建筑結(jié)構(gòu)試驗02448復習資料

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗02448第一章 結(jié)構(gòu)試驗概論 1.1 結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)1.簡述結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)：在結(jié)構(gòu)物或?qū)嶒瀸ο笊弦愿鞣N儀器設(shè)備為工具利用實驗技術(shù)手段，在荷載作用下通過測試與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的參數(shù)（變形撓度位移應(yīng)變振幅頻率），從強度剛度抗裂性和破壞形態(tài)判斷實際工作性能，估計承載能力，確定結(jié)構(gòu)對使用要求的符合程度，用來檢驗發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論。2.劍術(shù)結(jié)構(gòu)試驗在科學發(fā)展中的作用和意義以實驗方式測試有關(guān)數(shù)據(jù)。反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件的工作性能、承載能力、可靠度，為結(jié)構(gòu)的安全使用、設(shè)計理論提供依據(jù)。 1.2 結(jié)構(gòu)試驗的目的結(jié)構(gòu)試驗從目的出發(fā)分為生產(chǎn)性試驗和科研型試驗。A.生產(chǎn)性試驗1.具有直接生產(chǎn)的

2、目的，以實際建筑物或者構(gòu)件為試驗鑒定對象，通過試驗對結(jié)構(gòu)作出正確的技術(shù)結(jié)論。2.生產(chǎn)性試驗可以解決哪些問題？(1).綜合鑒定重要工程和建筑物的設(shè)計與施工質(zhì)量。(2).鑒定預制構(gòu)件的產(chǎn)品質(zhì)量（比如生產(chǎn)的綱吉你混凝土預制構(gòu)件出場或安裝前必須用科學抽樣試驗的原則按照質(zhì)量檢驗評定標準和試驗規(guī)程推斷其質(zhì)量）(3).既有結(jié)構(gòu)可靠性檢驗推斷和估計結(jié)構(gòu)剩余壽命（大多采用非破損檢測試驗法，采用與實際結(jié)構(gòu)相符的分析模型和分析方法進行評判）(4).工程改建加固通過試驗判斷既有結(jié)構(gòu)實際承載能力。(5).處理受災結(jié)構(gòu)或者工程質(zhì)量事故通過試驗鑒定提供技術(shù)依據(jù)。B.科研型試驗1.目的是驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的假定，通過制定各種設(shè)

3、計規(guī)范發(fā)展新的設(shè)計理論并改進計算方法，為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)新材料新工藝提供理論依據(jù)和實踐經(jīng)驗。2.科研型試驗可以解決哪些問題？(1).驗證結(jié)構(gòu)計算理論的假定（對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算圖示和本構(gòu)關(guān)系作簡化假定，動力和靜力分析中，本構(gòu)關(guān)系模型化也是試驗確定）(2).為制定設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)（鋼混結(jié)構(gòu)和磚石結(jié)構(gòu)的計算理論全部以試驗研究的直接結(jié)果為基礎(chǔ)，題型了結(jié)構(gòu)試驗在發(fā)展設(shè)計理論和改進設(shè)計方法上的作用）(3).為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)新材料新工藝提供實踐經(jīng)驗1.3 結(jié)構(gòu)試驗的分類一.按試驗對象的尺寸分類A.原型試驗1.對象：實際結(jié)構(gòu)或者實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件，一般用于生產(chǎn)性試驗。 .實物試驗：用于生產(chǎn)性試驗（比如泰山核電站安全

4、殼加壓整體性能試驗、工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)剛度試驗、樓蓋承載力、高層建筑風振測試、環(huán)境隨機振動測定結(jié)構(gòu)動力特性等）.實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗：對象是一根梁、板、一榀屋架等既可在實驗室內(nèi)又可在現(xiàn)場（比如機場建設(shè)中對跨度和下弦高強度鋼纜的R2預應(yīng)力鋼屋架、江南造船廠屋架進行預應(yīng)力張拉和足尺構(gòu)件的荷載試驗）B.模型試驗（仿照原型并按照一定比例關(guān)系復制而成的試驗代表物，具有實際結(jié)構(gòu)的全部或部分特征，大部分是比原型小的縮尺結(jié)構(gòu)或者1：1的足尺模型，因投資大周期長測量精度受環(huán)境影響，原型結(jié)構(gòu)試驗在物質(zhì)或技術(shù)上有點困難，在結(jié)構(gòu)設(shè)計的方案階段進行初步探索或?qū)υO(shè)計理論計算方法進行探討研究時多采用比原型結(jié)構(gòu)小的模型進行試驗）.相似

5、模型試驗采用適當比例尺和相似材料制成與原型幾何相似的試驗對象按照相似理論進行模型設(shè)計制作與試驗，這類模型要滿足幾何相似、力學相似、材料相似。注：相似力系=比例荷載 施加后模型重演原型的實際工作狀態(tài)。.縮尺模型原型結(jié)構(gòu)縮小幾何比例尺寸的試驗代表物，不用遵循相似條件，可用與原型結(jié)構(gòu)相同的材料并按一般設(shè)計規(guī)范進行設(shè)計制造（在結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范編制中大量利用此構(gòu)件的試驗提供數(shù)據(jù)、建立公司、制定條文）.足尺模型試驗對結(jié)構(gòu)構(gòu)造和構(gòu)件之間的相互作用和結(jié)構(gòu)整體剛度和結(jié)構(gòu)破壞階段的實際工作進行全面觀測了解。二.按試驗荷載的性質(zhì)分類A.結(jié)構(gòu)靜力試驗1.是結(jié)構(gòu)試驗中最大量最常見的基本試驗（絕大部分建筑承受的是靜力荷載）2

6、.研究強度剛度抗裂性和破壞機理一般通過重力或加載設(shè)備來模擬和實現(xiàn)加載要求3.靜力記在試驗的過程：荷載從0開始逐步遞增一直加到試驗某一預定目標或結(jié)構(gòu)破壞為止（不長時間內(nèi)完成試驗加載全過程）4.靜力試驗的優(yōu)點：加載設(shè)備簡單、荷載可逐步施加、可停止仔細觀察結(jié)構(gòu)變形發(fā)展、使人明確清晰破壞概念。注：動力試驗前都先進行靜力試驗（如疲勞試驗）B.結(jié)構(gòu)動力試驗1.概念：指研究結(jié)構(gòu)在不同性質(zhì)動力作用下結(jié)構(gòu)動力特性和動力反應(yīng)的試驗.結(jié)構(gòu)動力特性試驗1.概念：結(jié)構(gòu)受動力何在時在結(jié)構(gòu)自由震動或強迫震動情況下量測結(jié)構(gòu)固定動力性能的試驗（一般采用人工激振法中的自由和強迫振動法或者環(huán)境隨機振動法或者量測自振頻率周期、阻尼系

7、數(shù)、結(jié)構(gòu)振型等參數(shù)）.結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)試驗1.概念：動力荷載下量測結(jié)構(gòu)動力性能參數(shù)和動態(tài)反應(yīng)的試驗（如振幅、振動形態(tài)、頻率、頻譜曲線、加速度、動應(yīng)變時呈曲線、動力系數(shù)）2.根據(jù)動荷載特性才用不同的加載設(shè)備和試驗方法（如風洞設(shè)備可進行抗風試驗、模爆器內(nèi)模擬爆炸沖擊波對結(jié)構(gòu)做抗爆試驗、人工造波設(shè)備在水池造波、模擬海浪對海工結(jié)構(gòu)做動力試驗）C.結(jié)構(gòu)抗震試驗1.概念：地震或模擬地震荷載下研究構(gòu)件抗震性能和抗震能力2.低周反復加載靜力試驗偏重于抗震性能的評定和研究；非周期性的結(jié)構(gòu)抗震試驗偏重對抗震能力的評定和研究（如模擬地震振動臺試驗為非周期抗震動力試驗，可在實驗室內(nèi)實驗）。.低周反復加載靜力試驗1.概念：

8、以控制結(jié)構(gòu)變形或控制施加荷載由小到大對結(jié)構(gòu)構(gòu)件多次低周期反復作用的結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗。2.作用：(1).形成結(jié)構(gòu)構(gòu)件正反方向加載卸載過程(2).獲得結(jié)構(gòu)構(gòu)件超過彈性極限后的荷載-變形工作性能（恢復力特性）和破壞特征(3).比較驗證抗震構(gòu)造措施的有效性和確定結(jié)構(gòu)的抗震極限承載能力3.此試驗又稱偽靜力試驗、周期性抗震靜力試驗、結(jié)構(gòu)恢復力特性試驗。因為加載周期大于自振周期所以為靜力試驗。.擬動力試驗1.概念：利用計算機和電液伺服加載器聯(lián)機系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)抗震試驗2.又稱為偽動力試驗、非周期性抗震靜力試驗、計算機加載器聯(lián)機試驗。.模擬地震振動臺試驗1.概念：在模擬地震振動臺上進行結(jié)構(gòu)抗震動力試驗。2.優(yōu)點：

9、(1).根據(jù)人的意圖要求再現(xiàn)各種地面運動加速度記錄(2).模擬結(jié)構(gòu)受地震作用從彈性到彈塑性到破壞倒塌的受力過程和結(jié)構(gòu)物破壞現(xiàn)象(3).評價結(jié)構(gòu)抗震能力的一種有效試驗方法。D.結(jié)構(gòu)疲勞試驗1.概念：結(jié)構(gòu)構(gòu)件在等幅穩(wěn)定多次重復荷載下為測試疲勞性能進行的動力試驗。2.量測的參數(shù)：疲勞強度和疲勞壽命（量測結(jié)構(gòu)在液壓脈沖疲勞試驗機施加多次重復荷載作用下疲勞破壞的強度值和荷載重復次數(shù)）對吊車梁、懸掛吊車的屋架、預應(yīng)力構(gòu)件錨具都要進行疲勞試驗。三.按試驗時間長短分類A.短期荷載試驗1.概念：結(jié)構(gòu)試驗時限、試驗條件、試驗時間或其他因素需及時解決，經(jīng)常對實際承受長期荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在實驗時將荷載從0開始到最

10、后結(jié)構(gòu)破壞火某個階段進行卸載。整個試驗過程和時間盡在較短時間段內(nèi)完成2.整個加載過程只有幾秒或者毫秒微秒，實際是一種瞬態(tài)沖擊試驗，屬于動力試驗范疇。所以短期荷載試驗不能代表長年進行的長期荷載試驗。B.長期荷載試驗1.概念：長期荷載作用下研究結(jié)構(gòu)變形隨時間變化規(guī)律。又稱持久試驗、結(jié)構(gòu)健康監(jiān)測。連續(xù)進行幾個月或幾年時間。如混凝土結(jié)構(gòu)徐變、預應(yīng)力結(jié)構(gòu)鋼筋松弛。2.長期荷載試驗一般在實驗室內(nèi)進行。四.按試驗所在場地分類A.實驗室結(jié)構(gòu)試驗1.概念：進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗而專門建設(shè)的場所。2.實驗室試驗的對象可以是真型或模型，結(jié)構(gòu)可以一直試驗到破壞。實驗室結(jié)構(gòu)試驗更適宜進行科學性研究試驗。B.現(xiàn)場結(jié)構(gòu)試驗1.概

11、念：在生產(chǎn)或施工現(xiàn)場進行的實際結(jié)構(gòu)試驗。多用于生產(chǎn)性試驗2.對象：正在生產(chǎn)使用的已建結(jié)構(gòu)或?qū)⒁度胧褂玫男慕Y(jié)構(gòu)3.缺點：使用高精度高靈敏度觀測儀表設(shè)備受限制，試驗精度和準確度較差，若沒有固定的加載設(shè)備和試驗裝置，對試驗加載困難很大。四.按試件是否破壞分類A.結(jié)構(gòu)破壞試驗1.概念：通過荷載試驗了解結(jié)構(gòu)從彈性到彈塑性再到極限破壞各個階段工作性能的全過程，分析超載后的工作情況和破壞機制獲得安全儲備。適用于科研型試驗。B.結(jié)構(gòu)非破壞試驗生產(chǎn)性試驗的作用可用非破壞性試驗。1.剛度檢驗法：結(jié)構(gòu)彈性階段的性能檢驗為主，以30%-60%設(shè)計荷載進行加載，測得結(jié)構(gòu)變形和材料的應(yīng)變與理論計算結(jié)果對比，若符合則承認

12、試驗結(jié)構(gòu)和材料可靠性。2.承載力檢驗法：加載到小于極限荷載的某一預定荷載值，檢測結(jié)構(gòu)受載后的反應(yīng)。因結(jié)構(gòu)抗力分布隨機性和實際加載可能有誤差因此要注意可能接近極限荷載從而引起結(jié)構(gòu)破壞的危險性。補充：生產(chǎn)性試驗多被用于原型試驗中的實物試驗、現(xiàn)場結(jié)構(gòu)試驗、結(jié)構(gòu)非破壞試驗。 科研型試驗多誒用于結(jié)構(gòu)破壞試驗第二章 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計2.1 結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計概述1.結(jié)構(gòu)試驗所有環(huán)節(jié)？.結(jié)構(gòu)試驗目的.結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計：1.試件,荷載,觀測的設(shè)計和誤差控制，試驗安全措施；2.設(shè)計試件的形狀尺寸以及試件數(shù)量和構(gòu)造措施。3.試驗荷載圖紙以及設(shè)計試驗加載裝置以及選擇試驗方法設(shè)備和加載制度。4.試驗觀測項目和測點部位數(shù)量以及選擇測

13、試儀器。.結(jié)構(gòu)試驗準備：試件制作與安裝，人員組織分工，儀器設(shè)備檢測率定，材料力學性能測定和試驗。.結(jié)構(gòu)試驗實施：試驗加載和反應(yīng)觀測與數(shù)據(jù)采集和試驗變形裂縫破壞形態(tài)記錄。.結(jié)構(gòu)試驗分析：試驗觀測與數(shù)據(jù)處理，參數(shù)識別，破壞機制分析,結(jié)構(gòu)性能與承載能力分析。.結(jié)論2.2 結(jié)構(gòu)試驗的試件設(shè)計1.試件設(shè)計時要考慮哪些因素？.試件形狀選擇.試件尺寸與數(shù)量.構(gòu)造措施.結(jié)構(gòu)受力的邊界條件和試件破壞形態(tài)與加載條件的要求。A.試件形狀選擇（最重要的是要造成和設(shè)計目的相一致的應(yīng)力狀態(tài)）.取部分構(gòu)件特別是復雜超靜定體系時注意邊界條件模擬，要反應(yīng)該部分結(jié)構(gòu)的實際工作。.試件從整體結(jié)構(gòu)中隔離出來，應(yīng)采用容易模擬試件的邊界

14、受力狀態(tài)。.磚塊和砌體用于墻體試驗。采用帶翼緣或不帶翼緣的單層單片墻，也可以采用雙層單片墻或開洞墻體的砌體試件。若是縱墻，因外墻窗口多可采用2個或1個窗間墻的雙肢或單肢窗間墻試件。B.試件尺寸.國內(nèi)試驗研究中的框架截面尺寸大約為原型的14-12,足尺輕板框架試驗3-5層.靜力試驗取大比例尺。如砌體結(jié)構(gòu)模型取1:1.動力試驗因振動臺等加載設(shè)備能力限制取小比例尺。如砌體結(jié)構(gòu)110-14，混凝土結(jié)構(gòu)140-14，（超）高層結(jié)構(gòu)125-150，有機玻璃整體模型125-1100.C.試件數(shù)量.對于生產(chǎn)性試驗，一般按照試驗任務(wù)要求明確試驗對象。混凝土結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗收規(guī)范用來確定工業(yè)民用建筑鋼混和預應(yīng)力

15、混凝土預制構(gòu)件的數(shù)量以及質(zhì)量檢驗評定，其他的則按相關(guān)產(chǎn)品標準確定數(shù)量。.對于科研型試驗，按照研究要求專門設(shè)計制造。（鋼混短柱抗剪強度試驗影響參數(shù)有強度等級、受拉鋼筋配筋率、配箍率、軸向應(yīng)力和剪跨比統(tǒng)稱為分析因子。注意 剪跨比如=2,3,4.稱為水平數(shù)。設(shè)計時必須相互結(jié)合起來研究各參數(shù)與其相應(yīng)狀態(tài)對試驗的影響）綜上所述。因子數(shù)和水平數(shù)越多則試件數(shù)量也增加。.正交試驗設(shè)計：優(yōu)點：只需要少量試件就可得到主要信息并對問題作出綜合評價。缺點：不能提供某一因子的單值變化與試驗目標之間的函數(shù)關(guān)系2.結(jié)構(gòu)試驗對試件設(shè)計的要求：必須考慮試件安裝、加載、量測需要并作出必要的構(gòu)造措施，特別是對科研型試驗。以下舉例：

16、.混凝土試件支承點埋設(shè)鋼墊板(2).屋架受集中荷載作用位置埋設(shè)鋼板防止局部承壓(3).加載面傾斜作出凸緣包住加載設(shè)備的穩(wěn)定設(shè)置(4).鋼混試驗為了框架端部側(cè)面施加反復荷載應(yīng)設(shè)置預埋構(gòu)件以便與加載用的液壓加載器連接(5).設(shè)置加大截面的基礎(chǔ)梁包住框架柱腳部分與試驗臺固接(6).磚石或者砌塊的砌體試件中，上下預先澆搗混凝土墊塊使垂直荷載均勻傳遞(7).墻體上下設(shè)置混凝土墊梁，下墊梁可模擬基礎(chǔ)梁與試驗臺座固定，上墊梁模擬過梁傳遞豎向荷載(8)。鋼混偏心受壓試驗，兩端做成牛腿可增大端部承壓面積并便于施加偏心荷載并在上下端加設(shè)分布鋼筋網(wǎng)進行加強。注意：為保證結(jié)構(gòu)構(gòu)件在預定部位破壞，得到必要測試數(shù)據(jù)，需對

17、結(jié)構(gòu)構(gòu)件其他部位事先加固，為保證試驗測量的可靠度和儀表安裝方便，在試件內(nèi)必須預設(shè)買件或預留空洞。比如：測定混凝土內(nèi)部應(yīng)力的預埋元件或?qū)ｉT的混凝土應(yīng)變計一級鋼筋應(yīng)變計，應(yīng)在澆注混凝土前按技術(shù)要求用專門的方法就位固定埋設(shè)在混凝土內(nèi)部。2.3 結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)計A.試驗加載圖示的選擇與設(shè)計試驗時荷載應(yīng)使結(jié)構(gòu)處于某一種實際可能的最不利工作狀態(tài)。荷載圖示與設(shè)計計算荷載圖示一樣。不一樣有以下原因：(1).設(shè)計計算采用的荷載圖示合理性有所懷疑(2).試驗條件限制。 解決方法：(1).采用某種接近結(jié)構(gòu)實際受力情況的荷載布置方式。(2).為了加載方便和減少荷載量，不影響結(jié)構(gòu)工作和試驗結(jié)構(gòu)分析的前提下改變加載圖式

18、。舉例：用幾個集中荷載替代均布荷載，但集中荷載數(shù)量和位置盡可能符合均布荷載產(chǎn)生的內(nèi)力值，試驗荷載大小可根據(jù)相應(yīng)等效條件（位移和應(yīng)力等效）換算得到。此方法-等效荷載法（注意修正某些參數(shù)，比如構(gòu)件滿足強度等效，整體變形的撓度一般不等效）B.試驗加載裝置的設(shè)計保證試驗正常進行，加載的設(shè)備裝置也必須進行專門設(shè)計，使用試驗室內(nèi)現(xiàn)有設(shè)備也要按每項試驗要求對裝置的強度和剛度復核計算。以下注意事項：(1).強度滿足最大荷載量要求，保證足夠的安全儲備，考慮結(jié)構(gòu)受載后使局部構(gòu)件強度提高導致最大承載力比預計的大-加載裝置承載力要求至少提高70%，保證加載裝置剛度。(2).剛度不足，難以獲得試件極限荷載后的變形和受力

19、性能。(3).加載裝置要求符合結(jié)構(gòu)受力條件，能模擬結(jié)構(gòu)構(gòu)件邊界條件和變形條件。(4).注意試件的支承方式。梁抗剪試驗中，加載點和支承點的摩擦力均會產(chǎn)生次應(yīng)力使梁彎矩減小，支承反力增大，滾軸可能產(chǎn)生變形甚至塑性，摩擦力加大導致誤差。C.結(jié)構(gòu)試驗的加載制度概念：結(jié)構(gòu)試驗進行期間控制荷載與加載時間的關(guān)系。包括加載速度快慢、加載時間間歇長短、分級荷載大小、加載循環(huán)次數(shù)。承載能力和變形性質(zhì)與其所受荷載作用的時間特征有關(guān)。2.4 結(jié)構(gòu)試驗的觀測設(shè)計A.確定觀測項目時需要考慮哪些因素？(1).結(jié)構(gòu)整體工作和全貌整體變形.如撓度轉(zhuǎn)角和支座偏移。(2).測量撓度可了解結(jié)構(gòu)剛度、彈性或非彈性工作性質(zhì)。(3).撓度

20、不正常能反映結(jié)構(gòu)某些特殊的局部現(xiàn)象(4).轉(zhuǎn)角用來分析超靜定連續(xù)結(jié)構(gòu)。(5).結(jié)構(gòu)局部工作狀況的局部變形也要考慮，如應(yīng)變、裂縫、鋼筋滑移。(6).動力加載試驗需測量加速度。B.測點如何選擇與布置？(1).利用結(jié)構(gòu)試驗一起對結(jié)構(gòu)物進行變形和應(yīng)變測量時，在滿足試驗目標的前提下，測點宜少不宜多，都要服從結(jié)構(gòu)分析的需要。測點位置要有代表性，最大撓度和最大應(yīng)力必須布置測點-控制測點。若不是說明局部缺陷影響則不應(yīng)在有缺陷的截面布置測點。(2).部分測量儀發(fā)生故障燈因素影響測量數(shù)據(jù)的正確性，為包住測量數(shù)據(jù)可靠，應(yīng)布置一定數(shù)量的校核性測點-可布置在結(jié)構(gòu)物邊緣凸角和零應(yīng)力構(gòu)件截面桿件，也可布置在理論計算比較有把

21、握區(qū)域，利用結(jié)構(gòu)本身和荷載作用的對稱性在控制測點相對稱的位置上布置校核測點。C.儀器的選擇與測讀原則(1).儀器符合量測所需的精度要求。相對誤差不超過5%，儀表最小刻度值不大于5%為最大被測值。(2).量測滿足試驗最大量測需要，最大被測值為滿量程的1523，最大被測值不超過儀表最大量程80%。(3).測點數(shù)多且很高很遠，采用電測儀表，對埋于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的測點只能用電測儀表。(4).首選數(shù)據(jù)自動采集設(shè)備，考慮到測讀方便省時。(5).為避免差錯，同類參數(shù)量測儀器選用一用的型號規(guī)格，校核測點上使用另一種類型的儀器方便。(6).動測試驗使用的儀表，注意線性范圍、頻響特性、相位特性滿足要求。2.5 材料力學

22、性能與結(jié)構(gòu)試驗的關(guān)系A(chǔ).1.構(gòu)件的受力和變形特點除了受荷載外還取決于其材料內(nèi)部抵抗外力的性能。試驗中按照結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料性質(zhì)不同必須測定相應(yīng)的一些基本數(shù)據(jù)。比如科學性試驗要了解材料的荷載-變形、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，需要測定彈性模量。2.根據(jù)地震荷載作用特點，在結(jié)構(gòu)上施加周期性反復荷載，結(jié)構(gòu)進入非線性階段工作，相應(yīng)的材料試驗也需要再周期性反復荷載下進行-包辛格效應(yīng)。比如混凝土材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線則要測定下降段。B.1.材料力學性能指標：鋼材、鋼筋、混凝土等分別制成的標準試樣或試塊進行試驗結(jié)果的平均值。因材質(zhì)不均勻會有波動。2.（混凝土為例）強度指標影響因素：(1).試件尺寸與形狀的影響.混凝土材料強度測

23、定用的試件有立方體和圓柱體。.測定抗壓強度標準試件：150mmx150mmx150mm立方體.測定軸心抗壓強度和彈性模量標準試件：ha=2:1的150x150x150棱柱體.國外采用圓柱體，hd=2:1的100X200或150x300.截面較小而高度較低的試件若抗壓強度偏高則是因為試驗方法和材料自身原因試驗方法：試驗機壓板對試件承壓面的摩擦力有箍緊作用，受壓面積與周長比值不同，對小試件作用比大試件大。自身原因：內(nèi)部存在裂縫分布，表面和內(nèi)部硬化程度差異對不同試件有不同影響，隨尺寸增大而增加。.采用立方體或棱柱體優(yōu)點：制作方便，受壓面是模板面；平整度易于保證。缺點（采用圓柱體優(yōu)點）：澆搗時棱角處由

24、砂漿填充，所以混凝土拌合物顆粒分布不如圓柱體均勻。此外圓柱體外形與鉆芯法從結(jié)構(gòu)上鉆取試樣一致，但因圓柱體是立式成型，試件端面即是加載受壓面，比較粗糙，所以抗壓強度離散型大。(2).試驗加載速度的影響測定材料力學性能時，加載速度越快（材料應(yīng)變速率越高），強度和彈性模量相應(yīng)提高。鋼筋強度隨加載速度的提高而加大。2.6 結(jié)構(gòu)試驗影響因素結(jié)構(gòu)試驗的影響因素有哪些？試件尺寸、材料性能、試件安裝、試驗設(shè)備、試驗方法、試驗數(shù)據(jù)分析1.試件尺寸的誤差和解決方法？原因：混凝土制作澆筑過程中產(chǎn)生模板尺寸誤差，脹模引起外形尺寸誤差；綁扎鋼筋和振搗引起鋼筋位置和保護層厚度誤差，鋼筋尺寸也會產(chǎn)生誤差；砌體試件因塊材性質(zhì)

25、離散型和施工技術(shù)影響導致平整度和垂直度和實際尺寸誤差；鋼結(jié)構(gòu)因購買材料尺寸誤差和加工技術(shù)影響導致尺寸誤差。解決方法：試驗前必須量測試件的外形尺寸及各部件截面尺寸并試驗后打開試件量測內(nèi)部主要部件尺寸，結(jié)果分析時采用試件實際尺寸。2.材料性能的誤差和解決方法？原因：試件受力和變形除荷載因素外還取決于組成材料，材料力學性能直接影響其質(zhì)量。由材料標準試件試驗確定的材料強度、本構(gòu)關(guān)系是名義上的，因本身的離散型和試驗方法使試驗得到的名義力學性能和實際值之間存在誤差。解決方法：確定材料性能的試塊與結(jié)構(gòu)試件具有同一性（比如：對混凝土，要求同一和相同的拌制，模板成型、振搗、養(yǎng)護條件、試件拆模和時間試驗。對砌體，

26、要求同一和相同塊材、砂漿、工人、養(yǎng)護條件和時間試驗。對鋼材，同級同批同直徑取樣作代表，按主筋逐根取樣。）3.試件安裝原因-解決方法：受荷試件的試驗跨度與計算見圖不一致-安裝就位前仔細定出支座反力作用線位置。荷載偏心出現(xiàn)平面外破壞或額外附加力矩-確定出荷載作用點位置。支座變形增加摩擦力，支承平面不平整引起扭轉(zhuǎn)或變形傾覆-支座約束條件與計算嚴格一致，產(chǎn)生次彎矩或局部應(yīng)力集中4,試驗設(shè)備原因：未定期計量標定或?qū)嶒灳S護不當，產(chǎn)生荷載變形或傳感器測試誤差。解決方法：對加載設(shè)備定期計量標定，對測試設(shè)備進行定期標定，試驗前校核。5.試驗方法原因：加載速率不同，材料強度和彈性模量也不同。解決方法：測定材料力學

27、性能時，對試件尺寸形狀、加載設(shè)備和加載方法等按相應(yīng)標準嚴格規(guī)定。6.試驗數(shù)據(jù)分析有效數(shù)字和頻響范圍存在誤差，建議采用更高解析率的方法。第三章 建筑試驗設(shè)備和儀器3.1 結(jié)構(gòu)試驗的加載設(shè)備荷載設(shè)計和適合試驗目的需要的加載設(shè)備是試驗順利的關(guān)鍵。試驗荷載還取決于實驗室設(shè)備和現(xiàn)場條件。結(jié)構(gòu)試驗分為靜力加載和動力加載，試驗設(shè)備分為靜力加載設(shè)備和動力加載設(shè)備。1.靜力加載設(shè)備(1).重力加載法(利用物體本身的重量施加于結(jié)構(gòu)上作為荷載) .將重物荷載直接堆放在結(jié)構(gòu)表面形成均布荷載或者置于荷載盤通過吊桿掛于結(jié)構(gòu)上形成集中荷載（多用于現(xiàn)場屋架試驗，注意避免重物形成拱而使均布荷載假定誤差偏大）.水盛在水桶內(nèi)用吊桿

28、作用在結(jié)構(gòu)上，作集中荷載可采用特殊盛水裝置，作均布直接施加在結(jié)構(gòu)表面。.當利用重物作為集中荷載受荷載量的限制時利用杠桿原理將荷重放大作用在結(jié)構(gòu)上，杠桿加載的裝置根據(jù)試驗室或現(xiàn)場試驗條件不同分為：利用試驗臺座、利用平衡重、利用墻身、利用樁（杠桿支點、力點、重物加載點位置必須明確，確定杠桿比例或放大率）(2).液壓加載法（利用液壓加載裝置進行加載）.最普通液壓加載裝置：液壓千斤頂 工作原理：高壓油泵將有壓力的液壓油壓入液壓加載器的工作油缸，使其推動活塞，對結(jié)構(gòu)施加荷載。.根據(jù)帕卡斯原理，荷載值由油壓表示值和加載器活塞受壓面積求得或者液壓加載器與荷載承力架直接的測力傳感器直接測讀和記錄。.液壓加載系

29、統(tǒng)+試驗機架=試驗機-液壓操縱臺、大噸位液壓加載器（2000噸以上）、機架（3m左右）三部分組成（比較典型的是結(jié)構(gòu)長柱試驗機，對柱墻板氣體借點和梁受壓受彎進行試驗）.電液伺服裝置+液壓加載系統(tǒng)=電液伺服加載系統(tǒng)（模擬控制裝置和計算機控制試驗的加載全過程） 電液伺服系統(tǒng)目前采用閉環(huán)控制。電液伺服加載器+控制系統(tǒng)+液壓源=電液伺服系統(tǒng)。指定發(fā)生器發(fā)出的指令信號和反饋信號比較的差值為誤差信號，放大后可用來控制伺服閥操縱液加載活塞的工作，完成全系統(tǒng)閉環(huán)控制。(3).機械力加載法常用機具：吊鏈、卷揚機、絞車、花籃螺絲、螺旋千斤頂、彈簧前3個主要配合鋼絲或繩索對結(jié)構(gòu)施加拉力，與滑輪組合改變作用力大小和方向（拉力大小用拉力測力計測定）螺旋千斤頂利用齒輪和螺桿式渦輪蝸桿機構(gòu)傳動原理，手搖手柄帶動螺旋桿上升對結(jié)構(gòu)施加頂推壓力。彈簧加載法用于持久荷載試驗。(4).氣壓加載法試件上制作一密封容器或在試件和加載裝置之間放一氣囊，充氣后借住容器或氣囊壓力對試件表面施加均布荷載。2.動力加載設(shè)備(1).慣性力加載法特點：.荷載作用時間短促.荷載作用下使被加載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生有阻尼自由衰減運動.用于進行結(jié)構(gòu)動力特性試驗。(2).離心力加載法偏心激振器是最常見離心力加載設(shè)備（不能對結(jié)構(gòu)進