建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課件第二章-結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)

第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)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)的的模型設(shè)計(jì)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷荷載設(shè)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的觀測(cè)設(shè)計(jì)計(jì)2.6材料的力學(xué)學(xué)性能與結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.7結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大大綱和試驗(yàn)驗(yàn)基本文件件第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容:1．試件和模模型設(shè)計(jì)：：包括相似似理論，試試件模型設(shè)設(shè)計(jì)，模型型材料，注注意的問(wèn)題題；2．荷載設(shè)計(jì)計(jì)：包括荷荷載圖式，，加載程序序，等效荷荷載；3．測(cè)試方案案：包括測(cè)測(cè)試項(xiàng)目，，測(cè)點(diǎn)的選選擇和布置置，測(cè)量?jī)x儀器的選擇擇；4．測(cè)試報(bào)告告；5．試驗(yàn)中的的安全措施施。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)重點(diǎn)：試件模型型設(shè)計(jì)，荷荷載圖式，，加載程序序，等效荷荷載，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的選擇和和布置，測(cè)測(cè)量?jī)x器的的選擇。教學(xué)要求1．熟練掌握握試件模型型設(shè)計(jì)；2．熟練掌握握荷載圖式式，加載程程序，等效效荷載；3．熟練掌握握測(cè)點(diǎn)的選選擇和布置置，測(cè)量?jī)x儀器的選擇擇；4．熟練掌握握試驗(yàn)中的的安全措施施；5．掌握模型型材料，測(cè)測(cè)試報(bào)告；；6．了解相似似理論，注注意的問(wèn)題題。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)概述結(jié)構(gòu)試驗(yàn)全全過(guò)程包括括：試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)驗(yàn)準(zhǔn)備、試試驗(yàn)實(shí)施和和試驗(yàn)分析析等幾部分分。結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)定義(P9)：?對(duì)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)進(jìn)行全全面的設(shè)計(jì)計(jì)與規(guī)劃；；?設(shè)計(jì)的計(jì)計(jì)劃和試驗(yàn)驗(yàn)大綱對(duì)試試驗(yàn)起著統(tǒng)統(tǒng)管全局和和具體指導(dǎo)導(dǎo)的作用。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)概述試驗(yàn)設(shè)計(jì)的的主要內(nèi)容容（以簡(jiǎn)支支梁試件設(shè)設(shè)計(jì)為對(duì)象象）(1)確定試驗(yàn)參參數(shù)，結(jié)合合試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)費(fèi)與時(shí)間，，進(jìn)行試件件設(shè)計(jì)。如適筋梁試試驗(yàn)：強(qiáng)剪剪弱彎原則則、板的抗抗剪問(wèn)題、、梁截面尺寸的確定定、經(jīng)濟(jì)配配筋率問(wèn)題題。(2)加載設(shè)計(jì)。支承條件、、加載方式式（等彎矩矩段）、加加載設(shè)備、、加載制度（荷載與與位移混合合控制）。。(3)觀測(cè)設(shè)計(jì)。P-Δ、撓度、裂裂縫、應(yīng)變變、曲率等等。盡可能能多地測(cè)量量?jī)?nèi)容，充分利利用試驗(yàn)。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的試件設(shè)計(jì)計(jì)?縮尺模型與與足尺模型型縮尺模型必必須滿足嚴(yán)嚴(yán)格的相似似條件。?試件設(shè)計(jì)的的內(nèi)容及要要求內(nèi)容：試件件形狀的選選擇、試件件尺寸與數(shù)數(shù)量的確定定、構(gòu)造措措施等；要求：結(jié)構(gòu)構(gòu)與受力的的邊界條件件、試驗(yàn)的的破壞特征征、試驗(yàn)的的加載條件件。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的試件設(shè)計(jì)計(jì)2.2.1試件形狀基本本原則：受受力條件和和邊界條件件的模擬。。如框框架節(jié)點(diǎn)的的試驗(yàn)方案案，板柱結(jié)結(jié)構(gòu)的受力力特征（板板帶寬度的的選取）。。2.2.2試件尺寸尺寸寸效應(yīng)（構(gòu)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)構(gòu)）；混凝凝土抗壓強(qiáng)強(qiáng)度試驗(yàn)100×100×1000.95150×150×1501.0200×200×2001.05第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的試件設(shè)計(jì)計(jì)2.2.3試件數(shù)量生產(chǎn)性試驗(yàn)驗(yàn)：按試驗(yàn)任任務(wù)的要求求來(lái)確定試試件數(shù)量。。科研性試試驗(yàn)：(1)單因素根根據(jù)因素素的水平平數(shù)來(lái)確確定試件件數(shù)量；；(2)多因素采采用正交交試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)法來(lái)來(lái)進(jìn)行試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)并對(duì)試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)進(jìn)行科學(xué)學(xué)分析。。多因素試試驗(yàn)存在在的問(wèn)題題：(1)全面試驗(yàn)驗(yàn)的次數(shù)數(shù)（試件件數(shù)量））與實(shí)際際可行的的試驗(yàn)次次數(shù)之間間的矛盾盾。n個(gè)因素，，m個(gè)水平，，則全面面試驗(yàn)次次數(shù)mn。(2)實(shí)際所做做的少數(shù)數(shù)試驗(yàn)與與全面掌掌握內(nèi)在在規(guī)律的的要求之之間的矛矛盾。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的試件件設(shè)計(jì)正正交試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)：：指利用用事先制制好的正正交表來(lái)來(lái)安排多多因素試試驗(yàn)，并并進(jìn)行試試驗(yàn)結(jié)果果分析的的一種試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)方法。。??正交交表是正正交試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)法法中合理理安排試試驗(yàn)并對(duì)對(duì)試驗(yàn)結(jié)結(jié)果進(jìn)行行統(tǒng)計(jì)分分析的一一種特殊殊表格。。??常用正交交表有L4(23)、L9(34)、L12(31×24)等。試驗(yàn)次數(shù)數(shù)因素的水水平數(shù)因素?cái)?shù)第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)正交表的特點(diǎn)點(diǎn)（凡符合下下列兩個(gè)特點(diǎn)點(diǎn)的表均稱為為正交表）：(1)每一列中，不不同的數(shù)字出出現(xiàn)的次數(shù)相相等；(2)任意兩列中，，將同一橫行行的數(shù)字看成成有序數(shù)對(duì)（（左列的數(shù)放放在前，右列列的數(shù)放在后后）則每種數(shù)數(shù)對(duì)出現(xiàn)的次次數(shù)相等。如如（1、2）（1、1）（2、1）（2、2）各出現(xiàn)一次次。第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)L4(23)正交表第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)完全試驗(yàn)的試試件數(shù)量第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)L9(34)正交表第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)L12(31×24)正交表第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試試件設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)結(jié)果果分析——直觀分析法?目目的：(1)確定各因素的的主次關(guān)系；；(2)確定各影響因因素的最佳水水平。?具具體步驟：(1)填寫評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)，將每個(gè)試試件的試驗(yàn)結(jié)結(jié)果填入正交交表的右欄內(nèi)；(2)計(jì)算各因素的的水平效應(yīng)值值Kmf、Kmf和極差Rm值。(3)比較各因素的的極差R值，根據(jù)其大大小，列出各各因素的主次關(guān)系。R值較大者，即即對(duì)試驗(yàn)結(jié)果果的影響較大大、即主要因素。(4)比較同一因素素下各水平的的效應(yīng)值Kmf，能使使指標(biāo)標(biāo)達(dá)到到滿意值值的為為較理理想的的水平平值。Kmf正交交表表中中m列第第f水平平相應(yīng)應(yīng)的的指指標(biāo)標(biāo)值值之之和和Kmf＝Kmf，m列第第f水平平的的重復(fù)復(fù)次次數(shù)數(shù)Rmm列中中Kmf的極極大大值值與與極小小值值之之差差第二二章章結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.1結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)的的試試件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.2.4結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)加加載載與與測(cè)測(cè)試試對(duì)對(duì)試試件件設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)的的要要求求:試件件支支承承條條件件的的要要求求：：支支承承點(diǎn)點(diǎn)的的水水平平、、局局壓壓、、支支承承點(diǎn)點(diǎn)的的明明確確（（跨跨度度））。。試件件加加載載點(diǎn)點(diǎn)的的要要求求：：分分配配梁梁（（簡(jiǎn)簡(jiǎn)支支梁梁型型式式））、、局局壓壓。。試件件破破壞壞型型式式和和破破壞壞機(jī)機(jī)制制的的要要求求：：如如彎彎與與剪剪的的破破壞壞問(wèn)問(wèn)題題、、節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)與與梁梁柱柱構(gòu)構(gòu)件件的的強(qiáng)強(qiáng)度度問(wèn)問(wèn)題題、、防防止止粘粘結(jié)結(jié)滑滑移移的的措措施施。。試驗(yàn)驗(yàn)測(cè)測(cè)量量的的要要求求：：預(yù)預(yù)埋埋件件、、預(yù)預(yù)留留孔孔道道、、預(yù)預(yù)貼貼應(yīng)應(yīng)變變片片。。輔助助試試件件的的要要求求：：試試件件材材料料的的材材性性試試件件、、節(jié)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)或或局局部部結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件件的的單單體體試試件件。。第二二章章結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.3結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)的的模模型型設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)模模型型設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)要要求求按按相相似似理理論論進(jìn)進(jìn)行行設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)，，以以保保證證““試試驗(yàn)驗(yàn)過(guò)過(guò)程程與與試試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)結(jié)果果相相似似””。。?幾何何相似?材料料相似?物理理相似?荷載載相似科研性試試驗(yàn)中常常采用小小型試件件，即縮尺模型型。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.3結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的模型型設(shè)計(jì)相似原理理相似原理理是研究自自然界相相似現(xiàn)象象的性質(zhì)質(zhì)和鑒別別相似現(xiàn)現(xiàn)象的基基本原理理，由三三個(gè)相似似定理組組成：?第一相似似定理：彼此相相似的現(xiàn)現(xiàn)象，單單值條件件相同，，其相似似準(zhǔn)數(shù)也也相同，，由牛頓頓在1786年首先提提出，它它確定了了相似現(xiàn)現(xiàn)象的性性質(zhì)。?第二相似似定理：某一現(xiàn)現(xiàn)象各物物理量之之間的關(guān)關(guān)系方程程式，都都可表示示為相似似準(zhǔn)數(shù)之之間的函函數(shù)關(guān)系系。相似似準(zhǔn)數(shù)常常用π表示。第第二相似似定理也也稱π定理，為為模型設(shè)設(shè)計(jì)提供供了理論論基礎(chǔ)。。?第三相似似定理：現(xiàn)象的的單值條條件相同同，并且且由單值值條件導(dǎo)導(dǎo)出的相相似準(zhǔn)數(shù)數(shù)相等，，是現(xiàn)象象彼此相相似的充充要條件件。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.3.1模型的相相似要求求和相似似常數(shù)相似常常數(shù)的的獨(dú)立立性幾何相相似要求模模型和和真型型之間間所有有對(duì)應(yīng)應(yīng)部分分尺寸寸成比比例。。Sl（長(zhǎng)度度）、、SA（面積積）、、Sw（抗彎彎模量量），，SI（慣性性矩）），Sx（位移移）、、Sε（應(yīng)變變）。。質(zhì)量相相似Sm（質(zhì)量量）、、Sρ（比重重）。。荷載相相似SP（集中中力））、Sw（面力力）、、Sq（體力力）、、SM（彎矩矩）。。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.1模型的的相似似要求求和相相似常常數(shù)物理相相似Sσ（應(yīng)力力）、、Sτ（剪力力）、、Sγ（剪切切角））、SE（彈性性模量量）。。時(shí)間相相似St，時(shí)間間相似似不是是指時(shí)時(shí)刻相相似，，而是是指時(shí)時(shí)刻的的間隔隔相似似。邊界條條件相相似指指模模型的的支承承與約約束條條件相相似。。初始條條件相相似針針對(duì)對(duì)動(dòng)力力問(wèn)題題，包包括初初始位位置、、位移移、速速度、、加速速度等等。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的的相似似條件件按模型型設(shè)計(jì)計(jì)的相相似理理論確確定相相似條條件的的方法法有：：方程程式分分析法法、量量綱分分析法法。方程式式分析析法：已知知各參參數(shù)與與物理理量的的函數(shù)數(shù)關(guān)系系，并并有顯顯式表表達(dá)式式時(shí)。。適用用于較較簡(jiǎn)單單的物物理現(xiàn)現(xiàn)象。。量綱分分析法法：對(duì)較較復(fù)雜雜的物物理現(xiàn)現(xiàn)象，，不能能用顯顯式表表達(dá)來(lái)來(lái)描述述各參參數(shù)與與物理理量之之間的的函數(shù)數(shù)關(guān)系系。此此時(shí)，，物理參數(shù)的的合理選擇擇對(duì)模型設(shè)計(jì)計(jì)具有決定定性的作用用。取決于對(duì)該該物理現(xiàn)象象的正確認(rèn)認(rèn)識(shí)程度第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的相似似條件1、靜力試驗(yàn)?zāi)ＤＰ偷南嗨扑茥l件2-262-272-28可見，相似似常數(shù)的數(shù)數(shù)目多于相相似條件的的數(shù)目，模模型設(shè)計(jì)時(shí)時(shí)須預(yù)先假假設(shè)幾個(gè)相相似常數(shù)，，一般假設(shè)設(shè)幾何相似似常數(shù)Sl和材料相似似常數(shù)SE。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的相似似條件考慮自重荷荷載的模型型相似條件件:sr——為材料容重重的相似常常數(shù)①當(dāng)，σm=σp，Sσ=1，Sr=1/Sl此時(shí)模型材材料很難實(shí)實(shí)現(xiàn)，只能能采用附加加質(zhì)量方法法，但強(qiáng)度度與剛度須須保持不變變。②當(dāng)材料相相當(dāng)，Sr=SE=1，σm=Sl.σp、fm=Sl2.fp，須提高測(cè)測(cè)量精度。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的相似似條件2、動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)ＤＰ偷南嗨扑茥l件單自由度體體系受迫振振動(dòng)的振動(dòng)動(dòng)方程：第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的相似似條件2、動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)ＤＰ偷南嗨扑茥l件(續(xù))關(guān)于重力加加速度的相相似常數(shù)Sg模型試驗(yàn)中中的相似關(guān)關(guān)系：當(dāng)選用Sg=1，而Sl一般（1/2,1/6）之間，SE/Sρ∈[1/2,1/6],這在模型選用材材料時(shí)很難難實(shí)現(xiàn)，通通常需對(duì)材料試級(jí)配配。當(dāng)選用材料料相同，SE＝Sρ＝1，則Sg＝1/Sl，采用附加質(zhì)量法法。第二二章章結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)2.3.2模型型的的相相似似條條件件3、鋼筋筋混混凝凝土土結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)和和砌砌體體結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)試試驗(yàn)驗(yàn)?zāi)ＤＰ托偷牡南嘞嗨扑茥l條件件（（教教材材P24~25）材料料性性能能：：混混凝凝土土應(yīng)應(yīng)力力、、應(yīng)應(yīng)變變、、彈彈性性模模量量、、泊泊松松比比、、質(zhì)質(zhì)量量密密度度、、鋼鋼筋筋應(yīng)應(yīng)力力、、應(yīng)應(yīng)變變、、鋼鋼筋筋彈彈性性模模量量、、粘粘結(jié)結(jié)應(yīng)應(yīng)力力。。幾何特性性：長(zhǎng)度度、線位位移、角角位移、、鋼筋面面積。荷載：集集中荷載載、線荷荷載、面面荷載、、力矩。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.3.2模型的相相似條件件4、材料模型型模型材料料的要求求：?相似似要求：：材料的的基本性性質(zhì)相似似。?測(cè)量量要求：：為便于于測(cè)量?jī)x儀表有足足夠的讀讀數(shù)，彈彈性模量量應(yīng)適當(dāng)當(dāng)?shù)鸵恍┬?材材料性性能穩(wěn)穩(wěn)定，，受環(huán)環(huán)境溫溫度、、濕度度的影影響較較小。。?加加工制制作方方便。。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.3.2模型的的相似似條件件5、模型材材料的的種類類：?金金屬（（一般般鋼材材和鋁鋁合金金）：：彈性性好、、變形形量大大、泊泊松比比與鋼鋼筋砼砼相似似。?塑塑料和和有機(jī)機(jī)玻璃璃：強(qiáng)強(qiáng)度大大、彈彈性模模量低低、各各向同同性、、加工工方便便、但但徐變變較大大、熱熱穩(wěn)定定性較較差。。?石膏：：加工容易易、成本低低、泊松比比與砼十分分接近、彈彈性模量可可人為調(diào)整整、但抗拉拉強(qiáng)度低、、較脆。石石膏被廣泛泛用于制作作彈性模型型，也可大大致模擬砼砼的塑性性性能。?水泥砂砂漿：相比比上述三種種材料，最最接近混凝凝土，常用用于制作砼砼薄壁結(jié)構(gòu)構(gòu)，此時(shí)采采用的鋼筋筋為鋼絲或或鉛絲。?細(xì)石混混凝土：非非彈性性能能較難模擬擬，縮尺比比例不宜太太小。主要要缺點(diǎn)是粘粘結(jié)應(yīng)力模模擬不好，，不適用于于研究Wmax、f等第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷荷載設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷荷載的分類類：?按作用用形式:集中荷載、、分布荷載載。?按作用用方向:垂直荷荷載、、水平平荷載載、任任意方方向荷荷載。。?單單調(diào)荷荷載、、重復(fù)復(fù)荷載載、反反復(fù)荷荷載。。?動(dòng)動(dòng)力荷荷載、、靜力力荷載載。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.1試驗(yàn)加加載圖圖式定義：：試驗(yàn)荷荷載在在試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)上的的布置置形式式（包包括荷載類類型與分布情情況）試驗(yàn)加加載圖圖式要要與結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算時(shí)時(shí)荷載載圖式式一致致。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.1試驗(yàn)加加載圖圖式在試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)常常采用用不同同于設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算的的荷載載圖式式：對(duì)設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)算算時(shí)采采用的的荷載載圖式式的合合理性性用所所懷疑疑，因因此在在試驗(yàn)驗(yàn)時(shí)采采用某某種更更接近近于結(jié)結(jié)構(gòu)實(shí)實(shí)際受受力情情況的的荷載載布置置方式式。在不影影響結(jié)結(jié)構(gòu)的的工作作和試試驗(yàn)成成果分分析的的前提提下，，由于于受試試驗(yàn)條條件的的限制制和為為了加加載的的方便便，改改變加加載圖圖式。。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.2試驗(yàn)加加載裝裝置的的設(shè)計(jì)計(jì)保證試試驗(yàn)正正常進(jìn)進(jìn)行，，對(duì)試試驗(yàn)加加載的的設(shè)備備裝置置，必必須進(jìn)進(jìn)行專專門的的設(shè)計(jì)計(jì)。使使用現(xiàn)現(xiàn)有設(shè)設(shè)備時(shí)時(shí)對(duì)裝裝置的的強(qiáng)度度剛度度進(jìn)行行復(fù)核核計(jì)算算。對(duì)于加加載裝裝置的的強(qiáng)度度，首首先要要滿足足試驗(yàn)驗(yàn)最大大荷載載的要要求，，保證證有足足夠的的安全全儲(chǔ)備備，同同時(shí)要要考慮慮到結(jié)結(jié)構(gòu)受受載后后有可可能使使局部部構(gòu)件件的強(qiáng)強(qiáng)度有有所提提高。。（見見教材材P26~27）第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.2試驗(yàn)加加載裝裝置的的設(shè)計(jì)計(jì)試驗(yàn)加加載裝裝置包包括?豎豎向加加載裝裝置：：荷載載架?水水平加加載裝裝置：：反力力架、、反力力墻（（砼制制）?其其他加加載裝裝置：：(1)荷載傳傳遞裝裝置分分配梁梁、墊墊塊或或墊梁梁、滑滑動(dòng)軸軸承等等；(2)荷載支支承裝裝置支支座（（固定定式、、滑動(dòng)動(dòng)式、、鉸接接式、、滾動(dòng)動(dòng)式））、支支墩。。第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.2試驗(yàn)加加載裝裝置的的設(shè)計(jì)計(jì)試驗(yàn)加加載裝裝置的的基本本要求求：?滿足最最大試試驗(yàn)荷荷載的的要求求，并并有一一定的的安全全儲(chǔ)備備50～100％；?滿足足自身剛剛度的要要求；?符合試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)構(gòu)的受力力條件，能模模擬試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)的邊界條件件和變形條件件；?滿足試件件的支承條件件：如支承點(diǎn)點(diǎn)的摩擦力影影響使實(shí)際彎彎矩減??；?構(gòu)造簡(jiǎn)單單，加工、組組裝方便。第二章結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載載設(shè)計(jì)2.4.3結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加加載制度定義：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中中控制荷載與與加載時(shí)間的的關(guān)系。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加加載制度分類類：?單調(diào)靜力力加載：預(yù)加加載、預(yù)定荷荷載、破壞荷荷載?偽靜力加加載：荷載與與位移混合的的低周反復(fù)加加載（見后圖圖）?偽動(dòng)力加加載：由計(jì)算算控制，按地地震位移反應(yīng)應(yīng)時(shí)程曲線加加載?抗震動(dòng)力力加載：按模模擬地震時(shí)地地面運(yùn)動(dòng)加速速度地震波加加載《混凝土結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)》(GB50152—92)《建筑抗抗震試試驗(yàn)方方法規(guī)規(guī)程》(JGJ101-96)第二章章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.4結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)荷荷載設(shè)設(shè)計(jì)2.4.3結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)的的加載載制度度低周反復(fù)復(fù)加載制制度第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)觀測(cè)設(shè)計(jì)計(jì)的內(nèi)容容：確確定測(cè)試試項(xiàng)目、、選擇測(cè)測(cè)點(diǎn)位置置、選擇擇測(cè)試儀儀器和測(cè)測(cè)試方法法。2.5.1觀測(cè)項(xiàng)目目的確定定試件在荷荷載作用用下的變變形分為為以下兩兩類：?整體體變形：：能夠反反映試件件的整體體工作性性能，如如P-Δ、P-γ曲線。?局部部變形：：ε、ωmax、f、τ-s曲線等。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)2.5.2測(cè)點(diǎn)的選選擇與布布置測(cè)點(diǎn)的選選擇?一表表一個(gè)試試驗(yàn)數(shù)據(jù)據(jù)；?測(cè)量量的點(diǎn)位位愈多愈愈能了解解結(jié)構(gòu)的的應(yīng)力、、應(yīng)變情情況；?在滿滿足試驗(yàn)驗(yàn)?zāi)康南孪?，測(cè)點(diǎn)點(diǎn)宜少不不宜多，，節(jié)約儀儀器設(shè)備備，避免免人力浪浪費(fèi)，提提高效率率，保證證質(zhì)量。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)2.5.2測(cè)點(diǎn)的選選擇與布布置測(cè)點(diǎn)的布布置原則則?滿足足試驗(yàn)要要求為目目的，宜宜少不宜宜多；?測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的位置置要有一一定的代代表性；；?應(yīng)布布置一定定量的校校核性測(cè)測(cè)點(diǎn)（受受力明確確的部位位）；?測(cè)點(diǎn)點(diǎn)的布置置應(yīng)便于于試驗(yàn)時(shí)時(shí)操作和和測(cè)讀。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)2.5.3儀器的選選擇與測(cè)測(cè)讀的原原則（教教材P30）儀器的選選擇：1、符合測(cè)量量精度與與量程，，相對(duì)誤誤差±5%；2、滿足最最大應(yīng)變變和撓度度，最大大被測(cè)值值小于80%；3、自重輕輕、體積積小、不不影響結(jié)結(jié)構(gòu)的工工作；4、測(cè)讀方方便，宜宜采用自自動(dòng)記錄錄裝置；；5、測(cè)量一一起型號(hào)號(hào)規(guī)格盡盡量少；；6、動(dòng)測(cè)時(shí)時(shí)，儀表表的線性性范圍頻頻響特性性和相位位特性。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)驗(yàn)的觀測(cè)測(cè)設(shè)計(jì)2.5.3儀器的選選擇與測(cè)測(cè)讀的原原則（教教材P30）測(cè)讀原則則：1、按程序序進(jìn)行，，測(cè)定方方法與試試驗(yàn)方案案、加載載程序有有關(guān)。2、全部?jī)x儀器的讀讀數(shù)必須須同時(shí)進(jìn)進(jìn)行，每每人讀測(cè)測(cè)儀器數(shù)數(shù)量不宜宜太多；；3、觀測(cè)時(shí)時(shí)間選擇擇加載間間歇時(shí)間間內(nèi)，每每次加載載后某一一時(shí)刻開開始測(cè)讀讀，到下下一級(jí)加加載前再再測(cè)讀；；4、當(dāng)荷載載維持較較長(zhǎng)時(shí)間間不變時(shí)時(shí)，按規(guī)規(guī)定時(shí)間間測(cè)讀；；5、測(cè)讀時(shí)時(shí)記錄環(huán)環(huán)境溫度度；6、重要數(shù)數(shù)據(jù)邊記記錄，邊邊整理，，計(jì)算每每級(jí)荷載載下的讀讀數(shù)差，，與預(yù)計(jì)計(jì)理論值值比較。。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.6材料的力力學(xué)性能能與結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.6.1概述結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)中最基基本的公公式R≥S?R需要試件件材料的的基本力力學(xué)性能能數(shù)據(jù)：：?抗震震試驗(yàn)中中尚需要要考慮周周期性反反復(fù)荷載載下的材材料本構(gòu)構(gòu)關(guān)系（（見下圖圖）。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.6材料的力力學(xué)性能能與結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.6.1概述包興格效效應(yīng)：鋼鋼材在拉拉（壓））超過(guò)彈彈性極限限后、反反面彈性性極限會(huì)會(huì)明顯降降低。1887年，德國(guó)國(guó)包興格格提出。。測(cè)定試件件材料力力學(xué)性能能的方法法：?直接試驗(yàn)驗(yàn)法，同同條件試試件；?間接測(cè)測(cè)定法（（非破損損試驗(yàn)法法或半破破損試驗(yàn)驗(yàn)法），，回彈儀儀、超聲聲波法等等。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.6材料的力力學(xué)性能能與結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.6.2材料試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)的影影響真正的試試件材性性很難準(zhǔn)準(zhǔn)確測(cè)得得：1、混凝土土彈性模模量平均均值波動(dòng)動(dòng)10%；混凝土土強(qiáng)度波波動(dòng)10%；鋼筋強(qiáng)強(qiáng)度波動(dòng)動(dòng)5~10%；2、模版尺尺寸、形形狀、澆澆筑、振振搗、砌砌筑、養(yǎng)養(yǎng)生的影影響。第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)2.6材料的力力學(xué)性能能與結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.6.3試驗(yàn)方法法對(duì)材料料強(qiáng)度指指標(biāo)的影影響試件尺寸寸與形狀狀的影響響：尺寸寸效應(yīng)（（加載面面的約束束及內(nèi)部部缺陷））試驗(yàn)加荷荷速度（（應(yīng)變速速度）的的影響鋼筋：強(qiáng)強(qiáng)度隨加加荷速度的提高高而增大大第二章結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)2.6材料的力學(xué)學(xué)性能與結(jié)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的的關(guān)系2.6.3試驗(yàn)方法對(duì)對(duì)材料強(qiáng)度度指標(biāo)的影影響混凝土：隨隨加荷速度度的增加而而提高其強(qiáng)強(qiáng)度和彈性性模量混凝土的抗抗壓試件試試驗(yàn)中，加加荷速度使使截面應(yīng)力力變化從每每秒0.25MPa提高到每秒秒7MPa,抗壓強(qiáng)度指指標(biāo)增長(zhǎng)9%；當(dāng)從0.25MPa/s的應(yīng)力降低低到