第二章结构试验设计解读.ppt

结构模型设计 3.相似条件的确定方法 确定相似条件的方法有两类： 方程式分析法：物理现象已知，可以用数理方程式表示； 量纲分析法：物理现象未知，不能用数理方程式表示； (1).方程式分析法 求如图所示简支梁的相似条件 结构模型设计 梁跨中截面上的正应力： 梁跨中截面处的挠度： 原型与模型的相似判据： 由模型试验的结果可反推原型结构的结果 结构模型设计 (2).量纲分析法 量纲系统分为两类：质量系统、绝对系统；其相应的基本量纲分别为：长度、质量、时间和长度、力、时间；量纲的基本性质： A.两个物理量相等，是指不仅数值相等，而且量纲也要相同。 B.两个同量纲参数的比是无量纲参数，其值不随所取单位的大小而变。 C.一个完整的物理方程式中，各项的量纲必须相同，因此方程才能用加、减并用等号联系起来，这一性质称为量纲和谐。 D.组合量纲可以和基本量纲组成无量纲组合，基本量纲之间不能组成无量纲组合。一个组合量纲与其他量纲至少能够组成一个无量纲组合。 结构模型设计 结构模型设计 举例说明采用量纲分析法确定相似条件的步骤： 1、确定影响因素及量纲系统 2、根据π定理，改写成π函数方程 3、确定量纲矩阵 结构模型设计 4、确定相似条件 结构模型设计 4.结构模型设计 (1).结构模型设计的程序： A.选择适当的模型类型和模型材料； 模型类型分为：弹性模型、强度模型； B.确定相似条件 现选定模型材料，确定 ,然后据相似条件确定其他相似常数； C.确定模型尺寸 在确定模型尺寸要综合考虑试验目的、试验条件、模型制作工艺等因素来确定模型的几何相似条件。 D.模型的构造设计 采用构造措施目的是为了满足试验安装、加载、量测的需要或防止局部破坏或与试验目的不同的破坏形式。 深圳北站大桥结点光弹模型实验 结构模型设计 (2). 结构静力模型设计 结构模型设计 (3). 结构动力模型设计 结构模型设计 (5).模型材料及制作 (1).模型材料 A.模型材料应满足一下要求： a.保证相似要求 b.保证量测要求 c.材料性能稳定 d.徐变小 e.便于加工制作 (2).弹性模型材料 材料性能尽可能满足弹性理论假定； A.金属材料 B.塑料 C.石膏 (3).强度模型材料 A.模型用混凝土； B.模型用钢材 C.模型中钢筋与混凝土之间的粘结性能模拟 D.模型用砌块 黏土烧结砖 生石膏 结构模型设计 (4). 模型制作 A.混凝土结构模型 B.砌体结构模型； C.金属结构模型； D.有机玻璃模型 E.模型用砌块 (5). 模型试验注意问题 A. 模型制作的精度问题 B.材性试件尺寸； C.试验环境； D.荷载 E.量测 模型钢筋 同济大学结构实验室 谢谢！ 第二章 结构试验设计 安徽工业大学建工学院 试 验 设 计 第二章 试验设计 本章重点：1．理解结构试验设计中试件设计、荷载设计和量测设计三个主要部 分的内容以及它们之间的相互关系； 2. 在试件设计中要注意尺寸效应的影响，要考虑边界条件的模拟和 满足试验加载、量测的要求。 1、工程结构试验流程 结构试验设计是整个结构试验中极为重要的并且带有全局性的一项工作。它的主要内容是对所要进行的结构试验工作进行全面的设计与规划，从而使设计的计划与试验大纲能对整个试验起着统管全局和具体指导作用。 工程结构试验是一项细致而复杂的工作．因此必须进行很好的组织与设计，按照试验的任务制定试验计划与大纲，并通过试验计划与大纲的执行来完成。在整个试验工作中．试验人员必须严肃认真，不然不仅无法实现预期的试验目的，而且会带来人力、物力与时间的浪费、影响试验结果，甚至导致整个试验的失败或发生安全事故。只有在试验前做好试验的筹备工作对试验过程中可能出现的情况事先有所估计，并采取相加措施，及时整理分析并充分利用所取得的试验成果，才能够做到使用最小的试验耗费取得最大的研究成果。 试 验 设 计 结构试验流程图 试 验 设 计 2、工程结构试验试件设计 试件设计包括试件形状的选择、试件尺寸和数量的确定及构造措施的研究考虑，应满足结构与受力的边界条件、试验的破坏特征、试验加载条件的要求，以最少的试件数量获得最多的试验数据，满足任务要求。 (1). 试件形状 目