【正文】 ）模型的相似要求和相似常數(shù)（續(xù)） 物理相似 Sσ（應(yīng)力）、 Sτ（剪力）、 Sγ（剪切角）、 SE（彈性模 量）。 97 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗的模型設(shè)計（續(xù)） （一）模型的相似要求和相似常數(shù) 相似常數(shù)的獨立性 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。 ? 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。 試驗測量的要求：預(yù)埋件、預(yù)留孔道、預(yù)貼應(yīng)變片。 (4) 比較同一因素下各水平的效應(yīng)值 Kmf，能使指標(biāo)達(dá)到 滿意值的為較理想的水平值。 89 3 1 2 2 1 2 1 2 1 2 1 1 1 2 2 因素 水平 試件 1 2 3 4 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （三）試件數(shù)量（續(xù)） L4(23)正交表 90 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （三）試件數(shù)量（續(xù)） 完全試驗的試件數(shù)量 2 3 4 5 5 32 243 1024 3125 4 16 81 256 625 3 8 27 64 125 2 4 9 16 25 1 2 3 4 5 因素 水平 91 1 2 3 4 5 6 7 8 9 4 1 2 3 3 1 2 2 3 1 3 1 2 3 2 3 1 3 1 2 2 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 1 1 1 2 2 2 3 3 3 因素 水平 試件 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （三）試件數(shù)量（續(xù)） L9(34)正交表 92 建筑結(jié)構(gòu)試驗 2 2 2 2 3 12 2 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 1 1 1 1 2 1 1 2 2 1 1 2 2 1 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 1 1 1 3 3 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5 4 3 2 1 因素 水平 試件 （三）試件數(shù)量（續(xù)） L12(31 24)正交表 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （三）試件數(shù)量（續(xù)） 正交試驗結(jié)果分析 ——直觀分析法 ? 目的： (1) 確定各因素的主次關(guān)系； (2) 確定各影響因素的最佳水平。 ? 正交表 是正交試驗設(shè)計法中合理安排試驗并對試 驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析的一種特殊表格。 多因素試驗存在的問題： (1) 全面試驗的次數(shù)（試件數(shù)量）與實際可行的試驗次數(shù) 之間的矛盾。 85 建筑結(jié)構(gòu)試驗 試件設(shè)計（續(xù)） （一）試件形狀 基本原則： 受力條件 和 邊界條件 的模擬。 (3) 觀測設(shè)計 ? PΔ、撓度、裂縫、應(yīng)變、曲率等。 80 建筑結(jié)構(gòu)試驗 第二章 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計 81 建筑結(jié)構(gòu)試驗 主要內(nèi)容 概述 試件設(shè)計 結(jié)構(gòu)試驗的模型設(shè)計 結(jié)構(gòu)試驗荷載設(shè)計 結(jié)構(gòu)試驗的觀測設(shè)計 材料的力學(xué)性能與結(jié)構(gòu)試驗的關(guān)系 結(jié)構(gòu)試驗大綱和試驗基本文件 82 建筑結(jié)構(gòu)試驗 概述 結(jié)構(gòu)試驗全過程包括：試驗設(shè)計、試驗準(zhǔn)備、試驗實 施和試驗分析等幾部分。 簡述電阻應(yīng)變計的主要粘貼步驟。 （二） X－ Y記錄儀 模擬式 記錄器； 可記錄 一個 X軸 （荷載）、 二～三個 Y軸 （位移、應(yīng)變 等）； 多用于 靜力 測試。 70 ? 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （八）測振傳感器 基本原理 ：測量結(jié)構(gòu)振動參數(shù)（位移、速度、加速度 等）的儀器 ? 利用相對運動原理 手持式測振儀； 慣性式測振傳感器。 電測式荷載傳感器 建筑結(jié)構(gòu)試驗 （五）線位移傳感器 簡稱 位移傳感器 ； 機(jī)械式百分表、電子百分表、千分表、位移計、 量程 1～ 3mm 量程 10～ 30mm 水準(zhǔn)儀、經(jīng)緯儀 等。 ? 消除溫度影響的方法： 溫度補償 法。 順序 工作內(nèi)容 方法 要求 4 固化處理 自然干燥 在室溫 15度以上，濕 度 60%以下 12天 膠強度達(dá)到要求 人工固化 氣溫低，濕度大，在自 然干燥后，用人工加溫 度。 應(yīng)與應(yīng)變儀的靈敏度系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)。 主要技術(shù)指標(biāo) ? 電阻值 R： 120Ω。 電測傳感器 ：利用某種特殊材料的電學(xué)性能、或某種 裝置的電學(xué)原理，把所需測量的非電物理量變化轉(zhuǎn)換 成電量變化，主要包括感受部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸部 分和附屬裝置四部分。 概述（續(xù)） 56 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗對儀器設(shè)備的使用要求 ? 自重輕、尺寸小，不影響結(jié)構(gòu)工作與受力； ? 合適的靈敏度和量程； ? 安裝使用方便，穩(wěn)定性和重復(fù)性好； ? 價廉耐用，可重復(fù)使用，安全可靠，維修容易； ? 多功能，多用途，適應(yīng)多方面需要。 ? 線性度 ：儀器校準(zhǔn)曲線對理想擬合直線的接近程度。 概述（續(xù)） 55 建筑結(jié)構(gòu)試驗 測量儀器設(shè)備的主要技術(shù)性能指標(biāo)： ? 刻度值 （最小分度值）：指示或顯示裝置所能指示的最 小量測值。 50 建筑結(jié)構(gòu)試驗 第四章 結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)據(jù)采集和測量儀器 51 建筑結(jié)構(gòu)試驗 主要內(nèi)容 概述 傳感器 記錄器 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 52 建筑結(jié)構(gòu)試驗 概述 數(shù)據(jù)采集：用多種儀器和裝置測量結(jié)構(gòu)試驗中的輸入 （作用）和輸出（效應(yīng)、響應(yīng)）數(shù)據(jù)。 解決方法 ? 平衡重式 ? 壓樁作為地錨 ? 成對試驗加載 49 建筑結(jié)構(gòu)試驗 思考題： 簡述重力加載法的特點。 箱式試驗臺座 ? 特點： 承載力高 、 剛度大 、臺座 空間利用率高 ，但 安裝和移動設(shè)備困難 。 建筑結(jié)構(gòu)試驗 荷載支承機(jī)構(gòu)： 試驗臺座（槽式） 豎向反力架 42 立柱 橫梁 43 建筑結(jié)構(gòu)試驗 荷載支承機(jī)構(gòu)： 水平反力架 44 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗臺座： 抗彎大梁式臺座和空間桁架式臺座 ? 適用于中小型構(gòu)件試驗，跨度短、荷載??； ? 特點：自平衡式，對支座和支承條件無要求。 38 建筑結(jié)構(gòu)試驗 荷載支承設(shè)備和試驗臺座： 支座； 荷載支承機(jī)構(gòu)； 結(jié)構(gòu)試驗臺座； 現(xiàn)場試驗荷載裝置。 36 建筑結(jié)構(gòu)試驗 電磁加載法： 可進(jìn)行 靜、動載 試驗； 電磁式激振器 ? 優(yōu)點： 頻率范圍寬、重量輕、控制方便、可按給定 信號產(chǎn)生多個波形的激振力； ? 缺點： 激振力不大、適用于小型結(jié)構(gòu)試驗。 離心力加載法 ? 優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，容易產(chǎn)生較大振幅和激振力； ? 缺點：頻率低，振幅調(diào)節(jié)難，只能產(chǎn)生 簡諧荷載 。 25 建筑結(jié)構(gòu)試驗 重力加載法： 預(yù)應(yīng)力鋼－混凝土組合梁長期荷載試驗 建筑結(jié)構(gòu)試驗 液壓加載法： 目前結(jié)構(gòu)試驗中最常用的加載方法； 可適用于 靜、動載 試驗，噸位可大、可?。? 液壓加載方法 ? 液壓加載系統(tǒng)和試驗臺座； ? 結(jié)構(gòu)試驗機(jī)系統(tǒng)。 22 建筑結(jié)構(gòu)試驗 第三章 結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)備 23 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗中的加載方法： 重力加載法； 液壓加載法； 慣性力加載法； 機(jī)械力加載法； 氣壓加載法； 電磁加載法； 人激振動加載法； 環(huán)境隨機(jī)振動激振法。 試對比真型試驗與模型試驗。 15 建筑結(jié)構(gòu)試驗 建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類： 按試驗對象：真型試驗、模型試驗； 按荷載性質(zhì)：靜力試驗、動力試驗； 按試驗時間：短期荷載試驗、長期荷載試驗； 按試驗場合：試驗室試驗、現(xiàn)場試驗； 按破壞程度：破壞性試驗與非破壞性試驗。 我校的結(jié)構(gòu)試驗建設(shè)情況： 共有六個試驗室； 靜力 、擬動力、振動臺、抗火、風(fēng)洞、耐久性。 如結(jié)構(gòu)的彈性內(nèi)力計算與塑性承載力設(shè)計方法、長期性能、耐 久性等 7 建筑結(jié)構(gòu)試驗 簡支受彎梁試驗：（著名的路標(biāo)試驗） 研究簡支受彎梁截面應(yīng)力分布。1 建筑結(jié)構(gòu)試驗 建 筑 結(jié) 構(gòu) 試 驗 任課教師：薛偉辰 2 建筑結(jié)構(gòu)試驗 《建筑結(jié)構(gòu)試驗》課程介紹 建筑結(jié)構(gòu)試驗是以 實驗技術(shù) 為手段，測量能反映結(jié) 構(gòu)或構(gòu)件 實際工作性能 的有關(guān)參數(shù)，為判斷結(jié)構(gòu)的 承載 能力和安全儲備 提供重要根據(jù)。 3 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計 試件設(shè)計 加載方案 荷載設(shè)備 測試方案 數(shù)據(jù)采集和測 量儀器 4 建筑結(jié)構(gòu)試驗 課 時 安 排 第一章 結(jié)構(gòu)試驗概論 第三章 結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)備 （ 2課時） （ 2課時） 第四章 結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)據(jù)采集和測量儀器 （ 2課時） 第二章 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計 第五章 結(jié)構(gòu)單調(diào)加載靜力試驗 第六章 結(jié)構(gòu)低周反復(fù)靜力加載試驗 第九章 結(jié)構(gòu)試驗現(xiàn)場檢測技術(shù) 第十章 結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)據(jù)處理 （ 4課時） （ 2課時） （ 2課時） （ 2課時） （ 2課時） 5 建筑結(jié)構(gòu)試驗 第一章 結(jié)構(gòu)試驗概論 6 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗與理論分析的關(guān)系： 作為一門試驗科學(xué)，目的是 對結(jié)構(gòu)物的受力性能作 出評價，并為驗證和發(fā)展計算理論 提供依據(jù)； 當(dāng) 計算理論比較完善 ，足以分析結(jié)構(gòu)物的受力特性 時，則無須進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗； 當(dāng)計算理論有待完善或分析對象為 新材料、新工藝 或新型結(jié)構(gòu) 時，則需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗。 10 建筑結(jié)構(gòu)試驗 結(jié)構(gòu)試驗的發(fā)展趨勢： 大型化、體系化； 精密性，包括試件設(shè)計、加載、測試； 計算機(jī)聯(lián)機(jī)試驗。 應(yīng)用場合： ? ? ? 驗證結(jié)構(gòu)計算理論及有關(guān)假定、推斷等； 為編制有關(guān)設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)； 推廣應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。 簡述科研性試驗的目的。 說明試驗室試驗與現(xiàn)場試驗的不同。 杠桿加載法 結(jié)構(gòu)變形后荷載不 改變，但 無法自行 卸載 。 32 建筑結(jié)構(gòu)試驗 慣性力加載法： 利用運動物體質(zhì)量的慣性施加 動力荷載 ； 沖擊力加載法 ? 初位移加載法； ? 初速度加載法； ? 反沖激振法。 35 建筑結(jié)構(gòu)試驗 氣壓加載法： 利用壓縮空氣加載，利用抽真空產(chǎn)生 負(fù)壓加載 ； 適用于平板、殼體等 平面結(jié)構(gòu) 施加 均布荷載 ； 優(yōu)點： 加、卸載方便，荷載穩(wěn)定、安全，結(jié)構(gòu)破 壞時能夠自動卸載； 缺點： 加載面無法觀測。 環(huán)境隨機(jī)振動激振法： 又稱 脈動法 ； 由地面脈動產(chǎn)生建筑物脈動，再對其進(jìn)行模態(tài)參 數(shù)識別。 現(xiàn)場試驗 ? 反力支架（包括平衡重、錨固樁頭、現(xiàn)澆地梁和箍 架等）。 ? 地腳螺絲式試驗臺座：可適用于 靜力試驗 和 動力試 驗 ，但試件就位 靈活性差 ，螺絲受損后 修復(fù)困難 。 47 建筑結(jié)構(gòu)試驗