建筑结构试验 复习

建筑结构试验02448

第一章结构试验概论

结构试验的任务

1.简述结构试验的任务

建筑结构试验的任务：在结构物或实验对象上以各种仪器设备为工具利用实验技术手段，在荷载作用下通过测试与结构工作性能有关的参数（变形挠度位移应变振幅频率），从强度刚度抗裂性和破坏形态判断实际工作性能，估计承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，用来检验发展结构的计算理论。

2.剑术结构试验在科学发展中的作用和意义

以实验方式测试有关数据。反映结构构件的工作性能、承载能力、可靠度，为结构的安全使用、设计理论提供依据。

结构试验的目的

结构试验从目的出发分为生产性试验和科研型试验。

A.生产性试验

1.具有直接生产的目的，以实际建筑物或者构件为试验鉴定对象，通过试验对结构作出正确的技术结论。

2.生产性试验可以解决哪些问题？

(1).综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量。

(2).鉴定预制构件的产品质量（比如生产的纲吉你混凝土预制构件出场或安装前必须用科学抽样试验的原则按照质量检验评定标准和试验规程推断其质量）

(3).既有结构可靠性检验推断和估计结构剩余寿命（大多采用非破损检测试验法，采用与实际结构相符的分析模型和分析方法进行评判）

(4).工程改建加固通过试验判断既有结构实际承载能力。

(5).处理受灾结构或者工程质量事故通过试验鉴定提供技术依据。

B.科研型试验

1.目的是验证结构设计计算的假定，通过制定各种设计规范发展新的设计理论并改进计算方法，为发展和推广新结构新材料新工艺提供理论依据和实践经验。

2.科研型试验可以解决哪些问题？

(1).验证结构计算理论的假定（对结构构件的计算图示和本构关系作简化假定，动力和静力分析中，本构关系模型化也是试验确定）

(2).为制定设计规范提供依据（钢混结构和砖石结构的计算理论全部以试验研究的直接结果为基础，题型了结构试验在发展设计理论和改进设计方

法上的作用）

(3).为发展和推广新结构新材料新工艺提供实践经验

结构试验的分类

一.按试验对象的尺寸分类

A.原型试验

1.对象：实际结构或者实际结构构件，一般用于生产性试验。

①.实物试验：用于生产性试验（比如泰山核电站安全壳加压整体性能试验、工业厂房结构刚度试验、楼盖承载力、高层建筑风振测试、环境随机振动测定结构动力特性等）

②.实际结构构件试验：对象是一根梁、板、一榀屋架等既可在实验室内又可在现场（比如机场建设中对跨度和下弦高强度钢缆的R2预应力钢屋架、江南造船厂屋架进行预应力张拉和足尺构件的荷载试验）

B.模型试验（仿照原型并按照一定比例关系复制而成的试验代表物，具有实际结构的全部或部分特征，大部分是比原型小的缩尺结构或者1：1的足尺模型，因投资大周期长测量精度受环境影响，原型结构试验在物质或技术上有点困难，在结构设计的方案阶段进行初步探索或对设计理论计算方法进行探讨研究时多采用比原型结构小的模型进行试验）

①.相似模型试验

采用适当比例尺和相似材料制成与原型几何相似的试验对象按照相似理论进行模型设计制作与试验，这类模型要满足几何相似、力学相似、材料相似。注：相似力系=比例荷载施加后模型重演原型的实际工作状态。

②.缩尺模型

原型结构缩小几何比例尺寸的试验代表物，不用遵循相似条件，可用与原型结构相同的材料并按一般设计规范进行设计制造（在结构设计规范编制中大量利用此构件的试验提供数据、建立公司、制定条文）

③.足尺模型试验

对结构构造和构件之间的相互作用和结构整体刚度和结构破坏阶段的实际工作进行全面观测了解。

二.按试验荷载的性质分类

A.结构静力试验

1.是结构试验中最大量最常见的基本试验（绝大部分建筑承受的是静力荷载）

2.研究强度刚度抗裂性和破坏机理一般通过重力或加载设备来模拟和实现加载要求

3.静力记在试验的过程：荷载从0开始逐步递增一直加到试验某一预定目标或结构破坏为止（不长时间内完成试验加载全过程）

4.静力试验的优点：加载设备简单、荷载可逐步施加、可停止仔细观察结构变形发展、使人明确清晰破坏概念。注：动力试验前都先进行静力试验（如疲劳试验）

B.结构动力试验

1.概念：指研究结构在不同性质动力作用下结构动力特性和动力反应的试验

①.结构动力特性试验

1.概念：结构受动力何在时在结构自由震动或强迫震动情况下量测结构固定动力性能的试验（一般采用人工激振法中的自由和强迫振动法或者环境随机振动法或者量测自振频率周期、阻尼系数、结构振型等参数）

②.结构动力反应试验

1.概念：动力荷载下量测结构动力性能参数和动态反应的试验（如振幅、振动形态、频率、频谱曲线、加速度、动应变时呈曲线、动力系数）

2.根据动荷载特性才用不同的加载设备和试验方法（如风洞设备可进行抗风试验、模爆器内模拟爆炸冲击波对结构做抗爆试验、人工造波设备在水池造波、模拟海浪对海工结构做动力试验）

C.结构抗震试验

1.概念：地震或模拟地震荷载下研究构件抗震性能和抗震能力

2.低周反复加载静力试验偏重于抗震性能的评定和研究；非周期性的结构抗震试验偏重对抗震能力的评定和研究（如模拟地震振动台试验为非周期抗震动力试验，可在实验室内实验）。

①.低周反复加载静力试验

1.概念：以控制结构变形或控制施加荷载由小到大对结构构件多次低周期反复作用的结构抗震静力试验。

2.作用：(1).形成结构构件正反方向加载卸载过程(2).获得结构构件超过弹性极限后的荷载-变形工作性能（恢复力特性）和破坏特征(3).比较验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力

3.此试验又称伪静力试验、周期性抗震静力试验、结构恢复力特性试验。因为加载周期大于自振周期所以为静力试验。

②.拟动力试验

1.概念：利用计算机和电液伺服加载器联机系统进行结构抗震试验

2.又称为伪动力试验、非周期性抗震静力试验、计算机加载器联机试验。

③.模拟地震振动台试验

1.概念：在模拟地震振动台上进行结构抗震动力试验。

2.优点：(1).根据人的意图要求再现各种地面运动加速度记录(2).模拟结构受地震作用从弹性到弹塑性到破坏倒塌的受力过程和结构物破坏现象