建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課件第2章-試驗(yàn)荷載與加載方法

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課件第2章-試驗(yàn)荷載與加載方法2023-2026ONEKEEPVIEWREPORTING目錄CATALOGUE試驗(yàn)荷載概述試驗(yàn)加載方法試驗(yàn)荷載設(shè)備試驗(yàn)荷載控制與測(cè)量試驗(yàn)荷載模擬與仿真試驗(yàn)荷載案例分析試驗(yàn)荷載概述PART01試驗(yàn)荷載是指施加于建筑結(jié)構(gòu)上的外力，用于模擬結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過程中所承受的荷載。根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，試驗(yàn)荷載可以分為多種類型，如按作用性質(zhì)可分為靜載和動(dòng)載，按作用時(shí)間可分為短暫作用和持久作用等。定義與分類分類定義通過試驗(yàn)荷載，可以驗(yàn)證建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和安全性，確保結(jié)構(gòu)能夠承受實(shí)際使用中的各種荷載。驗(yàn)證設(shè)計(jì)試驗(yàn)荷載可以暴露結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中的不足和缺陷，為改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)和方向。改進(jìn)設(shè)計(jì)試驗(yàn)荷載可以評(píng)估建筑結(jié)構(gòu)的安全性，為工程驗(yàn)收和使用提供依據(jù)。評(píng)估安全性試驗(yàn)荷載的重要性歷史回顧試驗(yàn)荷載的歷史可以追溯到古代，當(dāng)時(shí)人們通過簡(jiǎn)單的試驗(yàn)來檢驗(yàn)建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨著科技的發(fā)展，試驗(yàn)荷載的方法和技術(shù)不斷得到改進(jìn)和完善。發(fā)展趨勢(shì)目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)值模擬方法的廣泛應(yīng)用，試驗(yàn)荷載正朝著自動(dòng)化、智能化和數(shù)字化的方向發(fā)展。同時(shí)，隨著綠色建筑和可持續(xù)發(fā)展的理念深入人心，試驗(yàn)荷載也更加注重環(huán)保和節(jié)能方面的要求。試驗(yàn)荷載的歷史與發(fā)展試驗(yàn)加載方法PART02機(jī)械加載法通過機(jī)械裝置施加荷載，模擬結(jié)構(gòu)承受的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)荷載。適用于各種類型的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，如梁、板、柱等。簡(jiǎn)單、可靠、易于控制。加載速度慢，效率較低，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)可能存在局限性。定義應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)定義應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)氣壓加載法01020304利用氣壓差產(chǎn)生的力來施加荷載。適用于模擬風(fēng)壓、氣壓等作用下的結(jié)構(gòu)性能。無損、無污染、易于控制。加載能力相對(duì)較小，對(duì)于大型結(jié)構(gòu)可能不適用。利用電液伺服系統(tǒng)進(jìn)行加載，模擬各種復(fù)雜的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)荷載。定義廣泛應(yīng)用于大型復(fù)雜結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)。應(yīng)用場(chǎng)景加載能力強(qiáng)、響應(yīng)速度快、可模擬復(fù)雜荷載。優(yōu)點(diǎn)成本較高，需要專業(yè)的維護(hù)和操作人員。缺點(diǎn)電液加載法無損加載不會(huì)對(duì)試件造成破壞或損傷?？赡M多種荷載氣壓加載可以模擬多種類型的荷載，如風(fēng)壓、氣壓等。氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)安全可靠：氣壓加載不會(huì)產(chǎn)生過大的反作用力，安全性較高。氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)相對(duì)于機(jī)械加載和電液加載，氣壓加載的加載能力較小。加載能力有限由于氣壓加載的特性，控制精度可能不如其他加載方法?？刂凭容^低氣壓加載法的優(yōu)缺點(diǎn)試驗(yàn)荷載設(shè)備PART03試驗(yàn)臺(tái)座應(yīng)具有足夠的剛度和穩(wěn)定性，以確保在加載過程中不發(fā)生變形或振動(dòng)，從而影響試驗(yàn)結(jié)果。試驗(yàn)臺(tái)座的設(shè)計(jì)應(yīng)根據(jù)被試結(jié)構(gòu)的尺寸和試驗(yàn)要求進(jìn)行定制，以滿足特定的試驗(yàn)條件和要求。試驗(yàn)臺(tái)座是用于支撐和固定被試結(jié)構(gòu)的設(shè)備，通常由堅(jiān)固的底座和可調(diào)節(jié)高度的立柱組成。試驗(yàn)臺(tái)座反力墻是一種用于提供反向力的結(jié)構(gòu)，通常具有較大的剛度和承載能力。在建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中，反力墻可用于模擬各種類型的荷載，如壓力、拉力或剪力等。反力墻的設(shè)計(jì)應(yīng)確保其具有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以承受試驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的最大荷載，同時(shí)還要考慮便于安裝和拆卸被試結(jié)構(gòu)的需求。反力墻試驗(yàn)砝碼是用于模擬建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用過程中所承受的恒定或變化荷載的設(shè)備。砝碼的重量和形狀應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求進(jìn)行選擇，以確保其能夠準(zhǔn)確地模擬建筑結(jié)構(gòu)在實(shí)際使用中的受力狀態(tài)。在使用砝碼進(jìn)行加載時(shí)，應(yīng)確保其放置穩(wěn)定，以避免對(duì)試驗(yàn)結(jié)果造成誤差。同時(shí)，還要注意防止砝碼滑動(dòng)或傾倒，以免對(duì)被試結(jié)構(gòu)造成損壞。試驗(yàn)砝碼試驗(yàn)荷載控制與測(cè)量PART04

荷載控制方式恒定荷載在試驗(yàn)過程中，保持施加在結(jié)構(gòu)上的荷載不變，主要用于研究結(jié)構(gòu)的靜力性能。遞增荷載按照預(yù)定的加載方案，逐步增加結(jié)構(gòu)上的荷載，直至達(dá)到預(yù)定值或結(jié)構(gòu)破壞，用于研究結(jié)構(gòu)的承載能力和破壞模式。循環(huán)荷載反復(fù)施加一定幅值的荷載，用于研究結(jié)構(gòu)的疲勞性能和抗震性能。通過在結(jié)構(gòu)上安裝傳感器或測(cè)力計(jì)，直接測(cè)量施加在結(jié)構(gòu)上的力或力矩。直接測(cè)量法反力測(cè)量法平衡力法利用反力墻或反力梁等裝置，通過測(cè)量反作用力來推算結(jié)構(gòu)上的荷載。通過在結(jié)構(gòu)上施加已知的平衡力，來抵消未知的荷載，從而間接測(cè)量結(jié)構(gòu)上的荷載。030201荷載測(cè)量方法用于測(cè)量垂直或水平方向的力，具有高精度和穩(wěn)定性。壓力傳感器用于測(cè)量扭矩或彎矩，常用于橋梁、塔架等結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)。力矩傳感器用于測(cè)量結(jié)構(gòu)在加載過程中的位移變化，包括沉降、撓曲等。位移計(jì)用于測(cè)量結(jié)構(gòu)在加載過程中的應(yīng)變變化，從而推算出應(yīng)力分布和承載能力。應(yīng)變計(jì)測(cè)量儀器與設(shè)備試驗(yàn)荷載模擬與仿真PART05通過將結(jié)構(gòu)離散化為有限個(gè)小的單元，建立數(shù)學(xué)模型，模擬結(jié)構(gòu)的受力行為。有限元分析法有限差分法邊界元法離散元法將連續(xù)的結(jié)構(gòu)離散為有限個(gè)小的差分單元，通過差分方程來描述結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)行為。利用邊界積分方程來求解結(jié)構(gòu)問題，適用于解決復(fù)雜邊界條件的問題。模擬散體材料的離散行為，適用于模擬結(jié)構(gòu)在沖擊、爆炸等動(dòng)態(tài)加載下的行為。模擬方法與技術(shù)一款功能強(qiáng)大的有限元分析軟件，廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)分析、動(dòng)力學(xué)仿真等領(lǐng)域。ABAQUS同樣是一款廣泛應(yīng)用的有限元分析軟件，適用于各種工程結(jié)構(gòu)的仿真分析。ANSYS專門用于結(jié)構(gòu)分析和仿真，尤其在建筑和橋梁領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。SAP2000適用于進(jìn)行復(fù)雜結(jié)構(gòu)和流體耦合的仿真分析，廣泛應(yīng)用于汽車、航空航天等領(lǐng)域。ADINA仿真軟件與應(yīng)用可以模擬各種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和邊界條件，提供精確的數(shù)值結(jié)果，有助于深入理解結(jié)構(gòu)的性能和行為。優(yōu)點(diǎn)需要專業(yè)的知識(shí)和技能進(jìn)行建模和參數(shù)設(shè)置，計(jì)算量大，需要高性能的計(jì)算資源，且可能存在數(shù)值誤差和收斂性問題。缺點(diǎn)模擬與仿真的優(yōu)缺點(diǎn)試驗(yàn)荷載案例分析PART06大跨度橋梁的靜載試驗(yàn)主要模擬橋梁在靜力作用下的受力性能，通過施加等效的靜荷載，檢測(cè)橋梁的結(jié)構(gòu)響應(yīng)和承載能力?？偨Y(jié)詞在進(jìn)行大跨度橋梁的靜載試驗(yàn)時(shí)，通常會(huì)選擇關(guān)鍵的橋段或節(jié)點(diǎn)作為試驗(yàn)對(duì)象，通過在指定位置施加靜荷載，觀察橋梁的撓度、應(yīng)變、裂縫等結(jié)構(gòu)響應(yīng)，并與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，評(píng)估橋梁的實(shí)際承載能力和安全性。詳細(xì)描述大跨度橋梁的靜載試驗(yàn)總結(jié)詞高層建筑的動(dòng)載試驗(yàn)旨在研究高層建筑在動(dòng)力作用下的振動(dòng)特性和抗震性能，通過模擬地震、風(fēng)等自然力作用下的振動(dòng)，檢測(cè)高層建筑的動(dòng)力響應(yīng)和穩(wěn)定性。詳細(xì)描述在進(jìn)行高層建筑的動(dòng)載試驗(yàn)時(shí)，通常會(huì)采用振動(dòng)臺(tái)模型或?qū)嶋H結(jié)構(gòu)振動(dòng)測(cè)試的方法，模擬地震或風(fēng)等自然力作用下的振動(dòng)，記錄高層建筑的位移、加速度、速度等動(dòng)力響應(yīng)，評(píng)估其抗震性能和穩(wěn)定性。高層建筑的動(dòng)載試驗(yàn)VS新型結(jié)構(gòu)的綜合性能試驗(yàn)旨在驗(yàn)證新型結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理念和性能表現(xiàn)，通過模擬實(shí)際工況下的受力狀態(tài)和環(huán)境條件，全面評(píng)估新型結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能指標(biāo)。詳細(xì)描述在進(jìn)行新型結(jié)構(gòu)的綜合性能試驗(yàn)時(shí)，通常會(huì)根據(jù)新型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和設(shè)計(jì)