第二章 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

學(xué)習(xí)要求：

1、掌握結(jié)構(gòu)試件的形狀、尺寸與數(shù)量的基本要求；2、了解結(jié)構(gòu)模型設(shè)計的基本概念和方法；3、重點掌握結(jié)構(gòu)試驗荷載的加載圖示和試驗荷載的取值；（）4、能夠正確地確定量測項目，合理地選擇量測儀器；5、提出試驗的安全措施。第二章結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計2.1研究性試驗設(shè)計階段準備階段實施階段總結(jié)階段試件設(shè)計加載方案設(shè)計量測方案設(shè)計安全措施試件制作試件安裝儀器調(diào)試加載試驗觀測記錄數(shù)據(jù)處理試驗分析試驗報告一、試件設(shè)計√試件設(shè)計的內(nèi)容與要求◆主要任務(wù)：通過結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計擬定試驗方案，并將所有相關(guān)文件進行匯總。建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計2.1.1設(shè)計階段一、試件設(shè)計√試件設(shè)計的內(nèi)容與要求◆內(nèi)容：試件形狀的選擇、試件尺寸與數(shù)量的確定、構(gòu)造措施等

◆要求：結(jié)構(gòu)與受力的邊界條件、試驗的破壞特征、試驗的加載條件。建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計2.1.1設(shè)計階段一、試件設(shè)計

（一）

試件的形狀

√

基本要求：滿足在試驗時形成和實際工作相一致的應(yīng)力狀態(tài)?！?/p>

邊界條件（指運動邊界上方程組的解應(yīng)滿足的條件）和受力條件的模擬。2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計一、試件設(shè)計

（二）

試件的尺寸

√

尺寸效應(yīng)（原型和模型）√

混凝土抗壓強度試驗100×100×1000.95150×150×1501.0200×200×2001.052.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計尺寸越大，實測抗壓強度越低一、試件設(shè)計

（三）

試件的數(shù)量

√

生產(chǎn)性試驗：按試驗任務(wù)的要求來確定數(shù)量√

研究性試驗（1）單因素：根據(jù)因素的水平數(shù)來確定數(shù)量（2）多因素：采用正交設(shè)計法來進行試驗設(shè)計并對試驗結(jié)果進行分析

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計一、試件設(shè)計

（三）

試件的數(shù)量√

研究性試驗：取決于因子數(shù)（對試驗研究內(nèi)容有影響的因素個數(shù)）和水平數(shù)（因子可改變的試驗檔次數(shù)）例如：因子可能是截面、鋼筋配筋量、混凝土強度等，這些都對研究結(jié)果有影響；如混凝土的強度等級，就要取不同的強度（C25、C30等）的構(gòu)件來做試驗，才能反應(yīng)混凝土強度的影響，這個叫水平數(shù)。

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

（三）

試件的數(shù)量

√

全因子試驗：就是某幾種因素和它的水平數(shù)都要完全的組合到一起，組合成不同的試件，這種叫全因子試驗。

例如，有4個因素對試驗結(jié)果有影響，每個因素取3個不同水平進行比較，有34=81種不同的試驗條件，需做81個試件的試驗。

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

（三）

試件的數(shù)量

√

正交試驗設(shè)計：指利用事先制好的正交表來安排多因素試驗，并進行試驗結(jié)果分析的一種試驗設(shè)計方法。

◆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)果進行統(tǒng)計分析的一種特殊表格?！舫Ｓ谜槐碛蠰4（23）、L9（34）

2.1.1設(shè)計階段試驗次數(shù)因素的水平數(shù)因素數(shù)建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（三）

試件的數(shù)量

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（三）

試件的數(shù)量

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（三）

試件的數(shù)量

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

正交試驗設(shè)計過程：

（1）確定試驗因素及水平數(shù)；（2）選用合適的正交表；（3）列出試驗方案及試驗結(jié)果；（4）對正交試驗設(shè)計結(jié)果進行分析；（5）確定最優(yōu)或較優(yōu)因素水平組合。

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

（三）

試件的數(shù)量

√

全因子試驗與正交試驗比較（1）如果用來優(yōu)化，比如截面、鋼筋配筋量、混凝土強度，用來優(yōu)化著三個因素的時候，就用正交表比較好，因為它經(jīng)過很少的試驗就可以選出各個因素、哪個因素是最好的；（2）如果想確切知道承載力和這三個因素的理論關(guān)系來講，用全因子試驗比較確切。

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計二、加載方案

（一）

試驗加載圖式

√

概念：試驗荷載在試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置（包括荷載類型和分布情況）?！?/p>

試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的加載圖式要與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算時荷載圖式一致。2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（一）

試驗加載圖式

2.1.1設(shè)計階段b建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計二、加載方案

（二）

試驗加載裝置

√

試驗加載裝置包括：◆豎向加載裝置：荷載架◆水平加載裝置：反力架、反力墻◆其他加載裝置：（1）荷載傳遞裝置：分配梁、墊塊或墊梁、滑動軸承等；（2）荷載支承裝置：支座（固定式、滑動式、鉸接式、滾動式）、支墩2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計

（二）

試驗加載裝置（續(xù)）

√

試驗加載裝置的基本要求◆試驗裝置應(yīng)有足夠剛度◆試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度、支承方式、支撐等條件和受力狀態(tài)應(yīng)符合設(shè)計計算簡圖，且在整個試驗過程中保持不變◆試驗裝置要滿足構(gòu)件的邊界條件和受力變形的真實狀態(tài)，且不應(yīng)分擔(dān)試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受的試驗荷載和不應(yīng)阻礙結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的自由發(fā)展◆應(yīng)滿足試件就位支承、荷載設(shè)備安裝、試驗荷載傳遞和試驗過程的正常工作要求

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（三）

試驗荷載

√

在進行結(jié)構(gòu)靜力試驗時，對于混凝土結(jié)構(gòu)：◆對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、裂縫寬度進行試驗時，應(yīng)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(yīng)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(yīng)確定極限承載能力試驗荷載值

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（三）

試驗荷載

√

在進行結(jié)構(gòu)靜力試驗時，對于混凝土結(jié)構(gòu)：◆按荷載作用時間的不同，正常使用極限荷載的試驗荷載值分為短期和長期試驗荷載值√

在進行結(jié)構(gòu)動力試驗時，試驗荷載值確定還應(yīng)考慮動力荷載的動力系數(shù)。2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（四）

加載制度

√

定義：指試驗進行期間荷載與時間的關(guān)系

◆加載速度的快慢◆加載時間間歇的長短◆分級荷載的大小◆加卸載循環(huán)的次數(shù)

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計（四）

加載制度

√

定義：指試驗進行期間荷載與時間的關(guān)系

√

結(jié)構(gòu)試驗的加載制度分類：

◆單調(diào)靜力加載：預(yù)加載、標準荷載、破壞荷載◆擬靜力加載：采用控制荷載或變形的低周反復(fù)加載試驗◆擬動力加載：由計算機控制，按結(jié)構(gòu)受地震地面運動加速度作用后的位移反應(yīng)時程曲線進行加載試驗

2.1.1設(shè)計階段建筑結(jié)構(gòu)試驗—結(jié)構(gòu)試