法 主要表現(xiàn)： （1）驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計

15、計算的各種假定； （2）制定各種設(shè)計規(guī)范； （3） 發(fā)展新的設(shè)計理論； （4）為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料及新工藝 提供理論與實踐的經(jīng)驗。242526（ 1.3.2 靜力試驗和動力試驗靜力試驗和動力試驗 （二）按照荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗持續(xù)（二）按照荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗持續(xù)時間、試驗場所等不同因素進行分類。時間、試驗場所等不同因素進行分類。 1、按荷載性質(zhì)來分類、按荷載性質(zhì)來分類（1）靜力試驗）靜力試驗（2）動力試驗）動力試驗271.3.2 靜力試驗和動力試驗靜力試驗和動力試驗 按試驗荷載性質(zhì)分：靜力試驗、動力試驗。1.靜力試驗：靜力試驗： 應有最多、最常見的基本試驗。分兩種： (1).

16、結(jié)構(gòu)靜力單調(diào)加載試驗： 結(jié)構(gòu)加載過程從零開始逐步遞增一直到結(jié)構(gòu)破壞。即在一個不長的時間內(nèi)試驗加載全過程。 結(jié)構(gòu)低周反復靜力加載試驗： 也稱偽靜力試驗也稱偽靜力試驗，是以靜力的方式模擬地震作用的試驗，它是一種控制荷載或控制變形的周期性反復靜力試驗。 2829土木工程材料土木工程材料3031靜力試驗的優(yōu)點：加載設(shè)備相對來講比較簡單，荷載可以逐步靜力試驗的優(yōu)點：加載設(shè)備相對來講比較簡單，荷載可以逐步 施加，還可以停下來仔細觀察結(jié)構(gòu)變形的發(fā)施加，還可以停下來仔細觀察結(jié)構(gòu)變形的發(fā) 展，給人們以最明確、最清晰的破壞概念。展，給人們以最明確、最清晰的破壞概念。322、動力試驗、動力試驗 對于在實際工作中主要

17、承受動力作用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，為了對于在實際工作中主要承受動力作用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，為了研究結(jié)構(gòu)在施加動力荷載作用下的工作性能，一般要進行動力研究結(jié)構(gòu)在施加動力荷載作用下的工作性能，一般要進行動力試驗。試驗。例如：研究廠房承受吊車及動力設(shè)備作用下的動力特性；例如：研究廠房承受吊車及動力設(shè)備作用下的動力特性； 吊車梁的疲勞強度與疲勞壽命問題；吊車梁的疲勞強度與疲勞壽命問題； 多層廠房由于機器設(shè)備上樓后產(chǎn)生的振動影響；多層廠房由于機器設(shè)備上樓后產(chǎn)生的振動影響； 高層建筑和高聳構(gòu)筑物在風荷載作用下的動力問題；高層建筑和高聳構(gòu)筑物在風荷載作用下的動力問題； 結(jié)構(gòu)抗爆炸、抗沖擊問題結(jié)構(gòu)抗爆炸、抗沖擊問題; 抗震

18、動力試驗采用電液伺服加載設(shè)備或地震模擬振動臺抗震動力試驗采用電液伺服加載設(shè)備或地震模擬振動臺動力試驗的特點：由于荷載特性不同，動力試驗的加載設(shè)備動力試驗的特點：由于荷載特性不同，動力試驗的加載設(shè)備 和測試手段與靜力試驗有很大的差別，而和測試手段與靜力試驗有很大的差別，而 且要比靜力試驗復雜得多。且要比靜力試驗復雜得多。33 在結(jié)構(gòu)的抗震性能研究中，除了采用結(jié)構(gòu)低周在結(jié)構(gòu)的抗震性能研究中，除了采用結(jié)構(gòu)低周反復靜力加載試驗外，更為理想的是直接施加反復靜力加載試驗外，更為理想的是直接施加動力荷載進行試驗。動力荷載進行試驗。 抗震動力試驗采用電液伺服加載設(shè)備或地震?？拐饎恿υ囼灢捎秒娨核欧虞d設(shè)備或地

19、震模擬振動臺等設(shè)備來進行。擬振動臺等設(shè)備來進行。 如廣州大學抗震研究中心、同濟大學抗震中心如廣州大學抗震研究中心、同濟大學抗震中心342.動力試驗：動力試驗： 荷載大小隨時間變化的，可能是有規(guī)律變化，也可能是無規(guī)律變化的。一些研究動力問題的，需要做動力試驗，如 35如下圖為東方明珠電視塔的振動臺模型試驗如下圖為東方明珠電視塔的振動臺模型試驗。 36371.3.3 、按試驗對象分類、按試驗對象分類 （1）真型試驗）真型試驗（2）模型試驗）模型試驗（3）小構(gòu)件試驗）小構(gòu)件試驗381.3.3 真型試驗、模型試驗和小構(gòu)件試驗真型試驗、模型試驗和小構(gòu)件試驗 按試驗對象的尺寸分：真（原）型試驗、模型試驗及

20、小構(gòu)件試驗。 1真型試驗真型試驗 試驗對象是實際結(jié)構(gòu)或按實際結(jié)構(gòu)足尺復制的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。 對于實物試驗一般均為生產(chǎn)性試驗，很多為非破壞性的現(xiàn)場試驗居多。 足尺及小構(gòu)件試驗一般多在試驗室進行，也可在現(xiàn)場進行，如梁、板及屋架。 對結(jié)構(gòu)整體性研究，一直是國內(nèi)外研究的熱門課題，多為大型試驗，可在試驗室進行，也可在現(xiàn)場進行。39（1）真型試驗）真型試驗 試驗對象：（試驗對象：（1）實際結(jié)構(gòu)）實際結(jié)構(gòu) （2）實物結(jié)構(gòu)足尺復制的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。）實物結(jié)構(gòu)足尺復制的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件。 （1）實際結(jié)構(gòu)試驗）實際結(jié)構(gòu)試驗 一般均用于生產(chǎn)性試驗。例如：秦山核電站安全一般均用于生產(chǎn)性試驗。例如：秦山核電站安全殼殼 加壓整體性的試

21、驗就是一種非破壞性的現(xiàn)場試驗。加壓整體性的試驗就是一種非破壞性的現(xiàn)場試驗。又如對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的剛度試驗、樓蓋承載能力試驗又如對工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的剛度試驗、樓蓋承載能力試驗等均在實際結(jié)構(gòu)上加載量測。等均在實際結(jié)構(gòu)上加載量測。 （2）足尺結(jié)構(gòu)或構(gòu)件試驗）足尺結(jié)構(gòu)或構(gòu)件試驗 試驗對象是一根梁、一塊扳或一榀屋架之類的實試驗對象是一根梁、一塊扳或一榀屋架之類的實物構(gòu)件，它可以在試驗室內(nèi)試驗，也可以在現(xiàn)場進行。物構(gòu)件，它可以在試驗室內(nèi)試驗，也可以在現(xiàn)場進行。404142（2）模型試驗）模型試驗 模型試驗：采用比真型結(jié)構(gòu)縮小的模型進行試模型試驗：采用比真型結(jié)構(gòu)縮小的模型進行試驗。模型的設(shè)計制作與試驗是根據(jù)相似理

22、論，驗。模型的設(shè)計制作與試驗是根據(jù)相似理論，要求做到幾何相似、力學相似和材料相似等要求做到幾何相似、力學相似和材料相似等等。等。43（2）模型試驗）模型試驗 投資大、周期長、測量精度受環(huán)境因素影響大，在財力和技術(shù)上有困難時，可以考慮采用縮尺模型試驗。 模型試驗：仿照真型并按一定比例關(guān)系復制而成的試驗構(gòu)件或試驗結(jié)構(gòu)物，它具有實際結(jié)構(gòu)的全部或部分特征，尺寸比真型小得多。 4445464748（3）小構(gòu)件試驗）小構(gòu)件試驗 小構(gòu)件試驗是結(jié)構(gòu)試驗常用的研究形式之一。小構(gòu)件試驗是結(jié)構(gòu)試驗常用的研究形式之一。試驗不要求滿足嚴格的相似條件，只是用試驗結(jié)果試驗不要求滿足嚴格的相似條件，只是用試驗結(jié)果與理論計算進

23、行對比校核的方式來研究結(jié)構(gòu)的性能，與理論計算進行對比校核的方式來研究結(jié)構(gòu)的性能，驗證設(shè)計假定與計算方法的正確性。驗證設(shè)計假定與計算方法的正確性。493小構(gòu)件試驗小構(gòu)件試驗 比較常用，可能是足尺試驗，也可能是縮尺試驗。它有別于模型試驗：不依靠相似理論，不考慮相似比例對結(jié)果的影響，即不要求嚴格的相似條件。認為這些結(jié)果所證實的一般規(guī)律與計算理論可以推廣到實際結(jié)構(gòu)中去。 5051土木工程材料土木工程材料521.3.4、按試驗持續(xù)時間分類、按試驗持續(xù)時間分類（1）短期荷載試驗）短期荷載試驗（2）長期荷載試驗）長期荷載試驗53（1）短期荷載試驗）短期荷載試驗 荷載從零開始施加到最后結(jié)構(gòu)破壞或到荷載從零開始

24、施加到最后結(jié)構(gòu)破壞或到某階段進行卸荷的時間總和只有幾十分鐘、某階段進行卸荷的時間總和只有幾十分鐘、幾小時或者幾天。幾小時或者幾天。 1短期荷載試驗短期荷載試驗 絕大數(shù)承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件實際上一般都是承受的長期荷載作用。 由于試驗條件、時間和試驗步驟限制，我們不得不采取短期荷載試驗。 試驗時荷載從零開始加，到結(jié)構(gòu)破壞可能幾十分鐘、幾小時或幾天。這與實際情況是有差別的。 5455（2）長期荷載試驗）長期荷載試驗 對于研究結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下的性能對于研究結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下的性能就必須要進行靜力荷載的長期試驗，它將連就必須要進行靜力荷載的長期試驗，它將連續(xù)進行幾個月或幾年時間。續(xù)進行幾個月或

25、幾年時間。 如：混凝土的徐變、結(jié)構(gòu)受溫度變化的如：混凝土的徐變、結(jié)構(gòu)受溫度變化的影響、預應力結(jié)構(gòu)中的鋼筋的松弛、三峽大影響、預應力結(jié)構(gòu)中的鋼筋的松弛、三峽大壩長期變形監(jiān)控試驗。壩長期變形監(jiān)控試驗。 565758591.3.5 、按試驗場所分類、按試驗場所分類（1）試驗室試驗）試驗室試驗（2）現(xiàn)場試驗）現(xiàn)場試驗 1、試驗室試驗、試驗室試驗 適宜于研究性試驗。適宜于研究性試驗。 2、現(xiàn)場試驗、現(xiàn)場試驗 多用于解決生產(chǎn)性的問題。多用于解決生產(chǎn)性的問題。 601.3.5 試驗室試驗和現(xiàn)場試驗試驗室試驗和現(xiàn)場試驗 按試驗所在場地分：試驗室試驗、現(xiàn)場試驗1.試驗室試驗試驗室試驗 試驗室試驗條件較好，儀器設(shè)

26、備精度高，可以排除一些不利因素對試驗結(jié)果的干擾。適合做研究性試驗。 2現(xiàn)場試驗現(xiàn)場試驗 現(xiàn)場試驗與室內(nèi)試驗相比，環(huán)境因素影響較大，不宜使用精度較大的儀器設(shè)備。多是解決生產(chǎn)中的實際問題，可以獲得實際結(jié)構(gòu)物的工作狀態(tài)的數(shù)據(jù)參數(shù)。 此外還可以按試驗是否破壞分：破壞性試驗、非破壞性試驗。 616263建筑結(jié)構(gòu)試驗建筑結(jié)構(gòu)試驗課程的學習內(nèi)容課程的學習內(nèi)容 為了獲得解決一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工中所遇到為了獲得解決一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工中所遇到的結(jié)構(gòu)檢測問題的基本知識和基本技能，并在科研方面的結(jié)構(gòu)檢測問題的基本知識和基本技能，并在科研方面得到初步的訓練，必須在掌握結(jié)構(gòu)工程專業(yè)理論和其它得到初步的訓練，必須在掌

27、握結(jié)構(gòu)工程專業(yè)理論和其它有關(guān)專業(yè)技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，學習下列內(nèi)容：有關(guān)專業(yè)技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，學習下列內(nèi)容：（1）規(guī)劃、組織和進行結(jié)構(gòu)檢測的一般原則、方法和技）規(guī)劃、組織和進行結(jié)構(gòu)檢測的一般原則、方法和技 術(shù)；術(shù)；（2）結(jié)構(gòu)檢測中常用的量測儀器和加載設(shè)備的原理、性）結(jié)構(gòu)檢測中常用的量測儀器和加載設(shè)備的原理、性 能和使用方法；能和使用方法；（3）收集、整理、計算和評定檢測資料的原理和方法。）收集、整理、計算和評定檢測資料的原理和方法。6465第二章第二章 建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃 2.1 概述概述 2.2 試驗前期工作方案設(shè)計試驗前期工作方案設(shè)計 2.3 試驗構(gòu)件方案設(shè)計試驗構(gòu)件方案

28、設(shè)計 2.4 試驗荷載方案設(shè)計試驗荷載方案設(shè)計 2.5 試驗觀測方案設(shè)計試驗觀測方案設(shè)計 2.6 結(jié)構(gòu)試驗和材料力學性能關(guān)系結(jié)構(gòu)試驗和材料力學性能關(guān)系 2.7 試驗大綱及其他文件試驗大綱及其他文件66 第一節(jié)第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃理論概述建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃理論概述 一、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的意義一、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的意義1、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是組織工作的需要、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是組織工作的需要2、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是結(jié)構(gòu)試驗特點的要求、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是結(jié)構(gòu)試驗特點的要求 建筑結(jié)構(gòu)試驗特點建筑結(jié)構(gòu)試驗特點： （1）結(jié)構(gòu)試驗沒有固定的模式；）結(jié)構(gòu)試驗沒有固定的模式； （2）

29、結(jié)構(gòu)試驗耗資大；）結(jié)構(gòu)試驗耗資大； （3）結(jié)構(gòu)試驗周期長。）結(jié)構(gòu)試驗周期長。3、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成敗建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成敗4、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是體現(xiàn)技術(shù)水平和管理水平的、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是體現(xiàn)技術(shù)水平和管理水平的 窗口窗口 67 建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成?。航ㄖY(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成?。?一個不完整的或錯誤的組織計劃只能導致失敗，好的組織計劃是成功的基礎(chǔ)。 如：某鋼管砼受彎構(gòu)件試驗兩個方案對比： A錯誤方案錯誤方案 B正確方案正確方案 68 A方案的錯誤： 1處沒有位移傳感器，由于懸臂端位移增量1而失真。 2處上表面沒有傾角傳感器，因懸臂

30、端位移增量2而失真。 2處右上方位移傳感器沒有布置在試件下表面，因懸臂端位移增量3而失真。 4建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃體現(xiàn)了技術(shù)水平和建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃體現(xiàn)了技術(shù)水平和管理水平管理水平69二、二、PDCA循環(huán)的基本內(nèi)容循環(huán)的基本內(nèi)容 美國質(zhì)量管理專家戴明（美國質(zhì)量管理專家戴明（W.E.Deming)50年代初提出一項年代初提出一項質(zhì)量管理循環(huán)體系，稱為質(zhì)量管理循環(huán)體系，稱為PDCA循環(huán)，是一項提高工程質(zhì)量、循環(huán)，是一項提高工程質(zhì)量、改善企業(yè)經(jīng)營管理十分有效的科學方法，被工程界廣泛應用。改善企業(yè)經(jīng)營管理十分有效的科學方法，被工程界廣泛應用。 PDCA質(zhì)量循環(huán)體系的基本思想是把質(zhì)量管理的工作過程質(zhì)量

31、循環(huán)體系的基本思想是把質(zhì)量管理的工作過程分為四個階段：分為四個階段：（1）計劃階段）計劃階段 （Plan）（2）實施階段）實施階段 （Do）（3）檢查階段）檢查階段 （Check）（4）處理階段）處理階段 （Action）70 1計劃階段計劃階段P：打算干什么、在那兒干、何 時干、由誰干、怎么干等問題。 2實施階段實施階段D：按計劃方案去執(zhí)行的過程。 3檢查階段檢查階段C: 把執(zhí)行的結(jié)果與計劃目標進 行比較，找出問題。 4處理階段處理階段A：總結(jié)經(jīng)驗，制定標準、措 施；同時為解決的問題進入下一 個循環(huán)。 71三、三、PDCA循環(huán)的存在的范圍和特點循環(huán)的存在的范圍和特點 1 PDCA循環(huán)的應用范

32、圍：循環(huán)的應用范圍： 存在于各行各業(yè)，哪里有矛盾，哪里就存在PDCA循環(huán)。循環(huán)。 2PDCA循環(huán)的特點：循環(huán)的特點： 有序性：有序性：4個階段缺一不可，次序不能顛個階段缺一不可，次序不能顛倒。倒。 嵌套性：嵌套性：72. 關(guān)鍵性：關(guān)鍵在P階段，即計劃階段。. 重復性：循環(huán)滾動前進，每循環(huán)一次質(zhì) 量上一個臺階。.普遍性： 4個階段，周而復始，循環(huán)一次，改善一下，逐步提高。 PDCA循環(huán)的關(guān)鍵是在循環(huán)的關(guān)鍵是在P階段，即計劃階階段，即計劃階段。它是標準化的基礎(chǔ)，是指導同級其它段。它是標準化的基礎(chǔ)，是指導同級其它環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。7374四、結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的內(nèi)容：四、結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的內(nèi)容：

33、 1試驗計劃階段: 明確試驗目的，進行技術(shù)調(diào)研，試驗設(shè)計，確定試驗大綱。 2試驗準備階段：包括技術(shù)準備、物質(zhì)準備和場地準備。 3試驗實施階段：試驗加載，試驗記錄，數(shù)據(jù)處理。 4試驗完成階段：實驗數(shù)據(jù)處理，試驗分析，試驗研究總結(jié)。 75四、結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的內(nèi)容四、結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的內(nèi)容1、試驗設(shè)計（計劃）階段、試驗設(shè)計（計劃）階段 （1）反復研究試驗目的，充分了解體會試驗的具體任務，）反復研究試驗目的，充分了解體會試驗的具體任務， 進行調(diào)查研究，搜集有關(guān)資料；進行調(diào)查研究，搜集有關(guān)資料；（2）確定試驗的性質(zhì)與規(guī)模。對于研究性試驗，應提出本試驗）確定試驗的性質(zhì)與規(guī)模。對于研究性試驗，應提出本試驗

34、 擬研究的主要參量以及這些參量在數(shù)值上的變動范圍，并擬研究的主要參量以及這些參量在數(shù)值上的變動范圍，并 根據(jù)試驗室的設(shè)備能力確定試件的尺寸和量測項目及量測根據(jù)試驗室的設(shè)備能力確定試件的尺寸和量測項目及量測 要求；要求；（3）提出試驗大綱）提出試驗大綱2、試驗準備階段、試驗準備階段 試驗準備階段要占全部試驗工作的大部分時間，工作量也試驗準備階段要占全部試驗工作的大部分時間，工作量也最重。試驗準備工作的好壞直接影響到試驗能否順利進行和能最重。試驗準備工作的好壞直接影響到試驗能否順利進行和能獲得試驗結(jié)果的多少。獲得試驗結(jié)果的多少。76試驗準備階段的主要工作有：試驗準備階段的主要工作有：（1）試件的制

35、作）試件的制作 在制作試件時應注意材性試樣的留取、編號，還要作在制作試件時應注意材性試樣的留取、編號，還要作施工日志，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都施工日志，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都是最后分析試驗結(jié)果不可缺少的參考資料。是最后分析試驗結(jié)果不可缺少的參考資料。（2）試件質(zhì)量檢查）試件質(zhì)量檢查 包括試件尺寸和缺陷的檢查，應作詳細記錄，納入原包括試件尺寸和缺陷的檢查，應作詳細記錄，納入原始資料。始資料。（3）試件安裝就位）試件安裝就位 試件的支承條件應力求與計算簡圖一致。一切支承零試件的支承條件應力求與計算簡圖一致。一切支承零件均應進行強度驗算，并使其安全儲備大于試驗結(jié)構(gòu)可

36、能件均應進行強度驗算，并使其安全儲備大于試驗結(jié)構(gòu)可能有的最大安全儲備。有的最大安全儲備。（4）安裝加載設(shè)備）安裝加載設(shè)備 加載設(shè)備的安裝應滿足加載設(shè)備的安裝應滿足“一穩(wěn)二準三方便，四強五剛六一穩(wěn)二準三方便，四強五剛六安全安全“的要求，即就位要穩(wěn)定準確方便，固定設(shè)備的支撐系的要求，即就位要穩(wěn)定準確方便，固定設(shè)備的支撐系統(tǒng)要有一定的強度、剛度和安全度。統(tǒng)要有一定的強度、剛度和安全度。77（5）儀器儀表的率定）儀器儀表的率定 對測力計及一切量測儀表均應按技術(shù)規(guī)定要求進行率定，對測力計及一切量測儀表均應按技術(shù)規(guī)定要求進行率定，各儀器儀表的率定記錄應納入試驗原始記錄中，誤差超過規(guī)定各儀器儀表的率定記錄應

37、納入試驗原始記錄中，誤差超過規(guī)定標準的儀表不得使用。標準的儀表不得使用。（6）作輔助試驗）作輔助試驗 輔助試驗多半在加載試驗階段之前進行，以取得試件材料輔助試驗多半在加載試驗階段之前進行，以取得試件材料的實際強度，便于對加載設(shè)備和儀器儀表的量程等作進一步的的實際強度，便于對加載設(shè)備和儀器儀表的量程等作進一步的驗算。驗算。（7）儀表的安裝、連線試調(diào)）儀表的安裝、連線試調(diào) 儀表的安裝位置、測點號，在應變儀或記錄儀上的通道號儀表的安裝位置、測點號，在應變儀或記錄儀上的通道號等等都應嚴格按照試驗大綱中的儀表布置圖實施，如有變動，等等都應嚴格按照試驗大綱中的儀表布置圖實施，如有變動，應立即做好記錄，以免

38、時間長久后記憶不清而將測點混淆。應立即做好記錄，以免時間長久后記憶不清而將測點混淆。78 （8）記錄表格的設(shè)計準備）記錄表格的設(shè)計準備 在試驗前應根據(jù)試驗要求設(shè)計記錄表格，其內(nèi)容及規(guī)格應在試驗前應根據(jù)試驗要求設(shè)計記錄表格，其內(nèi)容及規(guī)格應周到詳細地反映試件和試驗條件的詳細情況，以及需要記錄和周到詳細地反映試件和試驗條件的詳細情況，以及需要記錄和量測的內(nèi)容。量測的內(nèi)容。 記錄表格的設(shè)計反映試驗組織者的技術(shù)水平，切勿養(yǎng)成記錄表格的設(shè)計反映試驗組織者的技術(shù)水平，切勿養(yǎng)成試驗前無準備地在現(xiàn)場臨時用白紙記錄的習慣。記錄表格上試驗前無準備地在現(xiàn)場臨時用白紙記錄的習慣。記錄表格上應有試驗人員的簽名并附有試驗日

39、期、時間、地點和氣候條應有試驗人員的簽名并附有試驗日期、時間、地點和氣候條件。件。（9）算出各加載階段試驗結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形值）算出各加載階段試驗結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形值 以備在試驗時判斷及控制。以備在試驗時判斷及控制。（10）在準備工作階段和試驗階段應每天記工作日志。）在準備工作階段和試驗階段應每天記工作日志。793、試驗實施階段、試驗實施階段 （1）加載試驗）加載試驗 加載試驗是整個試驗過程的中心環(huán)節(jié)，應按規(guī)定的加載加載試驗是整個試驗過程的中心環(huán)節(jié)，應按規(guī)定的加載順序和量測順序進行。重要的量測數(shù)據(jù)應在試驗過程中隨時順序和量測順序進行。重要的量測數(shù)據(jù)應在試驗過程中隨時整理分析并與

40、事先估算的數(shù)值比較，發(fā)現(xiàn)有反常情況時應查整理分析并與事先估算的數(shù)值比較，發(fā)現(xiàn)有反常情況時應查明原因或故障，把問題弄清楚后才能繼續(xù)加載。明原因或故障，把問題弄清楚后才能繼續(xù)加載。 在試驗過程中，結(jié)構(gòu)所反映的在試驗過程中，結(jié)構(gòu)所反映的外觀變化外觀變化是分析結(jié)構(gòu)性能是分析結(jié)構(gòu)性能的極為寶貴的資料，對節(jié)點的松動與異常變化，鋼筋混凝土的極為寶貴的資料，對節(jié)點的松動與異常變化，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是結(jié)構(gòu)的破壞情況都應作詳盡結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是結(jié)構(gòu)的破壞情況都應作詳盡的記錄及描述。這些容易被初做試驗者忽視，而把主要注意的記錄及描述。這些容易被初做試驗者忽視，而把主要注意力集中在儀表讀

41、數(shù)或記錄曲線上，因此應分配專人負責觀力集中在儀表讀數(shù)或記錄曲線上，因此應分配專人負責觀察結(jié)構(gòu)的外觀變化。察結(jié)構(gòu)的外觀變化。80 試件破壞后要拍照和測繪破壞部位及裂縫簡圖試件破壞后要拍照和測繪破壞部位及裂縫簡圖，必要時，必要時，可從試件上切取部分材料測定力學性能，破壞試件在試驗結(jié)果可從試件上切取部分材料測定力學性能，破壞試件在試驗結(jié)果分析整理之前不要過早毀棄，以備進一步核查。分析整理之前不要過早毀棄，以備進一步核查。（2）試驗資料整理）試驗資料整理 試驗資料整理是將所有的原始資料整理完善，其中特別要試驗資料整理是將所有的原始資料整理完善，其中特別要注意的是試驗量測數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，都作為原始數(shù)

42、據(jù)經(jīng)負注意的是試驗量測數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，都作為原始數(shù)據(jù)經(jīng)負責記錄人員簽名后，不得隨便涂改。經(jīng)過處理后得到的數(shù)據(jù)不責記錄人員簽名后，不得隨便涂改。經(jīng)過處理后得到的數(shù)據(jù)不能和原始數(shù)據(jù)列在同一表格內(nèi)。能和原始數(shù)據(jù)列在同一表格內(nèi)。 一個嚴格認真的科學試驗，一個嚴格認真的科學試驗，應有一份詳盡的原始數(shù)據(jù)記錄應有一份詳盡的原始數(shù)據(jù)記錄，連同連同試驗過程中的觀察記錄試驗過程中的觀察記錄，試驗大綱試驗大綱及及試驗過程中各階段的試驗過程中各階段的工作日志工作日志，作為原始資料，在有關(guān)的試驗室內(nèi)存檔。，作為原始資料，在有關(guān)的試驗室內(nèi)存檔。814、試驗完成階段、試驗完成階段 （1）試驗數(shù)據(jù)處理）試驗數(shù)據(jù)處理 因為

43、從各個儀表獲得的測量數(shù)據(jù)和記錄曲線一般不能直接因為從各個儀表獲得的測量數(shù)據(jù)和記錄曲線一般不能直接解答試驗任務所提出的問題，它們只是試驗的原始數(shù)據(jù)，需對解答試驗任務所提出的問題，它們只是試驗的原始數(shù)據(jù)，需對原始數(shù)據(jù)進行科學的運算處理才能得出試驗結(jié)果。原始數(shù)據(jù)進行科學的運算處理才能得出試驗結(jié)果。（2）試驗結(jié)果分析）試驗結(jié)果分析 試驗結(jié)果分析內(nèi)容是分析通過試驗得出了哪些規(guī)律性的試驗結(jié)果分析內(nèi)容是分析通過試驗得出了哪些規(guī)律性的東西，揭示了哪些物理現(xiàn)象。最后，應對試驗得出的規(guī)律和一東西，揭示了哪些物理現(xiàn)象。最后，應對試驗得出的規(guī)律和一些重要現(xiàn)象作出解釋，分析它們的影響因素，將試驗結(jié)果和理些重要現(xiàn)象作出解

44、釋，分析它們的影響因素，將試驗結(jié)果和理論值進行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，并作出結(jié)論，寫出試驗論值進行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，并作出結(jié)論，寫出試驗總結(jié)報告?？偨Y(jié)報告中應提出試驗中發(fā)現(xiàn)的新問題及進一步的總結(jié)報告?？偨Y(jié)報告中應提出試驗中發(fā)現(xiàn)的新問題及進一步的研究計劃。研究計劃。82第二節(jié)第二節(jié) 試驗前期工作方案設(shè)計試驗前期工作方案設(shè)計 一、調(diào)研方案設(shè)計一、調(diào)研方案設(shè)計 一項科研工作開始，首先要做的就是調(diào)研工作，只有如此才能保證科研工作具有前沿性和先進性。 調(diào)研方法：實地調(diào)查； 信函調(diào)查； 電話調(diào)查； 網(wǎng)上調(diào)查； 學刊查詢； 通過國家權(quán)威部門技術(shù)查新。 83二、研究路線方案設(shè)計二、研究路線方案設(shè)計

45、1研究路線的含義研究路線的含義 也叫技術(shù)路線，是指完成一項試驗研究任務的起始點、中點和結(jié)束點等若干技術(shù)環(huán)節(jié)上所有內(nèi)容順序的方式。 一項研究任務的技術(shù)路線可能有多個，我們要選擇一個最優(yōu)的技術(shù)路線。84 2. 研究路線的內(nèi)容研究路線的內(nèi)容：（1）、項目研究能夠順利進行的條件；）、項目研究能夠順利進行的條件； 如已經(jīng)建立的基礎(chǔ)，包括理論基礎(chǔ)和試驗基礎(chǔ)如已經(jīng)建立的基礎(chǔ)，包括理論基礎(chǔ)和試驗基礎(chǔ)。（2）、完成本項目研究內(nèi)容必須經(jīng)過的技術(shù)途徑或理論依）、完成本項目研究內(nèi)容必須經(jīng)過的技術(shù)途徑或理論依據(jù)，以及針對難點問題的對策。據(jù)，以及針對難點問題的對策。85 （3）研究路線的作用）研究路線的作用 是科研項目申

46、請的重要內(nèi)容。 是完成科研任務的重要保證。 （4）研究路線的制定）研究路線的制定 進行充分的調(diào)研，查清技術(shù)發(fā)展水平，提出問題，預計困難，探索攻克對策，規(guī)劃技術(shù)路線。 86三、其他工作方案設(shè)計三、其他工作方案設(shè)計 主要有：人員分工方案、技術(shù)準備方案、時間進度方案、經(jīng)費預算法案和試驗安全方案。 87第三節(jié)第三節(jié) 試驗構(gòu)件方案設(shè)計試驗構(gòu)件方案設(shè)計 1、試件形狀、試件形狀 2、試件尺寸、試件尺寸 3、試件數(shù)目、試件數(shù)目882.3 試驗構(gòu)件方案設(shè)計試驗構(gòu)件方案設(shè)計 包括：試件形狀、試件尺寸和數(shù)量及構(gòu)造措施。同時還必須滿足結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的邊界條件、破壞特征及加載條件的要求。 89一、試件形狀一、試件形狀 雖然

47、與構(gòu)件尺寸無關(guān)，重要的是要考慮構(gòu)件的受力狀態(tài)和邊界條件與實際一致性。 對靜定結(jié)構(gòu)中的單一構(gòu)件，如簡支梁、柱、屋架等較簡單；對于超靜定結(jié)構(gòu)問題較復雜，則必須考慮構(gòu)件的受力狀態(tài)和邊界條件。圖17頁90二、試件尺寸二、試件尺寸 1真型試驗：是足尺試驗，優(yōu)點：能直接反映實際結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)。缺點：耗費的財力和人力較大，有時難以完成。 2模型或小構(gòu)件試驗：縮尺試驗，優(yōu)點：耗費的財力和人力較小。缺點：與實際情況有一定的差別。 91 壓彎構(gòu)件：取截面邊長1635cm； 偏壓短柱：取截面邊長1550cm； 剪力墻：取真型尺寸1/41； 整體性結(jié)構(gòu)試驗的試件：可取1/101/2； 雙向受力構(gòu)件：取截面邊長1030

48、cm； 磚石及砌體式件：1/41/2； 動力試驗：受振動臺面尺寸限制，我國完成了1/501/4模型試驗； 尺寸太小則應考慮尺寸效應。92三、試件數(shù)目三、試件數(shù)目 1優(yōu)選設(shè)計法：優(yōu)選設(shè)計法： 利用數(shù)學原理合理安排試驗點，采用步步逼近，層層優(yōu)選的方式快速找到最佳試驗點的方法。 2因子設(shè)計法：因子設(shè)計法： 也叫全面試驗法或全因子設(shè)計法，試驗次數(shù)： 試驗次數(shù)=水平數(shù)因子數(shù)93因子：因子：對試驗內(nèi)容有影響的發(fā)生變化的因 素，因子數(shù)即可變化因素的個數(shù)。 水平：水平：為因子可改變的試驗檔次，水平數(shù)即 為檔次數(shù)。用因子法確定試驗數(shù)量因子數(shù)水平數(shù)（不同參量個數(shù)）23451（砂）23452（石）491625 3（

49、水泥）82764125 4（水）1681256625 5（外加劑）322431024312594 均勻設(shè)計法均勻設(shè)計法 由我國數(shù)學家王元等創(chuàng)建的，也是一種數(shù)學方法試驗次數(shù)等于設(shè)計因子的最大水平數(shù)。 該方法雖然試驗次數(shù)少，但并沒有被工程界普遍接受，至今沒有推廣開。 95正交試驗設(shè)計法正交試驗設(shè)計法 該方法在工程界被普遍采用，優(yōu)點：簡單、快捷、準確。 該方法根據(jù)因子數(shù)和水平數(shù)選擇正交試驗表，按正交試驗表設(shè)計試驗方案。 正交試驗表： L9（34） 表示有4個因子， 每個因子有3個水平，試驗次數(shù)為9次。 試驗次數(shù)=水平數(shù)296 正交試驗法與全面試驗法比較：下表中括號內(nèi)為正交試驗次數(shù)。 因子法和正交試驗

50、試驗數(shù)量比較因子法和正交試驗試驗數(shù)量比較因子數(shù)因子數(shù)水平數(shù)（不同參量個數(shù)）水平數(shù)（不同參量個數(shù)）23451（砂）（砂）23452（石）（石）4（4）9（9）16（16）25（25） 3（水泥）（水泥）8（4）27（9）64（16）125（25） 4（水）（水）16（4）81（9）256（16）625（25） 5（外加劑）（外加劑）32（4）243（9）1024（16） 3125（25）97 如. 某商品混凝土公司為減小混凝土拌合物坍落度損失,選用了兩種水泥, 兩種外加劑, 兩種摻合料,若采用正交試驗法,其正交試驗表及試驗結(jié)果如下表。 L4(23) 正交試驗結(jié)果正交試驗結(jié)果 列號列號試驗號試驗號

51、水泥水泥外加劑外加劑摻合料摻合料坍落度損失坍落度損失(厘米厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R98 求: (1)本試驗中有幾個水平、幾個因子?如采用全面試驗法需要做幾次試驗? (2)請完成下表中的相應的影響因子K及極差R的計算; (3)確定水泥品種、外加劑品種和摻合料品種的最佳組合,并確定水泥、外加劑和摻合料哪種對混凝土拌合物坍落度損失影響程度最大、哪種損失影響程度最小? 99 (1) 水平數(shù):2個; 因子數(shù)3個; 采用全面試驗法需要做8次試驗。 (2) L4(23) 正交試驗結(jié)果 列號列號試驗號試驗號水泥水泥外加劑外加劑摻合

52、料摻合料坍落度損失坍落度損失(厘米厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R13.617.84.222.29.213.014.616.82.2100 (3) 外加劑對混凝土拌合物坍落度損失影響程度最大, 摻合料對混凝土拌合物坍落度損失影響程度最小。101四、結(jié)構(gòu)試驗對試件設(shè)計的構(gòu)造要求四、結(jié)構(gòu)試驗對試件設(shè)計的構(gòu)造要求 構(gòu)件的設(shè)計和制造要滿足試件的安裝、加載和量測的需要： 1.混凝土承受集中荷載處，支點處預埋鋼板，以防混凝土局部破壞。 2.試件加載面為斜面時，做成凸緣，保證加載的穩(wěn)定性。 3. 在反復荷載試驗時，應作預埋件與加載器或傳

53、感器連接。 4. 框架結(jié)構(gòu)，為保證柱與底座固結(jié)，一般設(shè)置大截面基礎(chǔ)梁。1025. 磚石或砌體結(jié)構(gòu)，一般在其上下預先澆注混凝土墊梁，模擬基礎(chǔ)梁和圈梁。6. 在鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件試驗時，將試件制成牛腿，并布置鋼筋網(wǎng)。 在構(gòu)造設(shè)計時，要充分考慮：在構(gòu)造設(shè)計時，要充分考慮： 附加構(gòu)造強度必須大于結(jié)構(gòu)本身安全儲備強度。 為測局部試驗數(shù)據(jù)，考慮對局部加固。 為安裝測試儀器儀表，須在構(gòu)件上安裝預埋件或留預留孔。 以上做法必須在圖紙中具體做法和精度要求，試驗人員還需到現(xiàn)場參加試件的制造。 1032.4 靜力試驗荷載方案設(shè)計靜力試驗荷載方案設(shè)計 一、荷載設(shè)計的一般要求：一、荷載設(shè)計的一般要求： 1選用的荷載

54、圖式與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的荷載圖式及產(chǎn)生的內(nèi)力完全一致或相近。 2荷載值要準確。 3荷載傳力方式和作用點明確，荷載值穩(wěn)定，不隨加載時間、環(huán)境、構(gòu)件變形的改變而變化。 104 4荷載的分級數(shù)值應參考相應的試驗，同時滿足測量的精度要求。 5加載裝置必須有足夠的強度要求和剛度要求。 6加載設(shè)備操作方便，又能滿足加載技術(shù)要求。 7加載方法要先進，減輕體力勞動，提高試驗質(zhì)量。 105二、單調(diào)加載經(jīng)靜力試驗二、單調(diào)加載經(jīng)靜力試驗 荷載作用形式有： 集中荷載和均布荷載； 作用方向有垂直荷載、水平荷載和任意方向荷載； 有單向作用荷載和雙向作用荷載。 106二、單調(diào)加載靜力試驗二、單調(diào)加載靜力試驗1、荷載圖式的選擇與

55、設(shè)計、荷載圖式的選擇與設(shè)計 加載圖式加載圖式：試驗荷載在試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置形式：試驗荷載在試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置形式（包括荷載類型和分布情況）。（包括荷載類型和分布情況）。 加載圖式設(shè)計要求：加載圖式設(shè)計要求： （1）加載圖式應與理論計算簡圖一致；）加載圖式應與理論計算簡圖一致； （2）可采用與計算簡圖等效的荷載圖式，即等效荷載。）可采用與計算簡圖等效的荷載圖式，即等效荷載。 例如：常用幾個集中荷載代替均布荷載，但集中荷載例如：常用幾個集中荷載代替均布荷載，但集中荷載的數(shù)量和位置應盡可能使結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的內(nèi)力值與均布荷載的數(shù)量和位置應盡可能使結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的內(nèi)力值與均布荷載所產(chǎn)生的內(nèi)力值符合。所產(chǎn)生的

56、內(nèi)力值符合。1071、荷載圖式的選擇與設(shè)計、荷載圖式的選擇與設(shè)計荷載圖式：荷載圖式： 試驗荷載在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的分布形式，是指試驗荷載的空間布置?？砂丛O(shè)計規(guī)定的荷載圖式、或?qū)嶋H荷載圖式、或等效荷載圖式進行加載。 108等效荷載：等效荷載： 加在試件上、使試件產(chǎn)生的內(nèi)力圖形與計算簡圖相近、控制截面的內(nèi)力值相等的荷載 109試驗加載方法： 1102、試驗荷載制度、試驗荷載制度 試驗荷載制度是試驗進行期間試驗荷載制度是試驗進行期間荷載與時間的關(guān)系荷載與時間的關(guān)系。正確。正確制定試驗的加載制度和加載程序，才能正確了解結(jié)構(gòu)的承載制定試驗的加載制度和加載程序，才能正確了解結(jié)構(gòu)的承載能力和變形性質(zhì)，才能將試驗結(jié)

57、果相互進行比較。能力和變形性質(zhì)，才能將試驗結(jié)果相互進行比較。荷載制度包括荷載制度包括：加載卸載程序、加載卸載的大小。：加載卸載程序、加載卸載的大小。靜力試驗的加載程序：預載、靜力試驗的加載程序：預載、標準荷載（正常使用荷載）標準荷載（正常使用荷載）、 破壞荷載三階段。破壞荷載三階段。1112 試驗荷載制度試驗荷載制度 靜力試驗的加載設(shè)計內(nèi)容包括：靜力試驗的加載設(shè)計內(nèi)容包括：. 加載制度的制定：試驗荷載與時間關(guān)系的制度。. 加載圖式的制定：試驗荷載的空間布置。 加載程序：加載程序： 預載、標準荷載、破壞荷載三個階段。 加載大小加載大小 試驗進行不同階段施加不同的荷載值。 112預載預載 目的：目

58、的：使試件接觸良好、進入正常工作狀態(tài)，變形趨于穩(wěn)定；檢驗全部試驗裝置的可靠性，檢測量測的儀表工作是否正常 檢查現(xiàn)場組織工作和人員情況，起演習作用要求加載分三級進行，每級取標準值的20%。級間停歇10分鐘，卸載分級進行。 113標準荷載試驗標準荷載試驗 加載要求：加載要求：標準加載之前，每級加載值不大于標準荷載的20%，分5級；標準荷載之后，每級加載值不大于標準荷載的10%。 破壞荷載破壞荷載 到計算破壞荷載90%后，每級加載值不大于標準荷載的5%。 具體的試驗按有關(guān)規(guī)程處理。 114卸載卸載 按加載級距處理，也可以放大1倍，或分兩次卸完。測殘余變形當卸完載后應空載一段時間，鋼筋混凝土空載時間為

59、標準荷載的恒載時間的1.5倍，鋼結(jié)構(gòu)大于30分鐘，木結(jié)構(gòu)大于24小時。 115加載制度應考慮的因素：加載制度應考慮的因素： （1）控制荷載的計算確定：如正常使用試驗荷載、抗裂試驗荷載及承載力試驗荷載的計算。（2）荷載分級：根據(jù)試驗荷載的不同階段，確定荷載的級距。（3）持荷時間：根據(jù)混凝土結(jié)構(gòu)與鋼結(jié)構(gòu)等不同的結(jié)構(gòu)類型、荷載階段、變形是否穩(wěn)定等因素確定。 116 （4）持荷的目的：給予結(jié)構(gòu)在荷載作用下充分變形的時間；利用持荷時間，進行試驗的觀測、分析等。（5）試驗預載：檢驗試驗裝置，預緊安裝縫隙，使試驗進入正常狀態(tài)。預載值不宜超過開裂荷載的70。 注意：構(gòu)件自重及試驗設(shè)備自重的影響，應該在試驗荷載

60、中考慮扣除。 117118三、三、結(jié)構(gòu)低周反復加載靜力試驗（建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗）結(jié)構(gòu)低周反復加載靜力試驗（建筑結(jié)構(gòu)抗震試驗）試驗目的：試驗目的：（1）研究結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的恢復力特性，確定）研究結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的恢復力特性，確定 結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復力的計算模型。結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復力的計算模型。 恢復力特性恢復力特性:荷載和變形之間的關(guān)系。荷載和變形之間的關(guān)系。（2）研究結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞特征。）研究結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞特征。 通過低周反復加載試驗，可以獲得結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載變形的工通過低周反復加載試驗，可以獲得結(jié)構(gòu)構(gòu)件荷載變形的工作性能，即恢復力特性和破壞特征，從而比較或者驗證抗震作性能，即恢復力特