建筑結構試驗講稿

第5章

建筑構造實驗類似模型設計根底5.1概述縮尺模型和類似模型5.1.1模型實驗的優(yōu)點1〕經濟性好。2〕針對性強。3〕數(shù)據(jù)準確。圖5.1分析方法的比較5.1.2模型實驗的運用范圍1〕替代大型構造實驗或作為大型構造實驗的輔助實驗。2〕作為構造分析計算的輔助手段。3〕驗證和開展構造設計實際。4〕與計算分析互為補充有時髦需足尺實驗5.2相似概念5.2.1類似的含義5.2.2類似量的表達1.幾何類似〔5.1〕2.荷載類似3.時間類似4.質量類似5.邊境條件類似(普通用一樣來保證)6.初始條件類似(初始速度、加速度等)〔5.2〕〔5.3〕〔5.4〕5.3相似原理5.3.1性質定理1類似第一定理定理描畫景象類似，單值條件一樣，類似指數(shù)等于1，C=1解釋：類似常數(shù)類似指數(shù)2類似第二定理定理描畫景象類似，類似準數(shù)恒定不變，即給定的景象∏=不能改動的量〔模型律〕解釋類似準數(shù)特點：獨一、不同景象有不同的常數(shù)、表示成冪函數(shù)的組合。要區(qū)別類似常數(shù)、類似指數(shù)和類似準數(shù)3類似第三定理景象類似，類似準那么和類似指數(shù)一一對應，構成也對應4類似第四定理景象類似，那么根本物理量的種類數(shù)等于根本量綱的個數(shù)。5類似第五定理景象類似，假設描畫景象的物理量個數(shù)為n，其中根本物理量的種類數(shù)為k。那么，根底物理量的個數(shù)那么為k，函數(shù)物理量的個數(shù)=類似準那么的個數(shù)=〔n-k〕FmtSaF11000T0210-2L0-1011圖5.2根本量綱與根底物理量數(shù)量關系圖5.3.2推論及斷定定理5.3.3定理的相互配合關系5.4量綱〔量的種類〕分析5.4.1量綱的根本性質量綱具有以下的性質1〕兩個物理量相等，是指不僅數(shù)值相等，而且量綱也要一樣。2〕兩個同量綱參數(shù)的比是無量綱參數(shù)，其值不隨所取單位的大小而變。3〕一個完好的物理方程式中，各項的量綱必需一樣，因此方程才干用加、減并用等號聯(lián)絡起來，這一性質稱為量綱調和。4〕組合量綱可以和根本量綱組成無量綱組合，根本量綱之間不能組成無量綱組合。一個組合量綱與其他量綱至少可以組成一個無量綱組合。5.4.2根底物理量的條件1〕根底物理量必需有量綱存在；2〕同一類似景象中的根底物理量的量綱不得反復；3〕量綱不得缺項；4〕待測物理量不宜列為根底物理量；5〕根底物理量的量剛用最簡單的類型。5.4.3量綱分析舉例簡支梁受集中力：在絕對系統(tǒng)中，用根本量綱來表示這些量的量綱：設P，L為根底物理量5.5模型設計以研討高層建筑的振動為例確定影響構造性能的物理量:L,δ,σ,ε,E,ρ,q,ω,ξ,a,ωg2.確定根底物理量，略去零量綱物理量3.寫出量綱矩陣4.求出類似準那么〔5.20〕1.根據(jù)性質定理三，確定類似指數(shù)〔5.21〕〔5.22〕2.根據(jù)實驗資料和實驗才干來確定設計試件尺寸3.根據(jù)類似指數(shù)，確定類似常數(shù)〔5.23〕〔5.24〕4.設計實驗方案Cl，CE=1,Cρ=1第6章

建筑構造實驗數(shù)據(jù)處置根底

6.1概述數(shù)據(jù)處置：整理和換算；誤差分析；數(shù)據(jù)表達6.2數(shù)據(jù)整理和換算6.3數(shù)據(jù)誤差分析6.3.1統(tǒng)計分析的概念1.平均值〔1〕算術平均值〔2〕幾何平均值〔3〕加權平均值2.規(guī)范差〔反映了離散和偏離〕〔6.1〕〔6.2〕〔6.3〕〔6.4〕3.變異系數(shù)4.隨機變量和概率分布〔近似由頻率分布表示〕〔6.5〕〔6.6〕圖6.1頻率直方圖和累計頻率圖正態(tài)分布概率密度分布函數(shù)為：其分布函數(shù)為：〔6.7〕〔6.8〕圖6.2正態(tài)分布密度函數(shù)圖及其特點

6.3.2誤差的分類1.系統(tǒng)誤差及其特點固定緣由呵斥的，規(guī)律性存在，來源：方法、工具、環(huán)境、操作、客觀認識等要找出緣由才干消除〔6.9〕〔6.10〕2.隨機誤差及其特點偶爾要素呵斥，符號變化無常，服從正態(tài)分布，可以用統(tǒng)計方法或添加次數(shù)消除。3.過失誤差及其特點6.3.3誤差計算誤差的平均值為：誤差的規(guī)范值為：變異系數(shù)為：6.3.4誤差傳送〔1〕代數(shù)和:y=x1+x2+x3……〔2〕乘法:y=x1Xx2…..〔6.15〕〔6.16〕〔6.17〕〔3〕除法:y=x1/x2〔4〕冪函數(shù):〔5〕對數(shù)〔6.18〕普通的：6.3.5誤差的檢驗1.系統(tǒng)誤差的發(fā)現(xiàn)和消除固定的系統(tǒng)誤差和變化的系統(tǒng)誤差可以從頻率和偏向上判別2.隨機誤差通常以為隨機誤差服從正態(tài)分布，它的分布密度函數(shù)為：特點表6.1與某一誤差范圍對應的概率3.異常數(shù)據(jù)的舍棄常用的判別范圍和鑒別方法如下：〔1〕3σ(3S)方法?！?〕肖維納〔Chauvenet〕方法?！?〕格拉布斯〔Grubbs〕方法。下面以例題的方式加以闡明：【例題】測定一批構件的承載才干，得4520、4460、4610、4540、4550、4490、4680、4460、4500、4830〔單位：N·m〕，問其中能否包含過失誤差？【解】求平均值：〔1〕按3σ準那么，假設符合那么以為包括過失誤差而把它剔除，由于所以,數(shù)據(jù)4830應保管。〔2〕按肖維納〔Chauvenet〕準那么方法，假設符合那么以為包括過失誤差而把它剔除，由于n=10，查表6.2得所以,數(shù)據(jù)4830應剔除?！?〕按格拉布斯〔Grubbs〕準那么方法，假設符合那么以為包括過失誤差而把它剔除，由于n=10，取α=0.05，查表6.3得所以,數(shù)據(jù)4830應剔除。假設取α=0.01，查表6.3得所以,數(shù)據(jù)4830應保管。6.4數(shù)據(jù)的表達6.4.1表格方式匯總表格、關系表格表格的根本要求例如：表6.4設計應力形狀下各試件的承載力及撓度6.4.2圖像方式用于規(guī)律性的分析，表達變量之間的關系1.曲線圖的根本要求對有異常的線段，采用三點滑動平均法進展光滑處置2.形狀圖的特點：表達非數(shù)值的形狀包括照片和繪圖3.直方圖和餡餅形圖統(tǒng)計分析用，數(shù)據(jù)直觀，能顯示分布規(guī)律圖6.3圓形截面預應力木梁荷載-撓度曲線圖6.4矩形截面預應力木

梁荷載-撓度曲線6.4.3函數(shù)方式確定近似函數(shù)方式，求系數(shù)值1.確定函數(shù)方式直線或多項式：其他方式判別趨勢、調查特點〔原點、漸進線、極值點等〕2.求函數(shù)表達式的系數(shù)〔1〕回歸分析，以求實驗結果與數(shù)值盡能夠接近〔6.23〕〔6.24〕〔6.25〕由最小二乘法，得到〔2〕一元線性回歸分析。相對的偏向平方之和Q為：〔6.26〕〔6.27〕〔6.28〕相關系數(shù)〔6.29〕〔3〕一元非線性回歸分析?！?〕多元線性回歸分析?！?〕系統(tǒng)識別方法〔6.30〕〔6.31〕6.5學術論文寫作格式6.5.1實驗研討的特點1.實驗研討的含義2.實驗研討的共性實驗對象、實驗設備、實驗技術6.5.2論文的組成及其功能標題、署名、摘要、關鍵詞、分類代號、主體、致謝、參考文獻等6.5.3主體的組成及其功能1.引言部分2.正文部分3.結論部分6.5.4正文的組成及其功能1.實驗概略主要功能標題方式主要內容〔1〕實驗資料?！?〕試件制造?！?〕實驗方法。〔4〕實驗安裝。〔5〕實驗技術。2.實驗結果主要功能標題方式主要內容表現(xiàn)方式表達手法3.結果分析主要功能標題方式主要內容6.5.5論文寫作格式小結圖6.5科技期刊學術論文的構造組成關系表示圖6.5.6論文構造特點分析實例標題署名提要關鍵詞1前言2實驗概略圖6.6雀替構造表示圖圖6.7實驗安裝表示圖

1.瓜柱2.雀替3.順水梁1.順水梁2.雀替3.百分表4.應變片3實驗結果圖6.8雀替順水梁力-應力關系圖圖6.9雀替順水梁力-撓度關系圖4結果分析4.1兩類試件的傳統(tǒng)設計計算方法圖6.10試件計算簡圖普照射水梁：雀替順水梁：〔1〕〔2〕圖6.11雀替梁變形表示圖4.2雀替對構造性能影響的定性分析圖6.12雀替拱構成分析表示圖5雀替構造6結語圖6.13雀替構造詳圖

1.檁條2.上雀替3.瓜柱

4.下雀替5.順水梁表6.9雀替的正確構造和錯誤構造比較表第7章

構造實驗科研例如實驗1鋼筋混凝土延續(xù)梁調幅限值的實驗研討一、實驗目的二、試件設計圖7.1截面尺寸及加載圖形表7.1試件一覽表圖7.2兩跨延續(xù)梁試件配筋圖三、試件制造四、儀表布置圖7.3儀器儀表布置圖圖7.4支座及加載安裝五、試件支座、安裝及加載六、實驗結果1.破壞特征與極限承才干圖7.5裂痕分布及破壞形狀圖圖7.6荷載-彎矩〔P-M〕曲線2.測試記錄圖7.7荷載-撓度〔P-ω〕曲線圖7.8荷載-裂痕寬度〔P-c〕曲線圖7.9荷載-鋼筋應變〔P-εg〕曲線圖7.10荷載-混凝土壓應變〔P-εh〕曲線圖7.11運用荷載下的裂痕寬度-彎矩幅值〔c-δ〕關系圖7.12壓區(qū)高度系數(shù)-彎矩調幅值〔ξ-δ〕關系七、實驗結果分析〔略〕實驗2框筒構造動力分析方法的模型實驗研討一、實驗目的及實驗內容1.實驗目的2.實驗內容二、試件及儀表布置三、實驗步驟圖7.13儀器儀表布置圖圖7.14頂層自譜四、實驗數(shù)據(jù)處置及結果1.自振頻率圖7.15各階振型2.振型〔a〕模型簡圖〔b〕輸入白噪聲時各層對底層的傳送函數(shù)〔c〕輸入El-centrol波后各層加速度7.16底層輸入白噪聲時各層對底