建筑結(jié)構(gòu)試驗張

GaoSuGongLu第一章建筑結(jié)構(gòu)試驗概述SACE青島農(nóng)業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院1《建筑結(jié)構(gòu)試驗》是一門什么性質(zhì)的課程？

《建筑結(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22學(xué)時，試驗10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。2《建筑結(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。3《建筑結(jié)構(gòu)試驗》課程內(nèi)容體系《建筑結(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)、無損檢測技術(shù)、試驗?zāi)Ｐ驮O(shè)計，試驗數(shù)據(jù)的處理。4學(xué)習(xí)參考書：5第一章建筑結(jié)構(gòu)試驗概述1.1建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)1.2建筑結(jié)構(gòu)試驗的作用1.3建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類6第一節(jié)建筑結(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。7

所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗，就是對建筑結(jié)構(gòu)或者是它的構(gòu)件施加一定的荷載，這個荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測試手段對它引起來的各種反應(yīng)，比如說：變形、位移、應(yīng)變等等進行測量，通過這些測量來觀測結(jié)構(gòu)對荷載的反應(yīng)能力，考查它是否符合使用和設(shè)計要求，同時，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關(guān)系，為計算提供實踐根據(jù)。8例如：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）

9結(jié)論建筑結(jié)構(gòu)試驗是以實驗方式測定有關(guān)數(shù)據(jù)，由此反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作性能、承載能力和相應(yīng)的安全度，為結(jié)構(gòu)的安全使用和設(shè)計理論的建立提供重要根據(jù)的學(xué)科。10第二節(jié)建建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗的作作用一、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗是發(fā)發(fā)展結(jié)構(gòu)構(gòu)理論的的重要途途徑二、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗是發(fā)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計問問題的主主要手段段三、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗是驗驗證結(jié)構(gòu)構(gòu)理論的的唯一方方法四、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗是建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)量鑒鑒定的直直接方式式五、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗是制制定各類類技術(shù)規(guī)規(guī)范和技技術(shù)標準準的基礎(chǔ)礎(chǔ)11（1）結(jié)構(gòu)試試驗是發(fā)發(fā)展結(jié)構(gòu)構(gòu)理論的的重要途途徑17世紀初伽伽利略（（1564-1642）在1638年錯誤地地提出：：受彎梁梁的斷面面應(yīng)力為為均勻受受拉。46年后法國國物理學(xué)學(xué)家馬里里奧脫和和德國數(shù)數(shù)學(xué)家萊萊布尼茲茲對這個個假設(shè)提提出了修修正,認為：斷斷面應(yīng)力力不是均均勻分布布，是三三角形分分布。后后來胡克克和伯努努里又建建立了平平面假設(shè)設(shè)。121713年法國巴巴郎提出出了中和和層理論論：認為為一邊受受拉，一一邊受壓壓，但該該理論無無法用試試驗驗證證，而未未被人們們接受。。1767年法國科科學(xué)家容容格密里里用簡單單的試驗驗驗證了了巴郎理理論中一一邊受拉拉，一邊邊受壓的的結(jié)論。。后人把把該試驗驗譽為““路標試試驗”。。1821年法國科科學(xué)院院院士拿維維葉從理理論上導(dǎo)導(dǎo)出了受受彎構(gòu)件件斷面應(yīng)應(yīng)力計算算公式，，20年后該公公式被法法國另一一位院士士莫列恩恩一用試試驗方法法驗證了了。13（2）結(jié)構(gòu)試試驗是發(fā)發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計問問題的主主要手段段①斜撐幾幾乎不起起作用；；②斜撐撐交點首首先出現(xiàn)現(xiàn)塑性角角而破壞壞。14通過多次次改進：：有如一些些特殊結(jié)結(jié)構(gòu)的研研究，需需要做大大量的結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗，如混混凝土-復(fù)合結(jié)構(gòu)構(gòu)：鋼管管混凝土土結(jié)構(gòu)，，鋼筋混混凝土-鋼，籠式式結(jié)構(gòu)等等。15（3）結(jié)構(gòu)試試驗是驗驗證結(jié)構(gòu)構(gòu)理論的的唯一方方法如愛因斯斯坦的相相對論如歌德巴巴赫猜想想負物質(zhì)理理論等各各種科學(xué)學(xué)猜想和和預(yù)言16（4）結(jié)構(gòu)試試驗是建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)質(zhì)量鑒鑒定的直直接方式式；（5）結(jié)構(gòu)試試驗是制制定各類類技術(shù)規(guī)規(guī)范和技技術(shù)標準準的基礎(chǔ)礎(chǔ)；17第三節(jié)建建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗的分分類建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗按按試驗?zāi)磕康?、荷荷載性質(zhì)質(zhì)、試驗驗對象、、試驗周期、試試驗場合合等因素素進行分分類。（一）按按照試驗驗?zāi)康姆址诸愒囼灴梢砸园凑崭鞲鞣N方法法來分類類，但最最基本的的就是按按照試驗?zāi)康膩韥矸诸?。。按試驗驗?zāi)康目煽梢詫⒔Y(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗分成下下面兩類類：一生產(chǎn)檢檢驗性試試驗，二二科學(xué)研研究性試試驗.。由于試驗驗?zāi)康牟徊煌?，整整個試驗驗安排和和某些試試驗方法法、試驗要求都都有很大大的不同同，所以以這是建建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗分分類里面面最基本的一一種分類類方法。。181.3建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗的的分類1.3.1生產(chǎn)性性試驗驗和科科研性性試驗驗1．生產(chǎn)產(chǎn)性試試驗?zāi)康模海阂跃呔唧w實實際的的結(jié)構(gòu)構(gòu)為鑒鑒定的的對象象，通通過試試驗對對具體體結(jié)構(gòu)構(gòu)作出出正確確的技技術(shù)結(jié)結(jié)論。。常常解決決的問問題：：（（1）設(shè)計計論證證、施施工質(zhì)質(zhì)量控控制和和鑒定定（（2）預(yù)制制構(gòu)件件質(zhì)量量鑒定定（（3）已建建結(jié)構(gòu)構(gòu)的可可靠性性鑒定定、剩剩余壽壽命評評估（（4）改建建、擴擴建或或加固固工程程，通通過試試驗判判明結(jié)結(jié)構(gòu)的的實際際承載載能力力（潛潛力））（（5）為工工程事事故處處理提提供技技術(shù)依依據(jù)1920工程事事故處處理的的一般般程序序:1、基本本情況況調(diào)查查2、結(jié)構(gòu)及及材料料檢測測3、復(fù)核核分析析4、專家家會商商5、調(diào)查查報告告21結(jié)構(gòu)及及材料料檢測測內(nèi)容容1、地基基基礎(chǔ)礎(chǔ)2、建筑筑物所所用材材料的的實際際性能能檢測測3、建筑筑物表表面缺缺陷的的觀測測4、對結(jié)結(jié)構(gòu)內(nèi)內(nèi)部缺缺陷的的檢查查5、必要要時可可作模模型試試驗或或現(xiàn)場場加載載試驗驗，通通過試試驗檢檢查結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件的實實際承承載力力。222．科研研性試試驗?zāi)康模海候炞C證、改改進和和發(fā)展展結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計計算算的理理論和和方法法主主要要表現(xiàn)現(xiàn)：（（1）驗證證結(jié)構(gòu)構(gòu)設(shè)計計計算算的各各種假假定；；（2）制定定各種種設(shè)計計規(guī)范范；（3）發(fā)發(fā)展新新的設(shè)設(shè)計理理論；；（4）為發(fā)發(fā)展和和推廣廣新結(jié)結(jié)構(gòu)、、新材材料及及新工工藝提供理理論與與實踐踐的經(jīng)經(jīng)驗。。232425（1.3.2靜力試試驗和和動力力試驗驗（二））按照照荷載載性質(zhì)質(zhì)、試試驗對對象、、試驗驗持續(xù)續(xù)時間間、試試驗場場所等等不同同因素素進行行分類類。1、按荷荷載性性質(zhì)來來分類類（1）靜力力試驗驗（2）動力力試驗驗261.3.2靜力試試驗和和動力力試驗驗按試驗驗荷載載性質(zhì)質(zhì)分：：靜力力試驗驗、動動力試試驗。。1.靜力試試驗：：應(yīng)有最最多、、最常常見的的基本本試驗驗。分分兩種種：(1).結(jié)構(gòu)靜靜力單單調(diào)加加載試試驗：：結(jié)構(gòu)加加載過過程從從零開開始逐逐步遞遞增一一直到到結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞壞。即即在一一個不不長的的時間間內(nèi)試試驗加加載全全過程程。⑵．結(jié)結(jié)構(gòu)低低周反反復(fù)靜靜力加加載試試驗：：也稱偽偽靜力力試驗驗，是以以靜力力的方方式模模擬地地震作作用的的試驗驗，它它是一一種控控制荷荷載或或控制制變形形的周周期性性反復(fù)復(fù)靜力力試驗驗。2728土木工工程材材料2930靜力試試驗的的優(yōu)點點：加加載設(shè)設(shè)備相相對來來講比比較簡簡單，，荷載載可以以逐步步施加，，還可可以停停下來來仔細細觀察察結(jié)構(gòu)構(gòu)變形形的發(fā)發(fā)展，給給人們們以最最明確確、最最清晰晰的破破壞概概念。。312、動力力試驗驗對于在在實際際工作作中主主要承承受動動力作作用的的結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件，，為了了研究結(jié)結(jié)構(gòu)在在施加加動力力荷載載作用用下的的工作作性能能，一一般要要進行行動力力試驗。。例如：：研究究廠房房承受受吊車車及動動力設(shè)設(shè)備作作用下下的動動力特特性；；吊車梁梁的疲疲勞強強度與與疲勞勞壽命命問題題；多層廠廠房由由于機機器設(shè)設(shè)備上上樓后后產(chǎn)生生的振振動影影響；；高層建建筑和和高聳聳構(gòu)筑筑物在在風(fēng)荷荷載作作用下下的動動力問問題；；結(jié)構(gòu)抗抗爆炸炸、抗抗沖擊擊問題題;抗震動動力試試驗采采用電電液伺伺服加加載設(shè)設(shè)備或或地震震模擬擬振動動臺動力試試驗的的特點點：由由于荷荷載特特性不不同，，動力力試驗驗的加加載設(shè)設(shè)備和測試試手段段與靜靜力試試驗有有很大大的差差別，，而且要比比靜力力試驗驗復(fù)雜雜得多多。32在結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗抗震性性能研研究中中，除除了采采用結(jié)結(jié)構(gòu)低低周反反復(fù)靜靜力加加載試試驗外外，更更為理理想的的是直直接施施加動動力荷荷載進進行試試驗。。抗震動動力試試驗采采用電電液伺伺服加加載設(shè)設(shè)備或或地震震模擬擬振動動臺等等設(shè)備備來進進行。。如廣州州大學(xué)學(xué)抗震震研究究中心心、同同濟大大學(xué)抗抗震中中心332.動力試試驗：：荷載大大小隨隨時間間變化化的，，可能能是有有規(guī)律律變化化，也也可能能是無無規(guī)律律變化化的。。一些些研究究動力力問題題的，，需要要做動動力試試驗，，如……34如下圖圖為東東方明明珠電電視塔塔的振振動臺臺模型型試驗驗。35361.3.3、按試試驗對對象分分類（1）真型型試驗驗（（2）模型型試驗驗（（3）小構(gòu)構(gòu)件試試驗371.3.3真型試試驗、、模型型試驗驗和小小構(gòu)件件試驗驗按試驗驗對象象的尺尺寸分分：真（原原）型型試驗驗、模模型試試驗及及小構(gòu)構(gòu)件試試驗。。1．真型型試驗驗試驗對對象是是實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)或按按實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)足尺尺復(fù)制制的結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件。對于實實物試試驗一一般均均為生生產(chǎn)性性試驗驗，很很多為為非破破壞性性的現(xiàn)現(xiàn)場試試驗居居多。。足尺及及小構(gòu)構(gòu)件試試驗一一般多多在試試驗室室進行行，也也可在在現(xiàn)場場進行行，如如梁、、板及及屋架架。對結(jié)構(gòu)構(gòu)整體體性研研究，，一直直是國國內(nèi)外外研究究的熱熱門課課題，，多為為大型型試驗驗，可可在試試驗室室進行行，也也可在在現(xiàn)場場進行行。38（1）真型型試驗驗試驗對對象：：（1）實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)（2）實物物結(jié)構(gòu)構(gòu)足尺尺復(fù)制制的結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件。（1）實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗驗一般均均用于于生產(chǎn)產(chǎn)性試試驗。。例如如：秦秦山核核電站站安全全殼加加壓壓整體體性的的試驗驗就是是一種種非破破壞性性的現(xiàn)現(xiàn)場試試驗。。又如如對工工業(yè)廠廠房結(jié)結(jié)構(gòu)的的剛度度試驗驗、樓樓蓋承承載能能力試試驗等等均在在實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)上加加載量量測。。（2）足尺尺結(jié)構(gòu)構(gòu)或構(gòu)構(gòu)件試試驗試驗對對象是是一根根梁、、一塊塊扳或或一榀榀屋架架之類類的實實物構(gòu)構(gòu)件，，它可可以在在試驗驗室內(nèi)內(nèi)試驗驗，也也可以以在現(xiàn)現(xiàn)場進進行。。394041（2）模型型試驗驗?zāi)Ｐ驮囋囼灒海翰捎糜帽日嬲嫘徒Y(jié)結(jié)構(gòu)縮縮小的的模型型進行行試驗驗。模模型的的設(shè)計計制作作與試試驗是是根據(jù)據(jù)相似似理論論，要要求做做到幾幾何相相似、、力學(xué)學(xué)相似似和材材料相相似等等等。。42（2）．模模型試試驗投資大大、周周期長長、測測量精精度受受環(huán)境境因素素影響響大，，在財財力和和技術(shù)術(shù)上有有困難難時，，可以以考慮慮采用用縮尺尺模型型試驗驗。模型試試驗：：仿照照真型型并按按一定定比例例關(guān)系系復(fù)制制而成成的試試驗構(gòu)構(gòu)件或或試驗驗結(jié)構(gòu)構(gòu)物，，它具具有實實際結(jié)結(jié)構(gòu)的的全部部或部部分特特征，，尺寸寸比真真型小小得多多。4344454647（3）小構(gòu)構(gòu)件試試驗小構(gòu)件件試驗驗是結(jié)結(jié)構(gòu)試試驗常常用的的研究究形式式之一一。試驗不不要求求滿足足嚴格格的相相似條條件，，只是是用試試驗結(jié)結(jié)果與理論論計算算進行行對比比校核核的方方式來來研究究結(jié)構(gòu)構(gòu)的性性能，，驗證設(shè)設(shè)計假假定與與計算算方法法的正正確性性。483．小構(gòu)構(gòu)件試試驗比較常常用，，可能能是足足尺試試驗，，也可可能是是縮尺尺試驗驗。它它有別別于模模型試試驗：：不依依靠相相似理理論，，不考考慮相相似比比例對對結(jié)果果的影影響，，即不不要求求嚴格格的相相似條條件。。認為為這些些結(jié)果果所證證實的的一般般規(guī)律律與計計算理理論可可以推推廣到到實際際結(jié)構(gòu)構(gòu)中去去。4950土木工工程材材料511.3.4、按試驗持持續(xù)時間分分類（1）短期荷載載試驗（2）長期荷載載試驗52（1）短期荷載載試驗荷載從零開開始施加到到最后結(jié)構(gòu)構(gòu)破壞或到到某階段進進行卸荷的的時間總和和只有幾十十分鐘、幾幾小時或者者幾天。1．短期荷載載試驗絕大數(shù)承受受靜力荷載載的結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件實際際上一般都都是承受的的長期荷載載作用。由于試驗條條件、時間間和試驗步步驟限制，，我們不得得不采取短短期荷載試試驗。試驗時荷載載從零開始始加，到結(jié)結(jié)構(gòu)破壞可可能幾十分分鐘、幾小小時或幾天天。這與實實際情況是是有差別的的。5354（2）長期荷載載試驗對于研究結(jié)結(jié)構(gòu)在長期期荷載作用用下的性能能就必須要進進行靜力荷荷載的長期期試驗，它它將連續(xù)進行幾個個月或幾年年時間。如：混凝土土的徐變、、結(jié)構(gòu)受溫溫度變化的的影響、預(yù)應(yīng)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中中的鋼筋的的松弛、三三峽大壩長期變形形監(jiān)控試驗驗。555657581.3.5、按試驗場場所分類（1）試驗室試試驗（2）現(xiàn)場試驗驗1、試驗室試試驗適宜于研究究性試驗。。2、現(xiàn)場試驗驗多用于解決決生產(chǎn)性的的問題。591.3.5試驗室試驗驗和現(xiàn)場試試驗按試驗所在在場地分：：試驗室試試驗、現(xiàn)場場試驗1.試驗室試驗驗試驗室試驗驗條件較好好，儀器設(shè)設(shè)備精度高高，可以排排除一些不不利因素對對試驗結(jié)果果的干擾。。適合做研研究性試驗驗。2．現(xiàn)場試驗驗現(xiàn)場試驗與與室內(nèi)試驗驗相比，環(huán)環(huán)境因素影影響較大，，不宜使用用精度較大大的儀器設(shè)設(shè)備。多是是解決生產(chǎn)產(chǎn)中的實際際問題，可可以獲得實實際結(jié)構(gòu)物物的工作狀狀態(tài)的數(shù)據(jù)據(jù)參數(shù)。此外還可以以按試驗是是否破壞分分：破壞性性試驗、非非破壞性試試驗。606162《建筑結(jié)構(gòu)試試驗》課程的學(xué)習(xí)習(xí)內(nèi)容為了獲得解解決一般建建筑結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計及施工工中所遇到到的結(jié)構(gòu)檢測測問題的基基本知識和和基本技能能，并在科科研方面得到初步的的訓(xùn)練，必必須在掌握握結(jié)構(gòu)工程程專業(yè)理論論和其它有關(guān)專業(yè)技技術(shù)知識的的基礎(chǔ)上，，學(xué)習(xí)下列列內(nèi)容：（1）規(guī)劃、組組織和進行行結(jié)構(gòu)檢測測的一般原原則、方法法和技術(shù)；（2）結(jié)構(gòu)檢測中中常用的量測儀器器和加載設(shè)設(shè)備的原理理、性能和使用方方法；（3）收集、整整理、計算算和評定檢檢測資料的的原理和方方法。63GaoSuGongLu第二章建建筑結(jié)構(gòu)試試驗組織計計劃SACE青島農(nóng)業(yè)大大學(xué)建筑工工程學(xué)院64第二章建建筑結(jié)構(gòu)試試驗組織計計劃2.1概述2.2試驗前期期工作方方案設(shè)計計2.3試驗構(gòu)件件方案設(shè)設(shè)計2.4試驗荷載載方案設(shè)設(shè)計2.5試驗觀測測方案設(shè)設(shè)計2.6結(jié)構(gòu)試驗驗和材料料力學(xué)性性能關(guān)系系2.7試驗大綱綱及其他他文件65第一節(jié)建建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗組織織計劃理理論概述述一、建筑筑結(jié)構(gòu)試試驗組織織計劃的的意義1、建筑結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗組織計計劃是組組織工作作的需要要2、建筑結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗組織計計劃是結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗特點的的要求建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗特特點：（1）結(jié)構(gòu)試試驗沒有有固定的的模式；；（2）結(jié)構(gòu)試試驗耗資資大；（3）結(jié)構(gòu)試試驗周期期長。3、建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗組組織計劃劃關(guān)系到到試驗的的成敗4、建筑結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗組織計計劃是體體現(xiàn)技術(shù)術(shù)水平和和管理水水平的窗口66建筑結(jié)構(gòu)構(gòu)試驗組組織計劃劃關(guān)系到到試驗的的成敗：：一個不完完整的或或錯誤的的組織計計劃只能能導(dǎo)致失失敗，好好的組織織計劃是是成功的的基礎(chǔ)。。如：某鋼鋼管砼受受彎構(gòu)件件試驗兩兩個方案案對比：：A錯誤方案案B正確方案案67A方案的錯錯誤：①．1處沒有位位移傳感感器，由由于懸臂臂端位移移增量△△1而失真。。②．2處上表面面沒有傾傾角傳感感器，因因懸臂端端位移增增量△2而失真。。③．2處右上方方位移傳傳感器沒沒有布置置在試件件下表面面，因懸懸臂端位位移增量量△3而失真。。4．建筑結(jié)結(jié)構(gòu)試驗驗組織計計劃體現(xiàn)現(xiàn)了技術(shù)術(shù)水平和和管理水水平68二、PDCA循環(huán)的基基本內(nèi)容容美國質(zhì)量量管理專專家戴明明（W.E.Deming)50年代初提提出一項項質(zhì)量管理理循環(huán)體體系，稱稱為PDCA循環(huán)，是是一項提提高工程程質(zhì)量、、改善企業(yè)業(yè)經(jīng)營管管理十分分有效的的科學(xué)方方法，被被工程界界廣泛應(yīng)應(yīng)用。PDCA質(zhì)量循環(huán)環(huán)體系的的基本思思想是把把質(zhì)量管管理的工工作過程程分為四個個階段：：（1）計劃階階段（（Plan）（2）實施階段段（（Do）（3）檢查階段段（Check）（4）處理階段段（Action）691．計劃階階段P：打算干什什么、在在那兒干干、何時干、由由誰干、、怎么干干等問題題。2．實施階階段D：按計劃方方案去執(zhí)執(zhí)行的過過程。3．檢查階階段C:把執(zhí)行的的結(jié)果與與計劃目目標進行比較，，找出問問題。4．處理階階段A：總結(jié)經(jīng)驗驗，制定定標準、、措施；同時時為解決決的問題題進入下下一個循環(huán)。。70三、PDCA循環(huán)的存存在的范范圍和特特點1．PDCA循環(huán)的應(yīng)應(yīng)用范圍圍：存在于各各行各業(yè)業(yè)，哪里里有矛盾盾，哪里里就存在在PDCA循環(huán)。2．PDCA循環(huán)的特特點：⑴．有序序性：4個階段缺缺一不可可，次序序不能顛顛倒。⑵．嵌套套性：71⑶.關(guān)鍵性：：關(guān)鍵在在P階段，即即計劃階階段。⑷.重復(fù)性：：循環(huán)滾滾動前進進，每循循環(huán)一次次質(zhì)量上一個個臺階。。⑸.普遍性：4個階段，周而復(fù)復(fù)始，循環(huán)一次次，改善一下，，逐步提高。PDCA循環(huán)的關(guān)鍵是在在P階段，即計劃階階段。它是標準準化的基礎(chǔ)，是是指導(dǎo)同級其它它環(huán)節(jié)的關(guān)鍵。。7273四、結(jié)構(gòu)試驗組組織計劃的內(nèi)容容：1．試驗計劃階段段:明確試驗?zāi)康?，，進行技術(shù)調(diào)研研，試驗設(shè)計，，確定試驗大綱綱。2．試驗準備階段段：包括技術(shù)準準備、物質(zhì)準備備和場地準備。。3．試驗實施階段段：試驗加載，，試驗記錄，數(shù)數(shù)據(jù)處理。4．試驗完成階段段：實驗數(shù)據(jù)處處理，試驗分析析，試驗研究總總結(jié)。74四、結(jié)構(gòu)試驗組組織計劃的內(nèi)容容1、試驗設(shè)計（計計劃）階段（1）反復(fù)研究試驗驗?zāi)康?，充分了了解體會試驗的的具體任務(wù)，進行調(diào)查研究，，搜集有關(guān)資料料；（2）確定試驗的性性質(zhì)與規(guī)模。對對于研究性試驗驗，應(yīng)提出本試試驗擬研究的主要參參量以及這些參參量在數(shù)值上的的變動范圍，并并根據(jù)試驗室的設(shè)設(shè)備能力確定試試件的尺寸和量量測項目及量測測要求；（3）提出試驗大綱綱2、試驗準備階段段試驗準備階段要要占全部試驗工工作的大部分時時間，工作量也也最重。試驗準備備工作的好壞直直接影響到試驗驗?zāi)芊耥樌M行行和能獲得試驗結(jié)果的的多少。75試驗準備階段的的主要工作有：：（1）試件的制作在制作試件時應(yīng)應(yīng)注意材性試樣樣的留取、編號號，還要作施工日志，注明明試件日期、原原材料情況，這這些原始資料都都是最后分析試驗驗結(jié)果不可缺少少的參考資料。。（2）試件質(zhì)量檢查查包括試件尺寸和和缺陷的檢查，，應(yīng)作詳細記錄錄，納入原始資料。（3）試件安裝就位位試件的支承條件件應(yīng)力求與計算算簡圖一致。一一切支承零件均應(yīng)進行強度度驗算，并使其其安全儲備大于于試驗結(jié)構(gòu)可能能有的最大安全儲儲備。（4）安裝加載設(shè)備備加載設(shè)備的安裝裝應(yīng)滿足“一穩(wěn)穩(wěn)二準三方便，，四強五剛六安全“的要求，，即就位要穩(wěn)定定準確方便，固固定設(shè)備的支撐撐系統(tǒng)要有一定的強強度、剛度和安安全度。76（5）儀器儀表的率率定對測力計及一切切量測儀表均應(yīng)應(yīng)按技術(shù)規(guī)定要要求進行率定，，各儀器儀表的率率定記錄應(yīng)納入入試驗原始記錄錄中，誤差超過過規(guī)定標準的儀表不得得使用。（6）作輔助試驗輔助試驗多半在在加載試驗階段段之前進行，以以取得試件材料料的實際強度，便便于對加載設(shè)備備和儀器儀表的的量程等作進一一步的驗算。（7）儀表的安裝、、連線試調(diào)儀表的安裝位置置、測點號，在在應(yīng)變儀或記錄錄儀上的通道號號等等都應(yīng)嚴格按按照試驗大綱中中的儀表布置圖圖實施，如有變變動，應(yīng)立即做好記錄錄，以免時間長長久后記憶不清清而將測點混淆淆。77（8）記錄表格的設(shè)設(shè)計準備在試驗前應(yīng)根據(jù)據(jù)試驗要求設(shè)計計記錄表格，其其內(nèi)容及規(guī)格應(yīng)應(yīng)周到詳細地反映映試件和試驗條條件的詳細情況況，以及需要記記錄和量測的內(nèi)容。記錄表格的設(shè)計計反映試驗組織織者的技術(shù)水平平，切勿養(yǎng)成試驗前無準備地地在現(xiàn)場臨時用用白紙記錄的習(xí)習(xí)慣。記錄表格格上應(yīng)有試驗人員的的簽名并附有試試驗日期、時間間、地點和氣候候條件。（9）算出各加載階階段試驗結(jié)構(gòu)各各特征部位的內(nèi)內(nèi)力及變形值以備在試驗時判判斷及控制。（10）在準備工作階階段和試驗階段段應(yīng)每天記工作作日志。783、試驗實施階段段（1）加載試驗加載試驗是整個個試驗過程的中中心環(huán)節(jié)，應(yīng)按按規(guī)定的加載順序和量測順序序進行。重要的的量測數(shù)據(jù)應(yīng)在在試驗過程中隨隨時整理分析并與事事先估算的數(shù)值值比較，發(fā)現(xiàn)有有反常情況時應(yīng)應(yīng)查明原因或故障，，把問題弄清楚楚后才能繼續(xù)加加載。在試驗過程中，，結(jié)構(gòu)所反映的的外觀變化是分析結(jié)構(gòu)性能能的極為寶貴的資資料，對節(jié)點的的松動與異常變變化，鋼筋混凝凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)現(xiàn)和發(fā)展，特別別是結(jié)構(gòu)的破壞壞情況都應(yīng)作詳詳盡的記錄及描述。。這些容易被初初做試驗者忽視視，而把主要注注意力集中在儀儀表讀數(shù)或記錄錄曲線上，因此此應(yīng)分配專人負負責(zé)觀察結(jié)構(gòu)的的外觀變化。79試件破壞后要拍拍照和測繪破壞壞部位及裂縫簡簡圖，必要時，可從試件上切取取部分材料測定定力學(xué)性能，破破壞試件在試驗驗結(jié)果分析整理之前不不要過早毀棄，，以備進一步核核查。（2）試驗資料整理理試驗資料整理是是將所有的原始始資料整理完善善，其中特別要要注意的是試驗量量測數(shù)據(jù)記錄和和記錄曲線，都都作為原始數(shù)據(jù)據(jù)經(jīng)負責(zé)記錄人員簽名名后，不得隨便便涂改。經(jīng)過處處理后得到的數(shù)數(shù)據(jù)不能和原始數(shù)據(jù)列列在同一表格內(nèi)內(nèi)。一個嚴格認真的的科學(xué)試驗，應(yīng)有一份詳盡的的原始數(shù)據(jù)記錄錄，連同試驗過程中的觀觀察記錄，試驗大綱及試驗過程中各階階段的工作日志，作為原始資料料，在有關(guān)的試試驗室內(nèi)存檔。。804、試驗完成階段段（1）試驗數(shù)據(jù)處理理因為從各個儀表表獲得的測量數(shù)數(shù)據(jù)和記錄曲線線一般不能直接接解答試驗任務(wù)所所提出的問題，，它們只是試驗驗的原始數(shù)據(jù)，，需對原始數(shù)據(jù)進行科科學(xué)的運算處理理才能得出試驗驗結(jié)果。（2）試驗結(jié)果分析析試驗結(jié)果分析內(nèi)內(nèi)容是分析通過過試驗得出了哪哪些規(guī)律性的東西，揭示了哪哪些物理現(xiàn)象。。最后，應(yīng)對試試驗得出的規(guī)律律和一些重要現(xiàn)象作出出解釋，分析它它們的影響因素素，將試驗結(jié)果果和理論值進行比較，，分析產(chǎn)生差異異的原因，并作作出結(jié)論，寫出出試驗總結(jié)報告。總結(jié)結(jié)報告中應(yīng)提出出試驗中發(fā)現(xiàn)的的新問題及進一一步的研究計劃。81第二節(jié)試驗前前期工作方案設(shè)設(shè)計一、調(diào)研方案設(shè)設(shè)計一項科科研工工作開開始，，首先先要做做的就就是調(diào)調(diào)研工工作，，只有有如此此才能能保證證科研研工作作具有有前沿沿性和和先進進性。。調(diào)研方方法：：①實實地調(diào)調(diào)查；；②信函函調(diào)查查；③電話話調(diào)查查；④網(wǎng)上上調(diào)查查；⑤學(xué)刊刊查詢詢；⑥通過過國家家權(quán)威威部門門技術(shù)術(shù)查新新。82二、研研究路路線方方案設(shè)設(shè)計1．研究究路線線的含含義也叫技技術(shù)路路線，，是指指完成成一項項試驗驗研究究任務(wù)務(wù)的起起始點點、中中點和和結(jié)束束點等等若干干技術(shù)術(shù)環(huán)節(jié)節(jié)上所所有內(nèi)內(nèi)容順順序的的方式式。一項研研究任任務(wù)的的技術(shù)術(shù)路線線可能能有多多個，，我們們要選選擇一一個最最優(yōu)的的技術(shù)術(shù)路線線。832.研究路路線的的內(nèi)容容：（1）、項項目研研究能能夠順順利進進行的的條件件；如已經(jīng)經(jīng)建立立的基基礎(chǔ)，，包括括理論論基礎(chǔ)礎(chǔ)和試試驗基基礎(chǔ)。（2）、完完成本本項目目研究究內(nèi)容容必須須經(jīng)過過的技技術(shù)途途徑或或理論論依據(jù)據(jù)，以以及針針對難難點問問題的的對策策。84（3）．研研究路路線的的作用用①．是是科研研項目目申請請的重重要內(nèi)內(nèi)容。。②．是是完成成科研研任務(wù)務(wù)的重重要保保證。。（4）．研研究路路線的的制定定進行充充分的的調(diào)研研，查查清技技術(shù)發(fā)發(fā)展水水平，，提出出問題題，預(yù)預(yù)計困困難，，探索索攻克克對策策，規(guī)規(guī)劃技技術(shù)路路線。。85三、其其他工工作方方案設(shè)設(shè)計主要有有：人人員分分工方方案、、技術(shù)術(shù)準備備方案案、時時間進進度方方案、、經(jīng)費費預(yù)算算法案案和試試驗安安全方方案。。86第三節(jié)節(jié)試試驗構(gòu)構(gòu)件方方案設(shè)設(shè)計1、試件件形狀狀2、試件件尺寸寸3、試件件數(shù)目目872.3試驗構(gòu)構(gòu)件方方案設(shè)設(shè)計包括：：試件件形狀狀、試試件尺尺寸和和數(shù)量量及構(gòu)構(gòu)造措措施。。同時時還必必須滿滿足結(jié)結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件件的邊邊界條條件、、破壞壞特征征及加加載條條件的的要求求。88一、試試件形形狀雖然與與構(gòu)件件尺寸寸無關(guān)關(guān)，重重要的的是要要考慮慮構(gòu)件件的受受力狀狀態(tài)和和邊界界條件件與實實際一一致性性。對靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)中的的單一一構(gòu)件件，如如簡支支梁、、柱、、屋架架等較較簡單單；對對于超超靜定定結(jié)構(gòu)構(gòu)問題題較復(fù)復(fù)雜，，則必必須考考慮構(gòu)構(gòu)件的的受力力狀態(tài)態(tài)和邊邊界條條件。。圖17頁89二、試試件尺尺寸1．真型型試驗驗：是是足尺尺試驗驗，優(yōu)優(yōu)點：：能直直接反反映實實際結(jié)結(jié)構(gòu)的的工作作狀態(tài)態(tài)。缺缺點：：耗費費的財財力和和人力力較大大，有有時難難以完完成。。2．模型型或小小構(gòu)件件試驗驗：縮縮尺試試驗，，優(yōu)點點：耗耗費的的財力力和人人力較較小。。缺點點：與與實際際情況況有一一定的的差別別。90①．壓壓彎構(gòu)構(gòu)件：：取截截面邊邊長16～35cm；②．偏壓短短柱：取截截面邊長15～50cm；③．剪力墻墻：取真型型尺寸1/4～1；④．整體性性結(jié)構(gòu)試驗驗的試件：：可取1/10～1/2；⑤．雙向向受力構(gòu)件件：取截面面邊長10～30cm；⑥．磚石及及砌體式件件：1/4～1/2；⑦．動力試試驗：受振振動臺面尺尺寸限制，，我國完成成了1/50～1/4模型試驗；；尺寸太小則則應(yīng)考慮尺尺寸效應(yīng)。。91三、試件數(shù)數(shù)目1．優(yōu)選設(shè)計計法：利用數(shù)學(xué)原原理合理安安排試驗點點，采用步步步逼近，，層層優(yōu)選選的方式快快速找到最最佳試驗點點的方法。。2．因子設(shè)計計法：也叫全面試試驗法或全全因子設(shè)計計法，試驗驗次數(shù)：試驗次數(shù)=水平數(shù)因子數(shù)92因子：對試驗內(nèi)容容有影響的的發(fā)生變化化的因素，因子數(shù)數(shù)即可變化化因素的個個數(shù)。水平：為因子可改改變的試驗驗檔次，水水平數(shù)即為檔次數(shù)。。用因子法確確定試驗數(shù)數(shù)量因子數(shù)水平數(shù)（不同參量個數(shù)）23451（砂）23452（石）4916253（水泥）827641254（水）16812566255（外加劑）322431024312593③．均勻設(shè)設(shè)計法由我國數(shù)學(xué)學(xué)家王元等等創(chuàng)建的，，也是一種種數(shù)學(xué)方法法試驗次數(shù)數(shù)等于設(shè)計計因子的最最大水平數(shù)數(shù)。該方法雖然然試驗次數(shù)數(shù)少，但并并沒有被工工程界普遍遍接受，至至今沒有推推廣開。94④．正交試試驗設(shè)計法法該方法在工工程界被普普遍采用，，優(yōu)點：簡簡單、快捷捷、準確。。該方法根據(jù)據(jù)因子數(shù)和和水平數(shù)選選擇正交試試驗表，按按正交試驗驗表設(shè)計試試驗方案。。正交試驗表表：L9（34）表示有4個因子，每每個因子子有3個水平，試試驗次數(shù)為為9次。試驗次數(shù)=水平數(shù)295正交試驗法法與全面試試驗法比較較：下表中中括號內(nèi)為為正交試驗驗次數(shù)。因子法和正正交試驗試試驗數(shù)量比比較因子數(shù)水平數(shù)（不同參量個數(shù)）23451（砂）23452（石）4（4）9（9）16（16）25（25）3（水泥）8（4）27（9）64（16）125（25）4（水）16（4）81（9）256（16）625（25）5（外加劑）32（4）243（9）1024（16）3125（25）96如.某商品混凝凝土公司為為減小混凝凝土拌合物物坍落度損損失,選用了兩種種水泥,兩種外加劑劑,兩種摻合料料,若采用正交交試驗法,其正交試驗驗表及試驗驗結(jié)果如下下表。L4(23)正交試驗結(jié)結(jié)果列號試驗號水泥外加劑摻合料坍落度損失(厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R97求:(1)本試驗中有有幾個水平平、幾個因因子?如采用全面面試驗法需需要做幾次次試驗?(2)請完成下表表中的相應(yīng)應(yīng)的影響因因子K及極差R的計算;(3)確定水泥品品種、外加加劑品種和和摻合料品品種的最佳佳組合,并確定水泥泥、外加劑劑和摻合料料哪種對混混凝土拌合合物坍落度度損失影響響程度最大大、哪種損損失影響程程度最小?98(1)水平數(shù):2個;因子數(shù)3個;采用全面試試驗法需要要做8次試驗。(2)L4(23)正交試驗結(jié)結(jié)果列號試驗號水泥外加劑摻合料坍落度損失(厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R13.617.84.222.29.213.014.616.82.299(3)外加劑對混混凝土拌合合物坍落度度損失影響響程度最大大,摻合料對混混凝土拌合合物坍落度度損失影響響程度最小小。100四、結(jié)構(gòu)試試驗對試件件設(shè)計的構(gòu)構(gòu)造要求構(gòu)件的設(shè)計計和制造要要滿足試件件的安裝、、加載和量量測的需要要：1.混凝土承受受集中荷載載處，支點點處預(yù)埋鋼鋼板，以防防混凝土局局部破壞。。2.試件加載面面為斜面時時，做成凸凸緣，保證證加載的穩(wěn)穩(wěn)定性。3.在反復(fù)荷載載試驗時，，應(yīng)作預(yù)埋埋件與加載載器或傳感感器連接。。4.框架結(jié)構(gòu)，，為保證柱柱與底座固固結(jié)，一般般設(shè)置大截截面基礎(chǔ)梁梁。1015.磚石或砌體體結(jié)構(gòu)，一一般在其上上下預(yù)先澆澆注混凝土土墊梁，模模擬基礎(chǔ)梁梁和圈梁。。6.在鋼筋混混凝土偏偏心受壓壓構(gòu)件試試驗時，，將試件件制成牛牛腿，并并布置鋼鋼筋網(wǎng)。。在構(gòu)造設(shè)設(shè)計時，，要充分分考慮：：①附加構(gòu)構(gòu)造強度度必須大大于結(jié)構(gòu)構(gòu)本身安安全儲備備強度。。②為測局局部試驗驗數(shù)據(jù)，，考慮對對局部加加固。③為安裝裝測試儀儀器儀表表，須在在構(gòu)件上上安裝預(yù)預(yù)埋件或或留預(yù)留留孔。以上做法法必須在在圖紙中中具體做做法和精精度要求求，試驗驗人員還還需到現(xiàn)現(xiàn)場參加加試件的的制造。。1022.4靜力試驗驗荷載方方案設(shè)計計一、荷載載設(shè)計的的一般要要求：1．選用的的荷載圖圖式與結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計計計算的的荷載圖圖式及產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力完全全一致或或相近。。2．荷載值值要準確確。3．荷載傳傳力方式式和作用用點明確確，荷載載值穩(wěn)定定，不隨隨加載時時間、環(huán)環(huán)境、構(gòu)構(gòu)件變形形的改變變而變化化。1034．荷載的的分級數(shù)數(shù)值應(yīng)參參考相應(yīng)應(yīng)的試驗驗，同時時滿足測測量的精精度要求求。5．加載裝裝置必須須有足夠夠的強度度要求和和剛度要要求。6．加載設(shè)設(shè)備操作作方便，，又能滿滿足加載載技術(shù)要要求。7．加載方方法要先先進，減減輕體力力勞動，，提高試試驗質(zhì)量量。104二、單調(diào)調(diào)加載經(jīng)經(jīng)靜力試試驗荷載作用用形式有有：集中荷載載和均布布荷載；；作用方向向有垂直直荷載、、水平荷荷載和任任意方向向荷載；；有單向作作用荷載載和雙向向作用荷荷載。105二、單調(diào)調(diào)加載靜靜力試驗驗1、荷載圖圖式的選選擇與設(shè)設(shè)計加載圖式式：試驗荷荷載在試試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件上上的布置置形式（（包括荷荷載類型型和分布布情況））。加載圖式式設(shè)計要要求：（1）加載圖圖式應(yīng)與與理論計計算簡圖圖一致；；（2）可采用用與計算算簡圖等等效的荷荷載圖式式，即等等效荷載載。例如：常常用幾個個集中荷荷載代替替均布荷荷載，但但集中荷荷載的數(shù)數(shù)量和位位置應(yīng)盡盡可能使使結(jié)構(gòu)所所產(chǎn)生的的內(nèi)力值值與均布布荷載所所產(chǎn)生的的內(nèi)力值值符合。。1061、荷載圖圖式的選選擇與設(shè)設(shè)計荷荷載圖式式：試驗荷載載在結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件上上的分布布形式，，是指試試驗荷載載的空間間布置。?？砂丛O(shè)設(shè)計規(guī)定定的荷載載圖式、、或?qū)嶋H際荷載圖圖式、或或等效荷荷載圖式式進行加加載。107等效荷載載：加在試件件上、使使試件產(chǎn)產(chǎn)生的內(nèi)內(nèi)力圖形形與計算算簡圖相相近、控控制截面面的內(nèi)力力值相等等的荷載載108試驗加載載方法：：1092、試驗荷荷載制度度試驗荷載載制度是是試驗進進行期間間荷載與時時間的關(guān)關(guān)系。正確制定試驗驗的加載載制度和和加載程程序，才才能正確確了解結(jié)結(jié)構(gòu)的承承載能力和變變形性質(zhì)質(zhì)，才能能將試驗驗結(jié)果相相互進行行比較。。荷載制度度包括：加載卸卸載程序序、加載載卸載的的大小。。靜力試驗驗的加載載程序：：預(yù)載、、標準荷載載（正常常使用荷荷載）、破壞荷載載三階段段。1102．試驗驗荷載制制度靜力試驗驗的加載載設(shè)計內(nèi)內(nèi)容包括括：①.加載制度度的制定定：試驗驗荷載與與時間關(guān)關(guān)系的制制度。②②.加載圖式式的制定定：試驗驗荷載的的空間布布置。⑴．加載載程序：：預(yù)載、標標準荷載載、破壞壞荷載三三個階段段。⑵．加載載大小試驗進行行不同階階段施加加不同的的荷載值值。111①．預(yù)載載目的：使試件接接觸良好好、進入入正常工工作狀態(tài)態(tài)，變形形趨于穩(wěn)穩(wěn)定；檢檢驗全部部試驗裝裝置的可可靠性，，檢測量量測的儀儀表工作作是否正正常檢查現(xiàn)場場組織工工作和人人員情況況，起演演習(xí)作用用要求加加載分三三級進行行，每級級取標準準值的20%。級間停停歇10分鐘，卸卸載分級級進行。。112②．標準準荷載試試驗加載要求求：標準加載載之前，，每級加加載值不不大于標標準荷載載的20%，分5級；標準荷載載之后，，每級加加載值不不大于標標準荷載載的10%。③破壞荷載載到計算破破壞荷載載90%后，每級級加載值值不大于于標準荷荷載的5%。具體的試試驗按有有關(guān)規(guī)程程處理。。113④．卸載載按加載級級距處理理，也可可以放大大1倍，或分分兩次卸卸完。測測殘余變變形當卸卸完載后后應(yīng)空載載一段時時間，鋼鋼筋混凝凝土空載載時間為為標準荷荷載的恒恒載時間間的1.5倍，鋼結(jié)結(jié)構(gòu)大于于30分鐘，木木結(jié)構(gòu)大大于24小時。114加載制度度應(yīng)考慮慮的因素素：（1）控制荷荷載的計計算確定定：如正正常使用用試驗荷荷載、抗抗裂試驗驗荷載及及承載力力試驗荷荷載的計計算。（（2）荷載分分級：根根據(jù)試驗驗荷載的的不同階階段，確確定荷載載的級距距。（（3）持荷時時間：根根據(jù)混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)與鋼結(jié)結(jié)構(gòu)等不不同的結(jié)結(jié)構(gòu)類型型、荷載載階段、、變形是是否穩(wěn)定定等因素素確定。。115（4）持荷的的目的：：給予結(jié)結(jié)構(gòu)在荷荷載作用用下充分分變形的的時間；；利用持持荷時間間，進行行試驗的的觀測、、分析等等。（（5）試驗預(yù)預(yù)載：檢檢驗試驗驗裝置，，預(yù)緊安安裝縫隙隙，使試試驗進入入正常狀狀態(tài)。預(yù)預(yù)載值不不宜超過過開裂荷荷載的70％。注注意：：構(gòu)件自自重及試試驗設(shè)備備自重的的影響，，應(yīng)該在在試驗荷荷載中考考慮扣除除。116117三、結(jié)構(gòu)低周周反復(fù)加加載靜力力試驗（（建筑結(jié)結(jié)構(gòu)抗震震試驗））試驗?zāi)康牡模海?）研究結(jié)結(jié)構(gòu)在地地震荷載載作用下下的恢復(fù)復(fù)力特性性，確定定結(jié)構(gòu)構(gòu)件件恢復(fù)力力的計算算模型。?；謴?fù)力特特性:荷載和變變形之間間的關(guān)系系。（2）研究結(jié)結(jié)構(gòu)在地地震作用用下的破破壞特征征。通過低周周反復(fù)加加載試驗驗，可以以獲得結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件件荷載變變形的工工作性能能，即恢恢復(fù)力特特性和破破壞特征征，從而而比較或或者驗證證抗震構(gòu)構(gòu)造措施施的有效效性和確確定結(jié)構(gòu)構(gòu)的抗震震極限承承載能力力。為建建立數(shù)學(xué)學(xué)模型，，通過計計算機進進行結(jié)構(gòu)構(gòu)抗震非非線性分分析，為為改進現(xiàn)現(xiàn)行抗震震設(shè)計方方法、修修訂設(shè)計計規(guī)范提提供依據(jù)據(jù)。118三、結(jié)構(gòu)構(gòu)低周反反復(fù)加載載靜力試試驗低周反復(fù)復(fù)加載靜靜力試驗驗：①．研究究結(jié)構(gòu)在在地震作作用下恢恢復(fù)力特特性，確確定恢復(fù)復(fù)力計算算模型。。②．通過過試驗從從強度、、變形和和能量三三個方面面判別和和鑒定結(jié)結(jié)構(gòu)的抗抗震性能能。③．通過過試驗研研究結(jié)構(gòu)構(gòu)的破壞壞機理。。119結(jié)構(gòu)低周周反復(fù)加加載制度度1、單向反反復(fù)加載載制度（1）控制位位移加載載法（2）控制作作用力加加載法（3）控制作作用力和和控制位位移的混混合加載載法2、雙向反復(fù)加載制制度為了研究地震對結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的空間組組合效應(yīng)，克服結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)件采用單方向加加載時不考慮另一一方向地震力同時時作用對結(jié)構(gòu)影響的局限性性，可在X、Y兩個主軸方向同時時施加低周反復(fù)荷載。反復(fù)復(fù)加載同樣可以是是控制位移、控制制作用力和兩者混合控制的的加載制度。120加載制度1．單向反復(fù)加載制制度單向反復(fù)加載也稱稱為一維反復(fù)加載載。按加載控制因因素分，有三種加加載制度：（1）控制位移加載，，變幅加載：位移控制值隨加載載周期增加而變化化的加載制度。用用于對構(gòu)件的性能能不太了解，作為為探索性研究，確確定恢復(fù)力模型，，研究強度、變形形和耗能等情況。。121等幅加載：位移控制值保持不不變。主要研究構(gòu)構(gòu)件的強度退化和和剛度退化。變幅等幅混合加載載：上述兩種加載方法法的綜合運用122123（2）控制作用力加載載這種加載制度很少少采用。不如按位位移控制直觀，以以控制作用力大小小實現(xiàn)反復(fù)加載，，以此研究結(jié)構(gòu)構(gòu)的恢復(fù)特性。（3）控制作用力和位位移的混合加載一般在結(jié)構(gòu)屈服前前，荷載變化大，，而位移變化小，，此時采用控制作作用力加載；結(jié)構(gòu)構(gòu)屈服后，荷載變變化小，位移變化化大，此時采用控控制位移加載。1241252．雙向反復(fù)加載制制度也稱二維反復(fù)加載載。即從X、Y兩個主軸方向同時時施加低周反復(fù)荷荷載。這是為了研研究地震對結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)件的空間組合影影響。雙雙向反復(fù)加載試試驗的加載制度，，可采用雙向同步步或非同步的加載載制度。雙向非同同步加載制度按照照兩個方向加載步步調(diào)的差異，又可可分為若干種。下下圖為各種雙向反反復(fù)加載試驗的加加載制度。126127結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載載靜力試驗優(yōu)點：1、設(shè)備簡單2、可以人為控制3、可以停下來觀察察結(jié)構(gòu)開裂和破壞壞狀態(tài)缺點：加載完全是是人為的，變形完完全是對稱的，因而與地震作作用完全不同。128結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載載靜力試驗結(jié)果1、結(jié)構(gòu)各個階段強強度(1)開裂強度Mf(2)屈服強度My(3)極限強度Mmax(4)破壞強度MP1291．強度。反映結(jié)構(gòu)構(gòu)強度的指標有：：開裂強度屈屈服強度極極限荷載載

破壞壞荷載2．剛度。反映結(jié)構(gòu)構(gòu)剛度的指標有：：初次加載剛度卸卸載剛度度

反向向加載、卸載剛度度，重復(fù)加載剛度度

等效效剛度1303．退化率：分為強強度退化率和剛度度退化率。4．耗能：采用耗能能系數(shù)表示。1312.5結(jié)構(gòu)動力特性試驗驗2.5.1概述結(jié)構(gòu)動力特性，也也稱為動力特性參參數(shù)，或振動模態(tài)態(tài)參數(shù)。它包括：：自振頻率、阻尼系系數(shù)、振型等基本參數(shù)。這些些特性參數(shù)只與其其自身的剛度、質(zhì)質(zhì)量等相關(guān)，與外外界動力荷載無關(guān)關(guān)。結(jié)構(gòu)的動力特性參參數(shù)可通過動力學(xué)學(xué)理論進行計算，，但計算簡圖與實實際結(jié)構(gòu)的偏差會會導(dǎo)致很大的計算算誤差。其中阻尼尼系數(shù)這一參數(shù)只只能通過試驗測得得。132結(jié)構(gòu)動力特性的試試驗（測試）方法法：（1）人工激振法：包包括自由振動法、、強迫振動法；（（2）環(huán)境隨機振動法法。1332.5.2人工激振法人工激振是指利用用人力或機械對結(jié)結(jié)構(gòu)進行激振。1．自由振動法人工使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生初初位移或初速度，，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由由衰減振動，通過過測試衰減振動曲曲線，如下圖，求求得結(jié)構(gòu)動力特性性參數(shù)。134135（1）自振頻率測試在測試獲得的衰減減振動曲線中，直直接測量相鄰峰峰峰之間的時間間隔隔，即為自振周期期，自振周期的倒倒數(shù)即為自振頻率率。（2）阻尼測試阻尼的作用是自由由振動衰減的原因因。阻尼大，衰減減快。根據(jù)衰減曲曲線中相鄰波峰的的幅值比，運用動動力學(xué)計算公式，，可計算出阻尼比比ξ。136（3）振型測試振型指的是結(jié)構(gòu)在在其固有頻率時的的振動型式。當多多自由度結(jié)構(gòu)有多多個固有頻率時，，則有多種振型。。振型可用結(jié)構(gòu)的的振動位移曲線表表示，如下圖。1371.自由振動法測量振振型由于只能激發(fā)基本本頻率振動，所以以只能獲得基本振振型，也稱為一階階振型。測試的方方法是在各層布置置測振傳感器，測測量同一時刻各層層的振動幅值，則則各層在同一時刻刻的幅值關(guān)系即為為振型。2．強迫振動法測量量振型上述自由振動實際際也是先強迫振動動起來，然后讓其其自由振動，測試試的是自由振動階階段。

強迫迫振動持續(xù)的、變變頻的強迫振動，，測試的是強迫振振動階段。138（1）自振頻率測試頻率掃描：頻率由由低到高，或由高高到低連續(xù)變化，，稱之為頻率掃描描。如下圖的頻率率掃描曲線。139利用激振器對結(jié)構(gòu)構(gòu)進行激振，并對對激振器的振動頻頻率進行頻率掃描描，當激振器的頻頻率與結(jié)構(gòu)的固有有頻率一致時，結(jié)結(jié)構(gòu)發(fā)生共振，即即振幅最大，此時時激振器的頻率，，即為結(jié)構(gòu)的某階階固有頻率。由此此可獲得結(jié)構(gòu)的各各階固有頻率。140（2）阻尼測試試結(jié)構(gòu)共振時時的峰值與與阻尼有關(guān)關(guān)，當阻尼尼為零時，，共振峰值值為無窮大大，阻尼愈愈大，共振振峰值愈小小，根據(jù)實實測共振峰峰值曲線及及動力學(xué)理理論，可計計算出阻尼尼比ξ。（3）振型測試試用激振器分分別激起結(jié)結(jié)構(gòu)的各階階共振，測測試各樓層層在同一時時刻的振動動位移，則則各樓層的的振動位移移關(guān)系即為為該固有頻頻率的振型型。1412.5.3環(huán)境隨機振振動測量結(jié)結(jié)構(gòu)動力特特性環(huán)境隨機振振動（地面面脈動）：：是地球內(nèi)內(nèi)部運動、、海潮運動動、氣流運運動、機械械設(shè)備運動動等引起的的地面隨機機振動，其其振幅很小小，頻率構(gòu)構(gòu)成豐富。。建建筑筑物的脈動動：環(huán)境隨隨機振動激激起的建筑筑物振動反反應(yīng)，稱為為建筑物脈脈動。分分析析比較環(huán)境境隨機振動動信號與建建筑物脈動動反應(yīng)信號號之間的關(guān)關(guān)系，可以以確定建筑筑物的結(jié)構(gòu)構(gòu)動力特性性。1422.5.4結(jié)構(gòu)動力反反應(yīng)試驗結(jié)構(gòu)動力反反應(yīng)測試的的內(nèi)容：（（1）結(jié)構(gòu)動態(tài)態(tài)參數(shù)測試試：振動反反應(yīng)的頻率率、位移、、速度、加加速度等參參數(shù)。（（2）結(jié)構(gòu)振動動形態(tài)的測測試：結(jié)構(gòu)構(gòu)振動反應(yīng)應(yīng)的變形圖圖。（3）結(jié)構(gòu)動力力系數(shù)的測測試：靜荷荷載產(chǎn)生的的撓度稱為為靜撓度，具有與靜靜荷載相同同幅值的動動力荷載產(chǎn)產(chǎn)生的撓度度稱為動撓度。動撓度與與靜撓度之之比稱為動力系數(shù)。為了測量振振源振動的的影響范圍圍和衰減規(guī)規(guī)律，測量量各點振動動位移幅值值與振源幅幅值之比，，稱為該點點的傳播系數(shù)。。1432.6結(jié)構(gòu)疲勞試試驗2.6.1概述1．結(jié)構(gòu)疲勞勞試驗的目目的：研究結(jié)構(gòu)在在多次重復(fù)復(fù)或反復(fù)荷荷載作用下下的結(jié)構(gòu)性性能及其變變化規(guī)律，，確定結(jié)構(gòu)構(gòu)疲勞破壞壞時的強度度值，及荷荷載重復(fù)作作用的次數(shù)數(shù)；結(jié)構(gòu)疲疲勞破壞時時的強度值值稱為疲勞極限，疲勞破壞壞時的荷載載重復(fù)次數(shù)數(shù)稱為疲勞壽命。1442．結(jié)構(gòu)疲勞勞試驗的方方法：（1）等幅等頻頻疲勞（（2）變幅變頻頻疲勞（（3）隨機疲勞勞3．疲勞試驗驗檢驗的內(nèi)內(nèi)容：（1）對生產(chǎn)性性疲勞試驗驗：疲勞抗抗裂性能、、裂縫寬度度及其發(fā)展展情況、最最大撓度及及變化幅度度、疲勞極極限強度等等。

（2）對研究性性疲勞試驗驗：開裂荷荷載、裂縫縫寬度、間間距、分布布形態(tài)及隨隨荷載重復(fù)復(fù)次數(shù)的關(guān)關(guān)系，撓度度及其變化化規(guī)律、破破壞荷載、、疲勞壽命命及破壞特特征。1452.6.2疲勞試驗的的加載設(shè)計計1．試驗荷載載取值2．試驗荷載載頻率選擇擇3．試驗加載載程序疲勞試驗加加載程序的的三個階段段：

（1）靜載試驗驗階段：以以最大荷載載為上限進進行兩次靜靜載試驗的的循環(huán)。（（2）疲勞試驗驗階段：（（3）破壞試驗驗階段：在在疲勞重復(fù)復(fù)次數(shù)達到到預(yù)期要求求時，采用用靜載或疲疲勞試驗的的方法進行行破壞試驗驗。靜載試試驗方法確確定疲勞極極限；疲勞勞試驗方法法確定疲勞勞壽命。1462.7擬動力試驗驗擬動力試驗驗也稱偽動動力試驗、、計算機－－加載器聯(lián)聯(lián)機試驗。。非周期性性動力加載載試驗—聯(lián)機加載動動力試驗或或計算機—加載器聯(lián)機機試驗。1472.7.1擬動力試驗驗的工作原原理將計算機解解結(jié)構(gòu)動力力微分方程程與試驗所所得的荷載載位移關(guān)系系相結(jié)合，，不事先假假定結(jié)構(gòu)的的恢復(fù)力，，邊試驗，，邊解方程程，方程的的解又反過過來作為試試驗加載的的控制值。。所以這種種方法是把把計算機分分析與恢復(fù)復(fù)力實測結(jié)結(jié)合起來的的半理論半半試驗的非非線性地震震反應(yīng)分析析方法。擬擬動力試驗驗原理框圖圖如下。1481492.7.2擬動力試驗驗的加載設(shè)設(shè)計和工作作流程擬動力試驗驗中計算機機解運動微微分方程的的方法有多多種，如線線性加速度度法、Newmark-ββ法、Wilson-β法等。下面面以線性加加速度法為為例介紹試試驗流程。。1．建立運動動微分方程程，輸入地地震地面運運動加速度度2．解方程，，使下一步步地震反應(yīng)應(yīng)位移用前前兩步的位位移表示式式中恢復(fù)復(fù)力從試試驗中測量量獲得。1503．將計算得得出的作作為加載指指令進行加加載4．測量位位移加載對對應(yīng)的恢復(fù)復(fù)力5．將上述過過程反復(fù)循循環(huán)，直至至解出全部部地震反應(yīng)應(yīng)，同時結(jié)結(jié)束試驗。。1512.7.3擬動力試驗驗的試驗設(shè)設(shè)備擬動力試驗驗設(shè)備由四四部分組成成：電液伺伺服加載器器、計算機機、傳感器器、試驗臺臺架。1．電液伺服服加載器。。電液伺服加載器器由加載器、控控制系統(tǒng)、液壓壓源三部分組成成。它它的控制參數(shù)數(shù)可以是力、位位移、速度、加加速度等物理量量。2．計算機。進行加載控制、、數(shù)據(jù)采集、運運動方程求解。。3．傳感器1524．試驗臺架如下圖為建筑結(jié)結(jié)構(gòu)單元的擬動動力試驗。153擬動力試驗的特特點：（1）試驗中彈塑性性動力反應(yīng)數(shù)值值分析過程，不不需要預(yù)先假設(shè)設(shè)結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力力特性。

（2）試驗加載周期期較長；

（3）加載器的作用用力大，可進行行大比例模型試試驗。154擬動力試驗的不不足：（1）加載周期長，，不能反映地震震時的應(yīng)變速率率；

（2）加載器數(shù)量一一般較少，不能能反映實際荷載載分布。1552.8地震模擬振動臺臺試驗振動臺能夠模擬擬天然地震振動動，將結(jié)構(gòu)模型型固定在振動臺臺上，輸入地震震波，觀測和測測試結(jié)構(gòu)模型的的振動反應(yīng)和破破壞過程。振振動臺臺試驗的不足：：模型比例小，，尺寸效應(yīng)明顯顯，模型與原型型的相似關(guān)系復(fù)復(fù)雜。156如下圖為東方明明珠電視塔的振振動臺模型試驗驗。157地震模擬振動臺臺試驗的內(nèi)容包包括：（1）模型結(jié)構(gòu)動力力特性試驗，包包括在不同破損損階段的動力特特性。

（2）模型地震動力力反應(yīng)試驗。試驗加載分為兩兩種方式：（1）一次性加載：結(jié)構(gòu)從彈性到到彈塑性直至破破壞的全過程在在一次加載過程程中全部完成。。（2）多次性加載。。1582.9試驗加載裝置的的設(shè)計1、強度要求：加載裝置能承受受試驗的最大荷荷載，有一定定的安全儲備。。試驗時結(jié)構(gòu)或或構(gòu)件的局部強強度可能提高，，要給予充分的的考慮。一般設(shè)設(shè)計加載裝置強強度要比承載力力高70%。2、剛度要求：是對加載裝置受受力后的變形要要求。1593、真實性要求：：加載裝置應(yīng)符合合結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的的受力條件，能能模擬出構(gòu)件的的邊界條件和變變形條件，嚴防防失真。4、簡便要求加載裝置力求簡簡單，實驗費用用少