第二讲_结构试验设计.ppt

学习目的和要求:? 理解和掌握试验设计中试件设计、荷载设计和观测设计三个主要部分的内容和它们之间的相互关系，以及如何控制结构试验可能产生的各种误差。 2.2.2 试件尺寸 试件尺寸的制约因素：（1） 尺寸效应 普通混凝土抗压强度试验尺寸效应： （2） 构造要求（3） 试验设备（4） 试验费用 砖砌体抗剪强度试验分析因子与水平数 2.2.3 试件数量 （1）生产性试验 （2）科研性试验 单因素 根据因素的水平数来确定试件数量； 多因素 例如： 2.2.3试件数量（续） A 全面试验法——各个因子与水平数之间全面组合； 试验数=水平数因子数 砖砌体抗剪强度试验数据 2.2.3试件数量（续） A 全面试验法（续） 表2-1 分析主要因子与试件数 2.2.3 试件数量（续）B 正交试验设计法——用正交表来安排试验并进行数据分析的方法L4(23) 2.2.4 结构试验加载对试件设计的要求 加载对试件设计的要求 2.2.4 结构试验对试件设计的要求(续) 测试对试件设计的要求有： （1）预留观测孔； （2）预埋应变计等。 2.3 结构试验的模型设计 2.3.1 模型的相似要求和相似常数 一、几何相似 二、质量相似 三、荷载相似 四、物理相似 五、时间相似 六、边界条件相似 七、初始条件相似 2.3.1 模型的相似要求和相似常数（续） 例题 1 已知模型试验梁，某截面弯矩Mm=10kN·m，应力σm=32MPa，根据模型设计相似条件Sp=1/3，Sl=1/4，求原型构件相应截面处的弯矩和应力。 2 某科研性试验，当研究某一性能指标时，要考察三个主要影响参数，而每个参数又有A、B两种工作状态，试按全面试验法确定试件的数量，并写出影响参数，工作状态的组合关系。 2.3.2 模型设计的相似条件 1 结构静力试验模型的相似条件 2.4 结构试验荷载设计 2.4.1试验加载图式的选择与设计 解： 1）均布荷载作用下，跨中弯矩M均=ql2/8； 三分点等效集中荷载作用下，跨中弯矩M等=Pl/3； 依题意有M均= M等，可得：P=3ql/8 2）三分点等效集中荷载作用下，跨中挠度 f等=23Pl3/648EI 将P=3ql/8代入上式得： f等=23ql4/1728EI=0.0133ql4/EI ‥‥‥‥‥‥① 均布荷载作用下，跨中挠度 f均=5ql4/384EI=0.0130ql4/EI ‥‥‥‥‥‥‥② 联立① ②两式得： f均=0.98 f等 2.4.2试验加载装置的设计 试验加载装置的基本要求： (强度)满足最大试验荷载的要求，加载装置的承载能力总要求提高70%左右； (刚度)满足自身刚度的要求； (受力条件)符合试验结构的受力条件，能模拟试验结构的边界条件和变形条件；(见下页图) (支承条件)满足试件的支承条件； (简单)构造简单，加工、组装方便。 2.4.2试验加载装置的设计(续) 2.5 结构试验的观测设计 2.5.1观测项目的确定 2.5.2 测点的选择与布置 (1)满足试验目的的前提下，宜少不宜多； (2)测点的位置要有一定的代表性，以便分析和计算；(布置控制测点) (3)布置校核性测点； (4)测点的布置应便于试验时操作和测读。 2.5.3仪器的选择与测读的原则 1 仪器的选择 (1) 最小刻度值； (2) 量程； (3) 测读记录速度； (4) 仪器品种要尽可能少； (5) 注意仪器使用中的限制条件。 2 测读 (1) 试验前测读初始读数； (2) 全部仪器的读数必须同时进行； (3) 观测时间； (4) 当持荷时间较长时，按规定的时间间隔测读多次 (5) 测读数据的同时，记录周围的温度。 作业 静力模型试验中，若几何相似常数Sl=1/4，线荷载相似常数Sw= 1/10，求原型结构和模型结构材料弹性模量的相似常数SE。 2.4.3 试验的加载制度(续) 低周反复加载静力试验的一种加载制度 * 第二章 结构试验设计 主要内容: ?? 2.1 结构试验设计概述 ?? 2.2结构试验的试件设计 ?? 2.3 结构试验的模型设计 ?? 2.4 结构试验荷载设计 ?? 2.5 结构试验的观测设计 ?? 2.6 材料的力学性能与结构试验的关系 ?? 2.7 结构试验大纲和试验基本文件 2.1 结构试验设