《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》第二章結(jié)構(gòu)模型試課件

第2章結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)第2章結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)12.1概述模型一般是指按比例制成的小物體，它具有實(shí)際結(jié)構(gòu)的全部或部分特征。模型的性能在一定程度上可以代表或反映與它相似的更大物體的性能。結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)中將與原型結(jié)構(gòu)尺寸相同的模型稱為足尺模型；將原型結(jié)構(gòu)按比例縮小的模型稱為縮尺模型。將要求滿足幾何相似、力學(xué)相似和材料相似的模型稱為相似模型。2.1概述模型一般是指按比例制成的小物體，它具有實(shí)際結(jié)構(gòu)的2優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好數(shù)據(jù)準(zhǔn)確針對性強(qiáng)可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：32.2相似理論結(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2.2相似理論結(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4（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應(yīng)部分尺寸成比例。Sl（長度）、SA（面積）、Sw（抗彎模量），SI（慣性矩），Sx（位移）、Sε（應(yīng)變）。質(zhì)量相似Sm（質(zhì)量）、Sρ（比重）。荷載相似SP（集中力）、Sw（面力）、Sq（體力）、SM（彎矩）。（一）模型的相似要求和相似常數(shù)5物理相似Sσ（應(yīng)力）、Sτ（剪力）、Sγ（剪切角）、SE（彈性模量）。時間相似St，時間相似不是指時刻相似，而是指時刻的間隔相似。邊界條件相似指模型的支承與約束條件相似。初始條件相似針對動力問題，包括初始位置、位移、速度、加速度等。物理相似6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π表示。第二相似定理也稱π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。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，7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。適用于較簡單的物理現(xiàn)象。量綱分析法：對較復(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，物理參數(shù)的合理選擇對模型設(shè)計(jì)具有決定性的作用。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81、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件可見，相似常數(shù)的數(shù)目多于相似條件的數(shù)目，模型設(shè)計(jì)時須預(yù)先假設(shè)幾個相似常數(shù)，一般假設(shè)幾何相似常數(shù)Sl和材料相似常數(shù)SE。1、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件96.4模型材料、制作模型材料的要求?相似要求：材料的基本性質(zhì)相似。?測量要求：為便于測量儀表有足夠的讀數(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6.4模型材料、制作模型材料的要求10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等。模型材料的種類116.4.3模型制作與試驗(yàn)要點(diǎn)加工模型要求：嚴(yán)格控制誤差；保證模型材料性能分布均勻；模型安裝和加載部位的連接滿足試驗(yàn)要求。試驗(yàn)要求：試驗(yàn)前先進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料試驗(yàn)；對試驗(yàn)環(huán)境有更高要求；對測試和加載設(shè)備要求高；安裝在模型上測試元件不得改變模型局部受力和整體性。6.4.3模型制作與試驗(yàn)要點(diǎn)加工模型要求：試驗(yàn)要求：12第7章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和步驟原始數(shù)據(jù)的整理與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的誤差分析數(shù)據(jù)的表達(dá)第7章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和步驟137.2數(shù)據(jù)整理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)整理：應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)要求和測量精度，按照有關(guān)規(guī)定（如《標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值修約規(guī)則》）進(jìn)行修約。7.2數(shù)據(jù)整理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)整理：應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)要求和測量精度，14國家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)值修約規(guī)則》將數(shù)值修約成規(guī)定有效位數(shù)的數(shù)值擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5，則舍去；擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字大于等于5，但其后跟有并非全部為零的數(shù)字，則進(jìn)1；擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)為5，而右邊無數(shù)字或皆為0時，若所保留的末位數(shù)字為奇數(shù)則進(jìn)1，為偶數(shù)則舍去；國家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)值修約規(guī)則》15負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按上述規(guī)則修約后再加負(fù)號；一次修約，不得連續(xù)修約；數(shù)值運(yùn)算時，加減：先加減運(yùn)算，再修約；乘除：先乘除運(yùn)算，再按最小有效位數(shù)修約；乘方、開方：同“乘除”運(yùn)算。負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按上述規(guī)則修約后再加負(fù)號；16數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跨中變形的計(jì)算：梁曲率計(jì)算：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換17梁的撓度修正結(jié)構(gòu)在自重和設(shè)備重量下產(chǎn)生的變形無法測量，但可利用試驗(yàn)得到的荷載與變形的關(guān)系進(jìn)行推算。梁的撓度修正18截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式19截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式207.3數(shù)據(jù)的誤差誤差的定義：真值與測量值的差值稱為測量誤差，簡稱誤差。實(shí)際試驗(yàn)中，真值是無法確定的，常用平均值代替。絕對誤差、相對誤差，相對誤差為絕對誤差除以真值。誤差的分類：系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差、過失誤差7.3數(shù)據(jù)的誤差誤差的定義：真值與測量值的差值稱為測量誤差21（一）誤差的分類1、系統(tǒng)誤差（經(jīng)常誤差）特點(diǎn)：誤差值在整個測量過程中保持一定規(guī)律，而且是可以避免的。產(chǎn)生原因：測量方法、測量工具、環(huán)境、操作不當(dāng)、主觀性等；表示方法：準(zhǔn)確度（表示系統(tǒng)誤差的大?。?，它反映平均值的大??；處理辦法：查明系統(tǒng)誤差的原因，在測量中采取改進(jìn)措施或在數(shù)據(jù)處理時對測量結(jié)果進(jìn)行修正。（一）誤差的分類222、隨機(jī)誤差（偶然誤差）特點(diǎn)：誤差的絕對值和符號變化無常，但當(dāng)測量數(shù)據(jù)較多時，隨機(jī)誤差的數(shù)值分布符合一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，一般是正態(tài)分布，隨機(jī)誤差是不可避免的；產(chǎn)生原因：測量儀器、方法和環(huán)境條件的隨機(jī)變化等；表示方法：精確度（它與準(zhǔn)確度是獨(dú)立的，反映標(biāo)準(zhǔn)的大?。?；處理辦法：對隨機(jī)誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在數(shù)據(jù)處理時進(jìn)行修正；2、隨機(jī)誤差（偶然誤差）233、過失誤差（粗差）一般數(shù)值較大，應(yīng)予以剔除誤差計(jì)算誤差平均值：標(biāo)準(zhǔn)差：離散程度：3、過失誤差（粗差）24誤差的檢驗(yàn)誤差的檢驗(yàn)：區(qū)分誤差的類型，盡可能減小誤差或計(jì)算中考慮誤差1、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和消除系統(tǒng)誤差有積累變化、周期變化、按復(fù)雜規(guī)律變化三種，可通過數(shù)種不同的測量方法或同時用幾種測量工具進(jìn)行測量比較即可發(fā)現(xiàn)；2、隨機(jī)誤差：進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析予以檢驗(yàn)；3、異常數(shù)據(jù)的舍棄。誤差的檢驗(yàn)25常用的過失誤差判別范圍和鑒別方法?3σ法：誤差服從正態(tài)分布，誤差絕對值大于3σ的概率僅為0.3％，大于應(yīng)剔除該數(shù)據(jù)。?肖維納方法：進(jìn)行n次試驗(yàn)，誤差服從正態(tài)分布，誤差絕對值大于α?σ(x?x>α?σ)的概率小于1/2n，大于應(yīng)剔除該數(shù)據(jù)。?格拉布斯方法：以t分布為基礎(chǔ)，某數(shù)據(jù)誤差絕對值滿足時，應(yīng)剔除。常用的過失誤差判別范圍和鑒別方法26線性回歸公稱油壓P（MPa）輸出力F（kN）第一次第二次第三次平均數(shù)000005243.5243.8243.6243.610466.9466.9467.1467.015693.9694.7694.5694.420925.0925.9926.0925.6251156.31156.31156.11156.2301393.11393.61393.21393.3351622.81622.21623.01622.7401853.61854.71853.91854.1452088.42086.62085.42086.8502323.02319.92321.02321.3542506.12502.82501.92503.6檢測結(jié)果一元一次線性回歸方程

F=46.303P+2.91相關(guān)系數(shù)γ=0.99999線性回歸公稱油壓P（MPa）輸出力F（kN）第一次第二次第三277.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)為了把試驗(yàn)中采集到的各個儀器不同的數(shù)據(jù)，完整、準(zhǔn)確地展現(xiàn)出來，讓別人可以一目了然得理解試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的性能，我們會采取各種方式來表達(dá)試驗(yàn)結(jié)果。常用的有表格式、圖形式和曲線擬合式等。7.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)為了把試驗(yàn)中采集到的各個儀器不同的數(shù)據(jù)287.4.1表格式表格式就是把采集到的數(shù)據(jù)處理后二維的數(shù)據(jù)格式表達(dá)出來，它可以精確地給出多個物理量與某一個物理量之間的對應(yīng)方式，常用與試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)、比較和歸納，可以一目了然地瀏覽試驗(yàn)結(jié)果。7.4.1表格式表格式就是把采集到的數(shù)據(jù)處理后二維的數(shù)據(jù)29《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》第二章結(jié)構(gòu)模型試課件307.4.2圖形式圖形式直觀明了，是常用的一種數(shù)據(jù)表達(dá)方式。常用的有曲線圖、形態(tài)圖、直方圖等。其中曲線圖可以表示兩個以上變量之間的關(guān)系，曲線可以顯示變化過程或分布范圍中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)及周期變化的規(guī)律，結(jié)構(gòu)性能可以方便的表達(dá)出來，對定性分析和整體規(guī)律分析最合適。7.4.2圖形式圖形式直觀明了，是常用的一種數(shù)據(jù)表達(dá)方式。31混凝土加固梁荷載與撓度曲線圖混凝土加固梁荷載與撓度曲線圖32形態(tài)圖是把試驗(yàn)中各種難以用數(shù)值表示的形態(tài)用圖像表示。如混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫情況、變形情況和破壞情況等?；炷亮毫芽p分布圖形態(tài)圖是把試驗(yàn)中各種難以用數(shù)值表示的形態(tài)用圖像表示。如混凝土33碳纖維板斷裂圖PU-3R梁破壞圖碳纖維板斷裂圖PU-3R梁破壞圖347.4.3曲線擬合結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于使用材料的原因，具有一定的離散性和非線性關(guān)系，在分析時無法使用直線方程來表示這些關(guān)系。這時就需要使用函數(shù)曲線來表示這些關(guān)系，即采用曲線擬合試驗(yàn)數(shù)據(jù)。7.4.3曲線擬合結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中特別是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)由于使用材35常用的函數(shù)形式有：多項(xiàng)式曲線、雙曲線、冪函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和指數(shù)函數(shù)等。擬合前，先將數(shù)據(jù)描繪在散點(diǎn)圖上，再根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果的大致趨勢初步選定函數(shù)曲線，然后使用線性回歸分析方法將函數(shù)轉(zhuǎn)換為線性函數(shù)，計(jì)算相關(guān)系數(shù)是否滿足試驗(yàn)要求。常用的函數(shù)形式有：多項(xiàng)式曲線、雙曲線、冪函數(shù)、對數(shù)函數(shù)和指數(shù)36謝謝各位同學(xué)謝謝各位同學(xué)37樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-22Monday,December26,2022人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。13:02:0013:02:0013:0212/26/20221:02:00PM安全象只弓，不拉它就松，要想保安全，常把弓弦繃。12月-2213:02:0013:02Dec-2226-Dec-22加強(qiáng)交通建設(shè)管理，確保工程建設(shè)質(zhì)量。13:02:0013:02:0013:02Monday,December26,2022安全在于心細(xì)，事故出在麻痹。12月-2212月-2213:02:0013:02:00December26,2022踏實(shí)肯干，努力奮斗。2022年12月26日1:02下午12月-2212月-22追求至善憑技術(shù)開拓市場，憑管理增創(chuàng)效益，憑服務(wù)樹立形象。26十二月20221:02:00下午13:02:0012月-22嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)，讓生產(chǎn)更加有保障。十二月221:02下午12月-2213:02December26,2022作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)記得牢，駕輕就熟除煩惱。2022/12/2613:02:0013:02:0026December2022好的事情馬上就會到來，一切都是最好的安排。1:02:00下午1:02下午13:02:0012月-22專注今天，好好努力，剩下的交給時間。12月-2212月-2213:0213:02:0013:02:00Dec-22牢記安全之責(zé)，善謀安全之策，力務(wù)安全之實(shí)。2022/12/2613:02:00Monday,December26,2022相信相信得力量。12月-222022/12/2613:02:0012月-22謝謝大家！樹立質(zhì)量法制觀念、提高全員質(zhì)量意識。12月-2212月-2238第2章結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)第2章結(jié)構(gòu)模型設(shè)計(jì)392.1概述模型一般是指按比例制成的小物體，它具有實(shí)際結(jié)構(gòu)的全部或部分特征。模型的性能在一定程度上可以代表或反映與它相似的更大物體的性能。結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)中將與原型結(jié)構(gòu)尺寸相同的模型稱為足尺模型；將原型結(jié)構(gòu)按比例縮小的模型稱為縮尺模型。將要求滿足幾何相似、力學(xué)相似和材料相似的模型稱為相似模型。2.1概述模型一般是指按比例制成的小物體，它具有實(shí)際結(jié)構(gòu)的40優(yōu)點(diǎn)：經(jīng)濟(jì)性好數(shù)據(jù)準(zhǔn)確針對性強(qiáng)可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行大型結(jié)構(gòu)和整體結(jié)構(gòu)的模型試驗(yàn)優(yōu)點(diǎn)：412.2相似理論結(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2.2相似理論結(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42（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應(yīng)部分尺寸成比例。Sl（長度）、SA（面積）、Sw（抗彎模量），SI（慣性矩），Sx（位移）、Sε（應(yīng)變）。質(zhì)量相似Sm（質(zhì)量）、Sρ（比重）。荷載相似SP（集中力）、Sw（面力）、Sq（體力）、SM（彎矩）。（一）模型的相似要求和相似常數(shù)43物理相似Sσ（應(yīng)力）、Sτ（剪力）、Sγ（剪切角）、SE（彈性模量）。時間相似St，時間相似不是指時刻相似，而是指時刻的間隔相似。邊界條件相似指模型的支承與約束條件相似。初始條件相似針對動力問題，包括初始位置、位移、速度、加速度等。物理相似44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π表示。第二相似定理也稱π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。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，45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。適用于較簡單的物理現(xiàn)象。量綱分析法：對較復(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，物理參數(shù)的合理選擇對模型設(shè)計(jì)具有決定性的作用。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461、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件可見，相似常數(shù)的數(shù)目多于相似條件的數(shù)目，模型設(shè)計(jì)時須預(yù)先假設(shè)幾個相似常數(shù)，一般假設(shè)幾何相似常數(shù)Sl和材料相似常數(shù)SE。1、靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件476.4模型材料、制作模型材料的要求?相似要求：材料的基本性質(zhì)相似。?測量要求：為便于測量儀表有足夠的讀數(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6.4模型材料、制作模型材料的要求48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等。模型材料的種類496.4.3模型制作與試驗(yàn)要點(diǎn)加工模型要求：嚴(yán)格控制誤差；保證模型材料性能分布均勻；模型安裝和加載部位的連接滿足試驗(yàn)要求。試驗(yàn)要求：試驗(yàn)前先進(jìn)行結(jié)構(gòu)材料試驗(yàn)；對試驗(yàn)環(huán)境有更高要求；對測試和加載設(shè)備要求高；安裝在模型上測試元件不得改變模型局部受力和整體性。6.4.3模型制作與試驗(yàn)要點(diǎn)加工模型要求：試驗(yàn)要求：50第7章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和步驟原始數(shù)據(jù)的整理與轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)的誤差分析數(shù)據(jù)的表達(dá)第7章試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理和分析數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和步驟517.2數(shù)據(jù)整理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)整理：應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)要求和測量精度，按照有關(guān)規(guī)定（如《標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值修約規(guī)則》）進(jìn)行修約。7.2數(shù)據(jù)整理和轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)整理：應(yīng)該根據(jù)試驗(yàn)要求和測量精度，52國家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)值修約規(guī)則》將數(shù)值修約成規(guī)定有效位數(shù)的數(shù)值擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字小于5，則舍去；擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)字大于等于5，但其后跟有并非全部為零的數(shù)字，則進(jìn)1；擬舍棄數(shù)字的最左一位數(shù)為5，而右邊無數(shù)字或皆為0時，若所保留的末位數(shù)字為奇數(shù)則進(jìn)1，為偶數(shù)則舍去；國家標(biāo)準(zhǔn)《數(shù)值修約規(guī)則》53負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按上述規(guī)則修約后再加負(fù)號；一次修約，不得連續(xù)修約；數(shù)值運(yùn)算時，加減：先加減運(yùn)算，再修約；乘除：先乘除運(yùn)算，再按最小有效位數(shù)修約；乘方、開方：同“乘除”運(yùn)算。負(fù)數(shù)修約時，先將它的絕對值按上述規(guī)則修約后再加負(fù)號；54數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換跨中變形的計(jì)算：梁曲率計(jì)算：數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換55梁的撓度修正結(jié)構(gòu)在自重和設(shè)備重量下產(chǎn)生的變形無法測量，但可利用試驗(yàn)得到的荷載與變形的關(guān)系進(jìn)行推算。梁的撓度修正56截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式57截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式截面測點(diǎn)布置與相應(yīng)的應(yīng)變分布、內(nèi)力計(jì)算公式587.3數(shù)據(jù)的誤差誤差的定義：真值與測量值的差值稱為測量誤差，簡稱誤差。實(shí)際試驗(yàn)中，真值是無法確定的，常用平均值代替。絕對誤差、相對誤差，相對誤差為絕對誤差除以真值。誤差的分類：系統(tǒng)誤差，隨機(jī)誤差、過失誤差7.3數(shù)據(jù)的誤差誤差的定義：真值與測量值的差值稱為測量誤差59（一）誤差的分類1、系統(tǒng)誤差（經(jīng)常誤差）特點(diǎn)：誤差值在整個測量過程中保持一定規(guī)律，而且是可以避免的。產(chǎn)生原因：測量方法、測量工具、環(huán)境、操作不當(dāng)、主觀性等；表示方法：準(zhǔn)確度（表示系統(tǒng)誤差的大?。?，它反映平均值的大?。惶幚磙k法：查明系統(tǒng)誤差的原因，在測量中采取改進(jìn)措施或在數(shù)據(jù)處理時對測量結(jié)果進(jìn)行修正。（一）誤差的分類602、隨機(jī)誤差（偶然誤差）特點(diǎn)：誤差的絕對值和符號變化無常，但當(dāng)測量數(shù)據(jù)較多時，隨機(jī)誤差的數(shù)值分布符合一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，一般是正態(tài)分布，隨機(jī)誤差是不可避免的；產(chǎn)生原因：測量儀器、方法和環(huán)境條件的隨機(jī)變化等；表示方法：精確度（它與準(zhǔn)確度是獨(dú)立的，反映標(biāo)準(zhǔn)的大?。?；處理辦法：對隨機(jī)誤差進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，在數(shù)據(jù)處理時進(jìn)行修正；2、隨機(jī)誤差（偶然誤差）613、過失誤差（粗差）一般數(shù)值較大，應(yīng)予以剔除誤差計(jì)算誤差平均值：標(biāo)準(zhǔn)差：離散程度：3、過失誤差（粗差）62誤差的檢驗(yàn)誤差的檢驗(yàn)：區(qū)分誤差的類型，盡可能減小誤差或計(jì)算中考慮誤差1、系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和消除系統(tǒng)誤差有積累變化、周期變化、按復(fù)雜規(guī)律變化三種，可通過數(shù)種不同的測量方法或同時用幾種測量工具進(jìn)行測量比較即可發(fā)現(xiàn)；2、隨機(jī)誤差：進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析予以檢驗(yàn)；3、異常數(shù)據(jù)的舍棄。誤差的檢驗(yàn)63常用的過失誤差判別范圍和鑒別方法?3σ法：誤差服從正態(tài)分布，誤差絕對值大于3σ的概率僅為0.3％，大于應(yīng)剔除該數(shù)據(jù)。?肖維納方法：進(jìn)行n次試驗(yàn)，誤差服從正態(tài)分布，誤差絕對值大于α?σ(x?x>α?σ)的概率小于1/2n，大于應(yīng)剔除該數(shù)據(jù)。?格拉布斯方法：以t分布為基礎(chǔ)，某數(shù)據(jù)誤差絕對值滿足時，應(yīng)剔除。常用的過失誤差判別范圍和鑒別方法64線性回歸公稱油壓P（MPa）輸出力F（kN）第一次第二次第三次平均數(shù)000005243.5243.8243.6243.610466.9466.9467.1467.015693.9694.7694.5694.420925.0925.9926.0925.6251156.31156.31156.11156.2301393.11393.61393.21393.3351622.81622.21623.01622.7401853.61854.71853.91854.1452088.42086.62085.42086.8502323.02319.92321.02321.3542506.12502.82501.92503.6檢測結(jié)果一元一次線性回歸方程

F=46.303P+2.91相關(guān)系數(shù)γ=0.99999線性回歸公稱油壓P（MPa）輸出力F（kN）第一次第二次第三657.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)為了把試驗(yàn)中采集到的各個儀器不同的數(shù)據(jù)，完整、準(zhǔn)確地展現(xiàn)出來，讓別人可以一目了然得理解試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的性能，我們會采取各種方式來表達(dá)試驗(yàn)結(jié)果。常用的有表格式、圖形式和曲線擬合式等。7.4試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)為了把試驗(yàn)中采集到的各個儀器不同的數(shù)據(jù)667.4.1表格式表格式就是把采集到的數(shù)據(jù)處理后二維的數(shù)據(jù)格式表達(dá)出來，它可以精確地給出多個物理量與某一個物理量之間的對應(yīng)方式，常用與試驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)、比較和歸納，可以一目了然地瀏覽試驗(yàn)結(jié)果。7.4.1表格式表格式就是把采集到的數(shù)據(jù)處理后二維的數(shù)據(jù)67《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》第二章結(jié)構(gòu)模型試課件687.4.2圖形式圖形式直觀明了，是常用的一種數(shù)據(jù)表達(dá)方式。常用的有曲線圖、形態(tài)圖、直方圖等。其中曲線圖可以表示兩個以上變量之間的關(guān)系，曲線可以顯示變化過程或分布范圍中的轉(zhuǎn)折點(diǎn)、最高點(diǎn)、最低點(diǎn)及周期變化的規(guī)律，結(jié)構(gòu)性能可以方便的表達(dá)出來，對定性分析和整體規(guī)律分析最合適。7.4.2圖形式圖形式直觀明了，是常用的一種數(shù)據(jù)表達(dá)方式。69混凝土加固梁荷載與撓度曲線圖混凝土加固梁荷載與撓度曲線圖70形態(tài)圖是把試驗(yàn)中各種難以用數(shù)值表示的形態(tài)用圖像表示。如混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫情況、變形情況和破壞情況等?；炷亮毫芽p分布圖形態(tài)圖是把試驗(yàn)中各種難以用數(shù)值表示的形態(tài)用圖像表示。如混凝土71碳纖維板斷裂圖PU-3R梁破壞圖碳纖維板斷裂圖PU-3R梁破壞