建筑結(jié)構(gòu)試驗課件第一章工程結(jié)構(gòu)試驗概論

土木工程結(jié)構(gòu)試驗授課教師韓瑞芳課程性質(zhì)？

《土木工程結(jié)構(gòu)試驗》是一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課程（32學(xué)時，理論24學(xué)時，試驗8學(xué)時），是電學(xué)、光學(xué)、光電子學(xué)、力學(xué)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)等學(xué)科相互交叉的、實用性很強的一門學(xué)科，是用試驗的方法研究和測量建筑結(jié)構(gòu)的強度、結(jié)構(gòu)受荷載作用后的反應(yīng)及評估建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)品質(zhì)量的一門學(xué)科?！锻聊竟こ探Y(jié)構(gòu)試驗》課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達到的基本要求是什么？

通過本課程的學(xué)習(xí)應(yīng)達到的基本要求是:1．掌握經(jīng)常使用的各種測試方法的基本原理和測量技術(shù)，結(jié)合土木工程專業(yè)的特點，培養(yǎng)建筑結(jié)構(gòu)試驗的試驗技能，使之具有從事一般建筑結(jié)構(gòu)的檢測能力，為進行現(xiàn)場結(jié)構(gòu)檢測和科學(xué)研究的試驗打下良好的基礎(chǔ)。2．掌握建筑結(jié)構(gòu)試驗的前期準備工作程序，為結(jié)構(gòu)試驗的順利進行準備測試方案。3．掌握典型建筑結(jié)構(gòu)試驗的測試內(nèi)容、測試方法、數(shù)據(jù)處理及書寫測試報告的全過程。4．熟練掌握建筑結(jié)構(gòu)無損檢測的原理和檢測方法?！锻聊竟こ探Y(jié)構(gòu)試驗》課程內(nèi)容體系《土木工程結(jié)構(gòu)試驗》課程主要是講述建筑結(jié)構(gòu)試驗中的試驗準備工作，加載方法的選擇，測點和測試方法的選擇，試驗過程、數(shù)據(jù)處理及測試報告的書寫等內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容按教材的章節(jié)的模塊化進行設(shè)計:建筑結(jié)構(gòu)試驗準備工作、試驗裝置和加載設(shè)備、測試技術(shù)、試驗設(shè)計、典型試驗、無損檢測技術(shù)、試驗數(shù)據(jù)的處理等。學(xué)習(xí)參考書：第一章土木工程結(jié)構(gòu)試驗概述本章提要：

一、土木工程結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)二、土木工程結(jié)構(gòu)試驗的作用三、土木工程結(jié)構(gòu)試驗的目的四、土木工程結(jié)構(gòu)試驗的分類五、土木工程結(jié)構(gòu)試驗的發(fā)展建筑結(jié)構(gòu)：不同類型的承重構(gòu)件（梁、板、柱等）相互連接而形成的結(jié)構(gòu)體系，在規(guī)定的使用期內(nèi)能安全有效的承受外部及內(nèi)部形成的各種作用，滿足結(jié)構(gòu)使用功能的要求。結(jié)構(gòu)分析：各種作用下的實際應(yīng)力分布和工作狀態(tài)，了解構(gòu)件的剛度、抗裂性能以及實際所具有的強度和安全儲備.結(jié)構(gòu)分析方法：傳統(tǒng)和現(xiàn)代的設(shè)計理論和計算方法、結(jié)構(gòu)試驗。結(jié)構(gòu)試驗是研究和發(fā)展工程結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新工藝以及探索工程結(jié)構(gòu)計算分析、設(shè)計理論的重要手段，在工程結(jié)構(gòu)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新等方面起著重要作用。結(jié)構(gòu)試驗是一門試驗科學(xué)土木工程結(jié)構(gòu)試驗是一項科學(xué)實踐性很強的活動，是研究和發(fā)展結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新工藝以及探索結(jié)構(gòu)設(shè)計新理論的重要手段。同時，也可通過試驗對具體結(jié)構(gòu)作出正確的技術(shù)結(jié)論。實踐性:結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，工程技術(shù)人員必須掌握在各種作用下結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)，了解結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度、受力性能以及實際所具有的安全儲備。1）傳統(tǒng)的理論計算方法；2）結(jié)構(gòu)試驗應(yīng)力分析方法。一、結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)電子計算機技術(shù)的應(yīng)用

1）數(shù)學(xué)模型方法計算分析技術(shù)；2）計算機控制的結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)。900(2700)方向來流時風(fēng)壓云圖

重慶大劇院模型結(jié)構(gòu)試驗技術(shù)

1）工程結(jié)構(gòu)靜力試驗和動力試驗的加載模擬技術(shù)；2）工程結(jié)構(gòu)變形參數(shù)的量測技術(shù)；3）試驗數(shù)據(jù)的采集、信號分析及處理技術(shù)；4）對試驗對象作出科學(xué)的技術(shù)評價或理論分析。1）工程結(jié)構(gòu)靜力試驗動力試驗的加載模擬技術(shù)；

工程結(jié)構(gòu)變形參數(shù)的量測技術(shù)；

3）試驗數(shù)據(jù)的采集、信號分析及處理技術(shù)；4）對試驗對象作出科學(xué)的技術(shù)評價或理論分析。結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)建筑結(jié)構(gòu)試驗研究對象：建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)物建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)：在試驗研究對象上應(yīng)用科學(xué)的試驗組織程序，使用儀器設(shè)備為工具，利用各種實驗為手段，在荷載或其它因素作用下，通過量測與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)，從強度、剛度和抗裂度以及結(jié)構(gòu)實際破壞形態(tài)來判明結(jié)構(gòu)的實際工作性能，估計結(jié)構(gòu)的承載能力，確定結(jié)構(gòu)對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論。幾個典型實例：1、鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載作用下，可以通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應(yīng)變和裂縫寬度等參數(shù)，來分析梁的整個受力過程以及結(jié)構(gòu)的強度、撓度和抗裂性能。適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個階段:第一階段——截面開裂前階段（抗裂驗算）第二階段——從截面開裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開始屈服階段（變形和裂縫寬度驗算）第三階段——破壞階段（承載力計算）

2、動力試驗：測量結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼系數(shù)、振幅和動應(yīng)變等，研究結(jié)構(gòu)的動力特性和結(jié)構(gòu)對動力荷載的反應(yīng)。3、結(jié)構(gòu)抗震試驗：在低周反復(fù)荷載作用下，獲得應(yīng)力-變形關(guān)系滯回曲線，分析抗震結(jié)構(gòu)的強度、剛度、延性、剛度退化及變形能力。結(jié)題論建筑遵結(jié)構(gòu)專試驗抵是以艱實驗即方式媽測定生有關(guān)哄數(shù)據(jù)勿，由候此反休映結(jié)旗構(gòu)或脅構(gòu)件巖的工濃作性倦能、鋪承載毫能力侄和相由應(yīng)的觸安全之度，羨為結(jié)掀構(gòu)的唱安全垮使用孟和設(shè)轎計理賄論的泳建立揉提供道重要匠根據(jù)被的學(xué)梳科。二跡結(jié)構(gòu)試翼驗的作透用1、建筑結(jié)構(gòu)撥試驗是發(fā)展蝦結(jié)構(gòu)理論和雁計算方法的騎重要途徑2、建筑結(jié)構(gòu)柿試驗是發(fā)現(xiàn)芬結(jié)構(gòu)設(shè)計誤解區(qū)的主要手束段3、建筑結(jié)構(gòu)觀試驗是驗證肅結(jié)構(gòu)理論的請唯一方法4、建筑結(jié)構(gòu)償試驗是建筑碼結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒尺定的直接方充式5、建筑結(jié)構(gòu)婆試驗是制定野各類技術(shù)規(guī)吳范和技術(shù)標任準的基礎(chǔ)（1）結(jié)構(gòu)喊試驗是惱發(fā)展結(jié)氧構(gòu)理論壞和計算托方法的謀重要途薯徑17世紀象初伽鋪利略捷（15跟64綢-1疑64差2）在16堡38年錯誤地提注出：受彎梁萍的斷面應(yīng)力辜為均勻受拉頃。46年后從法國煙物理麥學(xué)家肯馬里及奧脫覆和德篇國數(shù)發(fā)學(xué)家跨萊布償尼茲洪對這款個假棗設(shè)提園出了偷修正,認為：斷趣面應(yīng)力不傷是均勻分瀉布，是三忍角形分布圣。后來胡仇克和伯努亮里又建立胖了平面假伙設(shè)。17程13年法國巴糞郎提出了料中和層理傷論：認為御一邊受拉藝，一邊受浴壓，但該漁理論無法鉆用試驗驗舉證，而未挽被人們接兇受。1767年法國泛科學(xué)家絨容格密所里用簡叔單的試逢驗驗證蛛了巴郎濤理論中盾一邊受榴拉，一洽邊受壓召的結(jié)論魄。后人碑把該試渾驗譽為磚“路標最試驗”糠。182甩1年法已國科件學(xué)院擁院士老拿維枝葉從溝理論綢上導(dǎo)零出了節(jié)受彎翠構(gòu)件仇斷面趕應(yīng)力慮計算裝公式駕，20年后該公式樣被法國另一仰位院士阿莫鑒列思用試驗順方法驗證了箭。框架結(jié)構(gòu)矩貴形截面柱和產(chǎn)圓形截面柱英：拉壓型破熟壞異型醉截面繳柱：殖剪切糖型破后壞《混凝土掙結(jié)構(gòu)設(shè)制計規(guī)范》、《混凝土鄙異形柱票結(jié)構(gòu)技秩術(shù)規(guī)程》（2）結(jié)殃構(gòu)試閥驗是枯發(fā)現(xiàn)伐結(jié)構(gòu)上設(shè)計刷誤區(qū)搬的主絨要手熔段①斜撐幾乎業(yè)不起作用；陡②斜撐交點獲首先出現(xiàn)塑業(yè)性角而破壞柄。通過多次改兵進：有如一些特盲殊結(jié)構(gòu)的研抹究，需要做昏大量的結(jié)構(gòu)壟試驗，如混妖凝土-復(fù)合結(jié)構(gòu)旋：鋼管混峽凝土結(jié)構(gòu)遺，鋼筋混引凝土-鋼，籠式使結(jié)構(gòu)等。（3）結(jié)構(gòu)洪試驗是粗驗證結(jié)徹構(gòu)理論狀的唯一導(dǎo)方法受彎桿茅件截面擴應(yīng)力分蛋布的平筐截面假蟲定彈性力據(jù)學(xué)的平耗面應(yīng)力撈問題應(yīng)力集中現(xiàn)縣象的計算理映論復(fù)雜的州結(jié)構(gòu)平吹面分析房誠理論結(jié)構(gòu)瞧空間欄分析純理論隔震鞋結(jié)構(gòu)忠、消慚能結(jié)片構(gòu)設(shè)稿計理藏論（4）結(jié)構(gòu)試驗督是建筑結(jié)構(gòu)王質(zhì)量鑒定的騙直接方式；如災(zāi)害或湖事故后建雀筑工程的供評估、鑒淘定（5）結(jié)構(gòu)試盛驗是制定孝各類技術(shù)艙規(guī)范和技淘術(shù)標準的板基礎(chǔ)；不但總結(jié)芬大量已有澡科學(xué)實驗理的成果和盞經(jīng)驗，還輔進行了大隱量鋼筋砼惑結(jié)構(gòu)、砌沉體結(jié)構(gòu)和看鋼結(jié)構(gòu)的河梁、柱、扣節(jié)點、框堵架、墻板斤等實體或庸縮尺模型橡的試驗以風(fēng)及實體建羊筑物的試優(yōu)驗研究。科學(xué)研究孕性試驗和財生產(chǎn)鑒定戲性試驗科研性試驗?zāi)康模航跪炞C、洗改進和揀發(fā)展結(jié)奸構(gòu)設(shè)計調(diào)計算的敵理論和您方法主要表現(xiàn)勉：錫（1）驗證結(jié)怕構(gòu)設(shè)計計亞算的各種梯假定；（2）制定各種的設(shè)計規(guī)范；（3）發(fā)展新的梨設(shè)計理論；（4）為發(fā)展扛和推廣新標結(jié)構(gòu)、新截材料及新洞工藝提供理論與汽實踐的經(jīng)驗溫。三、結(jié)仁構(gòu)試驗枯的目的鋼管混頃凝土索膜結(jié)構(gòu)生產(chǎn)鑒暈定性試堡驗?zāi)康模簷z香驗結(jié)究構(gòu)構(gòu)暮件是朽否符涌合結(jié)藥構(gòu)設(shè)墾計規(guī)筒范及待施工某驗收紙規(guī)范鋸的要坑求，旦并對騙檢驗齡結(jié)果雜作出汽技術(shù)鳴結(jié)論驚。對象：一般是痰真實的結(jié)多構(gòu)或構(gòu)件站。應(yīng)用：1）鑒定結(jié)驗構(gòu)設(shè)計和刺施工質(zhì)量這的可靠程短度。2）鑒定預(yù)偽制構(gòu)件的智產(chǎn)品質(zhì)量鍬。3）工夠程改廈建或轉(zhuǎn)加固傻，通趣過試土驗判侵斷結(jié)銀構(gòu)的乒實際省承載落力。4）為處理受晴災(zāi)結(jié)構(gòu)和工容程事故，提羞供技術(shù)依據(jù)脆。5）已建結(jié)勇構(gòu)可靠性給檢驗，推前定結(jié)構(gòu)剩債余壽命。生產(chǎn)鑒定躺性試驗生產(chǎn)鑒定播性試驗生產(chǎn)鑒疫定性試殺驗四、本工程持結(jié)構(gòu)德試驗矛分類按試驗對象繭的尺寸分類原型試驗勒：實際結(jié)構(gòu)買或是按實孩物結(jié)構(gòu)足耀尺復(fù)制的燭結(jié)構(gòu)或構(gòu)港件。一般用于低生產(chǎn)性試鄙驗，例如撐秦山核電色站安全殼費加壓整體鈔性能試驗澤、工業(yè)廠冰房結(jié)構(gòu)的朱剛度試驗找、樓蓋承煌載能力試遵驗、高層稱建筑上的緣瑞風(fēng)振測試灰、環(huán)境隨天機振動測慎定結(jié)構(gòu)動擇力特性。模型帆試驗負：按原型結(jié)構(gòu)控縮小的模型樣，又分為相鏡似模型試驗啦和縮尺模型污試驗。相似模逐型試驗?zāi)Ｐ褪遣狈抡赵筒醋氛找欢ㄅP比例關(guān)學(xué)系復(fù)制活而成的洪試驗代嘗表物，欄它具有炊實際結(jié)慰構(gòu)的全姓部或部屢分特征唉。模型引的設(shè)計結(jié)制作及密試驗是只根據(jù)相似理論、用周適當近的比禽例和相似材料制成與原型幾何相粱似的試驗對雄象，在模雀型上施加相似力領(lǐng)系，使虎模型悲受力享后重演原型三結(jié)構(gòu)的實蹄際工作，最后按照握相似理論由瞎模型試驗結(jié)筆果推算實際佩結(jié)構(gòu)工作?？s尺訴模型喉試驗即小顧構(gòu)件惠試驗謊，不霞需依塊靠相佳似理箭論，貴無須紋考慮頸相似晌比例儲對試剪驗結(jié)架果的掌影響雖，是呆用試垂驗結(jié)滲果與拉理論積計算猾進行制對比汪校核沫的方菜法研蹤蝶究結(jié)凱構(gòu)的張性能莫，驗嚼證設(shè)遭計假情定與粘計算替方法桑的正貢確性厲，并雨認為汽這些煩結(jié)果陣所證洋實的觀一般哀規(guī)律弦與計娃算理引論可精以推說廣到刮實際眾結(jié)構(gòu)勵中去該。原型鈔試驗?zāi)Ｐ驮囼炘蛡阍囼炘驮噰橋災(zāi)Ｐ驮囼災(zāi)Ｐ秃茉囼災(zāi)Ｐ蛣┰囼灐L(fēng)洞絞試驗?zāi)Ｐ驮囼灐L(fēng)洞試驗按試客驗荷狂載性爺質(zhì)分守類靜力試稼驗單調(diào)靜燃力試驗割、低周龜反復(fù)靜蕉力試驗淘（偽靜搬力試驗村）優(yōu)點：加南載設(shè)備簡示單，試驗湖觀測方便缺點：不能道反映結(jié)構(gòu)動贏力性能動力朽試驗振動臺取試驗、穴疲勞試桶驗、風(fēng)剩載試驗方等優(yōu)點：備能真實織反映結(jié)早構(gòu)的動西力特性彎和動力居響應(yīng)缺點去：加谷載設(shè)橫備和汽測試府手段歉復(fù)雜靜力試驗——單調(diào)靜力試托驗靜力裁試驗——低周反伴復(fù)靜力旺試驗低周反復(fù)墻靜力試驗奏又稱偽靜秤力試驗鋼筋混凝土窄框架結(jié)構(gòu)擬籠靜力倒塌試準驗靜力試董驗——擬動力試驗靜力試矩驗觀測青方便破，可但人工理讀數(shù)鋼筋傅混凝趙土梁律受彎偵試驗汗觀測綿項目濫：應(yīng)力、咳撓度、熄裂縫、籍破壞形假態(tài)動力試驗—結(jié)構(gòu)動力特城性試驗動力試須驗—地震做模擬材振動嘆臺試更驗動力試驗—風(fēng)洞試驗動力劑試驗疲勞試灣驗、抗記爆試驗眉、沖擊予試驗、革耐火試筒驗按試練驗時妙間分瓜類短期裳荷載購試驗侍和長班期荷蘿載試瘦驗。按試驗憲場合分炸類試驗室試驗伏和現(xiàn)場試驗氧。五、建筑結(jié)守構(gòu)試驗的發(fā)凍展加載設(shè)雙備大型槳，超誦大型捐（500新00k洽N）電液壓力塵伺服機；復(fù)雜多向加雙載系統(tǒng)；大智型風(fēng)洞、大交型離心機、掙火災(zāi)實驗室測試冶儀器高精度包