建筑結構實驗課件

1、建筑結構試驗 第一章 建筑結構試驗概述 第一節(jié)第一節(jié) 建筑結構試驗的任務建筑結構試驗的任務建筑結構試驗研究對象：建設工程的結構物建筑結構試驗的任務： 在試驗研究對象上應用科學的試驗組織程序，使用儀器設備為工具，利用各種實驗為手段，在荷載或其它因素作用下，通過量測與結構工作性能有關的各種參數，從強度、 剛度和抗裂度以及結構實際破壞形態(tài)來判明 結構的實際工作性能，估計結構的承載能力， 確定結構對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結構的計算理論。例如： 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、截面應變和裂縫寬度等參數，來分析梁的整個受力過程以及結構的強度、

2、撓度和抗裂性能。 所以，建筑結構試驗是以實驗方式測定有關數據，由此反映結構或構件的工作性能、承載能力和相應的安全度，為結構的安全使用和設計理論的建立提供重要根據的學科。 第二節(jié)第二節(jié) 建筑結構試驗的作用建筑結構試驗的作用一、建筑結構試驗是發(fā)展結構理論的重要途徑二、建筑結構試驗是發(fā)現結構設計問題的主要手段三、建筑結構試驗是驗證結構理論的唯一方法四、建筑結構試驗是建筑結構質量鑒定的直接方式五、建筑結構試驗是制定各類技術規(guī)范和技術標準的基礎六、建筑結構試驗是自身發(fā)展的需要 第三節(jié)第三節(jié) 建筑結構試驗的分類建筑結構試驗的分類 建筑結構試驗按試驗目的、荷載性質、試驗對象、試驗周期、試驗場合等因素進行分類

3、。一、生產性試驗和科研性試驗（按試驗目的分）一、生產性試驗和科研性試驗（按試驗目的分）1、生產性試驗 特點：具有直接的生產目的，以實際建筑物或結構構件為 試驗對象，經過試驗對具體結構作出正確的技術結 論。 解決下列問題： （1）鑒定結構設計和施工質量的可靠程度。 （2）為工程改建或加固判斷結構的實際承載能力。 （3）為處理工程事故提供技術根據。 （4）檢驗結構可靠度、估算結構剩余壽命。 （5）鑒定預制構件的質量。 2、科研性試驗 目的： （1）驗證結構設計計算的各種假定； （2）制定各種設計規(guī)范； （3） 發(fā)展新的設計理論； （4）為發(fā)展和推廣新結構、新材料及新工藝 提供理論與實踐的經驗。二、

4、靜力試驗和動力試驗（按荷載性質分）二、靜力試驗和動力試驗（按荷載性質分）1、靜力試驗 靜力試驗是結構試驗中最大量、最常見的基本試驗，因為大部分土木工程的結構在工作時所承受的是靜力荷載，一般可以通過重力或各種類型的加載設備來實現和滿足加載要求。分類： （1）結構靜力單調加載試驗 （2）結構低周反復靜力加載試驗結構靜力單調加載試驗：結構靜力單調加載試驗：試驗加載過程是從零開始逐步遞增一直到結構破壞為止，也就是在一個不長的時間段內完成試驗加載的全過程。低周反復靜力加載試驗：低周反復靜力加載試驗：為了探索結構抗震性能，采用結構抗震靜力試驗的方式來模擬地震作用的動力試驗，它是一種控制荷載或控制變形的周期

5、性的反復靜力荷載。靜力試驗的優(yōu)點：加載設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構變形的發(fā) 展，給人們以最明確、最清晰的破壞概念。2、動力試驗 對于在實際工作中主要承受動力作用的結構或構件，為了研究結構在施加動力荷載作用下的工作性能，一般要進行動力試驗。例如：研究廠房承受吊車及動力設備作用下的動力特性； 吊車梁的疲勞強度與疲勞壽命問題； 多層廠房由于機器設備上樓后產生的振動影響； 高層建筑和高聳構筑物在風荷載作用下的動力問題； 結構抗爆炸、抗沖擊問題等等。動力試驗的特點：由于荷載特性不同，動力試驗的加載設備 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。三

6、、真型試驗、模型試驗以及小構件試驗（三、真型試驗、模型試驗以及小構件試驗（按試驗對象分）按試驗對象分） 1、真型試驗 試驗對象：（1）實際結構 （2）實物結構足尺復制的結構或構件。 （1）實際結構試驗 一般均用于生產性試驗。例如：秦山核電站安全殼 加壓整體性的試驗就是一種非破壞性的現場試驗。又如 對工業(yè)廠房結構的剛度試驗、樓蓋承載能力試驗等均在 實際結構上加載量測。 （2）足尺結構或構件試驗 試驗對象是一根梁、一塊扳或一榀屋架之類的實物構件， 它可以在試驗室內試驗，也可以在現場進行。 2、模型試驗 模型試驗：采用比真型結構縮小的模型進行試驗。模型 的設計制作與試驗是根據相似理論，要求做 到幾何

7、相似、力學相似和材料相似等等。3、小構件試驗 小構件試驗是結構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，只是用試驗結果與理論計算進行對比校核的方式來研究結構的性能，驗證設計假定與計算方法的正確性。四、短期荷載試驗和長期荷載試驗（按試驗周期分）四、短期荷載試驗和長期荷載試驗（按試驗周期分）1、短期荷載試驗 荷載從零開始施加到最后結構破壞或到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。2、長期荷載試驗 對于研究結構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，它將連續(xù)進行幾個月或幾年時間。如：混凝土的徐變、預應力結構中的鋼筋的松弛等試驗。五、試驗室試驗和現場試驗（按

8、試驗場合分）五、試驗室試驗和現場試驗（按試驗場合分）1、試驗室試驗 適宜于研究性試驗。2、現場試驗 多用于解決生產性的問題。 第四節(jié)第四節(jié) 結構試驗的發(fā)展結構試驗的發(fā)展 從無到有，從小到大?，F在，全國各地進行的各種類型的結構試驗日益增多。 建筑結構試驗建筑結構試驗課程的學習內容課程的學習內容 為了獲得解決一般建筑結構設計及施工中所遇到的結構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，必須在掌握結構工程專業(yè)理論和其它有關專業(yè)技術知識的基礎上，學習下列內容：（1）規(guī)劃、組織和進行結構檢測的一般原則、方法和技 術；（2）結構檢測中常用的量測儀器和加載設備的原理、性 能和使用方法；（3）

9、收集、整理、計算和評定檢測資料的原理和方法。第二章第二章 建筑結構試驗組織計劃建筑結構試驗組織計劃 第一節(jié)第一節(jié) 建筑結構試驗組織計劃理論概述建筑結構試驗組織計劃理論概述 一、建筑結構試驗組織計劃的意義一、建筑結構試驗組織計劃的意義1、建筑結構試驗組織計劃是組織工作的需要2、建筑結構試驗組織計劃是結構試驗特點的要求 建筑結構試驗特點： （1）結構試驗沒有固定的模式； （2）結構試驗耗資大； （3）結構試驗周期長。3、建筑結構試驗組織計劃關系到試驗的成敗4、建筑結構試驗組織計劃是體現技術水平和管理水平的 窗口 二、二、PDCA循環(huán)的基本內容循環(huán)的基本內容 美國質量管理專家戴明（W.E.Demin

10、g)50年代初提出一項質量管理循環(huán)體系，稱為PDCA循環(huán)，是一項提高工程質量、改善企業(yè)經營管理十分有效的科學方法，被工程界廣泛應用。 PDCA質量循環(huán)體系的基本思想是把質量管理的工作過程分為四個階段：（1）計劃階段 （Plan）（2）實施階段 （Do）（3）檢查階段 （Check）（4）處理階段 （Action）三、三、PDCA循環(huán)的存在范圍和特點循環(huán)的存在范圍和特點1、存在的范圍：無處不在處處在，無時不存時時存2、特點：有序性、嵌套性、關鍵性、重復性 PDCA循環(huán)的關鍵是在A階段，即處理階段。它是標準化的基礎，是指導同級其它環(huán)節(jié)的關鍵。四、結構試驗組織計劃的內容四、結構試驗組織計劃的內容1、

11、試驗設計階段、試驗設計階段 (Plan)（1）反復研究試驗目的，充分了解體會試驗的具體任務， 進行調查研究，搜集有關資料；（2）確定試驗的性質與規(guī)模。對于研究性試驗，應提出本試驗 擬研究的主要參量以及這些參量在數值上的變動范圍，并 根據試驗室的設備能力確定試件的尺寸和量測項目及量測 要求；（3）提出試驗大綱2、試驗準備階段、試驗準備階段 (Do) 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獲得試驗結果的多少。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

12、作施工日志，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果不可缺少的參考資料。（2）試件質量檢查）試件質量檢查 包括試件尺寸和缺陷的檢查，應作詳細記錄，納入原始資料。（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。一切支承零件均應進行強度驗算，并使其安全儲備大于試驗結構可能有的最大安全儲備。（4）安裝加載設備）安裝加載設備 加載設備的安裝應滿足“一穩(wěn)二準三方便，四強五剛六安全“的要求，即就位要穩(wěn)定準確方便，固定設備的支撐系統(tǒng)要有一定的強度、剛度和安全度。（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規(guī)定要求進行率定，各儀器儀表的率定記錄

13、應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。（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，以取得試件材料的實際強度，便于對加載設備和儀器儀表的量程等作進一步的驗算。（7）儀表的安裝、連線試調）儀表的安裝、連線試調 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，應立即做好記錄，以免時間長久后記憶不清而將測點混淆。（8）記錄表格的設計準備）記錄表格的設計準備 在試驗前應根據試驗要求設計記錄表格，其內容及規(guī)格應周到詳細地反映試件和試驗條件的詳細情況，以及需要記錄和量測的內容。 記錄表格的設計反映試驗組織者的技術水

14、平，切勿養(yǎng)成試驗前無準備地在現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期、時間、地點和氣候條件。（9）算出各加載階段試驗結構各特征部位的內力及變形值 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。3、試驗實施階段、試驗實施階段 (Check)（1）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)定的加載順序和量測順序進行。重要的量測數據應在試驗過程中隨時整理分析并與事先估算的數值比較，發(fā)現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。 在試驗過程中，結構所反映的外觀變化是分析結構性能的極為寶貴的資料，對節(jié)點的松動與異常變化，鋼筋

15、混凝土結構裂縫的出現和發(fā)展，特別是結構的破壞情況都應作詳盡的記錄及描述。這些容易被初作試驗者忽視，而把主要注意力集中在儀表讀數或記錄曲線上，因此應分配專人負責觀察結構的外觀變化。 試件破壞后要拍照和測繪破壞部位及裂縫簡圖，必要時，可從試件上切取部分材料測定力學性能，破壞試件在試驗結果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據記錄和記錄曲線，都作為原始數據經負責記錄人員簽名后，不得隨便涂改。經過處理后得到的數據不能和原始數據列在同一表格內。 一個嚴格認真的科學試驗，應有一份詳盡的原始數據記錄，連同試驗過程中的觀察記錄，試驗大綱及試驗過程中各階段的工作日志，作為原始資料，在有關的試驗室內存檔。4、試驗完成階段、試驗完成階段