什么是结构试验

第一章绪论主要内容结构试验的目的结构试验的分类结构试验技术的发展结构试验课程的特点1.0概述（1）工程结构

——以工程材料为主体构成的不同类型的承力构件（梁、板、柱等）相互连接组成的组合体，在一定经济条件的制约下，要求结构在规定的使用期内安全有效地承受外部及内部形成的各种作用，以满足结构在功能及使用上的要求。（2）分析方法

在应力分析工作中，一方面可以利用传统的理论计算方法，另一方面也可以利用实验方法，即通过结构试验，采用实验应力分析方法来解决。（3）经典回顾1638年～1821年，受弯梁截面上应力分布验证；1846年英国不列颠桥1:6桥梁结构缩尺模型试验；1883年赖特兄弟进行了机翼模型风洞试验；上世纪初到40年代二战结束：无梁楼板、飞机库、重力坝等模型试验；二次大战结束到上世纪60年代末

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高层、大跨桥梁、高大坝、海洋平台；1947年葡萄牙建立国家土木工程研究所,做试验；1959年6月在马德里召开结构模型国际会议；上世纪50年代，我国高校和科研学院相继建立结构试验室；1953年，长春25.3米的酒杯形输电铁塔的原型试验；1957年，武汉长江大桥静力、动力试验；1959年，北京站中央大厅双曲薄壳静力试验；1973年，上海体育馆网架模型试验；近年来，大量公路桥梁和城市桥梁检测试验。

在结构工程学科的发展演变过程中形成的由结构试验、结构理论与结构计算三方面构成的结构工程学科中，结构试验本身也成为一门真正的试验科学。

1.1结构试验的任务和目的（1）任务

——在结构物或试验对象（实物或模型）上，使用仪器设备等工具，利用各种实验技术为手段，在荷载（重力、机械扰动力、风荷载……）或其他因素（温度、变形、地震）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率……），从强度（稳定）、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态来判明建筑结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。通常获取的试验结果：①静力：挠度、角应变、应变、裂缝（宽度与分布）；②动力：频率、阻尼、振型；③抗震：强度、刚度、变形(应力和应变关系)、滞回曲线；④风洞：侧压、动力响应。（2）目的根据目的不同，结构试验可分为两大类：（科学）研究性试验——以研究与探索为目的

（生产）鉴定性试验——以直接服务于生产为目的研究性试验通常解决的问题：验证结构计算理论及通过试验创建或改进新理论；为制订设计规范等工程技术标准提供依据；为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供依据。框架与剪力墙结构性能曲线砌体偏压试验曲线高层结构风洞试验鉴定性试验通常解决的问题：检验结构、构件或结构部件的质量；确定已建结构的承载能力；验证结构设计的安全度；结构施工工艺通过试验进行鉴定；处理工程事故，通过试验鉴定提供技术根据；推断和估计结构剩余寿命；为加固、改建、新建工程提供数据。1.2结构试验的分类（1）按试验对象分原型试验—→无尺寸效应；模型试验—→尺寸效应、相似理论。（2）按试验时间分短期荷载试验—→短期效应；长期荷载试验—→粘弹性特性：徐变、松驰等。（3）按荷载性质分静力试验—→惯性力效应可以忽略不计

※单调静力荷载试验

※低周反复荷载试验——伪静力试验

※拟动力试验——计算机(—电液伺服试验机)联机试验动力试验—→惯性力效应不可忽略

※疲劳试验——常按每分钟400～500次、总共200万次

※动力特性试验——人工激励法或环境随机激励法

※地震模拟振动台试验——地震波

※风洞试验——钝体模型和气弹模型（4）按试验场合分试验室试验—→适合于进行研究性试验；现场试验—→多数用以解决生产性的问题。（5）按对结构的损伤分破损（坏）检测试验—→伤害和影响结构功能；非破损检测试验—→不损伤和不影响结构功能；

半破损检测试验—→使结构受到轻微破损。1.3结构试验技术的发展（1）先进的大型和超大型试验装备（2）基于网络的远程协同结构试验技术（3）现代测试技术（4）计算机与结构试验1.4课程的特点（1）土木工程专业课首先，它以建筑结构的专业知识为基础；其次，结构试验依靠试验加载设备和仪器仪表来进行，了解这些设备和仪器的基本原理和使用方法是本课程一个很重要的环节；此外，电子计算机是现代结构试验技术的核心，结构试验中，运用计算机进行试验控制、数据采集、信号分析和误差处理，结构试验技术也涉及自动控制、信号分析、数理统计等课程。总之，结构试验综合性强，要求综合各方面知识，全面掌握结构试验技术，准确理解受力本质。（2）试验方法必须遵守一定的规则《混凝土结构试验方法标准》(GB/T50152-2012)；《建筑抗震试验规程》(JGJ/T101-2015)；《建筑结构检测技术标准》(GB/T50344-2004)；《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T23-2011）；《超声法检测混凝土缺陷技术规程》（CECS21:2000）；《超声回弹综合法检测混凝土强度技术规程》（CECS02:2005）；……。（3）动手能力结构试验强调动手能力的训练和培养，是一门实践性很强的课程；学习这门课程，必须完成