【文章內(nèi)容簡介】 二節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗的試件設計(一)結(jié)構(gòu)試件設計的內(nèi)容★當不能用原型或足尺模型結(jié)構(gòu)進行試驗時，也可采用它的縮尺比例的模型結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，這時試驗的模型應考慮與原型之間的相似關(guān)系（）。結(jié)構(gòu)試驗對試件設計的要求科研性試驗的試件設計應包括試件形狀的設計、尺寸和數(shù)量的確定、構(gòu)造措施、同時必須滿足結(jié)構(gòu)和受力的邊界條件的要求。試件設計要求考慮的具體內(nèi)容有哪些？試件的形狀、試件的尺寸、試件的數(shù)量、結(jié)構(gòu)試驗加載和測試對試件設計的要求?！?二)試件的形狀試件的形狀設計，主要是要求滿足在試驗時形成和實際工作相一致的應力狀態(tài)。當從整體結(jié)構(gòu)中取出部分構(gòu)件單獨進行試驗時，特別是對在比較復雜的超靜定體系中的構(gòu)件，必須要注意其(三)試件的尺寸結(jié)構(gòu)試驗所用試件的尺寸和大小，總體上分為原型和模型兩類。? 尺寸效應 (四)試件的數(shù)量★控制試件數(shù)量的因素和正交試驗設計法。? 生產(chǎn)性試驗 科研型試驗 (五)結(jié)構(gòu)試驗加載和測試對試件設計的要求為滿足試件安裝、加載、量測的需要，試件設計同時應考慮必要的構(gòu)造措施?？蒲行栽囼灂r，為了保證試件在某一預定的部位破壞，以期得到必要的測試數(shù)據(jù)，試件設計就需要對其他部位事先加強或進行局部加固。為了保證試驗量測的可靠性和安裝儀表的方便，在試件特定的部位必須預設埋件或預留孔洞。第三節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗的模型設計★(一)結(jié)構(gòu)模型按相似理論設計的要求結(jié)構(gòu)模型: 按照原型的整體、部件或構(gòu)件復制的試驗代表物，較多采用的是縮小比例的結(jié)構(gòu)模型進行試驗?！锝Y(jié)構(gòu)模型按相似理論設計的要求? 幾何相似：模型和原型的幾何尺寸相似并保持一定的比例；? 材料相似：模型和原型的材料相似或具有某種相似關(guān)系；? 荷載相似：施加于模型的荷載和原型荷載方向一致，且按照某一比例縮小或放大；? 物理相似：確定模型結(jié)構(gòu)試驗過程中各參與的物理量的相似常數(shù)，并由此求得反映相似模型整個物理過程的相似條件；★(二)結(jié)構(gòu)模型的相似要求和相似常數(shù)相似常數(shù)：模型和原型結(jié)構(gòu)之間對應參數(shù)的比例關(guān)系；? 幾何相似：模型和原型結(jié)構(gòu)之間所有對應部分尺寸成比例關(guān)系； 質(zhì)量相似：模型和原型結(jié)構(gòu)之間對應部分的質(zhì)量成比例關(guān)系；? 荷載相似：模型和原型在各對應點所受的荷載方向一致，荷載大小成 比例關(guān)系；? 物理相似()：模型和原型的各相應點的應力和應變、剛度和變形間的關(guān)系相似；? 時間相似() ：模型和原型的各對應的時間成比例關(guān)系；? 邊界條件相似() ：模型和原型在與外界接觸區(qū)域內(nèi)的各種條件保持相似；也即要求支承條件相似、約束情況相似以及邊界上的受力情況相似；? 初始條件相似：模型和原型結(jié)構(gòu)初始時刻的各運動參數(shù)相似；運動的初始條件包括初始狀態(tài)下的初始幾何位置、質(zhì)點的位移、速度和加速度等。(三)結(jié)構(gòu)模型設計的相似條件? 相似條件：模型和原型結(jié)構(gòu)之間相似常數(shù)所應滿足的一定關(guān)系；模型和原型間的相似條件為 、 、★結(jié)構(gòu)模型設計的程序? 根據(jù)力學及設計理論推導原型和模型結(jié)構(gòu)的相似條件；? 確定幾何比例，即幾何相似系數(shù)，還可以設計確定幾個物理量的相似常數(shù)；? 確定模型材料，并由此確定材料相似系數(shù)；? 根據(jù)模型和原型的相似條件推導出其他物理量的相似常數(shù)的數(shù)值。結(jié)構(gòu)動力模型試驗解決重力失真的處理方法 在模型上附加適當?shù)姆植假|(zhì)量，即 采用高密度材料來增加結(jié)構(gòu)上有效的模型材料密度。第四節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗的荷載設計(一)結(jié)構(gòu)試驗荷載設計的內(nèi)容★結(jié)構(gòu)試驗中，影響荷載設計的主要因素有哪些？結(jié)構(gòu)試驗的荷載設計主要取決于結(jié)構(gòu)試驗的目的要求、 試驗對象的結(jié)構(gòu)型式、 試件承受荷載的類型和性質(zhì)以及實驗室或現(xiàn)場所具有的加載條件（）等因素。荷載設計內(nèi)容：試驗設備和加載方法的選擇、試件就位與加載方案的確定、試驗荷載圖式的設計、試驗荷載裝置的設計及試驗荷載值的計算和加載制度的設計等?！?二)試件就位與加載方案正位試驗，異位試驗(反位和臥位)與原位試驗★各種試驗加載方案的含義正位試驗 （最常見的加載方案，應優(yōu)先采用）:試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件是在與實際工作狀態(tài)相一致的情況下進行異位試驗：結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝位置與實際工作狀態(tài)不相一致的情況下進行的試驗。反位試驗：加載方案正好與正位試驗方案在空間位置上相差180。臥位試驗：加載方案與正位試驗方案在空間位置上相差90。原位試驗：加載方案為檢驗已建結(jié)構(gòu)性能進行現(xiàn)場荷載試驗唯一使用的方法。 (三)試驗荷載圖式的選擇與設計等效荷載和框架梁、柱和節(jié)點的試驗荷載圖式。★等效荷載（） 指的是在它的作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的控制截面和控制部位上能產(chǎn)生與原來荷載作用時相同的某一作用效應（軸力、彎矩、剪力或變形等）的荷載。等效荷載的數(shù)值要根據(jù)其相同的某一效應的等效條件換算而得到。 (四)試驗荷載裝置的設計★結(jié)構(gòu)試驗中，對試驗裝置設計的要求有哪些？? 試驗荷載裝置應有足夠的強度儲備；? 試驗荷載裝置要求滿足剛度要求；? 試驗荷載裝置要滿足試件的邊界條件和受力變形的真實狀態(tài)；? 試驗荷載裝置應盡可能使其構(gòu)造簡單，組裝時花費時間短；方便試件的安裝，并縮短其安裝調(diào)整的時間；如有可能，最好設計成多功能、能滿足各種試驗要求的荷載裝置。★結(jié)構(gòu)試驗中，試驗裝置的強度、剛度以及邊界條件的模擬對試驗的影響有哪些？? 對于荷載裝置的強度，首先要滿足試驗最大荷載量的要求，保證有足夠的強度儲備，同時要考慮結(jié)構(gòu)受載后有可能使局部構(gòu)件的強度有所提高。? 試驗裝置的剛度直接影響試件的破壞狀態(tài)，當試驗裝置剛度不足時，將難以獲得試件受極限荷載后變形極限狀態(tài)的反應。? 試驗加載裝置要求它能符合結(jié)構(gòu)構(gòu)件的受力條件，要求能模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件的邊界條件和變形條件，否則它將失去受力的真實性。 (五)試驗荷載值的計算和加載制度的設計根據(jù)國家標準《建筑結(jié)構(gòu)設計統(tǒng)一標準》（GBJ 6884）和各種結(jié)構(gòu)設計規(guī)范的規(guī)定，結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)分為承載能力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)，還規(guī)定結(jié)構(gòu)構(gòu)件應按不同的荷載效應（）組合設計值進行承載力計算及穩(wěn)定、變形、抗裂和裂縫寬度驗算?！镆曰炷两Y(jié)構(gòu)試驗為例，試驗荷載值應如何進行計算？（）? 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、裂縫寬度進行試驗時，應確定正常使用極限狀態(tài)的試驗荷載值；? 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性進行試驗時，應確定開裂試驗荷載值；? 對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行承載能力試驗時，應確定承載能力試驗荷載值；? 按荷載作用時間的不同，正常使用極限狀態(tài)的試驗荷載值可分為使用狀態(tài)短期試驗荷載值和長期試驗荷載值，由于大部分試驗是在短時間內(nèi)進行的，故應按規(guī)定要求，考慮長期效應組合影響值進行修正?！镌囼灱虞d制度的含義 試驗加載制度是指結(jié)構(gòu)試驗進行期間荷載與加載時間的關(guān)系。它包括加載速度的快慢、加載時間間歇的長短、 分級加載的大小和 加載卸載循環(huán)的次數(shù)等。第六節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗的誤差控制(一)結(jié)構(gòu)試驗誤差控制的內(nèi)容★結(jié)構(gòu)試驗中，引起誤差的原因： 試件制作誤差；材料性能誤差；試件安裝誤差；試驗裝置和試驗加載誤差； 儀器使用和測試方法誤差； 荷載和量測設備誤差； 結(jié)構(gòu)試驗方法非標準誤差； (二)試件制作的誤差試件尺寸，模板變形，鋼筋移位，砌體砌筑等產(chǎn)生的誤差?？刂圃嚰谱髡`差的方法：試驗前必須量測試件主要受力區(qū)的實際外形尺寸，試驗后打開混凝土實測主筋位置和保護層厚度，采用試件的實測尺寸進行理論計算。(三)材料性能的誤差材性試件與結(jié)構(gòu)試件的同一性，材性試驗方法的標準化。(四)試件安裝的誤差試件支承、荷載作用點和支座變形等產(chǎn)生的誤差。(五)試驗裝置和試驗加載誤差杠桿、分配梁和臥梁等加載裝置安裝不妥產(chǎn)生的誤差。結(jié)構(gòu)靜力試驗采用杠桿加載時，杠桿比例不宜太太（不宜大于1:6），不然，試件撓度增大時，會使杠桿傾斜，在加載點產(chǎn)生水平分力，造成試件雙向受力和出平面的變形以致傾覆。當施加集中荷載要求按荷載分配梁的比例分配試驗荷載時，梁的分配比例同樣不宜過大（不宜大于1:4）。試驗安裝時應將分配比例大而長度短的一端支承在不動鉸支座上。臥梁的抗彎剛度直接影響受壓應力的均勻性，剛度愈大，則荷載作用的均勻性愈好。(六)儀表使用和測試方法誤差儀表安裝、試驗環(huán)境和使用操作等產(chǎn)生的誤差。由于混凝土材質(zhì)的非均勻性，應變計的標距至少應大于骨料粒徑的23倍。(七)荷載和量測設備的誤差(八)結(jié)構(gòu)試驗方法非標準的誤差第七節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗的安全與防護措施結(jié)構(gòu)試驗考慮安全措施的重要意義： 結(jié)構(gòu)試驗的安全與防護措施不僅關(guān)系到試驗工作是否能順利進行和很好完成預定的試驗任務，更重要的是它關(guān)系到試驗人員的生命安全和國家財產(chǎn)不受損失。因此，試驗工作中必須采取切實有效的措施，貫徹“安全第一”和“預防為主”的方針。(一)結(jié)構(gòu)靜力試驗的安全與防護? 試件、試驗設備和荷載裝置等在起重運輸、安裝就位以及電氣設備線路架設連接過程中，必須注意安全操作，遵守我國現(xiàn)行有關(guān)建筑安裝和電氣使用的安全技術(shù)規(guī)程；? 試件的起吊安裝要注意吊點的設置，防止和避免混凝土試件在自重作用下的開裂（）。? 試驗進入破壞階段，對于有可能發(fā)生突然脆性破壞的試件應采取特別的防護措施，防止混凝土碎塊和鋼筋飛出危及人身安全、損壞儀器設備，造成嚴重后果；? 結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗時，必須對地基承載力和剛度進行復核，防止試驗時隨試件荷載的增大，而使支座支墩產(chǎn)生不均勻沉降和傾側(cè)；(二)結(jié)構(gòu)動力試驗的安全與防護? 試件、試驗設備和荷載裝置等在起重運輸、安裝就位以及電氣設備等方面與靜力試驗一樣，必須注意安全操作，遵守我國現(xiàn)行有關(guān)建筑安裝和電氣使用的安全技術(shù)規(guī)程；? 對于結(jié)構(gòu)動力試驗，由于動力試驗在荷載性質(zhì)、試驗對象和加載設備等方面具有自身的特點，尚需采取專門的安全防護措施。第八節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗大綱和試驗報告（大綱無具體要求）(一)結(jié)構(gòu)試驗大綱的內(nèi)容(二)結(jié)構(gòu)試驗報告的內(nèi)容第五章 結(jié)構(gòu)靜力試驗(一)結(jié)構(gòu)靜力試驗的定義，靜力試驗和單調(diào)加載。★結(jié)構(gòu)靜力試驗 靜力試驗一般是指在不長的時間內(nèi)對試驗對象進行平穩(wěn)的連續(xù)加載，荷載從“零”開始一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞或達到預定荷載，或是在短時期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預定的重復荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件發(fā)生破壞。單調(diào)加載（）：單調(diào)加載是指荷載從“零”開始，一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的一次性連續(xù)加載方法。 一般來說，結(jié)構(gòu)實際承受的靜力荷載不是單調(diào)加載，單調(diào)加載是把結(jié)構(gòu)實際承受的靜力荷載理想化。與結(jié)構(gòu)實際荷載情況相比，單調(diào)加載更為經(jīng)濟、方便和有效。單調(diào)加載試驗可以得到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能等。 (二)結(jié)構(gòu)靜力試驗的作用，研究結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載力、撓度、抗裂度、變形能力等基本性能和破壞機制靜力試驗主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用下的工作情況，試驗中可以觀測和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、撓度、抗裂度、變形能力等基本性能和破壞機制。 (三)結(jié)構(gòu)試驗方法的國家標準第二節(jié) 結(jié)構(gòu)靜力試驗的加載設計(一)加載制度和荷載與時間的關(guān)系試驗荷載的確定和荷載分級。分級加載和級間持荷時間。預載和正式加載?！锛虞d設計的內(nèi)容 結(jié)構(gòu)靜力試驗的加載設計包括加載制度和加載圖示兩方面的設計內(nèi)容。? 加載制度 指的是試驗進行期間荷載的大小和方向與時間的關(guān)系；? 加載圖示 指的是試驗中荷載的空間布置；★加載設計的目的 在試驗中模擬結(jié)構(gòu)的實際荷載情況，提出與結(jié)構(gòu)的實際荷載相似的加載制度和加載圖示。 ★加載制度的意義只有正確制定試驗的加載制度，才能正確了解結(jié)構(gòu)的承載能力和變形性質(zhì)，才能將試驗的結(jié)構(gòu)相互進行比較。? 試驗加載制度取決于不同的試驗對象和試驗目的；? 科學研究與生產(chǎn)鑒定的結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗一般均需進行破壞試驗；? 為了充分研究結(jié)構(gòu)的工作情況，試驗加載常分級并按幾個循環(huán)進行，最后才加載至結(jié)構(gòu)破壞?！锊捎梅旨壖虞d制度的優(yōu)點有哪些？? 采用分級加載一方面可控制加載速度，另一方面便于觀測結(jié)構(gòu)變形時隨