建筑结构试验讲稿

第5章

建筑结构试验相似模型设计基础5.1概述缩尺模型和相似模型5.1.1模型试验的优点1）经济性好。2）针对性强。3）数据准确。图5.1分析方法的比较5.1.2模型试验的应用范围1）代替大型结构试验或作为大型结构试验的辅助试验。2）作为结构分析计算的辅助手段。3）验证和发展结构设计理论。4）与计算分析互为补充有时尚需足尺试验5.2相似概念5.2.1相似的含义5.2.2相似量的表达1.几何相似（5.1）2.荷载相似3.时间相似4.质量相似5.边界条件相似(一般用相同来保证)6.初始条件相似(初始速度、加速度等)（5.2）（5.3）（5.4）5.3相似原理5.3.1性质定理1相似第一定理定理描述现象相似，单值条件相同，相似指数等于1，C=1解释：相似常数相似指数2相似第二定理定理描述现象相似，相似准数恒定不变，即给定的现象∏=不能改变的量（模型律）解释相似准数特点：唯一、不同现象有不同的常数、表示成幂函数的组合。要区别相似常数、相似指数和相似准数3相似第三定理现象相似，相似准则和相似指数一一对应，构成也对应4相似第四定理现象相似，则基本物理量的种类数等于基本量纲的个数。5相似第五定理现象相似，若描述现象的物理量个数为n，其中基本物理量的种类数为k。那么，基础物理量的个数则为k，函数物理量的个数=相似准则的个数=（n-k）FmtSaF11000T0210-2L0-1011图5.2基本量纲与基础物理量数量关系图5.3.2推论及判定定理5.3.3定理的相互配合关系5.4量纲（量的种类）分析5.4.1量纲的基本性质量纲具有以下的性质1）两个物理量相等，是指不仅数值相等，而且量纲也要相同。2）两个同量纲参数的比是无量纲参数，其值不随所取单位的大小而变。3）一个完整的物理方程式中，各项的量纲必须相同，因此方程才能用加、减并用等号联系起来，这一性质称为量纲和谐。4）组合量纲可以和基本量纲组成无量纲组合，基本量纲之间不能组成无量纲组合。一个组合量纲与其他量纲至少能够组成一个无量纲组合。5.4.2基础物理量的条件1）基础物理量必须有量纲存在；2）同一相似现象中的基础物理量的量纲不得重复；3）量纲不得缺项；4）待测物理量不宜列为基础物理量；5）基础物理量的量刚用最简单的类型。5.4.3量纲分析举例简支梁受集中力：在绝对系统中，用基本量纲来表示这些量的量纲：设P，L为基础物理量5.5模型设计以研究高层建筑的振动为例确定影响结构性能的物理量:L,δ,σ,ε,E,ρ,q,ω,ξ,a,ωg2.确定基础物理量，略去零量纲物理量3.写出量纲矩阵4.求出相似准则（5.20）1.根据性质定理三，确定相似指数（5.21）（5.22）2.根据试验材料和试验能力来确定设计试件尺寸3.根据相似指数，确定相似常数（5.23）（5.24）4.设计试验方案Cl，CE=1,Cρ=1第6章

建筑结构试验数据处理基础

6.1概述

数据处理：整理和换算；误差分析；数据表达6.2数据整理和换算6.3数据误差分析6.3.1统计分析的概念1.平均值（1）算术平均值（2）几何平均值（3）加权平均值2.标准差（反映了离散和偏离）（6.1）（6.2）（6.3）（6.4）3.变异系数4.随机变量和概率分布（近似由频率分布表示）（6.5）（6.6）图6.掏1长频率直峰方图和求累计频窑率图正态分布哭概率嗓密度分布猎函数为：其分布核函数为夜：（6.7吓）（6.讲8）图6.2绑正态哭分布密度展函数图及筐其特点6.3.财2误差的分独类1.徐系统顿误差及捷其特点固定原因汉造成的，被规律性存胡在，来源碧：方法、胆工具、或环境、任操作、雷主观认土识等要找出扩原因才哥能消除（6.河9）（6.躲10）2.遗随机猾误差及浴其特点偶然因素苗造成，符腰号变化无绣常，服从头正态分布症，可以用历统计方法柳或增加次布数消除。3.慌过失叶误差及渠其特点6.3观.3怜误差粱计算误差的平切均值为：误差的标揪准值为：变异系数降为：6.3葡.4俱误差叔传递（1）难代数村和:y通=x1时+x2滚+x3清……（2）暗乘法:y切=x1X充x2….划.（6.握15）（6.1情6）（6.1掏7）（3）成除法:y聪=x1/绣x2（4）角幂函涨数:（5）邪对数（6.嫩18）一般的：6.3.滔5误寒差的检验1.性系统雨误差的裂发现和拌消除固定的细系统误李差和变饲化的系身统误差可以从离频率和喂偏差上享判断2.概随机误差通常认为素随机误差获服从正态岩分布，它块的分布密望度函数为罗：特点表6.1魄与某良一误差范鸡围对应的弯概率3.哥异常袄数据的灭舍弃常用的赵判别范由围和鉴岛别方法黄如下：（1）短3σ(3役S)方法。（2）眼肖维纳误（Ch崭auv僚ene爸t）方损法。（3）格扯拉布斯（散Grub萝bs）方阳法。下面以例贫题的形式幼加以说明遵：【例题模】测定释一批构夫件的承技载能力孤，得4撕52低0、4体46赏0、4鲜61咸0、4婚54植0、4俊55管0、4摆49饼0、4革68拳0、4细46垒0、4杠50红0、4咬83法0（单稳位：N涂·界m），敌问其中若是否包灵含过失炎误差？【解】园求平均总值：（1）搏按3σ准则，如屈果符合晨则题认为临包阀括过失误欠差而把它泪剔除，因产为所以,汤数据4搭83庸0应保仓留。（2）按肉肖维纳（准Chau挣vene道t）准则撕方法，如吹果符苍合售则认地为挥包括过真失误差而转把它剔除减，因为n=10，查表6陶.2得所以,搅数据4蛾83英0应剔忘除。（3）缩慧按格拉艘布斯（毯Gru丘bbs凡）准则莫方法，如果符宴合奋则折认为即包春括过失泻误差而秀把它剔慈除，因菊为n=10，捏取α=0.0狱5，查表消6.3得所以,数其据48趟30应剔朵除。若取α=0.0然1，查表惠6.3得所以,数程据48捕30应保论留。6.4捕数柱据的表普达6.4金.1捧表格险方式汇总表庄格、关订系表格表格的朝基本要甜求例如：表6.4晨设计捎应力状态鹊下各试件物的承载力驱及挠度6.4.柱2图齐像方式用于规律蔽性的分析搜，表达变径量之间的鲁关系1.卫曲线图的明基本要求对有异忘常的线配段，采捐用三点椒滑动平奶均法进午行光滑投处理2.看形态甩图的特桌点：表振达非数振值的形幼态包括照片恩和绘图3.些直方图和冰馅饼形图统计分皆析用，立数据直饼观，能尘显示分里布规律图6.丢3先圆形截膛面预应捐力木梁筑荷载-晴挠度曲旺线图6.膝4定矩形截故面预应湾力木糖梁荷载射-挠度盐曲线6.4.日3函热数方式确定近似孕函数形式滚，求系数刮值1.寺确定衡函数形策式直线或多究项式：其他形冒式判断趋汗势、考亡察特点强（原点厅、渐进搂线、极驳值点等誉）2.叉求函祝数表达兆式的系助数（1）贸回归分蓄析，以彻求试验版结果与包数值尽写可能接爱近（6.2甚3）（6.2摊4）（6.旺25）由最小膝二乘法宽，得到（2）一余元线性回松归分析。相对的名偏差平裹方之和Q为：（6.2戏6）（6.从27）（6.互28）相关系数（6.秩29）（3）杀一元非黄线性回镜归分析愚。（4）巷多元线受性回归亡分析。（5）隔系统识册别方法（6.泳30）（6.耀31）6.5阻学术论味文写作格佣式6.5.乎1试搏验研究的敌特点1.贵试验猛研究的骡含义2.析试验研究茧的共性试验对捷象、试移验设备厅、试验备技术6.5学.2冻论文搞的组成燃及其功拼能题目、慈署名、供摘要、干关键词璃、分类朴代号、生主体、误致谢、作参考文翠献等6.5弟.3千主体勇的组成凑及其功潮能1.贱引言辩部分2.撑正文部分3.叼结论角部分6.5.坏4正畜文的组成六及其功能1.排试验概况主要功茄能标题形式主要内名容（1）铲试验材寺料。（2）考试件制宿作。（3）遣试验方晓法。（4）试乎验装置。（5）试捕验技术。2.缩慧试验肥结果主要功能标题形温式主要内章容表现方式叙述手法3.视结果分析主要功么能标题形未式主要内容6.5肥.5评论文仿写作格烛式小结图6.齐5贸科技期请刊学术腔论文的晨结构组袖成关系项示意图6.5坦.6偶论文有结构特歪点分析梢实例题目署名提要关键词1集前撑言2展试验概限况图6.萝6彻雀替构迟造示意典图堂图6雅.7只试验狡装置示怖意图庭1.瓜款柱2色.雀替既3.析顺水梁触1.顺拴水梁均2.雀虽替3痰.百分吃表4术.应变兆片3试验结果图6.扮8策雀替顺甜水梁力颈-应力维关系图图6.9叉雀替肥顺水梁力饮-挠度关源系图4准结果分粗析4.1搜两类试座件的传统负设计计算腐方法图6.培10秤试件冬计算简窜图普通顺晶水梁：雀替顺掘水梁：（1）（2）图6.秤11袋雀替残梁变形惩示意图4.2闷雀替对兔结构性能畏影响的定涉性分析图6.1违2雀确替拱形成米分析示意脸图5典雀替构雄造6林结语图6.1蠢3雀覆替构造详计图

1.喂檩条2齐.上雀替站3.瓜如柱

4.幕下雀替蛮5.顺水彻梁表6.9今雀替韵的正确构链造和错误墙构造比较卖表第7章辫结构试验谢科研示例试验1春钢筋混灶凝土连续私梁调幅限律值的试验娇研究一、试验柱目的二、试件矿设计图7.凳1猛截面尺握寸及加拴载图形表7.付1公试件一项览表图7.植2翅两跨连绘续梁试颈件配筋饰图三、试件长制作四、仪表隙布置图7.展3能仪器仪堪表布置耍图图7.企4伞支座及土加载装浑置五、试件寒支座、安晕装及加载六、试验杆结果1.推破坏爬特征与速极限承丑能力图7.5夹裂缝租分布及破凑坏形态图图7.6茅荷载旁-弯矩（P-M）曲线2.测试分记录图7.7戏荷载作-挠度（P-ω）曲线图7.8短荷载讨-裂缝宽裁度（P-c）曲线图7.9乌荷载袄-钢筋应舅变（P-εg）曲线图7.昌10籍荷载刚-混凝阳土压应猪变（P-εh）曲线图7.漏11小使山用荷载董下的裂赖缝宽度哲-弯矩花幅值（c-δ）关系图7.貌12压凑区高度贵系数-模弯矩调踢幅值（ξ-δ）关系七、试嗽验结果倦分析（需略）试验2俗框筒结撕构动力分萍析方法的圈模型试验佩研究一、试验柏目的及试爆验内容1.武试验尿目的2.异试验