建筑結(jié)構(gòu)試驗講稿

第5章

建筑結(jié)構(gòu)試驗相似模型設(shè)計基礎(chǔ)5.1概述縮尺模型和相似模型5.1.1模型試驗的優(yōu)點1）經(jīng)濟性好。2）針對性強。3）數(shù)據(jù)準確。圖5.1分析方法的比較5.1.2模型試驗的應(yīng)用范圍1）代替大型結(jié)構(gòu)試驗或作為大型結(jié)構(gòu)試驗的輔助試驗。2）作為結(jié)構(gòu)分析計算的輔助手段。3）驗證和發(fā)展結(jié)構(gòu)設(shè)計理論。4）與計算分析互為補充有時尚需足尺試驗5.2相似概念5.2.1相似的含義5.2.2相似量的表達1.幾何相似（5.1）2.荷載相似3.時間相似4.質(zhì)量相似5.邊界條件相似(一般用相同來保證)6.初始條件相似(初始速度、加速度等)（5.2）（5.3）（5.4）5.3相似原理5.3.1性質(zhì)定理1相似第一定理定理描述現(xiàn)象相似，單值條件相同，相似指數(shù)等于1，C=1解釋：相似常數(shù)相似指數(shù)2相似第二定理定理描述現(xiàn)象相似，相似準數(shù)恒定不變，即給定的現(xiàn)象∏=不能改變的量（模型律）解釋相似準數(shù)特點：唯一、不同現(xiàn)象有不同的常數(shù)、表示成冪函數(shù)的組合。要區(qū)別相似常數(shù)、相似指數(shù)和相似準數(shù)3相似第三定理現(xiàn)象相似，相似準則和相似指數(shù)一一對應(yīng)，構(gòu)成也對應(yīng)4相似第四定理現(xiàn)象相似，則基本物理量的種類數(shù)等于基本量綱的個數(shù)。5相似第五定理現(xiàn)象相似，若描述現(xiàn)象的物理量個數(shù)為n，其中基本物理量的種類數(shù)為k。那么，基礎(chǔ)物理量的個數(shù)則為k，函數(shù)物理量的個數(shù)=相似準則的個數(shù)=（n-k）FmtSaF11000T0210-2L0-1011圖5.2基本量綱與基礎(chǔ)物理量數(shù)量關(guān)系圖5.3.2推論及判定定理5.3.3定理的相互配合關(guān)系5.4量綱（量的種類）分析5.4.1量綱的基本性質(zhì)量綱具有以下的性質(zhì)1）兩個物理量相等，是指不僅數(shù)值相等，而且量綱也要相同。2）兩個同量綱參數(shù)的比是無量綱參數(shù)，其值不隨所取單位的大小而變。3）一個完整的物理方程式中，各項的量綱必須相同，因此方程才能用加、減并用等號聯(lián)系起來，這一性質(zhì)稱為量綱和諧。4）組合量綱可以和基本量綱組成無量綱組合，基本量綱之間不能組成無量綱組合。一個組合量綱與其他量綱至少能夠組成一個無量綱組合。5.4.2基礎(chǔ)物理量的條件1）基礎(chǔ)物理量必須有量綱存在；2）同一相似現(xiàn)象中的基礎(chǔ)物理量的量綱不得重復(fù)；3）量綱不得缺項；4）待測物理量不宜列為基礎(chǔ)物理量；5）基礎(chǔ)物理量的量剛用最簡單的類型。5.4.3量綱分析舉例簡支梁受集中力：在絕對系統(tǒng)中，用基本量綱來表示這些量的量綱：設(shè)P，L為基礎(chǔ)物理量5.5模型設(shè)計以研究高層建筑的振動為例確定影響結(jié)構(gòu)性能的物理量:L,δ,σ,ε,E,ρ,q,ω,ξ,a,ωg2.確定基礎(chǔ)物理量，略去零量綱物理量3.寫出量綱矩陣4.求出相似準則（5.20）1.根據(jù)性質(zhì)定理三，確定相似指數(shù)（5.21）（5.22）2.根據(jù)試驗材料和試驗?zāi)芰泶_定設(shè)計試件尺寸3.根據(jù)相似指數(shù)，確定相似常數(shù)（5.23）（5.24）4.設(shè)計試驗方案Cl，CE=1,Cρ=1第6章

建筑結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)

6.1概述

數(shù)據(jù)處理：整理和換算；誤差分析；數(shù)據(jù)表達6.2數(shù)據(jù)整理和換算6.3數(shù)據(jù)誤差分析6.3.1統(tǒng)計分析的概念1.平均值（1）算術(shù)平均值（2）幾何平均值（3）加權(quán)平均值2.標準差（反映了離散和偏離）（6.1）（6.2）（6.3）（6.4）3.變異系數(shù)4.隨機變量和概率分布（近似由頻率分布表示）（6.5）（6.6）圖6.掏1長頻率直峰方圖和求累計頻窯率圖正態(tài)分布哭概率嗓密度分布獵函數(shù)為：其分布核函數(shù)為夜：（6.7嚇）（6.講8）圖6.2綁正態(tài)哭分布密度展函數(shù)圖及筐其特點6.3.財2誤差的分獨類1.徐系統(tǒng)頓誤差及捷其特點固定原因漢造成的，被規(guī)律性存胡在，來源碧：方法、膽工具、或環(huán)境、任操作、雷主觀認土識等要找出擴原因才哥能消除（6.河9）（6.躲10）2.遺隨機猾誤差及浴其特點偶然因素苗造成，符腰號變化無繡常，服從頭正態(tài)分布癥，可以用歷統(tǒng)計方法柳或增加次布數(shù)消除。3.慌過失葉誤差及渠其特點6.3觀.3憐誤差粱計算誤差的平切均值為：誤差的標揪準值為：變異系數(shù)降為：6.3葡.4俱誤差叔傳遞（1）難代數(shù)村和:y通=x1時+x2滾+x3清……（2）暗乘法:y切=x1X充x2….劃.（6.握15）（6.1情6）（6.1掏7）（3）成除法:y聰=x1/繡x2（4）角冪函漲數(shù):（5）邪對數(shù)（6.嫩18）一般的：6.3.滔5誤寒差的檢驗1.性系統(tǒng)雨誤差的裂發(fā)現(xiàn)和拌消除固定的細系統(tǒng)誤李差和變飼化的系身統(tǒng)誤差可以從離頻率和喂偏差上享判斷2.概隨機誤差通常認為素隨機誤差獲服從正態(tài)巖分布，它塊的分布密望度函數(shù)為羅：特點表6.1魄與某良一誤差范雞圍對應(yīng)的彎概率3.哥異常襖數(shù)據(jù)的滅舍棄常用的趙判別范由圍和鑒島別方法黃如下：（1）短3σ(3役S)方法。（2）眼肖維納誤（Ch嶄auv僚ene爸t）方損法。（3）格扯拉布斯（散Grub蘿bs）方陽法。下面以例貧題的形式幼加以說明遵：【例題模】測定釋一批構(gòu)夫件的承技載能力孤，得4撕52低0、4體46賞0、4鮮61咸0、4婚54植0、4俊55管0、4擺49餅0、4革68拳0、4細46壘0、4杠50紅0、4咬83法0（單穩(wěn)位：N涂·界m），敵問其中若是否包靈含過失炎誤差？【解】園求平均總值：（1）搏按3σ準則，如屈果符合晨則題認為臨包閥括過失誤欠差而把它淚剔除，因產(chǎn)為所以,湯數(shù)據(jù)4搭83庸0應(yīng)保倉留。（2）按肉肖維納（準Chau掙vene道t）準則撕方法，如吹果符蒼合售則認地為揮包括過真失誤差而轉(zhuǎn)把它剔除減，因為n=10，查表6陶.2得所以,攪數(shù)據(jù)4蛾83英0應(yīng)剔忘除。（3）縮慧按格拉艘布斯（毯Gru丘bbs凡）準則莫方法，如果符宴合奮則折認為即包春括過失瀉誤差而秀把它剔慈除，因菊為n=10，捏取α=0.0獄5，查表消6.3得所以,數(shù)其據(jù)48趟30應(yīng)剔朵除。若取α=0.0然1，查表惠6.3得所以,數(shù)程據(jù)48捕30應(yīng)保論留。6.4捕數(shù)柱據(jù)的表普達6.4金.1捧表格險方式匯總表莊格、關(guān)訂系表格表格的朝基本要甜求例如：表6.4晨設(shè)計捎應(yīng)力狀態(tài)鵲下各試件物的承載力驅(qū)及撓度6.4.柱2圖齊像方式用于規(guī)律蔽性的分析搜，表達變徑量之間的魯關(guān)系1.衛(wèi)曲線圖的明基本要求對有異忘常的線配段，采捐用三點椒滑動平奶均法進午行光滑投處理2.看形態(tài)甩圖的特桌點：表振達非數(shù)振值的形幼態(tài)包括照片恩和繪圖3.些直方圖和冰餡餅形圖統(tǒng)計分皆析用，立數(shù)據(jù)直餅觀，能塵顯示分里布規(guī)律圖6.丟3先圓形截膛面預(yù)應(yīng)捐力木梁筑荷載-晴撓度曲旺線圖6.膝4定矩形截故面預(yù)應(yīng)灣力木糖梁荷載射-撓度鹽曲線6.4.日3函熱數(shù)方式確定近似孕函數(shù)形式滾，求系數(shù)刮值1.寺確定衡函數(shù)形策式直線或多究項式：其他形冒式判斷趨汗勢、考亡察特點強（原點廳、漸進摟線、極駁值點等譽）2.叉求函祝數(shù)表達兆式的系助數(shù)（1）貿(mào)回歸分蓄析，以徹求試驗版結(jié)果與包數(shù)值盡寫可能接愛近（6.2甚3）（6.2攤4）（6.旺25）由最小膝二乘法寬，得到（2）一余元線性回松歸分析。相對的名偏差平裹方之和Q為：（6.2戲6）（6.從27）（6.互28）相關(guān)系數(shù)（6.秩29）（3）殺一元非黃線性回鏡歸分析愚。（4）巷多元線受性回歸亡分析。（5）隔系統(tǒng)識冊別方法（6.泳30）（6.耀31）6.5阻學(xué)術(shù)論味文寫作格傭式6.5.乎1試搏驗研究的敵特點1.貴試驗猛研究的騾含義2.析試驗研究繭的共性試驗對捷象、試移驗設(shè)備廳、試驗備技術(shù)6.5學(xué).2凍論文搞的組成燃及其功拼能題目、慈署名、供摘要、干關(guān)鍵詞璃、分類樸代號、生主體、誤致謝、作參考文翠獻等6.5弟.3千主體勇的組成湊及其功潮能1.賤引言辯部分2.撐正文部分3.叼結(jié)論角部分6.5.壞4正畜文的組成六及其功能1.排試驗概況主要功茄能標題形式主要內(nèi)名容（1）鏟試驗材寺料。（2）考試件制宿作。（3）遣試驗方曉法。（4）試乎驗裝置。（5）試捕驗技術(shù)。2.縮慧試驗肥結(jié)果主要功能標題形溫式主要內(nèi)章容表現(xiàn)方式敘述手法3.視結(jié)果分析主要功么能標題形未式主要內(nèi)容6.5肥.5評論文仿寫作格燭式小結(jié)圖6.齊5貿(mào)科技期請刊學(xué)術(shù)腔論文的晨結(jié)構(gòu)組袖成關(guān)系項示意圖6.5坦.6偶論文有結(jié)構(gòu)特歪點分析梢實例題目署名提要關(guān)鍵詞1集前撐言2展試驗概限況圖6.蘿6徹雀替構(gòu)遲造示意典圖堂圖6雅.7只試驗狡裝置示怖意圖庭1.瓜款柱2色.雀替既3.析順水梁觸1.順拴水梁均2.雀雖替3痰.百分吃表4術(shù).應(yīng)變兆片3試驗結(jié)果圖6.扮8策雀替順甜水梁力頸-應(yīng)力維關(guān)系圖圖6.9叉雀替肥順水梁力飲-撓度關(guān)源系圖4準結(jié)果分粗析4.1搜兩類試座件的傳統(tǒng)負設(shè)計計算腐方法圖6.培10秤試件冬計算簡竄圖普通順晶水梁：雀替順掘水梁：（1）（2）圖6.秤11袋雀替殘梁變形懲示意圖4.2悶雀替對兔結(jié)構(gòu)性能畏影響的定涉性分析圖6.1違2雀確替拱形成米分析示意臉圖5典雀替構(gòu)雄造6林結(jié)語圖6.1蠢3雀覆替構(gòu)造詳計圖

1.喂檁條2齊.上雀替站3.瓜如柱

4.幕下雀替蠻5.順水徹梁表6.9今雀替韻的正確構(gòu)鏈造和錯誤墻構(gòu)造比較賣表第7章辮結(jié)構(gòu)試驗謝科研示例試驗1春鋼筋混灶凝土連續(xù)私梁調(diào)幅限律值的試驗嬌研究一、試驗柱目的二、試件礦設(shè)計圖7.凳1猛截面尺握寸及加拴載圖形表7.付1公試件一項覽表圖7.植2翅兩跨連繪續(xù)梁試頸件配筋飾圖三、試件長制作四、儀表隙布置圖7.展3能儀器儀堪表布置耍圖圖7.企4傘支座及土加載裝渾置五、試件寒支座、安暈裝及加載六、試驗桿結(jié)果1.推破壞爬特征與速極限承丑能力圖7.5夾裂縫租分布及破湊壞形態(tài)圖圖7.6茅荷載旁-彎矩（P-M）曲線2.測試分記錄圖7.7戲荷載作-撓度（P-ω）曲線圖7.8短荷載討-裂縫寬裁度（P-c）曲線圖7.9烏荷載襖-鋼筋應(yīng)舅變（P-εg）曲線圖7.昌10籍荷載剛-混凝陽土壓應(yīng)豬變（P-εh）曲線圖7.漏11小使山用荷載董下的裂賴縫寬度哲-彎矩花幅值（c-δ）關(guān)系圖7.貌12壓湊區(qū)高度貴系數(shù)-模彎矩調(diào)踢幅值（ξ-δ）關(guān)系七、試嗽驗結(jié)果倦分析（需略）試驗2俗框筒結(jié)撕構(gòu)動力分萍析方法的圈模型試驗佩研究一、試驗柏目的及試爆驗內(nèi)容1.武試驗?zāi)蚰康?.異試驗