結(jié)構(gòu)實驗技術(shù)講稿模型試驗016次(參考版)
2025-01-21 19:13本頁面
【正文】 推倒動力相似問題，可以得到 Lab of Prof. Tian Shizhu 42 許多參考書都給出動力模型的相似要求 ，即各個物理量與長度相似比和彈性模量相似比的關(guān)系 ， 關(guān)于這個問題不一一列舉了 。 這意味著 aLE?? ?( ) ( )pmLLEE???LES S S? ?此即 在強度模型設計中，要求模型的應力與原型的應力相等，無量綱的應變也相等，即， 由此得到 SE=1。 注意到模型和原型的重力場相同而建立的。 Lab of Prof. Tian Shizhu 38 類 型 物理量 量綱 理想模型 實際應用模型 材料性能 混凝土應力 FL2 1 混凝土應變 — 1 1 混凝土彈性模量 FL2 1 混凝土泊松比 — 1 1 混凝土比重 FL3 鋼筋應力 FL2 1 鋼筋應變 — 1 1 鋼筋彈性模量 FL2 1 粘結(jié)應力 FL2 1 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度模型的相似要求 LSS?S?S?S?S?S?1 LSLab of Prof. Tian Shizhu 39 類 型 物理量 量綱 理想模型 實際應用模型 幾何特征 線尺寸 L 線位移 L 角位移 — 1 1 鋼筋面積 L2 荷 載 集中荷載 F 線荷載 FL1 分布荷載 FL2 1 彎矩或扭矩 FL 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)強度模型的相似要求 LSLSLSLS2LS2LS3LS3LSS?2LS2LSS?LSS?S?LSLab of Prof. Tian Shizhu 40 2. 動力結(jié)構(gòu)模型設計 與結(jié)構(gòu)靜力性能相比，結(jié)構(gòu)動力性能的差別主要因結(jié)構(gòu)本身的 慣性作用 所引起。 Lab of Prof. Tian Shizhu 37 對鋼筋混凝土強度模型選用的材料有較嚴格的相似要求。當縮尺比例較大時，由于材料特性與其構(gòu)成尺寸密切相關(guān)，鋼筋混凝土強度模型很難做到完全相似的程度。為了求得原型結(jié)構(gòu)的應力 ， 模型結(jié)構(gòu)應與原型結(jié)構(gòu)幾何尺寸相似、荷載相似以及邊界條件相同 Lab of Prof. Tian Shizhu 35 利用關(guān)系： 顯然，模型與原型應滿足下列相似關(guān)系： 由以上分析可以知道，采用原型相同材料制作的模型，可以模擬原型結(jié)構(gòu)線彈性階段和幾何非線性彈性階段的受力性能。 Lab of Prof. Tian Shizhu 34 但對于幾何非線性的結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)的應力和應變之間可以保持線性關(guān)系。例如，大跨徑懸索橋中懸索的受力特性具有幾何非線性特征。例如，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的強度模型一般具有材料非線性特征。按照線彈性理論，結(jié)構(gòu)所受荷載與結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的變形以及應力之間均為線性關(guān)系。通常，模型尺寸確定后，其他因素如模型材料、模型加工方式、試驗加載方式、測點布置方案等也基本確定了 結(jié)構(gòu)類型 殼體結(jié)構(gòu) 高層建筑 大跨橋梁 砌體結(jié)構(gòu) 結(jié)構(gòu)節(jié)段 風洞模型 彈性模型 1： 50～200 1： 20～60 1： 10～ 50 1： 4～ 8 1： 4～ 10 1： 50～300 強度模型 1： 10～30 1： 5～ 10 1： 4～ 10 1： 2～ 4 1： 2～ 6 無強度模 型 結(jié)構(gòu)模型的縮尺比例 Lab of Prof. Tian Shizhu 31 一、靜力結(jié)構(gòu)模型設計 1．線彈性模型設計 線彈性性能是工程結(jié)構(gòu)的主要性能之一。 (7) 形成模型設計技術(shù)文件，包括結(jié)構(gòu)模型施工圖，測點布置圖，加載裝置圖等。 (5) 分析相似誤差，對相似常數(shù)進行必要的調(diào)整。 Lab of Prof. Tian Shizhu 29 (3) 確定幾何相似常數(shù)和結(jié)構(gòu)模型主要部位尺寸 ,選擇模型材料。 (2) 對研究對象進行理論分析，用分析方程法或量綱分析法得到相似判據(jù)。 43 結(jié)構(gòu)模型設計 Lab of Prof. Tian Shizhu 28 (1) 分析試驗目的和要求，選擇模型基本類型。 而 模型設計 是結(jié)構(gòu)模型試驗的 關(guān)鍵環(huán)節(jié) 。 量綱矩陣分析法的實質(zhì)與量綱均衡分析法相同 ， 但采用量綱矩陣形式排列 ， 可以使分析更有條理 ， 適用于較復雜的量綱分析問題 。例 3， 采用量綱均衡分析法
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