建筑结构试验（PPT473张）

GaoSuGongLu第一一章章建建筑筑结结构构试试验验概概述述SACE青岛岛农农业业大大学学建建筑筑工工程程学学院院1《建筑筑结结构构试试验验》是一一门门什什么么性性质质的的课课程程？？《建筑筑结结构构试试验验》是一一门门必必修修的的专专业业基基础础课课程程（（32学时时，，理理论论22学时时，，试试验验10学时时）），，是是电电学学、、光光学学、、光光电电子子学学、、力力学学、、钢钢筋筋混混凝凝土土结结构构和和钢钢结结构构等等学学科科相相互互交交叉叉的的、、实实用用性性很很强强的的一一门门学学科科，，是是用用试试验验的的方方法法研研究究和和测测量量建建筑筑结结构构的的强强度度、、结结构构受受荷荷载载作作用用后后的的反反应应及及评评估估建建筑筑结结构构产产品品质质量量的的一一门门学学科科。。2《建筑筑结结构构试试验验》课程程的的学学习习应应达达到到的的基基本本要要求求是是什什么么？？通过过本本课课程程的的学学习习应应达达到到的的基基本本要要求求是是:1．掌掌握握经经常常使使用用的的各各种种测测试试方方法法的的基基本本原原理理和和测测量量技技术术，，结结合合土土木木工工程程专专业业的的特特点点，，培培养养建建筑筑结结构构试试验验的的试试验验技技能能，，使使之之具具有有从从事事一一般般建建筑筑结结构构的的检检测测能能力力，，为为进进行行现现场场结结构构检检测测和和科科学学研研究究的的试试验验打打下下良良好好的的基基础础。。2．掌掌握握建建筑筑结结构构试试验验的的前前期期准准备备工工作作程程序序，，为为结结构构试试验验的的顺顺利利进进行行准准备备测测试试方方案案。。3．掌掌握握典典型型建建筑筑结结构构试试验验的的测测试试内内容容、、测测试试方方法法、、数数据据处处理理及及书书写写测测试试报报告告的的全全过过程程。。4．熟熟练练掌掌握握建建筑筑结结构构无无损损检检测测的的原原理理和和检检测测方方法法。。3《建筑筑结结构构试试验验》课程程内内容容体体系系《建筑筑结结构构试试验验》课程程主主要要是是讲讲述述建建筑筑结结构构试试验验中中的的试试验验准准备备工工作作，，加加载载方方法法的的选选择择，，测测点点和和测测试试方方法法的的选选择择，，试试验验过过程程、、数数据据处处理理及及测测试试报报告告的的书书写写等等内内容容。。教学学内内容容按按教教材材的的章章节节的的模模块块化化进进行行设设计计:建筑筑结结构构试试验验准准备备工工作作、、试试验验装装置置和和加加载载设设备备、、测测试试技技术术、、无无损损检检测测技技术术、、试试验验模模型型设设计计，，试试验验数数据据的的处处理理。。4学习参考考书：5第一章建建筑结结构试验验概述1.1建筑结构构试验的的任务1.2建筑结构构试验的的作用1.3建筑结构构试验的的分类6第一节建建筑结结构试验验的任务务建筑结构构试验研究对象象：建设工工程的结结构物建筑结构构试验的的任务：在试验研研究对象象上应用用科学的的试验组组织程序序，使用用仪器设设备为工工具，利利用各种种实验为为手段，，在荷载载或其它它因素作作用下，，通过量量测与结结构工作作性能有有关的各各种参数数，从强强度、刚刚度和和抗裂度度以及结结构实际际破坏形形态来判判明结构构的实际际工作性性能，估估计结构构的承载载能力确确定结结构对使使用要求求的符合合程度，，并用以以检验和和发展结结构的计计算理论论。7所谓建筑筑结构试试验，就就是对建建筑结构构或者是是它的构构件施加加一定的的荷载，，这个荷荷载我们们指的就就是比较较广义的的，包括括力，也也包括温温度或者者是变形形，然后后用现代代的测试试手段对对它引起起来的各各种反应应，比如如说：变变形、位位移、应应变等等等进行测测量，通通过这些些测量来来观测结结构对荷荷载的反反应能力力，考查查它是否否符合使使用和设设计要求求，同时时，也可可以通过过这种观观测，来来得到荷荷载与它它产生的的变形之之间的关关系，为为计算提提供实践践根据。。8例如：钢筋混凝凝土简支支梁在静静力集中中荷载作作用下，，可以通过过测得梁梁在不同同受力阶阶段的挠挠度、角角变位、、截面应变变和裂缝缝宽度等等参数，，来分析析梁的整整个受力力过程以及及结构的的强度、、挠度和和抗裂性性能。适筋受弯弯构件截截面受力力的几个个阶段:第一阶段段——截面开裂裂前阶段段（抗裂裂验算））第二阶段段——从截面开开裂到受受拉区纵纵向钢筋筋开始屈服阶段段（变形形和裂缝缝宽度验验算）第三阶段段——破坏阶段段（承载载力计算算）9结论论建筑结构构试验是是以实验验方式测测定有关关数据，，由此反反映结构构或构件件的工作作性能、、承载能能力和相相应的安安全度，，为结构构的安全全使用和和设计理理论的建建立提供供重要根根据的学学科。10第二节建建筑筑结构试试验的作作用一、建筑筑结构试试验是发发展结构构理论的的重要途途径二、建筑筑结构试试验是发发现结构构设计问问题的主主要手段段三、建筑筑结构试试验是验验证结构构理论的的唯一方方法四、建筑筑结构试试验是建建筑结构构质量鉴鉴定的直直接方式式五、建筑筑结构试试验是制制定各类类技术规规范和技技术标准准的基础础11（1）结构试试验是发发展结构构理论的的重要途途径17世纪初伽伽利略（（1564-1642）在1638年错误地地提出：：受弯梁梁的断面面应力为为均匀受受拉。46年后法国国物理学学家马里里奥脱和和德国数数学家莱莱布尼兹兹对这个个假设提提出了修修正,认为：断断面应力力不是均均匀分布布，是三三角形分分布。后后来胡克克和伯努努里又建建立了平平面假设设。121713年法国巴巴郎提出出了中和和层理论论：认为为一边受受拉，一一边受压压，但该该理论无无法用试试验验证证，而未未被人们们接受。。1767年法国科科学家容容格密里里用简单单的试验验验证了了巴郎理理论中一一边受拉拉，一边边受压的的结论。。后人把把该试验验誉为““路标试试验”。。1821年法国科科学院院院士拿维维叶从理理论上导导出了受受弯构件件断面应应力计算算公式，，20年后该公公式被法法国另一一位院士士莫列恩恩一用试试验方法法验证了了。13（2）结构试试验是发发现结构构设计问问题的主主要手段段①斜撑几几乎不起起作用；；②斜撑撑交点首首先出现现塑性角角而破坏坏。14通过多次次改进：：有如一些些特殊结结构的研研究，需需要做大大量的结结构试验验，如混混凝土-复合结构构：钢管管混凝土土结构，，钢筋混混凝土-钢，笼式式结构等等。15（3）结构试试验是验验证结构构理论的的唯一方方法如爱因斯斯坦的相相对论如歌德巴巴赫猜想想负物质理理论等各各种科学学猜想和和预言16（4）结构试试验是建建筑结构构质量鉴鉴定的直直接方式式；（5）结构试试验是制制定各类类技术规规范和技技术标准准的基础础；17第三节建建筑筑结构试试验的分分类建筑结构试验验按试验目的的、荷载性质质、试验对象象、试验周期、试验场场合等因素进进行分类。（一）按照试试验目的分类类试验可以按照照各种方法来来分类，但最最基本的就是是按照试验目的来分类类。按试验目目的可以将结结构试验分成成下面两类：：一生产检验性性试验，二科科学研究性试试验.。由于试验目的的不同，整个个试验安排和和某些试验方方法、试验要求都有很很大的不同，，所以这是建建筑结构试验验分类里面最最基本的一种分分类方法。181.3建筑结构试验验的分类1.3.1生产性试验和和科研性试验验1．生产性试验验目的：以具体体实际的结构构为鉴定的对对象，通过试试验对具体结结构作出正确确的技术结论论。

常解决决的问题：（（1）设计论证、、施工质量控控制和鉴定（（2）预制构件质质量鉴定（（3）已建结构的的可靠性鉴定定、剩余寿命命评估

（4）改建、扩建建或加固工程程，通过试验验判明结构的的实际承载能能力（潜力））

（5）为工程事故故处理提供技技术依据1920工程事故处理理的一般程序序:1、基本情况调调查2、结构及材料检检测3、复核分析4、专家会商5、调查报告21结构及材料检检测内容1、地基基础2、建筑物所用用材料的实际际性能检测3、建筑物表面面缺陷的观测测4、对结构内部部缺陷的检查查5、必要时可作作模型试验或或现场加载试试验，通过试试验检查结构构或构件的实实际承载力。。222．科研性试验验目的：验证、、改进和发展展结构设计计计算的理论和和方法主主要表现：（（1）验证结构设设计计算的各各种假定；（2）制定各种设设计规范；（3）发展新的的设计理论；；（4）为发展和推推广新结构、、新材料及新新工艺提供理论与实实践的经验。。232425（1.3.2静力试验和动动力试验（二）按照荷荷载性质、试试验对象、试试验持续时间间、试验场所所等不同因素素进行分类。。1、按荷载性质质来分类（1）静力试验（2）动力试验261.3.2静力试验和动动力试验按试验荷载性性质分：静力力试验、动力力试验。1.静力试验：应有最多、最最常见的基本本试验。分两两种：(1).结构静力单调调加载试验：：结构加载过程程从零开始逐逐步递增一直直到结构破坏坏。即在一个个不长的时间间内试验加载载全过程。⑵．．结结构构低低周周反反复复静静力力加加载载试试验验：：也称称伪伪静静力力试试验验，是是以以静静力力的的方方式式模模拟拟地地震震作作用用的的试试验验，，它它是是一一种种控控制制荷荷载载或或控控制制变变形形的的周周期期性性反反复复静静力力试试验验。。2728土木木工工程程材材料料2930静力力试试验验的的优优点点：：加加载载设设备备相相对对来来讲讲比比较较简简单单，，荷荷载载可可以以逐逐步步施加加，，还还可可以以停停下下来来仔仔细细观观察察结结构构变变形形的的发发展，，给给人人们们以以最最明明确确、、最最清清晰晰的的破破坏坏概概念念。。312、动动力力试试验验对于于在在实实际际工工作作中中主主要要承承受受动动力力作作用用的的结结构构或或构构件件，，为为了了研究究结结构构在在施施加加动动力力荷荷载载作作用用下下的的工工作作性性能能，，一一般般要要进进行行动动力力试验验。。例如如：：研研究究厂厂房房承承受受吊吊车车及及动动力力设设备备作作用用下下的的动动力力特特性性；；吊车车梁梁的的疲疲劳劳强强度度与与疲疲劳劳寿寿命命问问题题；；多层层厂厂房房由由于于机机器器设设备备上上楼楼后后产产生生的的振振动动影影响响；；高层层建建筑筑和和高高耸耸构构筑筑物物在在风风荷荷载载作作用用下下的的动动力力问问题题；；结构构抗抗爆爆炸炸、、抗抗冲冲击击问问题题;抗震震动动力力试试验验采采用用电电液液伺伺服服加加载载设设备备或或地地震震模模拟拟振振动动台台动力力试试验验的的特特点点：：由由于于荷荷载载特特性性不不同同，，动动力力试试验验的的加加载载设设备备和测测试试手手段段与与静静力力试试验验有有很很大大的的差差别别，，而而且要要比比静静力力试试验验复复杂杂得得多多。。32在结结构构的的抗抗震震性性能能研研究究中中，，除除了了采采用用结结构构低低周周反反复复静静力力加加载载试试验验外外，，更更为为理理想想的的是是直直接接施施加加动动力力荷荷载载进进行行试试验验。。抗震震动动力力试试验验采采用用电电液液伺伺服服加加载载设设备备或或地地震震模模拟拟振振动动台台等等设设备备来来进进行行。。如广广州州大大学学抗抗震震研研究究中中心心、、同同济济大大学学抗抗震震中中心心332.动力力试试验验：：荷载载大大小小随随时时间间变变化化的的，，可可能能是是有有规规律律变变化化，，也也可可能能是是无无规规律律变变化化的的。。一一些些研研究究动动力力问问题题的的，，需需要要做做动动力力试试验验，，如如………34如下下图图为为东东方方明明珠珠电电视视塔塔的的振振动动台台模模型型试试验验。35361.3.3、按按试试验验对对象象分分类类（1）真真型型试试验验（（2）模型型试验验（（3）小构构件试试验371.3.3真型试试验、、模型型试验验和小小构件件试验验按试验验对象象的尺尺寸分分：真（原原）型型试验验、模模型试试验及及小构构件试试验。。1．真型型试验验试验对对象是是实际际结构构或按按实际际结构构足尺尺复制制的结结构或或构件件。对于实实物试试验一一般均均为生生产性性试验验，很很多为为非破破坏性性的现现场试试验居居多。。足尺及及小构构件试试验一一般多多在试试验室室进行行，也也可在在现场场进行行，如如梁、、板及及屋架架。对结构构整体体性研研究，，一直直是国国内外外研究究的热热门课课题，，多为为大型型试验验，可可在试试验室室进行行，也也可在在现场场进行行。38（1）真型型试验验试验对对象：：（1）实际际结构构（2）实物物结构构足尺尺复制制的结结构或或构件件。（1）实际际结构构试验验一般均均用于于生产产性试试验。。例如如：秦秦山核核电站站安全全壳加加压压整体体性的的试验验就是是一种种非破破坏性性的现现场试试验。。又如如对工工业厂厂房结结构的的刚度度试验验、楼楼盖承承载能能力试试验等等均在在实际际结构构上加加载量量测。。（2）足尺尺结构构或构构件试试验试验对对象是是一根根梁、、一块块扳或或一榀榀屋架架之类类的实实物构构件，，它可可以在在试验验室内内试验验，也也可以以在现现场进进行。。394041（2）模型型试验验模型试试验：：采用用比真真型结结构缩缩小的的模型型进行行试验验。模模型的的设计计制作作与试试验是是根据据相似似理论论，要要求做做到几几何相相似、、力学学相似似和材材料相相似等等等。。42（2）．模模型试试验投资大大、周周期长长、测测量精精度受受环境境因素素影响响大，，在财财力和和技术术上有有困难难时，，可以以考虑虑采用用缩尺尺模型型试验验。模型试试验：：仿照照真型型并按按一定定比例例关系系复制制而成成的试试验构构件或或试验验结构构物，，它具具有实实际结结构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）小构构件试试验小构件件试验验是结结构试试验常常用的的研究究形式式之一一。试验不不要求求满足足严格格的相相似条条件，，只是是用试试验结结果与理论论计算算进行行对比比校核核的方方式来来研究究结构构的性性能，，验证设设计假假定与与计算算方法法的正正确性性。483．小构构件试试验比较常常用，，可能能是足足尺试试验，，也可可能是是缩尺尺试验验。它它有别别于模模型试试验：：不依依靠相相似理理论，，不考考虑相相似比比例对对结果果的影影响，，即不不要求求严格格的相相似条条件。。认为为这些些结果果所证证实的的一般般规律律与计计算理理论可可以推推广到到实际际结构构中去去。4950土木工程材材料511.3.4、按试验持持续时间分分类（1）短期荷载载试验（2）长期荷载载试验52（1）短期荷载载试验荷载从零开开始施加到到最后结构构破坏或到到某阶段进进行卸荷的的时间总和和只有几十十分钟、几几小时或者者几天。1．短期荷载载试验绝大数承受受静力荷载载的结构或或构件实际际上一般都都是承受的的长期荷载载作用。由于试验条条件、时间间和试验步步骤限制，，我们不得得不采取短短期荷载试试验。试验时荷载载从零开始始加，到结结构破坏可可能几十分分钟、几小小时或几天天。这与实实际情况是是有差别的的。5354（2）长期荷载载试验对于研究结结构在长期期荷载作用用下的性能能就必须要进进行静力荷荷载的长期期试验，它它将连续进行几个个月或几年年时间。如：混凝土土的徐变、、结构受温温度变化的的影响、预应应力结构中中的钢筋的的松弛、三三峡大坝长期变形形监控试验验。555657581.3.5、按试验场场所分类（1）试验室试试验（2）现场试验验1、试验室试试验适宜于研究究性试验。。2、现场试验验多用于解决决生产性的的问题。591.3.5试验室试验验和现场试试验按试验所在在场地分：：试验室试试验、现场场试验1.试验室试验验试验室试验验条件较好好，仪器设设备精度高高，可以排排除一些不不利因素对对试验结果果的干扰。。适合做研研究性试验验。2．现场试验验现场试验与与室内试验验相比，环环境因素影影响较大，，不宜使用用精度较大大的仪器设设备。多是是解决生产产中的实际际问题，可可以获得实实际结构物物的工作状状态的数据据参数。此外还可以以按试验是是否破坏分分：破坏性性试验、非非破坏性试试验。606162《建筑结构试试验》课程的学习习内容为了获得解解决一般建建筑结构设设计及施工工中所遇到到的结构检测测问题的基基本知识和和基本技能能，并在科科研方面得到初步的的训练，必必须在掌握握结构工程程专业理论论和其它有关专业技技术知识的的基础上，，学习下列列内容：（1）规划、组组织和进行行结构检测测的一般原原则、方法法和技术；（2）结构检测中中常用的量测仪器器和加载设设备的原理理、性能和使用方方法；（3）收集、整整理、计算算和评定检检测资料的的原理和方方法。63GaoSuGongLu第二章建建筑结构试试验组织计计划SACE青岛农业大大学建筑工工程学院64第二章建建筑结构试试验组织计计划2.1概述2.2试验前期工工作方案设设计2.3试验构件方方案设计2.4试验荷载方方案设计2.5试验观测方方案设计2.6结构试验和和材料力学学性能关系系2.7试验大纲及及其他文件件65第一节建建筑结构构试验组织织计划理论论概述一、建筑结结构试验组组织计划的的意义1、建筑结构构试验组织织计划是组组织工作的的需要2、建筑结构构试验组织织计划是结结构试验特特点的要求求建筑结构试试验特点：（1）结构试验验没有固定定的模式；；（2）结构试验验耗资大；；（3）结构试验验周期长。。3、建筑结构试试验组织计计划关系到到试验的成成败4、建筑结构构试验组织织计划是体体现技术水水平和管理理水平的窗口66建筑结构试试验组织计计划关系到到试验的成成败：一个不完整整的或错误误的组织计计划只能导导致失败，，好的组织织计划是成成功的基础础。如：某钢管管砼受弯构构件试验两两个方案对对比：A错误方案B正确方案67A方案的错误误：①．1处没有位移移传感器，，由于悬臂臂端位移增增量△1而失真。②．2处上表面没没有倾角传传感器，因因悬臂端位位移增量△△2而失真。③．2处右上方位位移传感器器没有布置置在试件下下表面，因因悬臂端位位移增量△△3而失真。4．建筑结构构试验组织织计划体现现了技术水水平和管理理水平68二、PDCA循环的基本本内容美国质量管管理专家戴戴明（W.E.Deming)50年代初提出出一项质量管理循循环体系，，称为PDCA循环，是一一项提高工工程质量、、改善企业经经营管理十十分有效的的科学方法法，被工程程界广泛应应用。PDCA质量循环体体系的基本本思想是把把质量管理理的工作过过程分为四个阶阶段：（1）计划阶段段（Plan）（2）实施阶段（（Do）（3）检查阶段（（Check）（4）处理阶段（（Action）691．计划阶段段P：打算干什么么、在那儿儿干、何时干、由谁谁干、怎么么干等问题题。2．实施阶段段D：按计划方案案去执行的的过程。3．检查阶段段C:把执行的结结果与计划划目标进行比较，找找出问题。。4．处理阶段段A：总结经验，，制定标准准、措施；同时为为解决的问问题进入下下一个循环。70三、PDCA循环的存在在的范围和和特点1．PDCA循环的应用用范围：存在于各行行各业，哪哪里有矛盾盾，哪里就就存在PDCA循环。2．PDCA循环的特特点：⑴．有序序性：4个阶段缺缺一不可可，次序序不能颠颠倒。⑵．嵌套套性：71⑶.关键性：：关键在在P阶段，即即计划阶阶段。⑷.重复性：：循环滚滚动前进进，每循循环一次次质量上一个个台阶。。⑸.普遍性：：4个阶段，，周而复复始，循循环一次次，改善善一下，，逐步提提高。PDCA循环的关关键是在在P阶段，即即计划阶阶段。它它是标准准化的基基础，是是指导同同级其它它环节的的关键。。7273四、结构构试验组组织计划划的内容容：1．试验计计划阶段段:明确试验验目的，，进行技技术调研研，试验验设计，，确定试试验大纲纲。2．试验准准备阶段段：包括括技术准准备、物物质准备备和场地地准备。。3．试验实实施阶段段：试验验加载，，试验记记录，数数据处理理。4．试验完完成阶段段：实验验数据处处理，试试验分析析，试验验研究总总结。74四、结构构试验组组织计划划的内容容1、试验设设计（计计划）阶阶段（1）反复研研究试验验目的，，充分了了解体会会试验的的具体任任务，进行调查查研究，，搜集有有关资料料；（2）确定试试验的性性质与规规模。对对于研究究性试验验，应提提出本试试验拟研究的的主要参参量以及及这些参参量在数数值上的的变动范范围，并并根据试验验室的设设备能力力确定试试件的尺尺寸和量量测项目目及量测测要求；（3）提出试试验大纲纲2、试验准准备阶段段试验准备备阶段要要占全部部试验工工作的大大部分时时间，工工作量也也最重。试试验准备备工作的的好坏直直接影响响到试验验能否顺顺利进行行和能获得试验验结果的的多少。。75试验准备备阶段的的主要工工作有：：（1）试件的的制作在制作试试件时应应注意材材性试样样的留取取、编号号，还要要作施工日志志，注明明试件日日期、原原材料情情况，这这些原始始资料都都是最后分分析试验验结果不不可缺少少的参考考资料。。（2）试件质质量检查查包括试件件尺寸和和缺陷的的检查，，应作详详细记录录，纳入入原始资料。。（3）试件安安装就位位试件的支支承条件件应力求求与计算算简图一一致。一一切支承承零件均应进进行强度度验算，，并使其其安全储储备大于于试验结结构可能能有的最大安全全储备。（4）安装加载设设备加载设备的安安装应满足““一稳二准三三方便，四强强五刚六安全“的要求求，即就位要要稳定准确方方便，固定设设备的支撑系系统要有一定的的强度、刚度度和安全度。。76（5）仪器仪表的的率定对测力计及一一切量测仪表表均应按技术术规定要求进进行率定，各仪器仪表的的率定记录应应纳入试验原原始记录中，，误差超过规规定标准的仪表不不得使用。（6）作辅助试验验辅助试验多半半在加载试验验阶段之前进进行，以取得得试件材料的实际强度，，便于对加载载设备和仪器器仪表的量程程等作进一步步的验算。（7）仪表的安装装、连线试调调仪表的安装位位置、测点号号，在应变仪仪或记录仪上上的通道号等等都应严格格按照试验大大纲中的仪表表布置图实施施，如有变动动，应立即做好记记录，以免时时间长久后记记忆不清而将将测点混淆。。77（8）记录表格的的设计准备在试验前应根根据试验要求求设计记录表表格，其内容容及规格应周到详细地反反映试件和试试验条件的详详细情况，以以及需要记录录和量测的内容。。记录表格的设设计反映试验验组织者的技技术水平，切切勿养成试验前无准备备地在现场临临时用白纸记记录的习惯。。记录表格上上应有试验人员员的签名并附附有试验日期期、时间、地地点和气候条条件。（9）算出各加载载阶段试验结结构各特征部部位的内力及及变形值以备在试验时时判断及控制制。（10）在准备工作作阶段和试验验阶段应每天天记工作日志志。783、试验实施阶阶段（1）加载试验加载试验是整整个试验过程程的中心环节节，应按规定定的加载顺序和量测顺顺序进行。重重要的量测数数据应在试验验过程中随时时整理分析并与与事先估算的的数值比较，，发现有反常常情况时应查查明原因或故故障，把问问题弄清楚楚后才能继继续加载。。在试验过程程中，结构构所反映的的外观变化是分析结构构性能的极为宝贵贵的资料，，对节点的的松动与异异常变化，，钢筋混凝凝土结构裂缝的的出现和发发展，特别别是结构的的破坏情况况都应作详详尽的记录及描描述。这些些容易被初初做试验者者忽视，而而把主要注注意力集中中在仪表读读数或记录录曲线上，，因此应分分配专人负负责观察结结构的外观观变化。79试件破坏后后要拍照和和测绘破坏坏部位及裂裂缝简图，必要时，，可从试件上上切取部分分材料测定定力学性能能，破坏试试件在试验验结果分析整理之之前不要过过早毁弃，，以备进一一步核查。。（2）试验资料料整理试验资料整整理是将所所有的原始始资料整理理完善，其其中特别要要注意的是试试验量测数数据记录和和记录曲线线，都作为为原始数据据经负责记录人员员签名后，，不得随便便涂改。经经过处理后后得到的数数据不能和原始数数据列在同同一表格内内。一个严格认认真的科学学试验，应有一份详详尽的原始始数据记录录，连同试验过程中中的观察记记录，试验大纲及试验过程中中各阶段的的工作日志，作为原始始资料，在在有关的试试验室内存存档。804、试试验验完完成成阶阶段段（1）试试验验数数据据处处理理因为为从从各各个个仪仪表表获获得得的的测测量量数数据据和和记记录录曲曲线线一一般般不不能能直直接接解答答试试验验任任务务所所提提出出的的问问题题，，它它们们只只是是试试验验的的原原始始数数据据，，需需对对原始始数数据据进进行行科科学学的的运运算算处处理理才才能能得得出出试试验验结结果果。。（2）试试验验结结果果分分析析试验验结结果果分分析析内内容容是是分分析析通通过过试试验验得得出出了了哪哪些些规规律律性性的的东西西，，揭揭示示了了哪哪些些物物理理现现象象。。最最后后，，应应对对试试验验得得出出的的规规律律和和一一些重重要要现现象象作作出出解解释释，，分分析析它它们们的的影影响响因因素素，，将将试试验验结结果果和和理理论值值进进行行比比较较，，分分析析产产生生差差异异的的原原因因，，并并作作出出结结论论，，写写出出试试验验总结结报报告告。。总总结结报报告告中中应应提提出出试试验验中中发发现现的的新新问问题题及及进进一一步步的的研究究计计划划。。81第二二节节试试验验前前期期工工作作方方案案设设计计一、、调调研研方方案案设设计计一项项科科研研工工作作开开始始，，首首先先要要做做的的就就是是调调研研工工作作，，只只有有如如此此才才能能保保证证科科研研工工作作具具有有前前沿沿性性和和先先进进性性。。调研研方方法法：：①①实实地地调调查查；；②信信函函调调查查；；③电电话话调调查查；；④网网上上调调查查；；⑤学学刊刊查查询询；；⑥通通过过国国家家权权威威部部门门技技术术查查新新。。82二、、研研究究路路线线方方案案设设计计1．研研究究路路线线的的含含义义也叫叫技技术术路路线线，，是是指指完完成成一一项项试试验验研研究究任任务务的的起起始始点点、、中中点点和和结结束束点点等等若若干干技技术术环环节节上上所所有有内内容容顺顺序序的的方方式式。。一项项研研究究任任务务的的技技术术路路线线可可能能有有多多个个，，我我们们要要选选择择一一个个最最优优的的技技术术路路线线。。832.研究究路路线线的的内内容容：（1）、、项项目目研研究究能能够够顺顺利利进进行行的的条条件件；；如已已经经建建立立的的基基础础，，包包括括理理论论基基础础和和试试验验基基础础。（2）、完成成本项目目研究内内容必须须经过的的技术途途径或理理论依据据，以及及针对难难点问题题的对策策。84（3）．研究究路线的的作用①．是科科研项目目申请的的重要内内容。②．是完完成科研研任务的的重要保保证。（4）．研究究路线的的制定进行充分分的调研研，查清清技术发发展水平平，提出出问题，，预计困困难，探探索攻克克对策，，规划技技术路线线。85三、其他他工作方方案设计计主要有：：人员分分工方案案、技术术准备方方案、时时间进度度方案、、经费预预算法案案和试验验安全方方案。86第三节试试验构构件方案案设计1、试件形形状2、试件尺尺寸3、试件数数目872.3试验构件件方案设设计包括：试试件形状状、试件件尺寸和和数量及及构造措措施。同同时还必必须满足足结构或或构件的的边界条条件、破破坏特征征及加载载条件的的要求。。88一、试件件形状虽然与构构件尺寸寸无关，，重要的的是要考考虑构件件的受力力状态和和边界条条件与实实际一致致性。对静定结结构中的的单一构构件，如如简支梁梁、柱、、屋架等等较简单单；对于于超静定定结构问问题较复复杂，则则必须考考虑构件件的受力力状态和和边界条条件。图图17页89二、试件件尺寸1．真型试试验：是是足尺试试验，优优点：能能直接反反映实际际结构的的工作状状态。缺缺点：耗耗费的财财力和人人力较大大，有时时难以完完成。2．模型或或小构件件试验：：缩尺试试验，优优点：耗耗费的财财力和人人力较小小。缺点点：与实实际情况况有一定定的差别别。90①．压弯弯构件：：取截面面边长16～35cm；②．偏压压短柱：：取截面面边长15～50cm；③．剪力力墙：取取真型尺尺寸1/4～1；④．整体体性结构构试验的的试件：：可取1/10～1/2；⑤．双双向受力力构件：：取截面面边长10～30cm；⑥．砖石石及砌体体式件：：1/4～1/2；⑦．动力力试验：：受振动动台面尺尺寸限制制，我国国完成了了1/50～1/4模型试验验；尺寸太小小则应考考虑尺寸寸效应。。91三、试件件数目1．优选设设计法：：利用数学学原理合合理安排排试验点点，采用用步步逼逼近，层层层优选选的方式式快速找找到最佳佳试验点点的方法法。2．因子设设计法：：也叫全面面试验法法或全因因子设计计法，试试验次数数：试验次数数=水平数因子数92因子：：对试验验内容容有影影响的的发生生变化化的因因素，因因子数数即可可变化化因素素的个个数。。水平：：为因子子可改改变的的试验验档次次，水水平数数即为档次次数。。用因子子法确确定试试验数数量因子数水平数（不同参量个数）23451（砂）23452（石）4916253（水泥）827641254（水）16812566255（外加剂）322431024312593③．均均匀设设计法法由我国国数学学家王王元等等创建建的，，也是是一种种数学学方法法试验验次数数等于于设计计因子子的最最大水水平数数。该方法法虽然然试验验次数数少，，但并并没有有被工工程界界普遍遍接受受，至至今没没有推推广开开。94④．正正交试试验设设计法法该方法法在工工程界界被普普遍采采用，，优点点：简简单、、快捷捷、准准确。。该方法法根据据因子子数和和水平平数选选择正正交试试验表表，按按正交交试验验表设设计试试验方方案。。正交试试验表表：L9（34）表示有有4个因子子，每每个个因子子有3个水平平，试试验次次数为为9次。试验次次数=水平数数295正交试试验法法与全全面试试验法法比较较：下下表中中括号号内为为正交交试验验次数数。因子法法和正正交试试验试试验数数量比比较因子数水平数（不同参量个数）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（外加剂）32（4）243（9）1024（16）3125（25）96如.某商品品混凝凝土公公司为为减小小混凝凝土拌拌合物物坍落落度损损失,选用了了两种种水泥泥,两种外外加剂剂,两种掺掺合料料,若采用用正交交试验验法,其正交交试验验表及及试验验结果果如下下表。。L4(23)正交试试验结结果列号试验号水泥外加剂掺合料坍落度损失(厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R97求:(1)本试验验中有有几个个水平平、几几个因因子?如采用用全面面试验验法需需要做做几次次试验验?(2)请完成成下表表中的的相应应的影影响因因子K及极差差R的计算算;(3)确定水水泥品品种、、外加加剂品品种和和掺合合料品品种的的最佳佳组合合,并确定水泥泥、外加剂剂和掺合料料哪种对混混凝土拌合合物坍落度度损失影响响程度最大大、哪种损损失影响程程度最小?98(1)水平数:2个;因子数3个;采用全面试试验法需要要做8次试验。(2)L4(23)正交试验结结果列号试验号水泥外加剂掺合料坍落度损失(厘米)ABC1234A1A2A1A2B1B1B2B2C1C2C2C19.512.74.15.1K1K2R13.617.84.222.29.213.014.616.82.299(3)外加剂对混混凝土拌合合物坍落度度损失影响响程度最大大,掺合料对混混凝土拌合合物坍落度度损失影响响程度最小小。100四、结构试试验对试件件设计的构构造要求构件的设计计和制造要要满足试件件的安装、、加载和量量测的需要要：1.混凝土承受受集中荷载载处，支点点处预埋钢钢板，以防防混凝土局局部破坏。。2.试件加载面面为斜面时时，做成凸凸缘，保证证加载的稳稳定性。3.在反复荷载载试验时，，应作预埋埋件与加载载器或传感感器连接。。4.框架结构，，为保证柱柱与底座固固结，一般般设置大截截面基础梁梁。1015.砖石或砌体体结构，一一般在其上上下预先浇浇注混凝土土垫梁，模模拟基础梁梁和圈梁。。6.在钢筋混凝凝土偏心受受压构件试试验时，将将试件制成成牛腿，并并布置钢筋筋网。在构造设计计时，要充充分考虑：：①附加构造造强度必须须大于结构构本身安全全储备强度度。②为测局部部试验数据据，考虑对对局部加固固。③为安装测测试仪器仪仪表，须在在构件上安安装预埋件件或留预留留孔。以上做法必必须在图纸纸中具体做做法和精度度要求，试试验人员还还需到现场场参加试件件的制造。。1022.4静力试验荷荷载方案设设计一、荷载设设计的一般般要求：1．选用的荷荷载图式与与结构设计计计算的荷荷载图式及及产生的内内力完全一一致或相近近。2．荷载值要要准确。3．荷载传力力方式和作作用点明确确，荷载值值稳定，不不随加载时时间、环境境、构件变变形的改变变而变化。。1034．荷载的分分级数值应应参考相应应的试验，，同时满足足测量的精精度要求。。5．加载装置置必须有足足够的强度度要求和刚刚度要求。。6．加载设备备操作方便便，又能满满足加载技技术要求。。7．加载方法法要先进，，减轻体力力劳动，提提高试验质质量。104二、单调加加载经静力力试验荷载作用形形式有：集中荷载和和均布荷载载；作用方向有有垂直荷载载、水平荷荷载和任意意方向荷载载；有单单向向作作用用荷荷载载和和双双向向作作用用荷荷载载。。105二、、单单调调加加载载静静力力试试验验1、荷荷载载图图式式的的选选择择与与设设计计加载载图图式式：试试验验荷荷载载在在试试验验结结构构构构件件上上的的布布置置形形式式（（包包括括荷荷载载类类型型和和分分布布情情况况））。。加载载图图式式设设计计要要求求：：（1）加加载载图图式式应应与与理理论论计计算算简简图图一一致致；；（2）可可采采用用与与计计算算简简图图等等效效的的荷荷载载图图式式，，即即等等效效荷荷载载。。例如如：：常常用用几几个个集集中中荷荷载载代代替替均均布布荷荷载载，，但但集集中中荷荷载载的的数数量量和和位位置置应应尽尽可可能能使使结结构构所所产产生生的的内内力力值值与与均均布布荷荷载载所所产产生生的的内内力力值值符符合合。。1061、荷荷载载图图式式的的选选择择与与设设计计荷荷载载图图式式：：试验验荷荷载载在在结结构构构构件件上上的的分分布布形形式式，，是是指指试试验验荷荷载载的的空空间间布布置置。。可可按按设设计计规规定定的的荷荷载载图图式式、、或或实实际际荷荷载载图图式式、、或或等等效效荷荷载载图图式式进进行行加加载载。。107等效效荷荷载载：：加在在试试件件上上、、使使试试件件产产生生的的内内力力图图形形与与计计算算简简图图相相近近、、控控制制截截面面的的内内力力值值相相等等的的荷荷载载108试验验加加载载方方法法：：1092、试验荷载制制度试验荷载制度度是试验进行行期间荷载与时间的的关系。正确制定试验的加加载制度和加加载程序，才才能正确了解解结构的承载载能力和变形性性质，才能将将试验结果相相互进行比较较。荷载制度包括括：加载卸载程程序、加载卸卸载的大小。。静力试验的加加载程序：预预载、标准荷载（正正常使用荷载载）、破坏荷载三阶阶段。1102．试验荷载载制度静力试验的加加载设计内容容包括：①.加载制度的制制定：试验荷荷载与时间关关系的制度。。

②.加载图式的制制定：试验荷荷载的空间布布置。⑴．加载程序序：预载、标准荷荷载、破坏荷荷载三个阶段段。⑵．加载大小小试验进行不同同阶段施加不不同的荷载值值。111①．预载目的：使试件接触良良好、进入正正常工作状态态，变形趋于于稳定；检验验全部试验装装置的可靠性性，检测量测测的仪表工作作是否正常检查现场组织织工作和人员员情况，起演演习作用要求求加载分三级级进行，每级级取标准值的的20%。级间停歇10分钟，卸载分分级进行。112②．标准荷载载试验加载要求：标准加载之前前，每级加载载值不大于标标准荷载的20%，分5级；标准荷载之后后，每级加载载值不大于标标准荷载的10%。③破坏荷载到计算破坏荷荷载90%后，每级加载载值不大于标标准荷载的5%。具体的试验按按有关规程处处理。113④．卸载按加载级距处处理，也可以以放大1倍，或分两次次卸完。测残残余变形当卸卸完载后应空空载一段时间间，钢筋混凝凝土空载时间间为标准荷载载的恒载时间间的1.5倍，钢结构大大于30分钟，木结构构大于24小时。114加载制度应考考虑的因素：：（1）控制荷载的的计算确定：：如正常使用用试验荷载、、抗裂试验荷荷载及承载力力试验荷载的的计算。（（2）荷载分级：：根据试验荷荷载的不同阶阶段，确定荷荷载的级距。。

（3）持荷时间：：根据混凝土土结构与钢结结构等不同的的结构类型、、荷载阶段、、变形是否稳稳定等因素确确定。115（4）持荷的目的的：给予结构构在荷载作用用下充分变形形的时间；利利用持荷时间间，进行试验验的观测、分分析等。（（5）试验预载：：检验试验装装置，预紧安安装缝隙，使使试验进入正正常状态。预预载值不宜超超过开裂荷载载的70％。注注意：构构件自重及试试验设备自重重的影响，应应该在试验荷荷载中考虑扣扣除。116117三、结构低周反复复加载静力试试验（建筑结结构抗震试验验）试验目的：（1）研究结构在在地震荷载作作用下的恢复复力特性，确确定结构构件恢复复力的计算模模型。恢复力特性:荷载和变形之之间的关系。。（2）研究结构在在地震作用下下的破坏特征征。通过低周反复复加载试验，，可以获得结结构构件荷载载变形的工作作性能，即恢恢复力特性和和破坏特征，，从而比较或或者验证抗震震构造措施的的有效性和确确定结构的抗抗震极限承载载能力。为建建立数学模型型，通过计算算机进行结构构抗震非线性性分析，为改改进现行抗震震设计方法、、修订设计规规范提供依据据。118三、结构低周周反复加载静静力试验低周反复加载载静力试验：：①．研究结构构在地震作用用下恢复力特特性，确定恢恢复力计算模模型。②．通过试验验从强度、变变形和能量三三个方面判别别和鉴定结构构的抗震性能能。③．通通过试试验研研究结结构的的破坏坏机理理。119结构低低周反反复加加载制制度1、单向向反复复加载载制度度（1）控制制位移移加载载法（2）控制制作用用力加加载法法（3）控制制作用用力和和控制制位移移的混混合加加载法法2、双向向反复复加载载制度度为了研研究地地震对对结构构构件件的空空间组组合效效应，，克服服结构构构件采采用单单方向向加载载时不不考虑虑另一一方向向地震震力同同时作作用对对结构影影响的的局限限性，，可在在X、Y两个主主轴方方向同同时施施加低低周反复复荷载载。反反复加加载同同样可可以是是控制制位移移、控控制作作用力力和两者者混合合控制制的加加载制制度。。120加载制制度1．单向向反复复加载载制度度单向反反复加加载也也称为为一维维反复复加载载。按按加载载控制制因素素分，，有三三种加加载制制度：：（1）控制制位移移加载载，变幅加加载：：位移控控制值值随加加载周周期增增加而而变化化的加加载制制度。。用于于对构构件的的性能能不太太了解解，作作为探探索性性研究究，确确定恢恢复力力模型型，研研究强强度、、变形形和耗耗能等等情况况。121等幅加加载：：位移控控制值值保持持不变变。主主要研研究构构件的的强度度退化化和刚刚度退退化。。变幅等等幅混混合加加载：：上述两两种加加载方方法的的综合合运用用122123（2）控制制作用用力加加载这种加加载制制度很很少采采用。。不如如按位位移控控制直直观，，以控控制作作用力力大小小实现现反复复加载载，，以此此研究究结构构的恢恢复特特性。。（3）控制制作用用力和和位移移的混混合加加载一般在在结构构屈服服前，，荷载载变化化大，，而位位移变变化小小，此此时采采用控控制作作用力力加载载；结结构屈屈服后后，荷荷载变变化小小，位位移变变化大大，此此时采采用控控制位位移加加载。。1241252．双向反反复加载载制度也称二维维反复加加载。即即从X、Y两个主轴轴方向同同时施加加低周反反复荷载载。这是是为了研研究地震震对结构构构件的的空间组组合影响响。双双向反反复加载载试验的的加载制制度，可可采用双双向同步步或非同同步的加加载制度度。双向向非同步步加载制制度按照照两个方方向加载载步调的的差异，，又可分分为若干干种。下下图为各各种双向向反复加加载试验验的加载载制度。。126127结构低周周反复加加载静力力试验优点：1、设备简简单2、可以人人为控制制3、可以停停下来观观察结构构开裂和和破坏状态缺点：加加载完全全是人为为的，变变形完全全是对称称的，因而而与地震震作用完完全不同同。128结构低周周反复加加载静力力试验结结果1、结构各各个阶段段强度(1)开裂强度度Mf(2)屈服强度度My(3)极限强度度Mmax(4)破坏强度度MP1291．强度。。反映结结构强度度的指标标有：开裂强度度屈屈服强度度极极限荷载载破破坏荷载载2．刚度。。反映结结构刚度度的指标标有：初次加载载刚度卸卸载载刚度反反向向加载、、卸载刚刚度，重重复加载载刚度等等效效刚度1303．退化率率：分为为强度退退化率和和刚度退退化率。。4．耗能：：采用耗耗能系数数表示。。1312.5结构动力力特性试试验2.5.1概述结构动力力特性，，也称为为动力特特性参数数，或振振动模态态参数。。它包括括：自振频率率、阻尼尼系数、、振型等基本参参数。这这些特性性参数只只与其自自身的刚刚度、质质量等相相关，与与外界动动力荷载