【導(dǎo)讀】組織，以及安全設(shè)施等內(nèi)容。在真型試驗(yàn)里，不存在試件的形狀設(shè)計(jì)，因?yàn)樗男螤?。和結(jié)構(gòu)的形狀是一致的。一部分做試驗(yàn)的時(shí)候，最關(guān)鍵的就是在試驗(yàn)中，形成和實(shí)際工作中相一致的應(yīng)力狀態(tài)。因此，這樣就提出一個(gè)問(wèn)。它是個(gè)柱截面，它受有軸力，這是不言而喻的，另外還有彎矩和剪力，因?yàn)橹虚g有個(gè)反彎點(diǎn)，所以這個(gè)彎。矩和剪力之間存在相互關(guān)系的。加上軸力，兩面是有一面是加力的，一面實(shí)際上是加上支座。以造成中間是個(gè)反彎點(diǎn)，這個(gè)受力狀況，就和框架中柱的中部受力狀況是一致的。梁的反彎點(diǎn)來(lái)取出來(lái)一個(gè)十字型的試件，這樣來(lái)進(jìn)行組合。它是靠抽樣的規(guī)定，抽樣有規(guī)定，據(jù)因子和水平數(shù)的不同搭配，把試驗(yàn)分成兩種。那么第2個(gè)試件的試驗(yàn)抗剪強(qiáng)度和第6個(gè)試件的抗剪強(qiáng)度，它有什么不同呢？?jī)H改變截面，對(duì)抗剪強(qiáng)度影響，就從2和6這兩個(gè)試驗(yàn)結(jié)果反應(yīng)出來(lái)。而試件5，截面積取第二水平，砂漿強(qiáng)度還是第一水平，垂直應(yīng)力也是第一水平。

　　

【正文】 載試驗(yàn)之間，都要有一段比較長(zhǎng)時(shí)間的停留，這個(gè)叫空載的停留時(shí)間。 2．荷載分級(jí)的目的 說(shuō)每階荷載要分級(jí)，那么分級(jí)的目的是什么呢？分級(jí)目的一般說(shuō)來(lái)有三項(xiàng)。 第一，分級(jí)便于控制加載速度。這個(gè)怎么理解？假如說(shuō)，我一氣加載很大，那么加載速度就不好控制，有的加載很快，有的加載很慢，假如說(shuō)你要是分級(jí)，大家都加到那一級(jí)，無(wú)論你加的快也好，加的慢也好，到那級(jí)都停下來(lái)，那就是說(shuō)加載速度可以控制，這是第一條。 第二，是便于觀察荷載與變形的 關(guān)系及協(xié)調(diào)加載步驟。 我們?cè)谟^察結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的時(shí)候，總是要觀察荷載和變形之間，比如說(shuō)荷載和撓度之間，荷載和應(yīng)變之間，它們之間的確切關(guān) 系。比如說(shuō)荷載加多少，它的撓度是多少，應(yīng)變是多少，如果你要是一直不停地加載，那么你就很難控制你的荷載是多少，應(yīng)變是多少，很難對(duì)應(yīng)起來(lái)讀數(shù)。因?yàn)橛蟹旨?jí)，那么你到那一級(jí)上我們讀數(shù)，就可以確切的知道你的某一級(jí)荷載多大，它產(chǎn)生的應(yīng)變多大或者它產(chǎn)生的撓度多大，它協(xié)調(diào)各個(gè)加載。你做結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的時(shí)候，上面可能有很多個(gè)荷載點(diǎn)，有很多人加載，這樣因?yàn)槟惴旨?jí)，每個(gè)人，無(wú)論有的人加載速度快一點(diǎn)，有的人加載速 度慢一點(diǎn)，總之到這一級(jí)上你都要停留下來(lái)，所以這樣就容易協(xié)調(diào)各個(gè)加載點(diǎn)的荷載，這是分級(jí)的第二個(gè)目的。 第三， 分級(jí)的第三個(gè)目的就是為觀察與讀數(shù)提供必要的時(shí)間。 因?yàn)槟惴至思?jí) ,所有的荷載都維持在那個(gè)荷載級(jí)別上了 , 荷載就恒定了，所以你就有充分的時(shí)間來(lái)進(jìn)行計(jì)數(shù)。這是荷載分級(jí)的三個(gè)主要目的。 3． 預(yù)加荷載的值 預(yù)加荷載試驗(yàn)的值都要保持在彈性范圍內(nèi)。對(duì)鋼筋混凝土，尤其要強(qiáng)調(diào)不能出現(xiàn)裂縫，一般控制在開(kāi)裂荷載的 70%以內(nèi)，最好是在開(kāi)裂荷載的 60%。 4．標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗(yàn)與破壞荷載試驗(yàn) 在這里要說(shuō)一下具體分級(jí)的 方 法，當(dāng)然也包括預(yù)載試驗(yàn)的分級(jí)，一般都采用這個(gè)原則。在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載之前，每級(jí)加載值不應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)值的 20%，一般都采用 20%，一般分成五級(jí)就加到標(biāo)準(zhǔn)荷載了。而在標(biāo)準(zhǔn)荷載之后，每級(jí)就不應(yīng)大于標(biāo)準(zhǔn)荷載的 10%。標(biāo)準(zhǔn)荷載以后再加載，這個(gè)級(jí)就要小了，只能用標(biāo)準(zhǔn)荷載的 10%。 研究性試驗(yàn)，當(dāng)加載加至破壞性荷載的 90%以后，為了求得精確的破壞荷載值，每級(jí)應(yīng)取不大于標(biāo)準(zhǔn)荷載的5%，逐級(jí)加荷至結(jié)構(gòu)破壞。 那就是說(shuō)，當(dāng)你加載加到破壞荷載的 90%的時(shí)候，再加載，它是以標(biāo)準(zhǔn)荷載 5%做為一級(jí)來(lái)逐漸加載，這里指的是研究性試驗(yàn)。而對(duì) 生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)，它為了能與抽樣的方法統(tǒng)一起來(lái)， 當(dāng)加載到承載力極限荷載的 90%以后，每級(jí)應(yīng)取不大于承載力極限荷載的 5%，逐級(jí)加荷，一直到破壞。 就是說(shuō)生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)和研究試驗(yàn)，當(dāng)接近破壞的時(shí)候，這個(gè)加荷級(jí)別有所區(qū)別，它的區(qū)別就是因?yàn)樯a(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)的級(jí)是按照生產(chǎn)檢驗(yàn)要求的，它的要求就是在序論里講的表 1— 1，都有一個(gè)承載力檢驗(yàn)系數(shù)，那么它的檢驗(yàn)系數(shù)、加載級(jí)別 就和承載力的檢驗(yàn)系數(shù)相吻合了。所以它到了破壞荷載 90%以后，就按照承載力極限荷載的5%來(lái)加荷。 對(duì)于鋼筋混凝土或者是預(yù)應(yīng)力構(gòu)件加載到開(kāi)裂荷載的 90%以后，也應(yīng)改為不大于標(biāo)準(zhǔn)值的 5%來(lái)施加，直到第一條裂縫出現(xiàn)，那么開(kāi)裂以后再恢復(fù)到正常加載。其 目的就是為了能夠準(zhǔn)確的找到第一條裂縫，準(zhǔn)確的確定開(kāi)裂荷載值，所以當(dāng)接近開(kāi)裂的時(shí)候，把荷載級(jí)要加密，加密到標(biāo)準(zhǔn)荷載值的 5%，當(dāng)你發(fā)現(xiàn)第一條裂縫以后就可以恢復(fù)到原來(lái)的荷載級(jí)別來(lái)加荷。加荷的等級(jí)是這么確定的。 5． 加荷的持續(xù)時(shí)間 加荷的持續(xù)時(shí)間有以下幾個(gè)。 一個(gè)就是級(jí)間的持續(xù)時(shí)間。就是說(shuō)你加一級(jí)，然后要恒載持續(xù)一段時(shí)間，這個(gè)規(guī)定就是一般的混凝土結(jié)構(gòu)要恒載持續(xù) 10 分鐘到 15 分鐘。 持續(xù)時(shí)間的目的，就是使結(jié)構(gòu)能夠充分的變形 。因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)變形總是要有一定的時(shí)間的，使它能充分的變形，如果這個(gè)變形要不充分，就會(huì)使試驗(yàn)結(jié)果不準(zhǔn)確。比如說(shuō)它的撓度就會(huì)小，因?yàn)樗冃尾怀浞?，它撓度小，測(cè)出的應(yīng)變也小。另外，假如說(shuō)，量測(cè)裂縫寬度，因?yàn)榭p寬度沒(méi)有充分開(kāi)展也會(huì)小，所以這個(gè)時(shí)間 規(guī)定是 10 到 15 分鐘。如果有些結(jié)構(gòu)，你發(fā)現(xiàn) 10 到 15 分鐘以后它還繼續(xù)變形，那么這個(gè)時(shí)間還應(yīng)該延長(zhǎng)。 科學(xué)研究性試驗(yàn)，對(duì)預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件在開(kāi)裂荷載下，如果在計(jì)算的開(kāi)裂荷載下沒(méi)有出現(xiàn)裂縫，那一級(jí)本來(lái)按計(jì)算應(yīng)該出現(xiàn)裂縫，但是沒(méi)出現(xiàn)裂縫，這個(gè)時(shí)候在這一級(jí)應(yīng)該延長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間一直到 30 分鐘，也就是說(shuō)應(yīng)該維持 30 分鐘。 對(duì)于檢驗(yàn)性試驗(yàn)，就不這么要求。比如說(shuō)，在某一級(jí)開(kāi)裂荷載下沒(méi)有開(kāi)裂，那么就是說(shuō)，對(duì)于檢驗(yàn)性試驗(yàn)，還是按照正常情況下的加載。研究性試驗(yàn)因?yàn)橐浞挚紤]結(jié)構(gòu)的變形和開(kāi)裂，所以在這靜停 30 分鐘，這是級(jí)間的持續(xù)時(shí)間。 還有一個(gè)就是滿載的持續(xù)時(shí)間。這是指加載到標(biāo)準(zhǔn)荷載或者是預(yù)加載時(shí)加到預(yù)加載的值，這個(gè)時(shí)候的停留時(shí)間一般要求的比較長(zhǎng)。它是這樣規(guī)定，對(duì)于一般的混凝土結(jié)構(gòu)，在正常使用極限狀態(tài)標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下的持續(xù)時(shí)間不應(yīng)少于 30 分鐘；對(duì)于砌體應(yīng)該是 30 分鐘的六倍；對(duì)于木結(jié)構(gòu)也不應(yīng)該小于 24 小時(shí) ；對(duì)有些特殊的磚石結(jié)構(gòu)，比如說(shuō)拱形的磚石結(jié)構(gòu)或者是混凝土結(jié)構(gòu)一般不小于 72 小時(shí)。 這時(shí)候就要求在標(biāo)準(zhǔn) 荷載情況下要加長(zhǎng)持續(xù)時(shí)間，把這個(gè)叫做滿載持續(xù)時(shí)間，這是正常的一般的結(jié)構(gòu)。 對(duì)于采用新材料、新工藝或者新結(jié)構(gòu)形式的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，或者跨度較大的屋架、桁架等結(jié)構(gòu)構(gòu)件，就要求在正常使用極限狀態(tài)短期荷載試驗(yàn)作用下的持續(xù)時(shí)間不宜少于 12 個(gè)小時(shí)。這個(gè)就是對(duì)于新材料、新工藝或者大跨度的結(jié)構(gòu)第一個(gè)特殊要求。 6． 空載的時(shí)間 所謂空載，就是把對(duì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)所施加的荷載完全卸除，比如說(shuō)在預(yù)載試驗(yàn)做完了，卸完載，到下一次做標(biāo)準(zhǔn)荷載試 驗(yàn)，這個(gè)之間的時(shí)間叫空載時(shí)間?；蛘呤菢?biāo)準(zhǔn)荷載試驗(yàn)卸載卸完了，到做破壞荷載試驗(yàn)這一段也叫空載時(shí)間。這段時(shí)間也要足夠的充分。卸去荷載之后，它的變形要一點(diǎn)，一點(diǎn)恢復(fù)，要使構(gòu)件的變形能夠充分恢復(fù)，它恢復(fù)需要一定的時(shí)間。 一般規(guī)定是這樣：對(duì)于一般的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，空載時(shí)間取 45 分鐘；對(duì)于重要的結(jié)構(gòu)構(gòu)件或者跨度大于 12米的結(jié)構(gòu)，一般取 18 個(gè)小時(shí)；對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)一般不應(yīng)該小于 30 分鐘，而且在空載時(shí)間內(nèi)對(duì)它的變形也要進(jìn)行觀察，一直到它的變形值已經(jīng)不再變?yōu)橹?。那么有些結(jié)構(gòu)可能你留的時(shí)間不充分，假如說(shuō)你雖然按這個(gè)時(shí)間做了，那么它的 變形還繼續(xù)恢復(fù)，這個(gè)時(shí)間還要適當(dāng)?shù)难娱L(zhǎng)。 小結(jié)：本章主要介紹了，試件設(shè)計(jì)當(dāng)中的形狀設(shè)計(jì)，數(shù)量設(shè)計(jì)和試件的尺寸設(shè)計(jì)當(dāng)中的模型設(shè)計(jì)。 利用三個(gè)相似定理來(lái)做結(jié)構(gòu)模型的設(shè)計(jì)，主要是用相似定理來(lái)確定模型的一些相似常數(shù)。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)加載的一些程序，這里包括加載的三個(gè)階段，預(yù)載階段，標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗(yàn)階段和破壞荷載試驗(yàn)階段。也介紹一些加載的分級(jí)，就是說(shuō)為什么要分級(jí)，和加載的持續(xù)時(shí)間，有級(jí)間的持續(xù)時(shí)間和滿載持續(xù)時(shí)間和空載的持續(xù)時(shí)間。 形狀設(shè)計(jì)里面給大家用一個(gè)典型的例子來(lái)說(shuō)明設(shè)計(jì)試件時(shí)，可以取結(jié)構(gòu)當(dāng)中的一部分，只要這一部分能夠滿足我們 試驗(yàn)要求就可以。試件的數(shù)量設(shè)計(jì)，我們介紹了兩種方法，一種是全因子試驗(yàn)、一種是正交試驗(yàn)，主要讓大家了解一下正交試驗(yàn)這個(gè)方法的基本概念。試件的尺寸設(shè)計(jì)當(dāng)中的模型設(shè)計(jì)，這里給大家講了三個(gè)定理，第一定理和第三定理實(shí)際上是兩個(gè)互為逆定理的。第一定理是它的正定理，是前提條件，是當(dāng)兩個(gè)物理現(xiàn)象相似，得出它的相似指標(biāo)必須等于 1，相似常數(shù)應(yīng)該相等且為常數(shù)。第三定理是它的逆定理，就是說(shuō)當(dāng)相似指標(biāo)為 1，或者相似判矩相等且等于常數(shù)的時(shí)候，它的邊界條件如果相同，那么這兩個(gè)物理現(xiàn)象一定相似。相似的第二定理是說(shuō)相似判矩的存在定理，因?yàn)橹?要一個(gè)物理現(xiàn)象能用一個(gè)方程式來(lái)表達(dá)，那么它必然存在相似判矩。就是說(shuō)也可以用相似判矩的方程式來(lái)表達(dá)，這樣就說(shuō)明相似判矩是存在的。以后我們?cè)僮瞿Ｐ驮O(shè)計(jì)，尤其是彈性模型的時(shí)候主要是依據(jù)這三個(gè)定理。