结构试验设计原理
建筑结构实验
建筑结构实验建筑结构实验是建筑工程教育中非常重要的一部分，通过实验可以更好地理解和掌握建筑结构的原理和应用。
下面是一些与建筑结构实验相关的参考内容。
1. 实验原理：建筑结构实验是从建筑结构力学和材料力学两个方面展开的。
在实验中可以研究结构的静力学性质，例如结构的强度、刚度、稳定性等方面；也可以研究结构的动力学性质，例如结构对震动的响应、结构的振动特性等方面。
实验原理包括静力学和动力学的基本原理，例如牛顿定律、等效静荷载法、等效地震力法等。
2. 实验设备：建筑结构实验需要一系列的实验设备来完成，如静力学实验设备和动力学实验设备。
其中静力学实验设备可以包括杆件试验台、板结构试验台、梁柱结构试验台等。
动力学实验设备可以包括振动台、地震模拟台等。
实验设备需要保证精度和安全性，通常采用国家标准规定的型号和技术指标。
3. 实验内容：建筑结构实验涉及的内容非常广泛。
可以从材料强度试验、受力分析、结构稳定性试验等方面展开。
例如，可以通过实验来研究梁的弯曲、剪切、挠曲以及稳定性等问题；也可以通过实验来研究柱的弯曲、稳定性等问题。
此外，还可以进行不同材料（钢材、混凝土等）的种类和性能比较试验，以及不同结构形式（框架结构、拱结构、悬索结构等）的比较试验。
4. 实验方法：建筑结构实验可以采用直接测量法、简化测量法和模拟方法等。
直接测量法是通过测量应变应力、挠度、位移等物理量来研究结构的力学性质；简化测量法是通过一系列简化的试验来研究结构的动力学性质；模拟方法是通过模拟实际工程状况来进行试验，例如通过模拟地震来研究结构的抗震性能。
5. 实验结果分析：建筑结构实验完成后，需要对实验结果进行分析和评价。
可以通过计算、图表等形式来展示结果，并进行数据处理和统计。
分析结果可以揭示结构的力学性质和行为规律，为设计和施工提供重要依据。
综上所述，建筑结构实验是建筑工程教育中不可或缺的一环，通过实验可以更好地理解和掌握建筑结构的原理和应用。
第二章 静载试验-1
❖ 【例题】等强度梁静态应变测试
❖ 采用等强度钢梁，钢梁的μ=0.285，L=150mm,室温、
单向受力状态，应变片丝栅方向与最大主应变方向一
致，采用砝码在梁一端施加作用力P=0.1KN，测得挠
图３.５ 单、双向作用液压加载器图
1.端盖 2.进油出油口 3.油封装置 4.活塞杆 5.活塞 6.工作油缸 7.固定环
❖ 2、 液压千斤顶（ P21～ P23）
手动液压千斤顶： （P23图3-11） 无需电源，适合现场结构静载试验和实验室的
试验。 扁式液压千斤顶：砌体结构现场试验（P23图3-12）
二. 应变片的规格——几何参数
❖ 应变片的敏感栅工作面积：应变片敏感栅长宽之积S=L*b ❖ L-栅长标距 ❖ b-栅宽 ❖ 注意：尽量选用L大、 b小的应变片。
图2.26 电阻应变片构造示意图
1.引出线 2.电阻线 3.覆盖层 4.基底层
❖三、 电阻应变片的构造
❖ 电阻应变片的主要技术指标如下； ❖ ⑴电阻值R（Ω）； ⑵标距； ⑶ 灵敏系数K。
2. 灵敏系数：单向受力状态下，敏感栅纵向中心
线与应力方向平行时，应变片电阻值的相对变化与
沿其纵向的应变之比值
R
k
R
X
电阻丝端头横向变形，电阻应变片的实际灵敏 度K≤K0。实际工作中一般采用标定的方法确定应 变片的灵敏度。灵敏系数K值与敏感栅的材料和构 造有关，由生产厂家标定给出。常用应变片的K值
1.试验荷载的作用方式必须使被试验结构或构件 产生预期的内力和变形
2. 加载设备产生的荷载应能够以足够的精度进行 控制和测量
3. 加载设备和装置不应参与结构工作，不改变结 构或构件的受力状态
结构设计原理实验-钢筋混凝土矩形梁正截面破坏试验
• 二、实验内容 • 1.通过对钢筋混凝土矩形梁正截面破坏实验的全过程, 从梁的构造、钢筋构造、配筋率、正截面计算的基本 内容、受弯构件工作阶段、破坏特征,验算实验梁在不 同荷载作用下控制断面(最不利截面)的应力、挠度和 裂缝开展的位置及宽度,梁最大破坏荷载时相应挠度。 • 2.正式实验前，根据实验梁的构造、配筋和强度，估 算梁的最大破坏荷载，然后估算的最大破坏荷载分五 级列表算出每级荷载作用下相应测点处理论计算(应变 和挠度)值,以此指导实验方案的实施。
• 七、思考题： • 1．混凝土的标号低于设计标号实测的应力(或 应度)变大还是变小？ • 2．钢筋混凝土梁受弯强度应采用规范中轴心受 压还是弯压指标？
•
图-1
正截面破坏实验简支梁
•
图-2
梁实验装置和测点布置
1-千斤顶; 2-力传感器;3-分配梁4-试验梁;5-混凝土应变片; 6-钢筋应变片;7-机电百分表;
• 五、实验实施步骤 • 1．加载前检查传感器、电阻片、挠度计的连接 和安装状态，并进行初始平衡调试； • 2．先作一次预备实验，预备荷载值取破坏荷载 的30-40%。加载后，测取读数，观察实验梁、 仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才 能进行正式试验。 • 3．正式实验时，原则上应按计算破坏荷载的 20%（也可取整数荷载值）分级加载，每级加载 后稳定5分钟再读取试验数据。
• 4．裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观 察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和 描述。 • 5．当裂缝宽度达到1.5mm时，即视为破坏。或 混凝土受压区破坏或钢筋应力达到屈服点，亦 视为破坏。观察时应特别注意安全。
• 六、实验报告要求 • 1．将实验中每级实际荷载作用下的理论计算值 和各测点实测值列表； • 2．将试验过程中从开始加载直至破坏划分为三 个工作阶段,并将跨中截面用图示方法描绘(计 算值为实线,测试值用虚线标出应度值)； • 3．绘出弯矩(或荷载)与各挠度测点的关系曲 线(按三个工作阶段,计算值为实线,测试值用虚 实际分级的 荷载重新计算每级荷载作用下相应测点处 理论计算(应变和挠度)值,并将实验记录值 整理，将实验过程中出现的异常情况或测 试极值取舍后作为实测值再与理论值进行 比较。
混凝土结构设计原理_实验指导书
混凝土结构设计原理实验指导书实验一、梁正截面受弯破坏实验一、实验目的1．了解钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程及破坏形态，观察裂缝的开展情况；2．通过测定混凝土梁侧面应变大小，验证平截面假定，同时测定梁在各级荷载作用下跨中挠度变形值；3．测定钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限承载力，验证受弯构件正截面的承载力计算公式。
二、实验装置图1为本课程进行梁受弯性能实验采用的加载装置，加载设备为手动千斤顶。
采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。
梁受弯性能实验，取L=1400mm，a=50mm，b=450mm，c=400 mm。
1—试验梁；2—滚动铰支座；3—固定铰支座；4—支墩；5—分配梁滚动铰支座；6—分配梁滚动铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力梁及龙门架；10—千斤顶；图1 梁受弯实验装置图（a）加载简图（kN）（b）弯矩图（kNm）（c）剪力图（kN）图2 梁受弯试验加载和内力简图三、试件设计（1）试件设计的依据根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。
界限受压区相对高度b ξ可按下式计算：b y s0.810.0033f E ξ=+(1-1)其中在进行受弯试件梁设计时，y f 、s E 分别取《混凝土结构设计规范》规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。
对于少筋梁，设计试件配筋时，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ不大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算。
tmin y0.45f f ρ= (1-2) （2）试件的主要参数①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝120×200×1400mm ； ②混凝土强度等级：C20；③纵向受拉钢筋的种类：HRB335（适筋梁和超筋梁），HPB300（少筋梁）； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm ； ⑥试件的配筋情况见图3和表1。
结构设计原理-钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
2
裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和描述。
图二 试验过程
图三 试验过程
STEP3
STEP2
STEP1
绘出荷载作用下的裂缝开展图，标出主要裂缝出现时的荷载值；
计算侧向位移、绘出计算与实测的p-f关系曲线图；
计算受拉区出现裂缝时的荷载值，受压区出现裂缝时荷载、破坏荷载、破坏时钢筋最大应力，分析误差产生的原因；
实验前测量柱子尺寸及力作用点偏心矩；
预备试验时，预载值取计算破坏荷载的20％左右。同时，加载后测取读数，观察试验柱，仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才能进行正式试验；
实验过程中观测的内容
正式试验开始时，预加5％初荷载，调试仪器，按计算破坏荷载的20％分级加载，每级稳定5分钟后读取试验数据，当接近开裂荷载时，加载值应减至为原分级的一半或更小，并注意观察裂缝发展情况，同时拆除构件上装置的位移计后，再继续加载到破坏；
钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
202X
结 构 设 计 原 理
1
通过试验了解偏心受压构件理论计算的依据和分析方法；
2
观察偏心受压柱的破坏特征及强度变化规律，进一步增强对钢筋混凝土构件试验研究和分析能力；
3
加强学生对于理论知识的理解和消化。
试验二 钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验
试验目的及要求
实验内容 在静荷载作用下，测定柱测向位移和L/2截面钢筋及混凝土应变，描绘柱体裂缝出现、扩大与破坏状况及特征，测定开裂荷载值及破坏荷载值。
实验报告要求
01
分析试验中出现的问题，提出解决问题的办法；
02
对试验中出现的现象及与理论课中产生的误差进行讨论和分析。
偏心受压的破坏现象与哪些情况有关？
建筑结构试验论文 _大学论文
成员王宁、梅瑀石、党楠学号院系土木工程与建筑学院专业土木工程年级 2013级指导教师申道明建筑结构试验【摘要】：建筑结构试验是在结构工程学科的发展基础，主要应用在生产和科研当中。
工程结构试验就是以试验方式测定结构在各种作用下的相关数据，由此反映结构或构件的工作性能、承载能力和相应的安全度，为结构的安全使用和涉及理论的建立提供重要的依据。
本文将重点介绍结构的静力加载试验【关键词】：结构试验动载试验静力加载试验一、工程结构试验的分类1. 1 科学研究性试验研究性试验是以研究和探索为目的, 其任务是通过试验验证结构设计计算的各种假定, 提出新的结构理论, 寻求新的更合理的计算方法, 或为开发一种新结构、新材料、新工艺而进行的系统性试验研究。
试验时要采用专门的或特殊设计的试验装置和先进的量测仪表, 对试验对象在承受各种荷载后的性能进行详细观测, 取得可靠的数据, 找出规律, 为设计和施工提供必要的参数。
研究性试验的试验对象称为试件或试验构件。
2. 2 生产鉴定性试验生产鉴定性试验以直接服务于生产为目的, 以真实结构为对象, 通过试验检测是否符合规范或设计要求, 并作出正确的技术结论。
二、结构试验解决的问题（1）通过结构试验，验证结构计算理论或通过试验创立新的理论。
比如不符合规范规定的型结构体系、新的设计方法的可行性试验研究等。
（2）通过结构试验，制定工程技术标准。
由于工程结构关系到国家的公共安全和经济发展，所以，建筑结构设计、施工和维护都必须有严格的控制标准，在制定各种结构的规范和标准时，除了总结已有的工程经验和结构理论外，我们还需要做大量的构件或结构试验。
系统化的结构试验和结构研究也为结构的安全性、使用性、耐久性提供了可靠的保证。
（3）通过结构试验检验结构、构件的质量。
（4）通过结构试验确定已建的结构的承载能力，特别是在结构在单凭结构计算不足以完全确定结构的承载能力的时候，就必须要通过结构试验来确定结构的承载能力。
土木工程结构实验方案
土木工程结构实验方案一、实验目的1. 了解钢筋混凝土梁的受力性能；2. 掌握钢筋混凝土梁的受弯破坏模式；3. 学习并掌握钢筋混凝土梁的受力分析。
二、实验原理在工程结构中，梁是一种常用的承重构件。
本实验是通过对钢筋混凝土梁进行受弯实验来了解其受力性能。
当梁受到外部荷载作用时，梁内部会发生弯曲变形，此时会对梁进行受拉和受压。
当超过了梁的承载能力时，梁会发生破坏，这种破坏通常是由于混凝土受压破坏或者钢筋受拉破坏所导致。
三、实验仪器与设备1. 铰接梁实验机：用于加载试件并测量试件受力和变形；2. 单向传感器：用于测量试件的应变变化；3. 梁模具；4. 铁水混凝土；5. 钢筋；6. 称量设备；7. 砂浆称量设备；8. 其他辅助工具。
四、实验步骤1. 配制混凝土：按照规定的水泥、砂、石料的配比，进行混凝土的配制；2. 做模具：根据设计要求，制作钢筋混凝土梁的模具；3. 配筋：按照设计要求，在模具中放置钢筋；4. 浇筑混凝土：在钢筋的周围浇筑混凝土；5. 养护：等混凝土养护完毕后，将试件取出模具；6. 实验前准备：将试件安装在铰接梁实验机上，并连接单向传感器；7. 施加荷载：通过铰接梁实验机，施加逐渐增大的荷载，记录试件的受力和变形数据；8. 观察试件破坏模式：当试件达到承载能力时，记录试件的破坏模式。
五、实验数据处理与分析1. 利用单向传感器测得的试件应变数据，可通过应变应力关系式计算试件内部的应力分布；2. 利用实验测得的试件受力数据，进行受力分析；3. 比对试件的破坏模式和理论分析结果，进行分析并得出结论。
六、实验注意事项1. 混凝土配制要按照设计要求进行；2. 钢筋的配筋要准确，位置要正确；3. 实验过程中要注意安全；4. 实验数据的记录和处理要准确。
七、实验结果与结论通过钢筋混凝土梁的受弯实验，我们可以了解混凝土梁的受力性能及破坏模式。
通过实验数据分析，可以得出钢筋混凝土梁在受弯荷载下的受力和变形情况，从而评价其受力性能。
结构试验方案
结构试验方案1. 引言结构试验是工程领域中对各种建筑、桥梁、机械、材料等工程结构进行力学性能测试的一种重要手段。
结构试验方案的设计及实施对于确保工程结构的安全稳定性具有重要意义。
本文将介绍一种常用的结构试验方案，以供参考。
2. 试验目的本结构试验方案的目的是评估某建筑结构在正常使用和异常工况下的力学性能，包括结构的强度、刚度、稳定性等。
通过试验可以检验设计是否满足要求，并为进一步优化设计提供有力依据。
3. 试验对象本次试验的对象是一座多层钢筋混凝土框架建筑，在试验中将重点测试其地震安全性能。
4. 试验方案设计4.1 试验装置采用静力加载方法进行试验。
试验装置包括试验台、加载装置、测量装置等。
4.1.1 试验台试验台应满足承载试验对象的要求，并能够提供充足的稳定性和刚度。
4.1.2 加载装置加载装置应能产生准确可控的水平和垂直荷载，并能对试验对象进行多次加载和卸载。
4.1.3 测量装置测量装置应能够准确测量试验对象的变形、应力、应变等力学性能指标。
常见的测量装置包括应变计、应力计、位移传感器等。
4.2 试验方案步骤本次试验分为以下几个步骤进行：4.2.1 试验准备包括试验装置的搭建、设备校准、试验对象的安装和固定等。
4.2.2 预载阶段加载装置根据设计要求施加一定的预载，以消除试验对象的初始应力和变形。
4.2.3 荷载阶段根据设计荷载条件，逐渐施加荷载并持续加载，直至达到设计荷载水平。
在过程中记录试验对象的变形、应力、应变等数据。
4.2.4 卸载阶段尽量按照设计要求逐渐卸载，记录试验对象在卸载过程中的力学性能数据。
4.2.5 试验结果分析根据试验数据对试验对象的力学性能进行分析，包括强度、刚度、稳定性等指标。
5. 安全措施为确保试验过程的安全，需要采取以下措施：•试验现场设立安全警示标志，并限制非试验人员进入；•加载装置、测量装置的安装和使用应符合相关安全规范；•试验过程中应随时监控试验对象的变形和破坏情况，必要时应立即采取措施保证试验过程的安全；•试验完成后，及时清理试验现场，保持周围环境整洁。
(整理)工程结构设计原理实验报告
土木工程基础实验之四工程结构设计原理实验报告姓名学号专业系学院东南大学土木工程实验中心2013年3月教学实验（一）实验报告组员试验日期一、实验名称二、实验内容三、实验梁概况1、实验梁编号实际截面尺寸：b= mm，h= mm。
2、材料强度指标f= 混凝土：设计强度等级，实验值0cuf= N/mm2钢筋：HPB235：0yf= N/mm2HRB335：0y四、实验方案1、加载方案和加载程序（参阅指导书）加载方案：加载程序：2、仪表和测点布置及编号（以本组实验梁为准）仪表和测点布置图五、实验结果与分析1、实验情况概述2、实验梁裂缝分布和破坏形态图正面底面背面3、截面平均应变分布图εcεs4、实验梁荷载—挠度曲线M(kN·m)f(mm)5、实验梁弯矩—纵向受拉钢筋应力曲线M(kN·m)σs(N/mm2)6、阐述实验梁的破坏特征，并与演示实验（少筋、超筋）梁的破坏形态进行比较。
7、计算正截面承载力理论值u M ，并与实测值0u M 进行比较（0u u /M M ）。
u M =u u /M M =附：试验数据记录表百 分 表 记 录 表表1手持应变仪记录表钢筋应力、应变记录表表3教学实验（二）实验报告组员试验日期一、实验名称二、实验内容三、实验梁概况1、实验梁编号。
实际截面尺寸：b= mm，h= mm。
2、材料强度指标混凝土：设计强度等级，实验值0f= 。
cuf= N/mm2钢筋：HPB235：0yf= N/mm2HRB335：0y四、实验方案1、加载方案和加载程序（参阅指导书）加载方案：加载程序：本组实验梁的剪跨比：a/h o= 。
2、仪表和测点布置及编号（以本组实验梁为准）仪表和测点布置图五、实验结果与分析1、实验情况概述2、实验梁裂缝分布图支座位置支座位置3、实验梁荷载—挠度曲线fP4、实验梁荷载—箍筋应力曲线sP5．计算斜截面受弯梁承载力的理论值u V ，与实测值0u V 进行比较。
结构设计原理
1，钢筋与混凝土之所以能共同工作，主要是由于：两者间有良好的粘结力、相近的温度线膨胀系数和混凝土对钢筋的保护作用。
2，我国国家标准中规定的混凝土立方体抗压强度试验条件是：边长为150mm立方体试件、在20℃±2℃的温度、相对湿度在95%以上的潮湿空气中、养护28天、按标准制作方法和试验方法测得。
3，在实际工程中，边长为200mm和边长为100mm的混凝土立方体试件，应分别乘以换算系数1.05和0.95，以考虑试件和试验机之间的接触摩阻力的影响。
试件的养护环境、加载速率、试件尺寸和试件与加载板之间是否有润滑剂都将会影响试件的测试结果。
4，混凝土的强度指标有混凝土的立方体强度，混凝土轴心抗压强度和混凝土抗拉强度。
5，复杂应力作用下混凝土强度的变化特点：当双向受压时，一向的混凝土强度随着另一向压应力的增加而增加，当双向受拉时，双向受拉的混凝土抗拉强度均接近于单向抗拉强度，当一向受拉、一向受压时，混凝土的强度均低于单向（受拉或受压时）时强度。
6，徐变：在应力不变的情况下，混凝土的应变随时间继续增长的现象。
徐变的影响因素有：长期花载作用下产生的应力大小、加载时混凝土的龄期、混凝土的组成成分和配合比、养护及使用条件下的温度与湿度。
发生徐变的原因在于长期花载作用下，混凝土凝胶体中的水份逐渐压出，水泥石逐渐粘性流动，微细空隙逐渐闭合，细晶体内部逐渐滑动，微细裂缝逐渐发生等各种因素的综合结果。
7，收缩：在混凝土凝结和硬化的物理化学过程中体积随时间而减小的现象。
收缩引起的原因：初期是水泥石在水化凝固结硬过程中产生的体积变化；后期主要是混凝土内自由水分蒸化引起干缩。
8，光面钢筋与混凝土之间的粘结力由：化学胶着力、摩擦力和机械咬合力组成。
9，结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定条件下，写成预定功能的概率。
结构的安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性。
10，极限状态是指当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态而不能满足设计规定的某一功能要求时，则此特定状态称这该功能的极限状态。
结构疲劳试验定义
结构疲劳试验定义
结构疲劳试验是用来评估结构件在经受疲劳载荷后性能变化的一种实验技术。
结构疲劳是指结构件在反复加载和卸载后出现的加速性能降低，故障发生。
结构疲劳试验旨在研究和评估结构疲劳特性，为结构设计和寿命预测提供必要的数据，以减少结构失效的可能性。
结构疲劳试验的基本原理是以生产高负荷为基础，以轻正载荷低负荷为特征，继续重复加载和卸载直到出现故障为止。
按照这种方式，根据测试负荷和受试件的数量，不同的测试模式可以被选择。
据此，结构疲劳试验可以分为冲击试验、持久性试验和涡轮试验三类。
冲击试验，又称冲击疲劳试验，是以连续的冲击负载加载到样件上，直接测定破坏时样件的累积滞后负荷的试验方法。
这一类的测试方式是用于测试结构件在冲击状态下的可靠性的，是工程结构试验中常用的手段之一。
持久性试验，也称恒定负荷试验，是指以恒定负荷加载到样件上，计数受试件在规定负荷下的破坏数量，测定样件的可靠性的试验方法。
该试验适用于低循环负荷，也可模拟衰减负荷来评估结构件的寿命。
涡轮试验，也称为涡轮疲劳试验，是指以高循环负载加载到样件上，根据涡轮运动原理计算受试件滞后负荷的试验方式。
这种方法适用于模拟高循环负荷损伤的结构，它能够更好的反映结构的可靠性特性，是近几年发展较快的结构疲劳试验方式。
结构疲劳试验有以下几个重要的步骤，包括：材料的特性评价、模型的确定及算法的开发、试验台的制造及安装、疲劳载荷的补偿、确定疲劳负荷幅值范围、试验前准备及数据采集，以及受试件故障研究分析。
结构试验原理
建筑结构试验第一章一、结构试验的任务结构试验是一门试验科学土木工程结构试验是一项科学实践性很强的活动，是研究和发展结构新材料、新体系、新工艺以及探索结构设计新理论的重要手段。
同时，也可通过试验对具体结构作出正确的技术结论。
实践性: 结构设计过程中，工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态，了解结构构件的承载力、刚度、受力性能以及实际所具有的安全储备。
1）传统的理论计算方法；2）结构试验应力分析方法。
电子计算机技术的应用1）数学模型方法计算分析技术；2）计算机控制的结构试验技术。
结构试验主要内容1）工程结构静力试验和动力试验的加载模拟技术；2）工程结构变形参数的量测技术；3）试验数据的采集、信号分析及处理技术；4）对试验对象作出科学的技术评价或理论分析。
结构试验的任务工程结构试验的任务就是在结构物或试验对象（实物或模型）上，利用设备仪器为工具，采用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、地震作用、风力……）或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率……），从强度（稳定性）、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判断结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。
二、工程结构试验的目的科学研究性试验目的：验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论。
对象：对象即试件，具体结构或抽象模型。
研究问题：1）验证结构计算理论的假定。
2）为制订设计规范提供依据。
3）为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验。
生产鉴定性试验目的：检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结果作出技术结论。
对象：一般是真实的结构或构件。
应用：1）检验结构的质量，说明工程的可靠性。
2）检验构件或部件的结构性能，判定构件的设计及制作质量。
建筑结构实验
3.3.3 电阻应变测试中的温度补偿(消除温度影响）
外补桥路补偿片的荷载效应为零，即
同一桥路具有相同的温度效应，即
3.3.4 电阻应变片和电阻应变仪的构造和种类 电阻应变片的主要性能指标 敏感栅长度 基底尺寸 应变片电阻值 使用温度 灵敏系数K 应变极限 …
静态电阻应变仪组成：把电阻应变测量系统中 放大与指示部分组合在一起的量测仪器 测量电路、放大器、振荡器、相敏检波器、 电源
3.2 试验装置的支座设计 活动铰支座 固定铰支座
图3-12 铰支座的形式和构造
柱式试件的铰支座
（a）
（b） 图3-13 柱与墙板压屈试验的铰支座 （a）单向铰支座；（b）双向铰支座 1－试件；2－铰支座；3－调整螺丝；4－刀口
3.2.2 固定边界条件的实现
图3-14 固定支座
3.2.3 试验台座和反力刚架 梁式构件试验台座
建筑结构试验
第1章 绪论
结构试验是在结构物或试验对象（杆件、构件、子结构 或其模型）上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手 段，在施加各种作用（荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、 风力、温度、变形……）的工况下，通过量测与试验对象工 作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率……）和 试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的工作性能（刚 度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力 等），并用以检验和发展结构的计算理论。
1.1结构试验的目的
（1）科学研究性试验
验证结构计算理论 为制定工程技术标准提供依据
（2）鉴定性试验
检验结构、构件或结构部件的质量 确定已建结构的承载力 验证结构设计的安全度
1.2 结构试验的分类
1.2.1原型及模型结构和构件试验（尺 寸效应）
结构设计原理范文
结构设计原理范文1.负荷分析：结构设计的首要任务是分析所受到的负荷，包括静力负荷和动力负荷。
静力负荷主要包括自重、活载和温度、压力等，动力负荷主要考虑风、震动、水流等。
2.选择材料：正确选择材料是保证结构安全可靠性的重要环节。
结构材料应具有足够的强度、刚度和韧性，以满足工程需求。
一般根据负荷和材料的力学性能来选择材料。
3.结构形式：结构形式是指根据工程性质和功能要求，选择合适的结构系统。
常见的结构形式包括梁柱结构、桁架结构、拱桥结构、板壳结构、桁架结构等。
结构形式的选择应考虑结构的稳定性、刚度和变形形状等因素。
4.结构计算和设计：结构设计要进行力学计算和结构设计。
根据刚度和力学平衡原理，计算结构受力状态，然后设计具体的结构尺寸和节点连接方式。
结构计算要满足静力平衡、刚度平衡和变形平衡，确保结构在正常使用和极限状态下的安全性。
5.结构施工和安装：结构的施工和安装过程中需要考虑的因素包括选择合适的建筑材料、工艺方案和施工机械设备。
同时，还需要对施工过程进行全面的监测和检验，以确保结构的质量和安全性。
6.预防和控制灾害：结构设计应充分考虑自然灾害和事故灾害对结构的影响。
例如，在地震区域的结构设计中，要采用抗震设计原则，增加结构抗震能力，以减少地震灾害造成的损失。
7.维护和检修：结构设计应考虑结构的维护和检修要求。
在设计中应充分考虑结构的可维修性和可更换性，以方便对结构进行日常维护和修复工作，保证结构使用寿命和安全可靠性。
总之，结构设计原理是根据工程需求和力学原理，制定合理的结构设计方案和准则，以保证结构的安全性、可靠性和经济性。
在设计过程中要充分考虑负荷分析、材料选择、结构形式、结构计算和设计、施工安装、灾害预防和控制、维护检修等因素，以确保结构的全面性能和性能要求的实现。
建筑结构试验-试验设计原理
试验设计的基本原理
随机性
试验设计需要尽可能地随机化， 保证试验结果有代表性。
均质性
试验设计需要保证试验装置、方 法、环境等的均质性，消除干扰 因素对结果的影响
削弱影响
利用科学的试验设计方法尽可能 削弱不确定因素对实验结果的影 响。
常见的试验设计方法
1
单因素试验设计法
研究一个变量在不同水平上对结果的影响。
Taguchi试验设计方法
优点
避免了传统设计试验所带来的缺 陷，如样本少、影响因素多等。
应用领域
已被广泛规定在制造业中，提高 产品质量和生产效率。
方法流程
通过对噪声的转化和处理，设计 实验方案并进行数据收集、分析 和优化。
建筑结构试验-试验设计 原理
本演示将深入探讨建筑结构试验的试验设计原理及相关方法
为什么试验设计如此重要？
1 减少试验次数
通过设计出优秀的试验方 案，可以迅速有效地得出 结论
2 提高结果准确性
通过试验设计，可以降低 人为因素对试验结果的影 响，提高结果的可靠性。
3 快速提取关键信息
试验设计方法可以为研究 者提供提取关键信息的平 台。
应用领域
已广泛应用于建筑结构设计、制 造、生产制造、产品质量控制等 领域。
Box-Behnken试验设计方法
1
初步设计
根据因素的范围确定实验区间控制因素范围和水平选择。
2
建立统计模型
在实验设计阶段对资料进行分析，确定实验的次数和量测点的个数。
3
结果分析
使用 JMP 数据拟合工具对测试数据进行分析，得出模型参数，进行结果评估和 优化设计。
正交试验设计方法
理论基础
正交试验是设计高效的多因素实验计划的一种方法。
建筑结构试验-试验设计原理
4
按照试验计划和方案进行实施，准确 收集试验数据，并确保数据的可靠性
和一致性。
试验设计中的注意事项
样本选择的代表性
样本应代表整个试验单位 的特征和属性，以确保试 验结果的可靠性和泛化性。
因素控制和干扰排除
在试验过程中，应尽可能 控制和排除干扰因素，以 减少误差和提高试验的准 确性。
数据质量和可靠性
科学的数据分析
采用适当的统计分析方法，对试验数据进行科 学的处理和解释，从而得出准确、可靠的结论。
全面的结论和总结
综合分析试验结果，并对试验的限制和改进提 出全面的结论和总结，为进一步研究和实践提
结论和总结
试验设计原理是建筑结构试验中不可或缺的一部分。遵循试验设计的基本原则和方法，结合周密的试验 计划和科学的数据分析，可以实施成功的试验设计，为工程设计和决策提供可靠依据。
在数据采集和处理过程中， 应注意数据的质量和可靠 性，以提高试验结果的可 信度和可靠性。
成功实施试验设计的要点
清晰的试验目标
明确并具体规定试验的目标和所需数据，以便 能够轻松评估试验结果的有效性和实用性。
周密的试验计划
仔细制定试验计划，包括样本选择、试验步骤 和数据收集等细节，以确保试验过程的可控性 和可重复性。
试验设计的步骤和流程
1
确定试验目标和参数
明确试验的目标和需要测量的参数，
选择试验方法和样本规模
2
以确定试验设计的关键要素。
根据试验目标和参数，选择合适的试
验方法和确定样本规模，以保证试验
的代表性和可靠性。
3
制定试验计划和方案
详细制定试验的计划和方案，包括试
验步骤、样本采集和数据记录等。
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♫ 试件设计；
♫ 试验装置与加载方案设计； ♫ 观测方案设计 ；
♫ 试验终止条件；
♫ 安全措施。
结构试验的四个阶段
✓试验技术准备
一个试验能否达到试验目的，很大程度上取决于
试验技术准备，这一阶段的工作包括：
♫ 预埋传感元件；
♫ 试件制作；
♫ 安装试验装置及试件； ♫ 安装测量元件 ；
♫ 调试标定仪器设备； ♫ 相关材料性能测
测试技术的基本原理
传感器是测量系统的一种前置部件，它将输入变量转化 为可供测量的信号。 测量可分为直接测量和间接测量。 传感器的标定。
国际标准单位：米(m)，千克(kg)，秒(s)，安培(A)， 开尔文(K)，坎德拉(cd)，摩尔(mol)。
试。
结构试验的四个阶段
✓试验实施过程 操作仪器设备，对试件的反应进行观测，这
一阶段的工作包括： ♫ 记录试件初始状态； ♫ 采集并记录试验数据； ♫ 观察并记录试件特征反应（如裂缝、破坏形
态、声音、热特征、环境特征和其他信息） 。
结构试验的四个阶段
✓试验数据分析与总结 试验结束后，及时整理实验数据，撰写试验
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
结构试验设计的基本原则
原则五： 统一测试方法和评价标准
鉴定性结构试验中，试验对象和试验方法依规范而行。 研究性结构试验中，需要对试验方法有所规定。 如裂缝、压弯构件
原则六：降低试验成本和提高试验效率
根据试验目的来选择有关试验参数和试验仪表。 提高精度会增加试验成本降低试验效率。
例3：地震模拟振动台试验，缩尺模型的骨料粒径与普 通混凝土相差很大，研究主要性能。
结构试验设计的基本原则
反力架
竖向加载器
反力架
反力架
水平加载器
柱试件 地脚螺栓
结构试验设计的基本原则
原则三： 将结构反应视为随机变量
结构试验的结果不但具有随机性，而且具有模糊性。
4.0
3.0
=1.5 =3 2.0
Vcs /( f t b h0 )
9个试验点均衡地分布于整个立方体内，有很强的代表性， 能够比较全面地反映优选区内的基本情况。
正交试验设计方法
正交试验设计表格
通过正交设计原来需要81个试件可以综合为9个试件。
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计表格
正交试验设计方法
3因素3水平的全面试验水平组合数为33＝27，4因 素3水平的全面试验水平组合数为34＝81 ， 5因素3水平 的全面试验水平组合数为35＝243，这在科学试验中有 时是做不到的。
正交试验设计方法
正交试验就是从优选区全面试验点（水平组合）中挑选
出有代表性的部分试验点（水平组合）来进行试验。上图中
报告，这一阶段的工作包括： ♫ 整理试验结果； ♫ 判断异常数据； ♫ 绘制试验曲线、图表； ♫ 分析试验误差； ♫ 分析并总结试验现象。
结构试验设计的基本原则
确定系统模型
工程结构
看成 并在规定的环
定
境条件下运行
系
统
参
数
考察系统输出
结构试验设计的基本原则
原则一： 真实模拟结构所处的环境和所受到的荷载
正交试验设计方法
正交试验设计法，正交试验设计是研究多因素多水平的 一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有 代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散， 齐整可比”的特点，是一种高效率、快速、经济的实验设计 方法。
正交试验设计法主要是使用正交表这一工具来进行整体 设计，综合比较，妥善解决各因素和水平数相互组合可能参 与的影响，和所需试件数与实际可行试验构件数之间的矛盾， 解决实际所作少量试验与全面掌握内在规律之间的矛盾。
1.0 0.7 0.44
0 0.24 0.5
1.0
1.5
2.0
=1.5
sv fsv / ft
有腹筋梁受剪承载力试验结果
结构试验设计的基本原则
原则四： 合理选择试验参数
结构试验中，试验方案有很多参数，参数决定了试验结 构的性能，科研性试验需要根据各参数构成的因子数和水平 数决定试件数目。
每个选定因子安排若干不同状态试验点，叫因子水平数。
地震？ 风荷载？火？
梁单元
刚臂或 连接单元
简支梁的边界条件对于动力性能影响很大
结构试验设计的基本原则
结构试验设计的基本原则
结构试验设计的基本原则
原则二： 消除次要因素的影响
例1：钢筋混凝土受弯构件长期荷载试验，研究徐变， 消除收缩的影响，宜恒温恒湿条件下进行。
例2：钢筋混凝土梁的剪切和弯曲破坏，研究受弯性能， 需足够的箍筋抗剪，研究抗剪性能，需足够的纵筋抗弯。
标有试验号的9个点，就是利用正交表L9（34）从27个试验 点中挑选出来的9个试验点。即：
（1）A1B1C1 （4）A1B2C2 （7）A1B3C3
（2） A2B1C2 （5） A2B2C3 （8） A2B3C1
(3) A3B1C3 (6) A3B2C1 (9) A3B3C2
正交试验设计方法
上述选择，保证了A因素的每个水平与B因素、C因素的各个 水平在试验中各搭配一次。对于A、B、C3个因素来说，是在27 个全面试验点中选择9个试验点，仅是全面试验的1/3。 从图中可以看到：9个试验点在优选区中分布是均衡的，在立方 体的每个面上，都恰是3个试验点；在立方体的每条线上也恰有1 个试验点。
结构测试技术
结构试验的设计原理
本章主要内容
结构试验的四个阶段； 结构试验设计的基本原则； 测试技术基本原理。
结构试验的四个阶段
结构试验一般可分为： ♂ 试验规划与设计； ♂ 试验技术准备； ♂ 试验实施过程； ♂ 试验数据分析与总结。
✓试验规划与设计
编制试验大纲，试验大纲的内容主要包括：
♫ 试验任务分析；