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第四章 结构试验设计 第四章 结构试验设计 4.1 结构试验的概述 4.2 结构试验的试件设计 4.3 结构试验的模型设计 4.4 结构试验的荷载设计 4.5 结构试验的观测设计 4.6 材料的力学性能与结构试验的关系 4.7 结构试验大纲和试验基本文件 4 . 1 结构试验的概述 结构试验全过程包括： 结构试验设计、结构试验准备、结构试验实施和结构试验分析等主要环节。 结构试验设计: 对结构试验进行全面的设计与规划； 设计的计划和试验大纲对试验起着统管全局和具体指导的作用。 全局性的一项工作,包括: 试验大纲； 试件设计； 试件加载设计；安全性； 考虑试件的制作； 加载量测方法等； 结构试验准备 包括： 试件制作、安装；材质测定；测试仪器的检测及率定； 结构试验实施 包括： 试验加载，试验反应观测和数据采集； 结构试验分析 包括： 数据处理、结构参数识别、结构破坏机制分析、结构性能与承载力分析。试验报告编制 结构试验大纲和试验基本文件。 试验设计的主要内容 （以简支梁试件设计为对象） (1) 确定试验参数： 结合试验经费与时间，进行试件设计。 ? 如适筋梁试验：强剪弱弯原则、板的抗剪问题、梁截面尺寸的确定、经济配筋率问题。 (2) 加载设计： 支承条件、加载方式（等弯矩段）、加载设备、加载制度（荷载与位移混合控制）。 (3) 观测设计： P-Δ、挠度、裂缝、应变、曲率等。尽可能多地测量内容，充分利用试验。 总之，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，按照试验的任务制订的试验计划与大纲，并通过试验计划与大纲的执行来实现与完成提出的要求。 缩尺模型与足尺模型 试件可取实际结构整体或一部分，即可进行真型试验，也可进行缩尺模型试验。 由于真型结构试验规模大、试验设备的容量和费用也大，所以大多数情况下还是采用缩尺的模型试验。 缩尺模型必须满足严格的相似条件。 试件设计的内容及要求 内容： 试件形状的选择、试件尺寸与数量的确定、构造措施等； 要求： 结构与受力的边界条件、试验的破坏特征、试验的加载条件。 最后以最少的试件数量获得最多的试验数据，反映研究的规律满足研究任务的需要。 试件设计的内容： (1)试件形状 最重要的目的是要造成和设计目的相一致的应力状态。局部构件取出后要注意边界条件模拟及受力情况。 基本原则：受力条件和边界条件的模拟。 如框架节点的试验方案，板柱结构的受力特征（板带宽度的选取）。 (2)试件尺寸 静力试验试件的合理尺寸应该是不大不小（国外混凝土试件可以小到几厘米，大尺寸可以大到结构物真型）， 如太小的试件要考虑尺寸效应（尺寸效应就是指模型尺寸减小，强度略有所提高的现象），太大没必要。 在满足构造模拟要求的条件下，局部性的试件尺寸可取真型的四分之一到一，整体性的结构试验试件可取十分之一到二分之一。 国内采用框架截面尺寸为真型的1/4—1/2，框架节点为真型的1/2—1； 剪力墙方面单层墙体的外形尺寸为80cm×100cm—178cm×274cm，多层的剪力墙为真型的1/10—1/3; 砖石和砌块的砌体一般为真型的1/4—1/2; 如：混凝土抗压强度试验 100×100×100 0.95 150×150×150 1.0 200×200×200 1.05 （3）试件数目 生产性试验：一般按照试验任务的要求有明确的对象。 如：预制厂生产的一般工业与民用建筑钢筋混凝土和预应力混凝土预制构件的质量检验与评定，可以按照《预制混凝土构件质量检验评定标准》GBJ321—90中结构性能检验规定，确定试件数目。 按《标准》GBJ321—90规定成批生 产的构件，应按同一工艺，正常生产的1000件，但不超过三个月的同类型产品为一批（不足1000件者亦为一批），在每批中随机抽取一个构件作