中南大學(xué)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課件第1章 緒論

1、結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中南大學(xué) 土木工程學(xué)院王漢封一、緒論一、緒論結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專業(yè)的一門專業(yè)課程主要講授的是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)相關(guān)的和結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)理論數(shù)值模擬一、緒論一、緒論課程特點(diǎn)：課程特點(diǎn)： 涉及面廣，實(shí)踐性強(qiáng)。測試技術(shù)、力學(xué)、物理、機(jī)械、計(jì)算機(jī)及控制和專業(yè)知識(shí)。學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)方法 1）重視理論知識(shí)和技術(shù)知識(shí)的學(xué)習(xí)。 2）重視實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)、勤于親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)。一、緒論一、緒論1.1 1.1 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)理論間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)理論間的關(guān)系：理論指導(dǎo)試驗(yàn)，試驗(yàn)驗(yàn)證理論，二者相互促進(jìn)。試驗(yàn)有助于走出理論分析的困境。理論分析能解決一些有限的簡單問題，但對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)、復(fù)雜荷載、應(yīng)力集中和非勻質(zhì)材料等問題，僅靠理論解析

2、方法求解十分困難，只有借助于試驗(yàn)方法得出計(jì)算經(jīng)驗(yàn)公式。一、緒論一、緒論1.1 1.1 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)理論間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)理論間的關(guān)系： 例例11 受彎梁截面內(nèi)應(yīng)力分布的研究，前后經(jīng)歷了二百多年的時(shí)間，該過程說明了在中的重要作用和地位。1638年，伽里略提出截面年，伽里略提出截面應(yīng)力均勻分布。應(yīng)力均勻分布。1684年，德國數(shù)學(xué)家萊布年，德國數(shù)學(xué)家萊布尼茲提出三角形分布。尼茲提出三角形分布。1713年，年，法國巴朗提出中法國巴朗提出中性層分布，認(rèn)為截面上同性層分布，認(rèn)為截面上同時(shí)存在拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。時(shí)存在拉應(yīng)力和壓應(yīng)力。1767年，法國容格密里首次試驗(yàn)證明梁斷面上壓應(yīng)力的存在。年，法國容格

3、密里首次試驗(yàn)證明梁斷面上壓應(yīng)力的存在。該試驗(yàn)被譽(yù)為該試驗(yàn)被譽(yù)為“”。硬木塊硬木塊F1821年，法國科學(xué)院院士拿維葉從理論推導(dǎo)出材料力學(xué)上的年，法國科學(xué)院院士拿維葉從理論推導(dǎo)出材料力學(xué)上的受彎公式：受彎公式：My I一、緒論一、緒論1.2 1.2 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與數(shù)值模擬間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與數(shù)值模擬間的關(guān)系：目前，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬的方法幾乎幾乎已經(jīng)可以應(yīng)用到。一、緒論一、緒論1.2 1.2 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與數(shù)值模擬間的關(guān)系：結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與數(shù)值模擬間的關(guān)系：數(shù)值模擬必須在建立正確的前提下，才能得出精確結(jié)果。 在土木工程中，對于和某些的計(jì)算中，必須用試驗(yàn)方法加以驗(yàn)證或提供必要的參數(shù)。一、緒論

4、一、緒論1.3 1.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的意義與任務(wù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的意義與任務(wù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是研究和發(fā)展土木工程結(jié)構(gòu)、以及探索、的重要手段。一、緒論一、緒論1.3 1.3 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的意義與任務(wù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的意義與任務(wù)對結(jié)構(gòu)或?qū)嶒?yàn)對象，以為工具，利用各種實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在（重力、機(jī)械擾動(dòng)力、地震力、風(fēng)力）或（溫度、變形沉降）作用下，通過測試與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)（變形、撓度、位移、應(yīng)變、振幅、頻率）后進(jìn)行分析，從而對結(jié)構(gòu)的工作性能作出評價(jià)，對結(jié)構(gòu)的承載能力作出正確的估計(jì)，并為驗(yàn)證和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論提供可靠的依據(jù)。一、緒論一、緒論1.4 1.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類按試驗(yàn)?zāi)康模煞譃椤吧a(chǎn)性試驗(yàn)生產(chǎn)性試驗(yàn)”和“

5、科學(xué)研科學(xué)研究性試驗(yàn)究性試驗(yàn)”。以工程中實(shí)際結(jié)構(gòu)構(gòu)件為對象，通過試驗(yàn)或檢測對結(jié)構(gòu)作出技術(shù)結(jié)論。通常包括：（1）檢驗(yàn)或鑒定結(jié)構(gòu)質(zhì)量（2）判斷結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載力（3）處理工程事故、提供技術(shù)依據(jù)一、緒論一、緒論1.4 1.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類研究性試驗(yàn)是以研究和探索為目的、驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的假定，提出新的結(jié)構(gòu)理論，尋求新的合理的計(jì)算方法，或開發(fā)新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝而進(jìn)行的系統(tǒng)試驗(yàn)。通常包括： （1）驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論的假定（2）為制定設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)（3）為發(fā)展新結(jié)構(gòu)、新材料與新工藝提供經(jīng)驗(yàn)一、緒論一、緒論1.4 1.4 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類其他分類方法：按試驗(yàn)荷載的性質(zhì)分為：靜力

6、試驗(yàn)靜力試驗(yàn)和動(dòng)力試驗(yàn)動(dòng)力試驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)對象尺寸可分為：原型試驗(yàn)原型試驗(yàn)和模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)按試驗(yàn)時(shí)間長短分為：短期試驗(yàn)短期試驗(yàn)和長期試驗(yàn)長期試驗(yàn)按試驗(yàn)所在場地分為：實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和現(xiàn)場試驗(yàn)現(xiàn)場試驗(yàn)按試驗(yàn)是否破壞分為：破壞試驗(yàn)破壞試驗(yàn)和非破壞試驗(yàn)非破壞試驗(yàn)一、緒論一、緒論1.5 1.5 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序（1）制定試驗(yàn)規(guī)劃；（2）試驗(yàn)準(zhǔn)備；（3）試驗(yàn)加載；（4）試驗(yàn)資料整理分析和提出試驗(yàn)結(jié)論一、緒論一、緒論1.5 1.5 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序（1）制定試驗(yàn)規(guī)劃研究試驗(yàn)?zāi)康?、明確試驗(yàn)任務(wù)，查找資料，提出試驗(yàn)大綱： 試驗(yàn)?zāi)康?，確定試驗(yàn)測量的項(xiàng)目。 時(shí)間的設(shè)計(jì)與制作

7、要求。 試件的支承要求，加載裝置及加載方法。測量要求。安全措施組織分工及試驗(yàn)進(jìn)度經(jīng)費(fèi)預(yù)算及消耗材料用量，所需設(shè)備儀表清單輔助性試驗(yàn)內(nèi)容。主要指結(jié)構(gòu)所用材料的力學(xué)性能指標(biāo)。一、緒論一、緒論1.5 1.5 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一般程序（2）試驗(yàn)準(zhǔn)備復(fù)雜而細(xì)致，工作量大，占總試驗(yàn)的30% 50% 試件的制作試件的制作：數(shù)量、質(zhì)量、留樣、編號(hào)等 試件安裝就位試件安裝就位：支撐條件 安裝加載裝置安裝加載裝置：加載方式需保證荷載圖式與計(jì)算簡圖一致；并滿足穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確。 加載裝置、測試儀表標(biāo)定加載裝置、測試儀表標(biāo)定： 測試儀表安裝：測試儀表安裝：依據(jù)測試項(xiàng)目確定最優(yōu)方案 數(shù)據(jù)記錄表格的準(zhǔn)備數(shù)據(jù)記錄表格的準(zhǔn)備一、緒論一、緒論1.6 1.6 結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)展趨勢結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的發(fā)展趨勢 研究結(jié)構(gòu)試驗(yàn)荷載的模擬系統(tǒng)，提高量測精度和試驗(yàn)過程自動(dòng)化程度 加載系統(tǒng)的大型化，足尺模型試驗(yàn)。動(dòng)態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)的發(fā)展 研究新的測量技術(shù)：引用現(xiàn)代物理的新成就和其它先進(jìn)技術(shù)來解決應(yīng)力、位移、裂縫、內(nèi)部缺陷及振動(dòng)的量測問題 開展結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)理論、方法和結(jié)構(gòu)非破損試