建筑結(jié)構(gòu)試驗課件第2章-試驗荷載與加載方法

建筑結(jié)構(gòu)試驗課件第2章-試驗荷載與加載方法2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE試驗荷載概述試驗加載方法試驗荷載設(shè)備試驗荷載控制與測量試驗荷載模擬與仿真試驗荷載案例分析試驗荷載概述PART01試驗荷載是指施加于建筑結(jié)構(gòu)上的外力，用于模擬結(jié)構(gòu)在實際使用過程中所承受的荷載。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，試驗荷載可以分為多種類型，如按作用性質(zhì)可分為靜載和動載，按作用時間可分為短暫作用和持久作用等。定義與分類分類定義通過試驗荷載，可以驗證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性和安全性，確保結(jié)構(gòu)能夠承受實際使用中的各種荷載。驗證設(shè)計試驗荷載可以暴露結(jié)構(gòu)在設(shè)計中的不足和缺陷，為改進(jìn)設(shè)計提供依據(jù)和方向。改進(jìn)設(shè)計試驗荷載可以評估建筑結(jié)構(gòu)的安全性，為工程驗收和使用提供依據(jù)。評估安全性試驗荷載的重要性歷史回顧試驗荷載的歷史可以追溯到古代，當(dāng)時人們通過簡單的試驗來檢驗建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著科技的發(fā)展，試驗荷載的方法和技術(shù)不斷得到改進(jìn)和完善。發(fā)展趨勢目前，隨著計算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬方法的廣泛應(yīng)用，試驗荷載正朝著自動化、智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展。同時，隨著綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的理念深入人心，試驗荷載也更加注重環(huán)保和節(jié)能方面的要求。試驗荷載的歷史與發(fā)展試驗加載方法PART02機(jī)械加載法通過機(jī)械裝置施加荷載，模擬結(jié)構(gòu)承受的靜態(tài)或動態(tài)荷載。適用于各種類型的結(jié)構(gòu)試驗，如梁、板、柱等。簡單、可靠、易于控制。加載速度慢，效率較低，對于大型結(jié)構(gòu)可能存在局限性。定義應(yīng)用場景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)定義應(yīng)用場景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)氣壓加載法01020304利用氣壓差產(chǎn)生的力來施加荷載。適用于模擬風(fēng)壓、氣壓等作用下的結(jié)構(gòu)性能。無損、無污染、易于控制。加載能力相對較小，對于大型結(jié)構(gòu)可能不適用。利用電液伺服系統(tǒng)進(jìn)行加載，模擬各種復(fù)雜的靜態(tài)和動態(tài)荷載。定義廣泛應(yīng)用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試驗。應(yīng)用場景加載能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、可模擬復(fù)雜荷載。優(yōu)點(diǎn)成本較高，需要專業(yè)的維護(hù)和操作人員。缺點(diǎn)電液加載法無損加載不會對試件造成破壞或損傷?？赡M多種荷載氣壓加載可以模擬多種類型的荷載，如風(fēng)壓、氣壓等。氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)安全可靠：氣壓加載不會產(chǎn)生過大的反作用力，安全性較高。氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)相對于機(jī)械加載和電液加載，氣壓加載的加載能力較小。加載能力有限由于氣壓加載的特性，控制精度可能不如其他加載方法?？刂凭容^低氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)試驗荷載設(shè)備PART03試驗臺座應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，以確保在加載過程中不發(fā)生變形或振動，從而影響試驗結(jié)果。試驗臺座的設(shè)計應(yīng)根據(jù)被試結(jié)構(gòu)的尺寸和試驗要求進(jìn)行定制，以滿足特定的試驗條件和要求。試驗臺座是用于支撐和固定被試結(jié)構(gòu)的設(shè)備，通常由堅固的底座和可調(diào)節(jié)高度的立柱組成。試驗臺座反力墻是一種用于提供反向力的結(jié)構(gòu)，通常具有較大的剛度和承載能力。在建筑結(jié)構(gòu)試驗中，反力墻可用于模擬各種類型的荷載，如壓力、拉力或剪力等。反力墻的設(shè)計應(yīng)確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以承受試驗過程中可能出現(xiàn)的最大荷載，同時還要考慮便于安裝和拆卸被試結(jié)構(gòu)的需求。反力墻試驗砝碼是用于模擬建筑結(jié)構(gòu)在實際使用過程中所承受的恒定或變化荷載的設(shè)備。砝碼的重量和形狀應(yīng)根據(jù)試驗要求進(jìn)行選擇，以確保其能夠準(zhǔn)確地模擬建筑結(jié)構(gòu)在實際使用中的受力狀態(tài)。在使用砝碼進(jìn)行加載時，應(yīng)確保其放置穩(wěn)定，以避免對試驗結(jié)果造成誤差。同時，還要注意防止砝碼滑動或傾倒，以免對被試結(jié)構(gòu)造成損壞。試驗砝碼試驗荷載控制與測量PART04

荷載控制方式恒定荷載在試驗過程中，保持施加在結(jié)構(gòu)上的荷載不變，主要用于研究結(jié)構(gòu)的靜力性能。遞增荷載按照預(yù)定的加載方案，逐步增加結(jié)構(gòu)上的荷載，直至達(dá)到預(yù)定值或結(jié)構(gòu)破壞，用于研究結(jié)構(gòu)的承載能力和破壞模式。循環(huán)荷載反復(fù)施加一定幅值的荷載，用于研究結(jié)構(gòu)的疲勞性能和抗震性能。通過在結(jié)構(gòu)上安裝傳感器或測力計，直接測量施加在結(jié)構(gòu)上的力或力矩。直接測量法反力測量法平衡力法利用反力墻或反力梁等裝置，通過測量反作用力來推算結(jié)構(gòu)上的荷載。通過在結(jié)構(gòu)上施加已知的平衡力，來抵消未知的荷載，從而間接測量結(jié)構(gòu)上的荷載。030201荷載測量方法用于測量垂直或水平方向的力，具有高精度和穩(wěn)定性。壓力傳感器用于測量扭矩或彎矩，常用于橋梁、塔架等結(jié)構(gòu)的試驗。力矩傳感器用于測量結(jié)構(gòu)在加載過程中的位移變化，包括沉降、撓曲等。位移計用于測量結(jié)構(gòu)在加載過程中的應(yīng)變變化，從而推算出應(yīng)力分布和承載能力。應(yīng)變計測量儀器與設(shè)備試驗荷載模擬與仿真PART05通過將結(jié)構(gòu)離散化為有限個小的單元，建立數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)構(gòu)的受力行為。有限元分析法有限差分法邊界元法離散元法將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散為有限個小的差分單元，通過差分方程來描述結(jié)構(gòu)的動態(tài)行為。利用邊界積分方程來求解結(jié)構(gòu)問題，適用于解決復(fù)雜邊界條件的問題。模擬散體材料的離散行為，適用于模擬結(jié)構(gòu)在沖擊、爆炸等動態(tài)加載下的行為。模擬方法與技術(shù)一款功能強(qiáng)大的有限元分析軟件，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析、動力學(xué)仿真等領(lǐng)域。ABAQUS同樣是一款廣泛應(yīng)用的有限元分析軟件，適用于各種工程結(jié)構(gòu)的仿真分析。ANSYS專門用于結(jié)構(gòu)分析和仿真，尤其在建筑和橋梁領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。SAP2000適用于進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)和流體耦合的仿真分析，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。ADINA仿真軟件與應(yīng)用可以模擬各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和邊界條件，提供精確的數(shù)值結(jié)果，有助于深入理解結(jié)構(gòu)的性能和行為。優(yōu)點(diǎn)需要專業(yè)的知識和技能進(jìn)行建模和參數(shù)設(shè)置，計算量大，需要高性能的計算資源，且可能存在數(shù)值誤差和收斂性問題。缺點(diǎn)模擬與仿真的優(yōu)缺點(diǎn)試驗荷載案例分析PART06大跨度橋梁的靜載試驗主要模擬橋梁在靜力作用下的受力性能，通過施加等效的靜荷載，檢測橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和承載能力?？偨Y(jié)詞在進(jìn)行大跨度橋梁的靜載試驗時，通常會選擇關(guān)鍵的橋段或節(jié)點(diǎn)作為試驗對象，通過在指定位置施加靜荷載，觀察橋梁的撓度、應(yīng)變、裂縫等結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并與理論計算結(jié)果進(jìn)行對比，評估橋梁的實際承載能力和安全性。詳細(xì)描述大跨度橋梁的靜載試驗總結(jié)詞高層建筑的動載試驗旨在研究高層建筑在動力作用下的振動特性和抗震性能，通過模擬地震、風(fēng)等自然力作用下的振動，檢測高層建筑的動力響應(yīng)和穩(wěn)定性。詳細(xì)描述在進(jìn)行高層建筑的動載試驗時，通常會采用振動臺模型或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)振動測試的方法，模擬地震或風(fēng)等自然力作用下的振動，記錄高層建筑的位移、加速度、速度等動力響應(yīng)，評估其抗震性能和穩(wěn)定性。高層建筑的動載試驗VS新型結(jié)構(gòu)的綜合性能試驗旨在驗證新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計理念和性能表現(xiàn)，通過模擬實際工況下的受力狀態(tài)和環(huán)境條件，全面評估新型結(jié)構(gòu)的各項性能指標(biāo)。詳細(xì)描述在進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)的綜合性能試驗時，通常會根據(jù)新型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計