建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課件第一章工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論

土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)授課教師韓瑞芳課程性質(zhì)？

《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》是一門(mén)必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程（32學(xué)時(shí)，理論24學(xué)時(shí)，試驗(yàn)8學(xué)時(shí)），是電學(xué)、光學(xué)、光電子學(xué)、力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等學(xué)科相互交叉的、實(shí)用性很強(qiáng)的一門(mén)學(xué)科，是用試驗(yàn)的方法研究和測(cè)量建筑結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)受荷載作用后的反應(yīng)及評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)品質(zhì)量的一門(mén)學(xué)科?！锻聊竟こ探Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的基本要求是什么？

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達(dá)到的基本要求是:1．掌握經(jīng)常使用的各種測(cè)試方法的基本原理和測(cè)量技術(shù)，結(jié)合土木工程專業(yè)的特點(diǎn)，培養(yǎng)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試驗(yàn)技能，使之具有從事一般建筑結(jié)構(gòu)的檢測(cè)能力，為進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)和科學(xué)研究的試驗(yàn)打下良好的基礎(chǔ)。2．掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的前期準(zhǔn)備工作程序，為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的順利進(jìn)行準(zhǔn)備測(cè)試方案。3．掌握典型建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試方法、數(shù)據(jù)處理及書(shū)寫(xiě)測(cè)試報(bào)告的全過(guò)程。4．熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)無(wú)損檢測(cè)的原理和檢測(cè)方法?！锻聊竟こ探Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程內(nèi)容體系《土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》課程主要是講述建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中的試驗(yàn)準(zhǔn)備工作，加載方法的選擇，測(cè)點(diǎn)和測(cè)試方法的選擇，試驗(yàn)過(guò)程、數(shù)據(jù)處理及測(cè)試報(bào)告的書(shū)寫(xiě)等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容按教材的章節(jié)的模塊化進(jìn)行設(shè)計(jì):建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)準(zhǔn)備工作、試驗(yàn)裝置和加載設(shè)備、測(cè)試技術(shù)、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、典型試驗(yàn)、無(wú)損檢測(cè)技術(shù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理等。學(xué)習(xí)參考書(shū)：第一章土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概述本章提要：

一、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)二、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的作用三、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的四、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類(lèi)五、土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)：不同類(lèi)型的承重構(gòu)件（梁、板、柱等）相互連接而形成的結(jié)構(gòu)體系，在規(guī)定的使用期內(nèi)能安全有效的承受外部及內(nèi)部形成的各種作用，滿足結(jié)構(gòu)使用功能的要求。結(jié)構(gòu)分析：各種作用下的實(shí)際應(yīng)力分布和工作狀態(tài)，了解構(gòu)件的剛度、抗裂性能以及實(shí)際所具有的強(qiáng)度和安全儲(chǔ)備.結(jié)構(gòu)分析方法：傳統(tǒng)和現(xiàn)代的設(shè)計(jì)理論和計(jì)算方法、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是研究和發(fā)展工程結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新工藝以及探索工程結(jié)構(gòu)計(jì)算分析、設(shè)計(jì)理論的重要手段，在工程結(jié)構(gòu)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新等方面起著重要作用。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是一門(mén)試驗(yàn)科學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是一項(xiàng)科學(xué)實(shí)踐性很強(qiáng)的活動(dòng)，是研究和發(fā)展結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新工藝以及探索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)新理論的重要手段。同時(shí)，也可通過(guò)試驗(yàn)對(duì)具體結(jié)構(gòu)作出正確的技術(shù)結(jié)論。實(shí)踐性:結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程中，工程技術(shù)人員必須掌握在各種作用下結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作狀態(tài)，了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度、受力性能以及實(shí)際所具有的安全儲(chǔ)備。1）傳統(tǒng)的理論計(jì)算方法；2）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)應(yīng)力分析方法。一、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用

1）數(shù)學(xué)模型方法計(jì)算分析技術(shù)；2）計(jì)算機(jī)控制的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)。900(2700)方向來(lái)流時(shí)風(fēng)壓云圖

重慶大劇院模型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)

1）工程結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)和動(dòng)力試驗(yàn)的加載模擬技術(shù)；2）工程結(jié)構(gòu)變形參數(shù)的量測(cè)技術(shù)；3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)分析及處理技術(shù)；4）對(duì)試驗(yàn)對(duì)象作出科學(xué)的技術(shù)評(píng)價(jià)或理論分析。1）工程結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)動(dòng)力試驗(yàn)的加載模擬技術(shù)；

工程結(jié)構(gòu)變形參數(shù)的量測(cè)技術(shù)；

3）試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、信號(hào)分析及處理技術(shù)；4）對(duì)試驗(yàn)對(duì)象作出科學(xué)的技術(shù)評(píng)價(jià)或理論分析。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)研究對(duì)象：建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)物建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)：在試驗(yàn)研究對(duì)象上應(yīng)用科學(xué)的試驗(yàn)組織程序，使用儀器設(shè)備為工具，利用各種實(shí)驗(yàn)為手段，在荷載或其它因素作用下，通過(guò)量測(cè)與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)，從強(qiáng)度、剛度和抗裂度以及結(jié)構(gòu)實(shí)際破壞形態(tài)來(lái)判明結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能，估計(jì)結(jié)構(gòu)的承載能力，確定結(jié)構(gòu)對(duì)使用要求的符合程度，并用以檢驗(yàn)和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論。幾個(gè)典型實(shí)例：1、鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁在靜力集中荷載作用下，可以通過(guò)測(cè)得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應(yīng)變和裂縫寬度等參數(shù)，來(lái)分析梁的整個(gè)受力過(guò)程以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、撓度和抗裂性能。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個(gè)階段:第一階段——截面開(kāi)裂前階段（抗裂驗(yàn)算）第二階段——從截面開(kāi)裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開(kāi)始屈服階段（變形和裂縫寬度驗(yàn)算）第三階段——破壞階段（承載力計(jì)算）

2、動(dòng)力試驗(yàn)：測(cè)量結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼系數(shù)、振幅和動(dòng)應(yīng)變等，研究結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和結(jié)構(gòu)對(duì)動(dòng)力荷載的反應(yīng)。3、結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)：在低周反復(fù)荷載作用下，獲得應(yīng)力-變形關(guān)系滯回曲線，分析抗震結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、延性、剛度退化及變形能力。結(jié)題論建筑遵結(jié)構(gòu)專試驗(yàn)抵是以艱實(shí)驗(yàn)即方式媽測(cè)定生有關(guān)哄數(shù)據(jù)勿，由候此反休映結(jié)旗構(gòu)或脅構(gòu)件巖的工濃作性倦能、鋪承載毫能力侄和相由應(yīng)的觸安全之度，羨為結(jié)掀構(gòu)的唱安全垮使用孟和設(shè)轎計(jì)理賄論的泳建立揉提供道重要匠根據(jù)被的學(xué)梳科。二跡結(jié)構(gòu)試翼驗(yàn)的作透用1、建筑結(jié)構(gòu)撥試驗(yàn)是發(fā)展蝦結(jié)構(gòu)理論和雁計(jì)算方法的騎重要途徑2、建筑結(jié)構(gòu)柿試驗(yàn)是發(fā)現(xiàn)芬結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤解區(qū)的主要手束段3、建筑結(jié)構(gòu)觀試驗(yàn)是驗(yàn)證肅結(jié)構(gòu)理論的請(qǐng)唯一方法4、建筑結(jié)構(gòu)償試驗(yàn)是建筑碼結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒尺定的直接方充式5、建筑結(jié)構(gòu)婆試驗(yàn)是制定野各類(lèi)技術(shù)規(guī)吳范和技術(shù)標(biāo)任準(zhǔn)的基礎(chǔ)（1）結(jié)構(gòu)喊試驗(yàn)是惱發(fā)展結(jié)氧構(gòu)理論壞和計(jì)算托方法的謀重要途薯徑17世紀(jì)象初伽鋪利略捷（15跟64綢-1疑64差2）在16堡38年錯(cuò)誤地提注出：受彎梁萍的斷面應(yīng)力辜為均勻受拉頃。46年后從法國(guó)煙物理麥學(xué)家肯馬里及奧脫覆和德篇國(guó)數(shù)發(fā)學(xué)家跨萊布償尼茲洪對(duì)這款個(gè)假棗設(shè)提園出了偷修正,認(rèn)為：斷趣面應(yīng)力不傷是均勻分瀉布，是三忍角形分布圣。后來(lái)胡仇克和伯努亮里又建立胖了平面假伙設(shè)。17程13年法國(guó)巴糞郎提出了料中和層理傷論：認(rèn)為御一邊受拉藝，一邊受浴壓，但該漁理論無(wú)法鉆用試驗(yàn)驗(yàn)舉證，而未挽被人們接兇受。1767年法國(guó)泛科學(xué)家絨容格密所里用簡(jiǎn)叔單的試逢驗(yàn)驗(yàn)證蛛了巴郎濤理論中盾一邊受榴拉，一洽邊受壓召的結(jié)論魄。后人碑把該試渾驗(yàn)譽(yù)為磚“路標(biāo)最試驗(yàn)”糠。182甩1年法已國(guó)科件學(xué)院擁院士老拿維枝葉從溝理論綢上導(dǎo)零出了節(jié)受彎翠構(gòu)件仇斷面趕應(yīng)力慮計(jì)算裝公式駕，20年后該公式樣被法國(guó)另一仰位院士阿莫鑒列思用試驗(yàn)順?lè)椒?yàn)證了箭?？蚣芙Y(jié)構(gòu)矩貴形截面柱和產(chǎn)圓形截面柱英：拉壓型破熟壞異型醉截面繳柱：殖剪切糖型破后壞《混凝土掙結(jié)構(gòu)設(shè)制計(jì)規(guī)范》、《混凝土鄙異形柱票結(jié)構(gòu)技秩術(shù)規(guī)程》（2）結(jié)殃構(gòu)試閥驗(yàn)是枯發(fā)現(xiàn)伐結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)刷誤區(qū)搬的主絨要手熔段①斜撐幾乎業(yè)不起作用；陡②斜撐交點(diǎn)獲首先出現(xiàn)塑業(yè)性角而破壞柄。通過(guò)多次改兵進(jìn)：有如一些特盲殊結(jié)構(gòu)的研抹究，需要做昏大量的結(jié)構(gòu)壟試驗(yàn)，如混妖凝土-復(fù)合結(jié)構(gòu)旋：鋼管混峽凝土結(jié)構(gòu)遺，鋼筋混引凝土-鋼，籠式使結(jié)構(gòu)等。（3）結(jié)構(gòu)洪試驗(yàn)是粗驗(yàn)證結(jié)徹構(gòu)理論狀的唯一導(dǎo)方法受彎桿茅件截面擴(kuò)應(yīng)力分蛋布的平筐截面假蟲(chóng)定彈性力據(jù)學(xué)的平耗面應(yīng)力撈問(wèn)題應(yīng)力集中現(xiàn)縣象的計(jì)算理映論復(fù)雜的州結(jié)構(gòu)平吹面分析房誠(chéng)理論結(jié)構(gòu)瞧空間欄分析純理論隔震鞋結(jié)構(gòu)忠、消慚能結(jié)片構(gòu)設(shè)稿計(jì)理藏論（4）結(jié)構(gòu)試驗(yàn)督是建筑結(jié)構(gòu)王質(zhì)量鑒定的騙直接方式；如災(zāi)害或湖事故后建雀筑工程的供評(píng)估、鑒淘定（5）結(jié)構(gòu)試盛驗(yàn)是制定孝各類(lèi)技術(shù)艙規(guī)范和技淘術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的板基礎(chǔ)；不但總結(jié)芬大量已有澡科學(xué)實(shí)驗(yàn)理的成果和盞經(jīng)驗(yàn)，還輔進(jìn)行了大隱量鋼筋砼惑結(jié)構(gòu)、砌沉體結(jié)構(gòu)和看鋼結(jié)構(gòu)的河梁、柱、扣節(jié)點(diǎn)、框堵架、墻板斤等實(shí)體或庸縮尺模型橡的試驗(yàn)以風(fēng)及實(shí)體建羊筑物的試優(yōu)驗(yàn)研究?？茖W(xué)研究孕性試驗(yàn)和財(cái)生產(chǎn)鑒定戲性試驗(yàn)科研性試驗(yàn)?zāi)康模航跪?yàn)證、洗改進(jìn)和揀發(fā)展結(jié)奸構(gòu)設(shè)計(jì)調(diào)計(jì)算的敵理論和您方法主要表現(xiàn)勉：錫（1）驗(yàn)證結(jié)怕構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)亞算的各種梯假定；（2）制定各種的設(shè)計(jì)規(guī)范；（3）發(fā)展新的梨設(shè)計(jì)理論；（4）為發(fā)展扛和推廣新標(biāo)結(jié)構(gòu)、新截材料及新洞工藝提供理論與汽實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)溫。三、結(jié)仁構(gòu)試驗(yàn)枯的目的鋼管混頃凝土索膜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)鑒暈定性試堡驗(yàn)?zāi)康模簷z香驗(yàn)結(jié)究構(gòu)構(gòu)暮件是朽否符涌合結(jié)藥構(gòu)設(shè)墾計(jì)規(guī)筒范及待施工某驗(yàn)收紙規(guī)范鋸的要坑求，旦并對(duì)騙檢驗(yàn)齡結(jié)果雜作出汽技術(shù)鳴結(jié)論驚。對(duì)象：一般是痰真實(shí)的結(jié)多構(gòu)或構(gòu)件站。應(yīng)用：1）鑒定結(jié)驗(yàn)構(gòu)設(shè)計(jì)和刺施工質(zhì)量這的可靠程短度。2）鑒定預(yù)偽制構(gòu)件的智產(chǎn)品質(zhì)量鍬。3）工夠程改廈建或轉(zhuǎn)加固傻，通趣過(guò)試土驗(yàn)判侵?jǐn)嘟Y(jié)銀構(gòu)的乒實(shí)際省承載落力。4）為處理受晴災(zāi)結(jié)構(gòu)和工容程事故，提羞供技術(shù)依據(jù)脆。5）已建結(jié)勇構(gòu)可靠性給檢驗(yàn)，推前定結(jié)構(gòu)剩債余壽命。生產(chǎn)鑒定躺性試驗(yàn)生產(chǎn)鑒定播性試驗(yàn)生產(chǎn)鑒疫定性試殺驗(yàn)四、本工程持結(jié)構(gòu)德試驗(yàn)矛分類(lèi)按試驗(yàn)對(duì)象繭的尺寸分類(lèi)原型試驗(yàn)勒：實(shí)際結(jié)構(gòu)買(mǎi)或是按實(shí)孩物結(jié)構(gòu)足耀尺復(fù)制的燭結(jié)構(gòu)或構(gòu)港件。一般用于低生產(chǎn)性試鄙驗(yàn)，例如撐秦山核電色站安全殼費(fèi)加壓整體鈔性能試驗(yàn)澤、工業(yè)廠冰房結(jié)構(gòu)的朱剛度試驗(yàn)找、樓蓋承煌載能力試遵驗(yàn)、高層稱建筑上的緣瑞風(fēng)振測(cè)試灰、環(huán)境隨天機(jī)振動(dòng)測(cè)慎定結(jié)構(gòu)動(dòng)擇力特性。模型帆試驗(yàn)負(fù)：按原型結(jié)構(gòu)控縮小的模型樣，又分為相鏡似模型試驗(yàn)啦和縮尺模型污試驗(yàn)。相似模逐型試驗(yàn)?zāi)Ｐ褪遣狈抡赵筒醋氛找欢ㄅP比例關(guān)學(xué)系復(fù)制活而成的洪試驗(yàn)代嘗表物，欄它具有炊實(shí)際結(jié)慰構(gòu)的全姓部或部屢分特征唉。模型引的設(shè)計(jì)結(jié)制作及密試驗(yàn)是只根據(jù)相似理論、用周適當(dāng)近的比禽例和相似材料制成與原型幾何相粱似的試驗(yàn)對(duì)雄象，在模雀型上施加相似力領(lǐng)系，使虎模型悲受力享后重演原型三結(jié)構(gòu)的實(shí)蹄際工作，最后按照握相似理論由瞎模型試驗(yàn)結(jié)筆果推算實(shí)際佩結(jié)構(gòu)工作?？s尺訴模型喉試驗(yàn)即小顧構(gòu)件惠試驗(yàn)謊，不霞需依塊靠相佳似理箭論，貴無(wú)須紋考慮頸相似晌比例儲(chǔ)對(duì)試剪驗(yàn)結(jié)架果的掌影響雖，是呆用試垂驗(yàn)結(jié)滲果與拉理論積計(jì)算猾進(jìn)行制對(duì)比汪校核沫的方菜法研蹤蝶究結(jié)凱構(gòu)的張性能莫，驗(yàn)嚼證設(shè)遭計(jì)假情定與粘計(jì)算替方法桑的正貢確性厲，并雨認(rèn)為汽這些煩結(jié)果陣所證洋實(shí)的觀一般哀規(guī)律弦與計(jì)娃算理引論可精以推說(shuō)廣到刮實(shí)際眾結(jié)構(gòu)勵(lì)中去該。原型鈔試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)原型傘試驗(yàn)原型試嚇驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)?zāi)Ｐ秃茉囼?yàn)?zāi)Ｐ蛣┰囼?yàn)——風(fēng)洞絞試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)——風(fēng)洞試驗(yàn)按試客驗(yàn)荷狂載性爺質(zhì)分守類(lèi)靜力試稼驗(yàn)單調(diào)靜燃力試驗(yàn)割、低周龜反復(fù)靜蕉力試驗(yàn)淘（偽靜搬力試驗(yàn)村）優(yōu)點(diǎn)：加南載設(shè)備簡(jiǎn)示單，試驗(yàn)湖觀測(cè)方便缺點(diǎn)：不能道反映結(jié)構(gòu)動(dòng)贏力性能動(dòng)力朽試驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)取試驗(yàn)、穴疲勞試桶驗(yàn)、風(fēng)剩載試驗(yàn)方等優(yōu)點(diǎn)：備能真實(shí)織反映結(jié)早構(gòu)的動(dòng)西力特性彎和動(dòng)力居響應(yīng)缺點(diǎn)去：加谷載設(shè)橫備和汽測(cè)試府手段歉復(fù)雜靜力試驗(yàn)——單調(diào)靜力試托驗(yàn)靜力裁試驗(yàn)——低周反伴復(fù)靜力旺試驗(yàn)低周反復(fù)墻靜力試驗(yàn)奏又稱偽靜秤力試驗(yàn)鋼筋混凝土窄框架結(jié)構(gòu)擬籠靜力倒塌試準(zhǔn)驗(yàn)靜力試董驗(yàn)——擬動(dòng)力試驗(yàn)靜力試矩驗(yàn)觀測(cè)青方便破，可但人工理讀數(shù)鋼筋傅混凝趙土梁律受彎偵試驗(yàn)汗觀測(cè)綿項(xiàng)目濫：應(yīng)力、咳撓度、熄裂縫、籍破壞形假態(tài)動(dòng)力試驗(yàn)—結(jié)構(gòu)動(dòng)力特城性試驗(yàn)動(dòng)力試須驗(yàn)—地震做模擬材振動(dòng)嘆臺(tái)試更驗(yàn)動(dòng)力試驗(yàn)—風(fēng)洞試驗(yàn)動(dòng)力劑試驗(yàn)疲勞試灣驗(yàn)、抗記爆試驗(yàn)眉、沖擊予試驗(yàn)、革耐火試筒驗(yàn)按試練驗(yàn)時(shí)妙間分瓜類(lèi)短期裳荷載購(gòu)試驗(yàn)侍和長(zhǎng)班期荷蘿載試瘦驗(yàn)。按試驗(yàn)憲場(chǎng)合分炸類(lèi)試驗(yàn)室試驗(yàn)伏和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)氧。五、建筑結(jié)守構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)凍展加載設(shè)雙備大型槳，超誦大型捐（500新00k洽N）電液壓力塵伺服機(jī)；復(fù)雜多向加雙載系統(tǒng)；大智型風(fēng)洞、大交型離心機(jī)、掙火災(zāi)實(shí)驗(yàn)室測(cè)試冶儀器高精度包