建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)重難點(diǎn)輔導(dǎo)(一)

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)重難點(diǎn)輔導(dǎo)（一）第一章序論同學(xué)們好！我們現(xiàn)在開始了一門新的課程，叫做建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)。所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，就是對建筑結(jié)構(gòu)或者是它的構(gòu)件施加一定的荷載，這個(gè)荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測試手段對它引起來的各種反應(yīng)，比如說：變形、位移、應(yīng)變等等進(jìn)行測量，通過這些測量來觀測結(jié)構(gòu)對荷載的反應(yīng)能力，考查它是否符合使用和設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關(guān)系，為計(jì)算提供實(shí)踐根據(jù)。在第一章里我們要講兩個(gè)問題。其中第一個(gè)就是本章主要介紹的是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的各種類型，以其使學(xué)生對結(jié)構(gòu)試驗(yàn)有一個(gè)概括的全面的了解。本章另一個(gè)內(nèi)容是介紹預(yù)制鋼筋

2、混凝土構(gòu)件的性能試驗(yàn)。一、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類（一）按照試驗(yàn)?zāi)康姆诸愒囼?yàn)可以按照各種方法來分類，但最基本的就是按照試驗(yàn)?zāi)康膩矸诸?。按試?yàn)?zāi)康目梢詫⒔Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)分成下面兩類：一生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)，二科學(xué)研究性試驗(yàn).。由于試驗(yàn)?zāi)康牟煌?，整個(gè)的試驗(yàn)安排和某些試驗(yàn)方法、試驗(yàn)要求都有很大的不同，所以這是建筑結(jié)構(gòu)分類里面最基本的一種分類方法。1生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)所謂生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)，它的特點(diǎn)主要是它的試驗(yàn)對象是真實(shí)的結(jié)構(gòu)或者真實(shí)的結(jié)構(gòu)的構(gòu)架，另外一個(gè)特點(diǎn)就是它總是要通過某幾個(gè)結(jié)構(gòu)或者某幾個(gè)構(gòu)架的試驗(yàn)來推斷全體的質(zhì)量，它不但是要做試驗(yàn)的這個(gè)構(gòu)件的質(zhì)量好壞，而且要通過它，以它為代表，要去評判整個(gè)建筑的質(zhì)量的好壞，這是生產(chǎn)檢驗(yàn)

3、性試驗(yàn)的特點(diǎn)。2科學(xué)研究性試驗(yàn)科學(xué)研究性試驗(yàn)的特點(diǎn)，它就是通過試驗(yàn)，找到結(jié)構(gòu)受力和它的各種變形之間的關(guān)系，為理論計(jì)算提供依據(jù)。下面就詳細(xì)介紹一下生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)和科學(xué)研究性試驗(yàn)各做哪幾方面的工作。3生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)的五方面工作第一就是結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和施工，通過試驗(yàn)進(jìn)行鑒定。就是說一個(gè)重要的結(jié)構(gòu)，尤其是一個(gè)新的結(jié)構(gòu)，那么它在設(shè)計(jì)過程當(dāng)中，就是設(shè)計(jì)完了以后要做一些試驗(yàn)來證明它的設(shè)計(jì)是否正確，而且在施工完了以后，也要進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)它的設(shè)計(jì)是否合理，施工是否正確，是否有缺欠，比如說很重要的工程都要進(jìn)行詳細(xì)的檢驗(yàn)，這個(gè)檢驗(yàn)過程，一般的從建筑結(jié)構(gòu)來講，是在合同當(dāng)中應(yīng)該把它定下來做哪些檢驗(yàn)。第二是預(yù)制構(gòu)件的性能檢驗(yàn)

4、。預(yù)制構(gòu)件當(dāng)然有的是在預(yù)制構(gòu)架廠生產(chǎn)，有的可能在工地生產(chǎn)，比如說工業(yè)廠房的柱、梁，都在工地生產(chǎn)，這些只要是預(yù)制的那么施工檢驗(yàn)規(guī)程就規(guī)定必須進(jìn)行檢驗(yàn)，那么這種檢驗(yàn)在施工規(guī)程里面把它定為強(qiáng)制型的條款，就是必須進(jìn)行的，那么它通過它的檢驗(yàn)來推測整個(gè)的這一批預(yù)制構(gòu)架的性能好壞，這個(gè)后面咱們還要講它的試驗(yàn)方案。第三項(xiàng)是工程改建或者加固，通過試驗(yàn)判斷具體結(jié)構(gòu)的承載能力。就是說一個(gè)建筑物，它的壽命是很長的，在使用過程中要改變用途，也可能要增加，比如說樓房可能要增加層數(shù)，一個(gè)廠房里吊車由于生產(chǎn)工藝的改變，可能要增加吊車的起重量等等，這些情況都要事先進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，來證明看看它能不能承受了這種改變。第四項(xiàng)，就是

5、處理工程事故，通過試驗(yàn)提供技術(shù)依據(jù)。這類事例過去實(shí)際上是很多的，就是由于在生產(chǎn)過程中由于各種施工條件的變化，使工程出現(xiàn)一些缺欠，比如說混凝土出現(xiàn)蜂窩狗洞或者是其它一些情況，那么對于這種出了事故的構(gòu)件，當(dāng)然除了外觀檢查之后要修補(bǔ)，修補(bǔ)完了要對它進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)來證明它是不是還有承載能力。第五項(xiàng)，叫服役結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定，通過試驗(yàn)判斷和評估結(jié)構(gòu)的剩余壽命。這個(gè)主要是指舊的建筑物，這個(gè)在解放初期實(shí)例也很多，因?yàn)榻夥懦跗谟膳f中國遺留下很多結(jié)構(gòu)建筑物，那么我們要想重新利用它，就要對它的結(jié)構(gòu)和性能就要進(jìn)行評估，現(xiàn)在也一樣，對一些舊的建筑，及時(shí)的進(jìn)行評估，看看它有沒有危險(xiǎn)，是不是還繼續(xù)能夠使用，那么這時(shí)候也

6、要對它進(jìn)行一些試驗(yàn)。這是生產(chǎn)性試驗(yàn)要做的這么幾個(gè)方面。4科學(xué)研究性試驗(yàn)的三方面工作科學(xué)研究性試驗(yàn)主要是這三方面的工作。第一方面就是驗(yàn)證結(jié)構(gòu)計(jì)算理論的假定。就說，我們好些計(jì)算理論，尤其是設(shè)計(jì)的理論，它并不是很嚴(yán)密的，因?yàn)樗鼮榱嗽O(shè)計(jì)能夠簡化，所以做了許許多多的假定。那么這些假定是不是真能夠反映實(shí)際情況，能夠使得設(shè)計(jì)能夠滿足使用和它的安全要求，那么事先都要做些試驗(yàn)。比如說，比較典型的一個(gè)例子，就是一個(gè)大跨度的混凝土屋架，一般混凝土屋架，都是上弦做成拱形的，下弦是個(gè)預(yù)應(yīng)力的拉桿，然后中間只做一些豎向的輔桿，假如說要按照結(jié)構(gòu)力學(xué)理論來計(jì)算，這當(dāng)然是個(gè)超靜定的問題。但是為了設(shè)計(jì)當(dāng)中能夠計(jì)算簡化，那么就有一

7、個(gè)假定，假定什么呢，假定這些豎向的輔桿，它的受力都是0，這樣這個(gè)屋架就變成了上弦只是一個(gè)拱，下弦有拉桿，實(shí)際就是有拉桿的一個(gè)拱，就是說它在受力狀態(tài)，這個(gè)屋架在受力狀態(tài)，實(shí)際是和有拉桿的拱是相同的。有了這個(gè)假定那當(dāng)然要做些試驗(yàn)來對它進(jìn)行驗(yàn)定，那么驗(yàn)證的結(jié)果就是只要跨度比較大，比如說在30或者在36米以上，證明豎向輔桿的受力，就是軸力，就是0，它的受力是0，實(shí)際上就是證明了這個(gè)假定對于大跨度的屋架還是合理的。那么其它的，比如在結(jié)構(gòu)力學(xué)中講的總是把一個(gè)梁就簡化成一個(gè)很細(xì)的桿，或者是把一個(gè)柱子也簡化成桿的等等，把它的結(jié)點(diǎn)，比如說鋼筋混凝土結(jié)點(diǎn)都假定是鋼性的，鋼結(jié)構(gòu)的結(jié)點(diǎn)假定它是角，那么這些結(jié)構(gòu)上的假定

8、也都是通過試驗(yàn)來證明它確實(shí)這個(gè)假定是合理的，我們在設(shè)計(jì)當(dāng)中才能夠應(yīng)用。第二點(diǎn)，就是為制定設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)。我們現(xiàn)在的各種設(shè)計(jì)規(guī)范，鋼筋混凝土的設(shè)計(jì)規(guī)范、磚石結(jié)構(gòu)的、鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)行了很多次的重大的修改，那么在每次重大修改的時(shí)候都有大批的人員對它各種的構(gòu)架的設(shè)計(jì)理論，進(jìn)行著深入的研究。比如說現(xiàn)在學(xué)的鋼筋混凝土里面，它絕大多數(shù)內(nèi)容，它都是通過試驗(yàn)研究得出來的結(jié)果。而且通過這么多試驗(yàn)研究就為了制定規(guī)范提供了很牢固的實(shí)踐基礎(chǔ)。第三項(xiàng)就是為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料與新工藝提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。這個(gè)在近幾十年來，我們國家建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的應(yīng)用的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝是很多的。這每一項(xiàng)新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料在推廣過程當(dāng)中，

9、都進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。比如說新結(jié)構(gòu)，就是，你比如說網(wǎng)架，現(xiàn)在當(dāng)然不算什么新結(jié)構(gòu)了，因?yàn)樗昧擞袔资甑臍v史了，在咱們國家已經(jīng)有幾十年的歷史了，但是在利用的初期，實(shí)際上是做了非常多的試驗(yàn)的。新材料，比如說鋼絞線作為預(yù)用力鋼筋，現(xiàn)在也大量的使用，這在它使用初期實(shí)際上對它做了很多的試驗(yàn)研究，因?yàn)槟阈虏捎眠@種預(yù)用力鋼筋，那么它的預(yù)用力損失，它的應(yīng)力松弛，所謂應(yīng)力松弛，就是預(yù)用力張拉以后，它的應(yīng)力不再增加了，但是隨著時(shí)間的變化它實(shí)際上它的張拉應(yīng)力逐漸減小，也就增加了預(yù)用力的損失，那么，對這種松弛也進(jìn)行了長期的研究，以至于鋼絞線，使用鋼絞線的預(yù)用力的時(shí)候需要進(jìn)行錨固，那么這些錨固件的強(qiáng)度，錨固件的使用，

10、張拉工藝都進(jìn)行了長期的試驗(yàn)研究，最后才能夠進(jìn)行大面積的使用?？傊?，科學(xué)研究性試驗(yàn)，它包含了可以驗(yàn)證計(jì)算理論、制定規(guī)范和為發(fā)展新材料和新工藝提供試驗(yàn)基礎(chǔ)。（二）按照試驗(yàn)對象、荷載性質(zhì)、試驗(yàn)場所、試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間等不同因素進(jìn)行分類。1按照試驗(yàn)對象來分類按照試驗(yàn)對象來分，就是有真型試驗(yàn)與模型試驗(yàn)。所謂真型試驗(yàn)，就是對建筑物或者是構(gòu)件本身進(jìn)行試驗(yàn)，這種試驗(yàn)當(dāng)然因?yàn)樗谜鎸?shí)的建筑物或者真實(shí)的構(gòu)件，當(dāng)然它得到的結(jié)論能反映它的真實(shí)的完整的情況，這里生產(chǎn)檢驗(yàn)性試驗(yàn)多半的采用這種真實(shí)型的試驗(yàn)，這個(gè)真型試驗(yàn)還有一類，就是說它不是建筑物本身，而是按照建筑物真實(shí)的尺寸另外建造的一個(gè)試驗(yàn)對象，這種也叫真型試驗(yàn)，這種真型試驗(yàn)

11、主要研究什么呢？前幾年在研究抗震的時(shí)候，要研究抗震一個(gè)結(jié)構(gòu)物整體的抗震效果，那時(shí)就建造了一些真實(shí)的建筑物，真正做抗震試驗(yàn)，最后把它推倒，看看它對地震的承載能力。當(dāng)然還有一類可以在真實(shí)的結(jié)構(gòu)上做的試驗(yàn)，就是這種試驗(yàn)對結(jié)構(gòu)物的使用沒有什么影響的，而且又是必須的，比如說單程工業(yè)廠房的整體的剛度，它要考慮工業(yè)廠房空間的鋼度情況，那么單獨(dú)做單件的試驗(yàn)是不可能實(shí)現(xiàn)的，需要在整體的廠房來做，但是這種試驗(yàn)因?yàn)樗挥绊憦S房的使用，所以也可以用真實(shí)的結(jié)構(gòu)物來進(jìn)行試驗(yàn)。當(dāng)然用真型試驗(yàn)也有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是它的成本很高，而且它的周期比較長，另外一個(gè)由于真實(shí)試驗(yàn)需要現(xiàn)場，所以它的試驗(yàn)條件比較苛刻，所以它的測量精度可能

12、受到一些影響。那么按照試驗(yàn)對象不同，另一類試驗(yàn)就是模型試驗(yàn)，所謂模型試驗(yàn)就是按照真實(shí)的結(jié)構(gòu)或者真實(shí)的構(gòu)件，按照比例、材料，比例相似、尺寸相似、材料相似、荷載也相似這么個(gè)要求來做成個(gè)比較小的構(gòu)件，而在試驗(yàn)室，一般的是在試驗(yàn)室來做，這樣試驗(yàn)條件比較好，而且成本相對比較低而且可以反復(fù)觀察，所以這種試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)當(dāng)中用的最多的，尤其是科學(xué)研究性試驗(yàn)多半都是采用這種試驗(yàn)來做的。把這種模型試驗(yàn)一般分成兩種：一種是彈性模型，彈性模型就是它整個(gè)在彈性范圍內(nèi)來做試驗(yàn)，那么這里主要是鋼結(jié)構(gòu)或者某些混凝土結(jié)構(gòu)，我只研究它的彈性性能；另一類模型是強(qiáng)度模型，就不單研究它的彈性性能而且要研究它從彈性變成彈塑性最后到破壞，

13、那么研究它的除了彈性性質(zhì)、彈塑性性質(zhì)，而且還要觀察它的破壞性特征。那么這種試驗(yàn)對于鋼筋混凝土來說，要做成嚴(yán)格的相似是很困難的，就幾何相似容易做到，比如說按照一定比例來做，但是要它材料相似就很困難，所謂材料相似就是彈性模量相似，可是彈性模型量相似，就是說它在彈性階段容易做到，在彈塑性階段就很難做到，所以鋼筋混凝土的強(qiáng)度模型實(shí)際上是一種特殊的模型，就是說它實(shí)際上是一個(gè)小的構(gòu)件，我們就按照小構(gòu)件來進(jìn)行計(jì)算然后對它進(jìn)行試驗(yàn)，得到小構(gòu)件的一些規(guī)律，最后把它推論到各種構(gòu)件上去。2按照荷載性質(zhì)來分類按照荷載性質(zhì)來分類，就是靜力試驗(yàn)與動力試驗(yàn)。大家在學(xué)結(jié)構(gòu)的時(shí)候就知道結(jié)構(gòu)受力實(shí)際上是兩大類，一類就是受靜力荷載

14、，比如說建筑物的自重，上面放著靜物。另外一類就受是動力荷載，那就是震動，比如說上面有臺機(jī)器，機(jī)器一轉(zhuǎn)動，它對建筑物有震動，或者地震，那當(dāng)然更是強(qiáng)烈的震動，還有風(fēng)，風(fēng)一來，一高聳的建筑物就要震動，那么對結(jié)構(gòu)也會產(chǎn)生很大的應(yīng)力。因此結(jié)構(gòu)試驗(yàn)也必然要研究靜力作用也要研究動力作用，這樣試驗(yàn)就分兩類了，就有靜力試驗(yàn)與動力試驗(yàn)之分。在靜力試驗(yàn)里，一種最簡單的靜力試驗(yàn)，稱作單調(diào)加載的靜力試驗(yàn)，就是這個(gè)靜力是由小逐漸大，逐漸大，最后把結(jié)構(gòu)物假設(shè)壓壞，這種就是一直這么增加的，這種靜力叫單調(diào)加載靜力試驗(yàn)。這個(gè)是做的最多的。另外一種是最近為了研究抗震的作用，通過靜力試驗(yàn)的辦法來模擬地震對結(jié)構(gòu)物的作用。因?yàn)榈卣饘ㄖ?/p>

15、物，總是使它來回?cái)[動，如果我們通過動力試驗(yàn)來達(dá)到建筑物破壞那是很困難的，所以就采用靜力試驗(yàn)的辦法，叫做低周反復(fù)荷載試驗(yàn)。就是次數(shù)反復(fù)不是很多，但是荷載加載比較大，它是由一個(gè)方向加過去，然后再加回來，使建筑物左右擺動，通過這個(gè)來研究結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的抵抗震動的強(qiáng)度，因?yàn)樗募虞d比較慢，所以實(shí)際也屬于靜力試驗(yàn)的范圍。動力試驗(yàn)在建筑結(jié)構(gòu)里受到動力是兩類，一種是震動，這個(gè)震動包括機(jī)械震動、地震和風(fēng)震等等。那么震動試驗(yàn)也是兩類，一類是研究結(jié)構(gòu)物在震動下它的反應(yīng)，這就屬于結(jié)構(gòu)動力學(xué)范圍內(nèi)的一些試驗(yàn)，研究結(jié)構(gòu)物本身的動力特性；另外一類是研究在震動情況下結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，這一種動力就是移動荷載，比如說橋梁，上面有汽車從

16、橋梁上通過，那么汽車開到橋上，橋上然就受力，等汽車開下橋后，力又恢復(fù)到?jīng)]有。那么這種反反復(fù)復(fù)的移動荷載的作用就會使構(gòu)件產(chǎn)生一種疲勞現(xiàn)象，那么對構(gòu)架施行疲勞試驗(yàn)也是一種動力試驗(yàn)。3按照荷載試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間來分類按照荷載試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間來分類，就是短期荷載試驗(yàn)和長期荷載試驗(yàn)。因?yàn)榻ㄖY(jié)構(gòu)上的受力它有幾種情況，一個(gè)是永久荷載，準(zhǔn)永久荷載，還有偶然荷載。那么大家在學(xué)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，比如說結(jié)構(gòu)計(jì)算，有的是按照永久荷載計(jì)算的，有的是按照短期荷載計(jì)算的，那么我們在做試驗(yàn)的時(shí)候也要考慮荷載的作用期間長短。一般的大量試驗(yàn)都是短期荷載試驗(yàn)，比如說承載能力試驗(yàn)，一般都用短期荷載試驗(yàn)。但是有一些，就要考慮它的長期作用，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)材

17、料，比如說混凝土，它有徐變，所謂徐變就是結(jié)構(gòu)物（混凝土）受了力以后，它雖然力不增加了，隨著時(shí)間的增加，它的變形還繼續(xù)增加，這種情況叫做徐變，就是說它變化不是那么快，有一定的時(shí)間性，它隨著時(shí)間的增長，它的變形還在增長。另外，比如說鋼材，它有應(yīng)力松馳現(xiàn)象，就是說假如一個(gè)鋼筋受拉，它總這么受力，應(yīng)力雖然不增加了，長度也不變了，可是長度必然就固定在那了，但是它的應(yīng)力是逐漸逐漸減小，這種叫應(yīng)力松馳。還有一種變形，比如說構(gòu)件的撓度，它也是隨著時(shí)間的增加，逐漸增大的，只要荷載不減，還保持不變，那么時(shí)間的增長也會使撓度逐漸，逐漸增大，當(dāng)然增大到一定程度它就停止了。那么這些試驗(yàn)都需要長期觀察的，所以除了短期的試

18、驗(yàn)之外還要做長期的試驗(yàn)，這長期試驗(yàn)就可能是幾年，或者是十幾年，甚至要做幾十年。二、結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)簡介先介紹一下基本概念。1抽樣檢驗(yàn)因?yàn)樵谧鼋Y(jié)構(gòu)檢驗(yàn)的時(shí)候，不可能把所有的構(gòu)件都做了，都做了那就都壞了，最后就沒有成品。所以必然是在一批試件里拿出幾個(gè)來做試驗(yàn)，然后根據(jù)這幾個(gè)樣品的性能去推斷這整批的性能，那么這幾個(gè)樣品要是合格了，那當(dāng)然這批就合格了，這幾個(gè)樣品要是不合格，這批也就不合格了，這是一種抽樣試驗(yàn)。那么你要抽樣檢驗(yàn)，你就要有一個(gè)抽樣的指標(biāo)。就是樣品得有一個(gè)合格的指標(biāo)。才能評判整個(gè)這一批產(chǎn)品合格不合格。但是抽樣檢驗(yàn)里面就必然犯下面所說的兩類錯誤，為什么呢？因?yàn)槟阋慌a(chǎn)品里頭，不可能完全是合格品，就

19、像大家在建筑材料里學(xué)混凝土標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度一樣，標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)度的取值它只有95%的保障率，也就是說合格的混凝土也有5%的產(chǎn)品可能是不合格的。那么同樣生產(chǎn)一批預(yù)制構(gòu)件，這里頭也必然包含一部分不合格的產(chǎn)品。所以，你要想在這一批里面有不合格產(chǎn)品你去抽樣，那么就有可能你抽樣的樣品可能是個(gè)合格品，也可能是個(gè)不合格品。例如：我們假定我們檢驗(yàn)這批產(chǎn)品里面允許有5%的廢品，就是說這批里面廢品不超過5%。這批產(chǎn)品就應(yīng)該判它為合格，也就是要接受，接受概率應(yīng)該是100%。這理想的就是100%。如果這批產(chǎn)品里含的廢品超過5%，那么，就應(yīng)該不接受，就是接受概率應(yīng)該是0。但實(shí)際上抽樣不可能這么理想，比如假定說我們用一個(gè)最簡單的抽樣辦法

20、，就是在這一批產(chǎn)品里就拿出一個(gè)產(chǎn)品來做試驗(yàn)，抽樣只有一個(gè)，而且這一個(gè)不能有不合格的產(chǎn)品，就是說當(dāng)廢品率是0的時(shí)候，它肯定100%的接受，當(dāng)廢品率100%的時(shí)候，它肯定是不接受，但是，它在中間的時(shí)候，表示本來這段產(chǎn)品應(yīng)該是合格的，因?yàn)樗膹U品率小于5%，可實(shí)際按照抽樣一個(gè)來檢驗(yàn)，它的接受概率不是100%，而是小于100%，所以那就有可能把合格的產(chǎn)品，判成不合格。同樣，假如說在這個(gè)位置上某一個(gè)產(chǎn)品，它假如說它40%的廢品率，那么也有可能，因?yàn)樗邮芨怕室埠艽?，那么也有可能被判成合格，所以這就是上面說的那兩類錯誤。第一類錯誤就是把合格的產(chǎn)品判為不合格，把這種錯誤叫做第一類錯誤；把不合格產(chǎn)品，判成合格

21、，叫做第二類錯誤。所以，只要是抽樣檢查，那么這兩類錯誤都有可能要犯。因此，就要尋找一個(gè)更好的抽樣方法。假如說抽樣，你只能抽取樣品多，假如說我抽取二十個(gè)產(chǎn)品來做試驗(yàn)，那么允許它一個(gè)不合格，那這條曲線就有點(diǎn)接近檢驗(yàn)曲線了。但是預(yù)制構(gòu)件試驗(yàn)成本很高，所以，不允許采用別的辦法，用別的辦法抽樣試驗(yàn)很多，它成本太高，所以實(shí)際上預(yù)制構(gòu)件要做的檢驗(yàn)是更偏重于經(jīng)驗(yàn)的，因?yàn)閹资陿?gòu)件生產(chǎn)的經(jīng)驗(yàn)證明，過去那套方法還是行的。所以，并沒有完全按照抽樣的理論去做它的方案。而構(gòu)件生產(chǎn)的試驗(yàn)方案就叫復(fù)式抽樣檢驗(yàn)方式。就是說它第一次抽一個(gè)，然后再進(jìn)行第二次抽樣。那么，要第二次抽樣，要定一個(gè)二次抽樣的指標(biāo)，就是比檢驗(yàn)指標(biāo)稍低一點(diǎn)

22、做一個(gè)二次抽樣檢驗(yàn)指標(biāo)，那么達(dá)到了二次抽樣檢驗(yàn)指標(biāo)的那些試件，就允許再抽一次樣來做試驗(yàn)。上面是最基本的抽樣檢驗(yàn)的概念。下面咱們說一下預(yù)制構(gòu)架具體的方案。要做具體方案，首先要定批量，定出來多大，批量太大，檢驗(yàn)的成本，雖然檢驗(yàn)的樣品少了，但是假如說檢驗(yàn)的不合格，判成不合格了，那個(gè)損失是很大的。所以，這個(gè)批量不能很大，但是也不能很小，很小，試驗(yàn)的樣品就多了。那么現(xiàn)在的規(guī)定呢，就是說第一次抽樣，當(dāng)然是抽一個(gè)了，那么它的批是按，怎么定的呢，按同一工藝、正常生產(chǎn)的、不超過1000件且不超過三個(gè)月的同類產(chǎn)品為一批，每批抽取一件。這里頭它說了這么幾件事：一件事就是它說的這個(gè)批量以1000件為準(zhǔn)，假如說要三個(gè)月

23、內(nèi)生產(chǎn)不滿1000件，那么這三個(gè)月生產(chǎn)的也抽取一件。這是要說的第一件事。第二件就是它要同一種工藝，生產(chǎn)同一種產(chǎn)品，屬于同一種產(chǎn)品對于構(gòu)件來講，就是所用的鋼材是同種的鋼材，所用混凝土是同一種強(qiáng)度指標(biāo)的，強(qiáng)度等級的，相同強(qiáng)度等級的混凝土并且按同一個(gè)工藝生產(chǎn)的，它的結(jié)構(gòu)形式也是相同的，這樣構(gòu)件都可以叫做同類產(chǎn)品。這是第一次抽樣，那么第一次抽樣產(chǎn)品怎么樣才能算接受了，就說這批算合格呢？它有這么幾個(gè)指標(biāo)，一個(gè)如果各項(xiàng)性能全部滿足檢驗(yàn)指標(biāo)要求，則判此批產(chǎn)品合格，也就是說這個(gè)樣品它各項(xiàng)指標(biāo)都滿足檢驗(yàn)指標(biāo)要求，那么這批產(chǎn)品就合格了；第二項(xiàng)，如果不滿足第二次抽樣指標(biāo)則判為不合格，因?yàn)榈诙纬闃又笜?biāo)比檢驗(yàn)指標(biāo)低了

24、一點(diǎn)，你低了一點(diǎn)還不滿足，那就是說這批產(chǎn)品就是次品了，所以這一批就不能接受了。第三條，如果不滿足檢驗(yàn)指標(biāo)要求，而滿足第二次抽樣指標(biāo)要求，則再隨機(jī)抽取兩個(gè)試件做實(shí)驗(yàn)。那么就是說滿足第三項(xiàng)的時(shí)候就可以再抽取兩個(gè)試件試驗(yàn)。就是說，試驗(yàn)的性能介于檢驗(yàn)指標(biāo)和二次抽樣指標(biāo)之間的那些產(chǎn)品，就可以允許你進(jìn)行第二次抽樣，那么第二次抽樣再做試驗(yàn)，怎么樣才能算這批產(chǎn)品合格呢？就是說兩個(gè)試件，第一個(gè)試件完全滿足檢驗(yàn)指標(biāo)要求了，那么第二個(gè)試件就不再做了，就可以判這批產(chǎn)品合格；第二點(diǎn)，如果兩個(gè)試件，均達(dá)到第二次檢驗(yàn)要求，則判此批產(chǎn)品合格，就是說這兩個(gè)試件，沒達(dá)到檢驗(yàn)指標(biāo)要求，但是兩個(gè)同時(shí)都達(dá)到了第二次檢驗(yàn)要求，所以也判這

25、批試件為合格；第三條，就是否則將這批產(chǎn)品判為不合格，就是說不滿足上面兩項(xiàng)要求的，就把它判成不合格了。2具體的檢驗(yàn)指標(biāo)具體的檢驗(yàn)指標(biāo)分成兩種，一種是正常使用狀態(tài)下的對普通鋼筋混凝土構(gòu)建有允許撓度和允許裂縫寬度，這個(gè)允許撓度和允許裂縫寬度。因?yàn)?，它是短期試?yàn)荷載下得到的，所以要比鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程里規(guī)定的設(shè)計(jì)的要求低一些，就是說允許撓度要小一點(diǎn)，裂縫寬度也比那個(gè)要窄。因?yàn)?，它是短期試?yàn)荷載下得到的，所以要比鋼筋混凝土設(shè)計(jì)規(guī)程里規(guī)定的設(shè)計(jì)的要求低一些，就是說允許撓度要小一點(diǎn)，裂縫寬度也比那個(gè)要窄。對于預(yù)用力鋼筋混凝土構(gòu)件，也是有允許撓度和構(gòu)件抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值，因?yàn)轭A(yù)應(yīng)力的構(gòu)件，那么它在使用荷載下，

26、它是不允許開裂的，所以，它的檢驗(yàn)要求是要求抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值。所謂抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值，實(shí)際上是抗裂的荷載與設(shè)計(jì)的抗裂荷載之比，就是說實(shí)際的抗裂荷載與設(shè)計(jì)的抗裂荷載之比就是抗裂檢驗(yàn)系數(shù)。第二類指標(biāo)，就是承載力極限狀態(tài)下的檢驗(yàn)，這是采用承載力極限荷載實(shí)測值與承載力檢驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)值之比，把這個(gè)比值稱作承載力檢驗(yàn)系數(shù)。那就要看看實(shí)際的承載能力比你設(shè)計(jì)承載能力高多少。下面看這個(gè)表1-1，這是承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值，這個(gè)允許值就是它與受力情況有關(guān)，比如說第一項(xiàng)，這個(gè)受力情況是軸心受拉，偏心受拉、受彎，大偏心受拉，大偏心受壓。那么這一類構(gòu)件，他的破壞標(biāo)志，也就是破壞形態(tài)有幾種呢？有三種，一種就是受拉主筋處最大裂

27、縫寬度達(dá)到1.5毫米或者撓度達(dá)到跨度的五十分之一，這是第一種，那么達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，這個(gè)構(gòu)件就破壞了，它就達(dá)到了承載力極限，根據(jù)不同的配筋，它有一個(gè)允許值，就是說實(shí)際的承載力極限值和設(shè)計(jì)的極限值之比，比如說熱扎鋼筋是1.2，鋼絲是1.35。受壓區(qū)混凝土破壞，同樣它也有一個(gè)允許值，比如說它是根據(jù)不同配筋，它可以是1.3或者1.45，那么它另外一種破壞形態(tài)是受拉主筋被拉斷了，那么它是1.5，這些是它檢驗(yàn)的指標(biāo)，同樣，受彎構(gòu)件假如說受剪，它是受剪破壞了，那么也有它不同的破壞形態(tài)和不同的相對的、相應(yīng)的檢驗(yàn)系統(tǒng)允許值。這個(gè)表大家回去一定要仔細(xì)的把它研究，并且把它的破壞形態(tài)能夠記牢，因?yàn)?，這個(gè)破壞形態(tài)是判斷這

28、個(gè)構(gòu)件，達(dá)沒達(dá)到實(shí)際的承載能力的一個(gè)標(biāo)志。上面介紹的是檢驗(yàn)指標(biāo)，下面是介紹第二次檢驗(yàn)指標(biāo)，這個(gè)檢驗(yàn)指標(biāo)對承載力檢驗(yàn)系數(shù)來講，就是比它的檢驗(yàn)指標(biāo)低了0.05，比如原來假如說1.2的，它這個(gè)指標(biāo)就變成1.15了。構(gòu)件抗裂檢驗(yàn)系數(shù)允許值的指標(biāo)也是比它的檢驗(yàn)指標(biāo)低了0.05。第三項(xiàng)就是構(gòu)架允許撓度，允許撓度是它檢驗(yàn)指標(biāo)的1.1倍，也就是說它允許比檢驗(yàn)指標(biāo)那個(gè)撓度大10%，對裂縫寬度二次抽檢就不做要求了，因?yàn)榱芽p寬度的試驗(yàn)實(shí)際上測量是不準(zhǔn)確的。第二章 加載裝置與試驗(yàn)設(shè)備在這一章里主要介紹下面三方面的內(nèi)容：1靜載加載裝置，在靜載加載裝置中包括重物加載、機(jī)械式加載、氣壓加載和液壓加載。2動載加載裝置，動載加

29、載裝置也稱為激震裝置。它包括慣性力加載、激震器加載，其中包括震動臺。3試驗(yàn)設(shè)備，包括荷載支撐裝置、荷載傳遞裝置、試件支撐裝置。一、靜載加載裝置（一）重物加載1重物加載的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)：重物加載是最古老的一種加載方式，但是它也可以做到很精確，比如最精密的天秤，實(shí)際上就采用了重物加載，就是用法碼。同樣，在我們結(jié)構(gòu)試驗(yàn)當(dāng)中，用重物加載也可以做到很精確，而且它的重物有時(shí)候取得很方便。但是它有一個(gè)最大的缺點(diǎn)，就是當(dāng)你荷載很大的時(shí)候，加載的勞動強(qiáng)度很大。2重物加載的作用：通過重物加載這種方式可以實(shí)現(xiàn)均布荷載的加載，也可以實(shí)現(xiàn)集中荷載的加載。假如說要加集中合載，就需要用料盤來加載，一般把料盤也稱為加荷籃。假如說

30、荷載再大，就可以通過杠桿來加載。3重物加載實(shí)現(xiàn)均布荷載教材圖2-1，表示的就是用重物加載實(shí)現(xiàn)的一個(gè)簡圖。大家在這里首先可以看到這是要做的一個(gè)梁，這個(gè)梁是簡支的，它通過一個(gè)活動支座、一個(gè)固定支座實(shí)現(xiàn)這個(gè)簡支梁，那么這個(gè)活動支座和固定支座這部分實(shí)際就屬于試件的支撐裝置，這講義上會介紹。底下這部分是為了使這個(gè)試件，架設(shè)到一定的高度，所以它有一個(gè)一般叫支墩或者叫做臺座。上面就是加的荷重，那么加這種荷重的時(shí)候，不能夠把荷重都是連續(xù)的加進(jìn)來，必須分成區(qū)域，使每個(gè)區(qū)域之間有一定的間隙。這個(gè)間隙一般都在50毫米以上。它的目的就是為了當(dāng)這個(gè)荷載加上以后，這個(gè)梁，要產(chǎn)生撓度，向下彎曲。它一彎曲就使得這個(gè)荷載之間就

31、要接近。那么這個(gè)縫隙就要保證這個(gè)荷載之間不能搭接起來。假如說荷載一搭接那么就形成拱的作用了。那它這個(gè)荷載加的就不是均布的了，實(shí)際就傳到兩端去了。在正規(guī)實(shí)驗(yàn)室里一般要準(zhǔn)備好些荷重塊，要用鑄鐵或者鑄鋼，把這個(gè)鑄成適合于人搬動的一些小的加荷塊，一般用它的質(zhì)量來衡量，所以可以鑄成1公斤的、5公斤的、10公斤的、20公斤的等等。事先把它稱量準(zhǔn)確。如果你事先也可以把它加工的很準(zhǔn)確，當(dāng)然這樣試驗(yàn)時(shí)很方便，但是制造成本就高了，假如說你不加工準(zhǔn)確，但是你要把它稱量準(zhǔn)確，把它標(biāo)在加荷塊上，試驗(yàn)的時(shí)候就適當(dāng)?shù)慕M合，也可以把它組合的很準(zhǔn)確。如果在現(xiàn)場，或者是你的加荷塊不夠了，也可以臨時(shí)取用些沙子、石頭等做成沙袋或者碎

32、石的袋。把每一袋的重量都稱量準(zhǔn)確，也可以用來加荷。所以說重物加荷是一種很方便的加荷方式，它對于施加均布荷載是很方便的。教材圖2-4，這個(gè)圖表示的也是重物加荷，但是它用的是水，比如說做雙向板或者做網(wǎng)架，一個(gè)很大面積的均布荷載的時(shí)候，可以用一個(gè)水槽，這個(gè)水槽不要底，就光要四周，把它圈起來。給個(gè)底面試件來加荷，然后用一個(gè)防水的膠布做成一個(gè)水槽，里面加水，用水的重量作為荷載。但是用水加荷的時(shí)候，當(dāng)加荷的面積很大的時(shí)候，就有一個(gè)什么問題呢？就是當(dāng)面積很大，底下試件有一定的撓度，它向下變形，所以水深，實(shí)際上中間深，邊上淺。使得均布荷載不是很均布的，中間可能荷載要大，邊上可能荷載要小。這也是一種重物加荷。前

33、兩種方法都是均布荷載的加載方法。4重物加載實(shí)現(xiàn)集中荷載教材圖2-2，這張圖表示的是用重物加荷來施加集中荷載，也是一根梁要加兩個(gè)集中荷載，那么這時(shí)候我們就用兩個(gè)荷載料斗，或者把它叫做吊籃，那么在吊籃里可以施加各種重物，來實(shí)現(xiàn)集中荷載的加荷。當(dāng)荷載很大，直接用吊籃加荷，達(dá)不到它的荷載值的要求的時(shí)候，可以通過杠桿來使這個(gè)荷載值增大。教材圖2-3，上面小的橫梁，實(shí)際是一個(gè)杠桿，后面這個(gè)是一個(gè)拉桿，這個(gè)要把它錨固到試驗(yàn)臺上，這是支點(diǎn)。畫斷面線的杠桿的位置上面要加上一個(gè)刀形的支座，保證這個(gè)杠桿的加荷點(diǎn)是一個(gè)線接觸，就是垂直杠桿的一個(gè)線接觸。右端是加荷籃的位置，這是施力點(diǎn)，形成這兩個(gè)杠桿臂，就使這個(gè)荷載值放

34、大了。杠桿加載的放大率，即杠桿總長與加荷點(diǎn)到施力點(diǎn)長度之比，常用放大率為3至5倍。過大的放大率就保證不了這個(gè)荷載比的準(zhǔn)確。在用這個(gè)杠桿加合的時(shí)候要注意兩個(gè)問題：一個(gè)問題是你事先必須把這個(gè)杠桿讓它是水平的，如果它要是不水平了，那么就會對這個(gè)試件有一個(gè)水平力的作用，所以就失去穩(wěn)定，容易發(fā)生危險(xiǎn)。另外一個(gè)就是說試件變形比較大的時(shí)候，假如說做一個(gè)屋架它的變形很大，那么隨著變形，剛開始你把杠桿調(diào)平了，隨著變形那么就可能傾斜了，那么它又會產(chǎn)生一個(gè)水平的推力，因此，就要求后面這個(gè)拉桿應(yīng)該是可以調(diào)節(jié)的，就是說可以通過螺旋來調(diào)節(jié)長度，隨著這個(gè)試件變形下來以后，要把這個(gè)拉桿調(diào)短，隨時(shí)的保持這個(gè)杠桿的水平，否則的話

35、在試驗(yàn)過程中容易出現(xiàn)危險(xiǎn)。（二）機(jī)械式加載在機(jī)械式加載當(dāng)中，實(shí)際上在文字教材中介紹了好些種，比如說可以通過卷揚(yáng)機(jī)，可以通過螺旋千斤頂?shù)鹊?，在這里只介紹一種，就是彈簧加載，因?yàn)槟莾煞N大家都是平時(shí)容易見到的。1彈簧加載的主要用途彈簧加載用于長期荷載，比如說要做梁的長期剛度，或者是觀察它的裂縫的時(shí)候，那么就要加幾個(gè)月，甚至幾年的荷載。那么做長期荷載的時(shí)候可以通過彈簧來保持經(jīng)常的荷載值，因?yàn)槟惆褟椈蓧嚎s好以后，那么它的荷載值就基本上不變了，那么它可以維持很長時(shí)間，但是，梁要變形以后，這荷載值也會有所變化，因此在做試驗(yàn)的時(shí)候經(jīng)過一段時(shí)間，比如說一個(gè)禮拜，開始的時(shí)候可能每天都要去看看這荷載值有沒有變化，假

36、如說有變化，再重新加到原來的值。總的來講，通過彈簧它主要可以維持荷載。 （三）液壓加載在用液壓加載的裝置當(dāng)中，它必須要有一個(gè)承力的裝置，把它叫做承載架，或者叫做加荷架。它要承受加載器的反力，這個(gè)加載器一方面給這個(gè)試件加上力，同時(shí)它這個(gè)反力由加載架來承受，最后來傳遞到試驗(yàn)臺上去。1液壓加載的分類液壓加載可以通過這么幾種方式來進(jìn)行，一共有四種：一種叫液壓千斤頂，一種叫單向作用液壓加載器，一種叫雙向作用液壓加載器，還有一種是比較現(xiàn)代化的叫電液伺服加載器。（1）液壓千斤頂在這里就不做介紹了，因?yàn)橐簤呵Ы镯攲?shí)際上就是一般的起重工具，就是手動的千斤頂來用作加載。（2）單向液壓加載器教材圖2-10，主要是掌

37、握它們這么幾點(diǎn)內(nèi)容：1）它的主要加載的作用是通過這個(gè)外面這一部分，這個(gè)是一個(gè)油缸，里面這一部分是活塞，這個(gè)長的桿，就是活塞桿了，它的作用就是通過，你把油通過進(jìn)油口打進(jìn)去以后，由這個(gè)油的壓力推動活塞向前移動，那么這就產(chǎn)生力了，那么由這個(gè)活塞桿把這個(gè)力施加給試件。那么它的作用就是通過活塞來推動活塞桿移動來施加力。這是液壓加載的一個(gè)主要的作用。它就這么來起作用的。2）為什么把它叫單作用呢，就是它只能從這邊進(jìn)油，那么它會產(chǎn)生很大的力來施加力，那么它反向，反向雖然也可以進(jìn)油來推動活塞往回走，但反向活塞面積也很小，所以它反向的時(shí)候?qū)嶋H上不起加力的作用，而僅僅是當(dāng)你卸荷的時(shí)候，可以加速的卸掉荷載。所以它只能

38、施加壓力，所以把它叫做單作用加載器。3）另外注意的就是這一部分，這一部分它實(shí)際要做成一個(gè)鉸，做成鉸的目的，就是使當(dāng)你外界試件發(fā)生變形的時(shí)候它這個(gè)鉸可以有一個(gè)轉(zhuǎn)動，使這個(gè)整個(gè)加載器施加的是一個(gè)單向的壓力，就是說它不會產(chǎn)生彎曲。這種加載器雖然它是為靜載試驗(yàn)加載專門做的，但是它的技術(shù)基本上是采用的分體式千斤頂?shù)募夹g(shù)。所以它這個(gè)活塞和油缸密封是采用的橡膠的密封件，所以它的摩擦力比較大。（3）雙作用液壓加載器教材圖2-11它這個(gè)圖就是這樣子，外面還是油缸，里面的活塞做的比較大，活塞桿相對來講做的比較細(xì)，這樣在這個(gè)活塞的兩面受壓面積就近似了，所以它可以在后面這個(gè)12號油孔進(jìn)油的時(shí)候它就產(chǎn)生一個(gè)使活塞桿向前

39、的推力，那么就施加壓力。如果從3號進(jìn)油孔來進(jìn)油，它就使活塞向后，那么就產(chǎn)生一個(gè)拉力，因此這種加載器，可以施加壓力，也可以施加拉力，因此把它叫做雙作用加載器。它的右端，油缸的一端做成是一個(gè)孔，所以可以鉸接在這個(gè)加荷架上，那么形成一個(gè)鉸，它的前面通過螺旋可以接一個(gè)測力器，也可以接上一個(gè)帶鉸的接頭，可以使加載器兩邊都鉸接，整個(gè)這個(gè)加載器就相當(dāng)一個(gè)二力桿了，所以，它只是一個(gè)推拉的作用，使加載更方便的進(jìn)行。這種加載器它的密封同樣也是用橡膠來密封的，所以摩擦阻力相對還是比較大的。（4）電液伺服加載器教材圖2-12。這個(gè)加載器相對來講就是比較現(xiàn)代化的了。從它的構(gòu)造原理來講與一個(gè)雙作用的加載器沒有太大區(qū)別。它

40、也是中間一個(gè)活塞，帶了一個(gè)活塞桿。標(biāo)號12是油缸的底部。所以這個(gè)活塞桿是通過它的前部，也通過它的底部，所以在這個(gè)活塞上兩面的壓力的作用面積是相等的。當(dāng)它推這個(gè)活塞的時(shí)候，或者向后推，或者向前推這個(gè)活塞的時(shí)候，兩面的壓力是一樣的。所以它的拉力和壓力兩面是完全相等的。另外一個(gè)它的最大的區(qū)別就是電液伺服加載器有一個(gè)叫電液伺服閥。當(dāng)然要詳細(xì)講這個(gè)電液伺服閥，因?yàn)樗臉?gòu)造很復(fù)雜，也沒有必要那么細(xì)去掌握，但是對它的功能要知道，所謂電液伺服閥，就是它通過一個(gè)簧片，通過電信號來控制這個(gè)簧片的來回?cái)[動，使得這個(gè)流量可以很精確的控制，比如說進(jìn)油還是回油，它控制的很精確，那么電流的變化實(shí)際上就改變了它的供油量的變化

41、，這是這個(gè)閥的功能，下面會介紹通過這個(gè)系統(tǒng)可以使它能夠很準(zhǔn)確的來控制它的加荷，可以通過位移來控制，也可以通過荷載來控制。它的最大特點(diǎn)就是用一個(gè)電液伺服閥來控制供油，所以可以供的很精確，另外一個(gè)就是它本身也直接接上一個(gè)荷載傳感器來測力，它的兩端都做成鉸，這端是個(gè)鉸，這端也是個(gè)鉸，那么這個(gè)整個(gè)加載器實(shí)際上是個(gè)二力桿，所以這個(gè)加載器本身總是在受拉或者受壓。液壓加載器咱們介紹了四種，一個(gè)就是普通的液壓千斤頂，再一個(gè)就是單作用的加載器，一個(gè)雙向作用加載器和一個(gè)電液伺服的作動器。電液伺服的作動器，為什么它不叫加載器呢？因?yàn)?，這個(gè)電液伺服作動器，這個(gè)作動器是起自動控制作用的，自動控制里的執(zhí)行元件一般叫做作動

42、器。但是光有一個(gè)加載器實(shí)際上還不能實(shí)現(xiàn)加載，還要形成一個(gè)液壓加載系統(tǒng)，這個(gè)液壓加載系統(tǒng)就像開頭咱們講到的它要有油管，有泵等等。2液壓加載系統(tǒng)（1）液壓試驗(yàn)機(jī)，在這講的液壓試驗(yàn)機(jī)是液壓的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)。（2）普通的液壓加載系統(tǒng)。所謂普通液壓加載系統(tǒng)，就是用前面介紹過的單作用的加載器和雙向作用加載器，再配上油管，配上油泵一些控制閥等等構(gòu)成液壓系統(tǒng)。（3）電液伺服加載系統(tǒng)。二、動載加載方法所謂動載加載方法，實(shí)際上就是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生震動，產(chǎn)生震動有兩種，一種是使結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)架產(chǎn)生自由震動，另外一種是使構(gòu)架或者結(jié)構(gòu)產(chǎn)生持續(xù)的各種震動。1慣性力加載方法就是使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由震動的加載方法，這里頭有兩種，一種初始位置加

43、載法，二是初始速度加載法，這部分內(nèi)容大家請看文字教材，在這就不做介紹。2激震器加載法這是使結(jié)構(gòu)或者是構(gòu)件產(chǎn)生持續(xù)震動的方法，這里面一共有三種方法，第一是機(jī)械式激震器，第二電磁式激震器，第三是電液伺服激震器，在這節(jié)里我們只介紹電磁式激震器和電液伺服激震器。（1）電磁式激震器教材圖223，是電磁式激震器的一個(gè)原理圖，它的基本原理是和大家經(jīng)常用的音響設(shè)備喇叭發(fā)聲原理基本上是一樣的，它的基本部分是這樣，就是說它這一個(gè)外殼和里面一個(gè)芯，形成一個(gè)磁鋼，這是由軟磁鐵做成的這么一個(gè)磁鋼，當(dāng)然它是個(gè)圓形的了，在這個(gè)磁鋼中間芯的外面是纏繞著線圈，就是畫叉這個(gè)和這邊這個(gè)，是一個(gè)線圈，這個(gè)線圈要通過一個(gè)恒流的電流，就

44、是說電流不變的一個(gè)電流，這樣就會在這個(gè)磁鋼上產(chǎn)生一個(gè)磁場。這個(gè)磁場這面這個(gè)鐵芯都是封密的，只在這有一個(gè)磁路，所以在這個(gè)位置上它有很強(qiáng)的磁通，那么這個(gè)芯是一極，這個(gè)外殼是一極，中間這一部分和圖上標(biāo)著5這一部分也是個(gè)線圈，一般把它叫做動圈，它是可以運(yùn)動的，那么在這個(gè)線圈里要通一個(gè)交變的電流，那么在一個(gè)磁場中間有一個(gè)通電的線圈，當(dāng)然這個(gè)通電線圈就要運(yùn)動了，因?yàn)檫@個(gè)磁場是個(gè)恒定的，但是線圈里面的電流是個(gè)變化的，所以線圈里的運(yùn)動規(guī)律就取決于這個(gè)電流的運(yùn)動規(guī)律，而這個(gè)線圈和中間這個(gè)作用桿是通過一個(gè)圓盤連在一起的，所以線圈運(yùn)動就帶動觸桿也運(yùn)動，就是這個(gè)6，為了保持這個(gè)桿能夠平行移動，所以兩邊用這個(gè)碟形的彈簧

45、來支撐，就像個(gè)碟子一樣的彈簧來支撐，這樣只要在這個(gè)動圈里頭通上這么一個(gè)交變的電流，那么這個(gè)桿，就要作震動了，這個(gè)電流的變化規(guī)律是什么樣，這個(gè)推桿的運(yùn)動規(guī)律就是什么樣，如果把這個(gè)推桿頂?shù)竭@個(gè)構(gòu)件上，那當(dāng)然就使得構(gòu)件起震了，因?yàn)樗强侩娏鱽砜刂普饎拥囊?guī)律，所以電流這個(gè)信號可以是各種各樣的，比如說它可以是一個(gè)簡諧波，也可以是一個(gè)三角波的，也可以是個(gè)矩形波的。假如說，你是個(gè)隨機(jī)信號，它也可以做隨機(jī)震動，所以這個(gè)電磁震動器可以做各種各樣的震動，而且它的震動頻率當(dāng)然就取決于電信號的頻率。教材圖224，這個(gè)圖是表示，把這個(gè)電磁激震器，做成一個(gè)完整的系統(tǒng)，這么一個(gè)圖，前面這一部分，就是一個(gè)電磁激震器，把這個(gè)電

46、磁激震器，通過一個(gè)臺座，通過一個(gè)鉸把它固定上了，因?yàn)楣潭ㄔ诮巧希约ふ鹌鞯姆较蚩梢允歉鞣N方向的，把這個(gè)作用頭頂?shù)竭@邊就是試件，7表示就是做的試件，可能是結(jié)構(gòu)也可能是個(gè)構(gòu)件，上面那個(gè)是個(gè)恒流的電源，它是供給電磁鐵的，產(chǎn)生一個(gè)恒定磁場的，下面那個(gè)是個(gè)信號的放大器，它的信號怎么產(chǎn)生呢？信號在這里表示是用計(jì)算機(jī)里面的一個(gè)記錄。這個(gè)信號的記錄，當(dāng)然可以是各種各樣的，剛才我們說了，可以是個(gè)簡諧波，最簡單的，也可以是其它的矩齒形波、矩形波，或者是隨機(jī)波，那么把這個(gè)隨機(jī)波的信號給功率放大器，經(jīng)過它功率放大器的放大，放大以后來去推動動圈，這個(gè)信號接到動圈里，那么這個(gè)動圈就會產(chǎn)生隨著你什么樣信號它會產(chǎn)生什么樣的

47、震動，最后推動結(jié)構(gòu)也產(chǎn)生相同的震動，這是一個(gè)完整的電磁激震器用的系統(tǒng)圖。（2）電液伺服震動臺電液伺服震動臺，所謂震動臺就是它有這么一個(gè)臺面，它這個(gè)臺面可以上下震動，也可以水平方向震動，水平方向當(dāng)然可以是X軸震動，也可以是Y軸震動，所以把這個(gè)震動臺，叫做三維的震動臺。因?yàn)樗梢宰錾舷碌暮退降膬蓚€(gè)方向，一共三個(gè)方向的震動。要做的試驗(yàn)試件就放到這個(gè)臺面上。電液伺服震動臺的震動是靠什么來驅(qū)動的呢？就是靠上面介紹的電液伺服作動器，比如說它的垂直震動靠兩個(gè)，實(shí)際上臺面最少有四個(gè)電液伺服作動器來保證它是垂直震動，同樣水平方向，比如說X方向一般也得放兩個(gè)，電液伺服震動器來推動它沿這個(gè)方向運(yùn)動，在垂直方向也要

48、裝上電液伺服作動器，那么就可以使整個(gè)這個(gè)臺面根據(jù)三個(gè)方向來控制做任意方向的震動。因?yàn)樗强侩娨核欧鲃悠鱽硗苿拥?，所以它的?qū)動能力很大，所以這個(gè)臺面也可以做的很大，可以做建筑物的模型試驗(yàn)，當(dāng)然這是比較現(xiàn)代化的一個(gè)震動試驗(yàn)裝置。第三章 測試儀表一、應(yīng)變測量在混凝土當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)變測量，主要的是用應(yīng)變片來進(jìn)行。其次，當(dāng)然還有機(jī)械式的儀表，這個(gè)教材中都有介紹。這里主要介紹電阻應(yīng)變片測量方法。1應(yīng)變片教材圖31， 下面介紹一下電阻應(yīng)變片的結(jié)構(gòu)。大家看這張圖。假如說把這個(gè)應(yīng)變片仔細(xì)來看的話，那么它有四部分，其中一個(gè)部分就是基底，就是4所指的，這是個(gè)基底，上面是有電阻絲，這個(gè)電阻絲是測量應(yīng)變的主要部分，然后在

49、電阻絲上面加一個(gè)覆蓋層，這就是2，電阻絲做好以后再加兩個(gè)引出線，就是好把它連到儀器上，這就是電阻片的基本結(jié)構(gòu)。電阻片有很多種。按照基底所用的材料不同，可以分為兩種，一種是紙基的，就是說這個(gè)基底是用絕緣紙來做的，一般的就是電容器紙；還有一種膠基，它是用塑料來做的。要從電阻絲的構(gòu)造情況來分類，它也有兩種，一種叫做線繞的，就是說它用很細(xì)的電阻絲這么一圈一圈繞上的，這種叫線繞式的電阻應(yīng)變片；還有一種是箔式的電阻應(yīng)變片，一般膠基的都作成箔式的，它的生產(chǎn)工藝就類似于生產(chǎn)印刷線路板那種工藝，就是用光刻來完成的。紙基和膠基這兩種電阻片，它們各自有各自的特點(diǎn)。比如說紙機(jī)的電阻片，一般它的成本低，而且容易粘貼，容

50、易把它粘貼到試件上。但是，它防潮的性能比較差，比如說空氣當(dāng)中濕度很大，或者你的試件含水量大，那么它可能就提早破壞了。而膠基的特點(diǎn)正好和紙基相反，就是說它的機(jī)體材料的成本要比紙基的高，所以整個(gè)電阻片的成本要比紙基的高，它的粘貼上要比紙基困難，因?yàn)槟z基的在和其它的，比如說和金屬粘接的時(shí)候它就相對困難一點(diǎn)，它本身較硬，但是它防潮性能很好。另外膠基的電阻應(yīng)變片因?yàn)樗怯霉饪痰姆椒ㄗ龀傻?，所以電阻片可以做的很短，電阻絲的長度最小的可以做到0.2毫米，而且可以做成各種各樣的電阻片，所以它的工藝比較靈活。2應(yīng)變片測量的原理如何通過應(yīng)變片來測量出來應(yīng)變呢？我們首先要了解絲柵材料的靈敏系數(shù)。（1）絲柵材料的靈敏

51、系數(shù)絲柵材料的靈敏系數(shù)是怎么定義的呢。首先，我們來看一個(gè)電阻絲。任何一個(gè)電阻絲，它本身當(dāng)然有電阻，它的電阻一般和這么幾項(xiàng)有關(guān)系：一個(gè)是和電阻絲的長度有關(guān)，很顯然越長，電阻越大；另外就和電阻絲的截面積有關(guān)，當(dāng)然截面積越大，電阻越??；其次它還有一個(gè)本身的特性，就是電阻系數(shù)，因?yàn)榇蠹抑烙行┎牧想娮杈托?，比如說銅材料電阻就小，其它的有些金屬材料電阻就大。所以電阻絲的電阻與電阻絲的長度、截面積和電阻系數(shù)有關(guān)。大家看這個(gè)公式，實(shí)際上這就是一個(gè)電阻的公式，就是說電阻用R來表示，這個(gè)就是電阻系數(shù)，這個(gè)L是電阻絲的長度，A是它的面積，如果把這個(gè)電阻對它取全微分，然后再和整個(gè)電阻做比較，求它相對的電阻變化，比如

52、說用電阻的全微分比上這個(gè)電阻值，然后公式右邊也是取全微分，然后再用它這個(gè)去除，結(jié)果整理以后就可以得到教材（36）這個(gè)式子，這個(gè)推導(dǎo)過程文字教材中有，在這就不詳細(xì)介紹了。（36）推導(dǎo)的結(jié)果就是這個(gè)電阻變化率，也就是相對的電阻變化，實(shí)際上是由兩部分組成，一部分是，是材料的泊松比，后面是金屬絲的，這是一項(xiàng)；還有一項(xiàng)是電阻率的變化率。也就是說，整個(gè)的電阻變化率是和什么有關(guān)系呢？是和電阻絲的應(yīng)變，和電阻變化率的相對變化有關(guān)系，但是后邊這一項(xiàng)，就是相對的電阻變化率這一項(xiàng)，對于一般的金屬材料還很小，主要是前面這一項(xiàng)構(gòu)成的。因此，如果我們用電阻的相對變化去替換全微分，就變成R比R，也就是電阻絲的電阻變化率，這

53、一項(xiàng)因?yàn)樗旧喜蛔兓?，我們可以把它忽略，那么它被?yīng)變來除，得到，把叫做電阻絲材料的靈敏系數(shù)，因?yàn)樗侵傅碾娮杞z的應(yīng)變和它的相對電阻變化率之間關(guān)系，我們把它叫，這個(gè)對一般的金屬材料它基本上是一個(gè)常數(shù)，所以我們就把它當(dāng)作一個(gè)常數(shù)來對待，這是電阻應(yīng)變片測量最基本的一點(diǎn)，就是因?yàn)樗膽?yīng)變和電阻變化率，存在一個(gè)線性關(guān)系了，因?yàn)樗扔诔?shù)。但是光一個(gè)電阻絲還不能構(gòu)成電阻應(yīng)變片。所以還要求出來電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，下面重點(diǎn)就介紹一下電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)。這個(gè)就是個(gè)整體的了。它這個(gè)靈敏系數(shù)也采用了電阻絲靈敏系數(shù)那種形式，但是它的含意是有不同了，這項(xiàng)含義，就是R比R，這個(gè)電阻相對變化也稱為電阻變化率，這個(gè)意義

54、是一樣的，這個(gè)當(dāng)然是指整個(gè)應(yīng)變片的電阻變化率，下面這個(gè)應(yīng)變就不是指電阻絲的應(yīng)變，而是指把這個(gè)應(yīng)變片已經(jīng)貼到材料上了，是這個(gè)材料的應(yīng)變，雖然這個(gè)公式的形式是相同的，但是含義是不一樣的，那么這個(gè)比，也近似是個(gè)常數(shù)，把這個(gè)常數(shù)叫做電阻應(yīng)變片的靈敏系數(shù)，因?yàn)樗菓?yīng)變片整體的電阻變化率和試件的應(yīng)變的比值，這個(gè)比值K這個(gè)數(shù)值，它是通過試驗(yàn)得到的，它不是理論計(jì)算值，它是個(gè)試驗(yàn)得到的。在試驗(yàn)的時(shí)候都是由應(yīng)變片的出廠廠家在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的條件下來測定的。一般說來它用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)梁，上面加上荷載以后，讓它產(chǎn)生一定的應(yīng)變，同時(shí)測量上面貼的電阻片的電阻相對變化率，那么求得它的比值就是電阻片的靈敏系數(shù)，這個(gè)靈敏系數(shù)值一般在買電阻

55、片的時(shí)候，包裝盒上都要注明的。因?yàn)闇y定靈敏系數(shù)的時(shí)候不可能每一個(gè)都測了，它也是采取抽樣的，所以它是一批應(yīng)變片，它有統(tǒng)一的靈敏系數(shù)。把這個(gè)公式轉(zhuǎn)換一下，就變成下面這種形式，就是說電阻片的電阻變化率，也就是R/R=K，也就是說用電阻應(yīng)變片來測量應(yīng)變的時(shí)候，那么這個(gè)應(yīng)變，由于試件的應(yīng)變，就會使電阻片產(chǎn)生一個(gè)電阻變化率，而且這個(gè)電阻變化率要比應(yīng)變大K這么多倍。這個(gè)式子是用電阻應(yīng)變片測量應(yīng)變最基本的一個(gè)轉(zhuǎn)換關(guān)系。大家一定要很好的把它掌握。用電阻應(yīng)變片來測量應(yīng)變,就是把應(yīng)變片牢牢地貼到試件上,然后去測量電阻片產(chǎn)生的電阻變化率,通過電阻變化率去換算出來試件的應(yīng)變，根據(jù)前面咱們介紹過的電阻應(yīng)變片的構(gòu)造，那么就

56、可以看出來電阻片有很多優(yōu)點(diǎn)，下面就介紹一下電阻片具體的技術(shù)性能，包括哪幾項(xiàng)。（2）應(yīng)變片的基本技術(shù)性能，主要有三項(xiàng)：一個(gè)是標(biāo)距，一個(gè)是電阻值，一個(gè)就是它的靈敏系數(shù)。所謂標(biāo)距，比如說電阻片，它的標(biāo)距，不是指整個(gè)電阻片的長度，而是指電阻片當(dāng)中電阻絲柵的長度，就是說它的基底，要比絲柵長一些，指的是絲柵的長度，這個(gè)是它的標(biāo)距，一般標(biāo)距規(guī)格很多，它最小可以做成0.2毫米，最大的一般現(xiàn)在用的就是100毫米左右，再長的實(shí)際上粘貼起來就有困難了。選擇標(biāo)距的長短，取決材料的均勻程度，比如說材料比較均勻，就可以用標(biāo)距比較小的。比如說金屬材料就用標(biāo)距比較小的，那就用在5毫米或者10毫米大的；而對于混凝土材料，因?yàn)楫?dāng)

57、中有骨料有沙漿，所以它實(shí)際上應(yīng)變不均勻，它用的標(biāo)距比較大，一般的選擇原則，就是要大于骨料直徑的三倍。那就根據(jù)混凝土骨料力徑的大小，來選擇電阻應(yīng)變片的標(biāo)距的大小。另外一個(gè)方面考慮的，就是看應(yīng)力的變化梯度，比如在這一個(gè)區(qū)域內(nèi)，應(yīng)力變化梯度特別劇烈，那么就應(yīng)該選擇標(biāo)距短的，比如測量應(yīng)力集中就應(yīng)該用標(biāo)距小的電阻應(yīng)變片。下面一個(gè)指標(biāo)是電阻值，就是它本身總的電阻值，這個(gè)電阻值一般對測量的影響不是很大。電阻片的電阻，一般都是在60歐姆到1000歐姆之間，大多數(shù)都是120歐姆或者是360歐姆左右，它允許從60歐姆到1000歐姆之間。第三項(xiàng)指標(biāo)就是方才介紹的電阻片的靈敏系數(shù)。這個(gè)值，當(dāng)然它是固定的，當(dāng)它選擇生產(chǎn)

58、廠家用的某電阻絲，那么它的靈敏系數(shù)就是固定的了。它就測給你，一般都在2.0左右，比如說1.9-2.1左右，都在2左右這個(gè)上下的波動，就是說使用的時(shí)候要利用這個(gè)值，因?yàn)閯偛拍莻€(gè)公式，要利用靈敏系數(shù)值去換算出來應(yīng)變，所以這個(gè)值很重要，但是確切的具體這個(gè)值的多少對測量是影響不大的。（3）電阻片的特點(diǎn)一個(gè)特點(diǎn)是它的質(zhì)量很輕，剛度很小，這個(gè)是測量儀器最大的優(yōu)點(diǎn)。因?yàn)橐獪y量一個(gè)試件的應(yīng)變，如果測量儀器剛度很大，實(shí)際上就等于給試件附加上一個(gè)剛度，這樣測量就影響結(jié)構(gòu)的變形，而且，你質(zhì)量大，假如說加到試件上，那么它本身就變成荷載了，但是對于咱們做結(jié)構(gòu)的，好像還不是太突出，假如說做的材質(zhì)很輕，做很薄的膜的一個(gè)試驗(yàn)，那么儀器的質(zhì)量和剛度影響就突出了。另一個(gè)特點(diǎn)就是它的標(biāo)距、規(guī)格很多。方才咱們說了，它可以從0.2做到100，所以它適合各種情況的測量，它的適用范圍也是很廣泛的，因?yàn)橐话愕碾娮钁?yīng)變片，當(dāng)然是在常溫、常濕這個(gè)條件下，但是它也可以根據(jù)你的要求做，出來很多適用特別條件的應(yīng)變片，比如說可以做高溫的應(yīng)變片，所以應(yīng)變片的應(yīng)用是很廣泛的，不單在結(jié)構(gòu)試驗(yàn)上，在其它的各種試驗(yàn)上也都經(jīng)常要用到的。3應(yīng)變儀的原理前面我們介紹了應(yīng)變片能夠把