第8章-建筑结构试验数据处理基础[34页].pptx

第8章建筑结构试验数据处理基础

8.1概述 在建筑结构试验后(有时在结构试验中)，对采集得到的数据进行整理换算、统计分析和归纳演绎，以得到代表结构性能的公式、图像、表格、数学模型和数值等，这就是数据处理。采集得到的数据是数据处理过程的原始数据。例如，把应变式位移传感器测得的应变换算成位移值，由测得的位移值计算挠度，由应变计测得的应变得到结构的应力，由结构的变形和荷载的关系可得到结构的屈服点、延性和恢复力模型等，对原始数据进行统计分析可得到平均值等统计特征值，对动态信号进行变换处理可以得到结构的自振频率等动力特性等。结构试验时采集得到的原始数据量大并有误差，有时杂乱无章，有时甚至有错误；所以，必须对原始数据进行处理，才能得到可靠的试验结果。数据处理的基本流程见下图。数据处理内容与步骤流程图

8.2结构试验数据的整理和换算 在数据采集时，由于各种原因，会得到一些完全错误的数据。例如，仪器参数(如应变计的灵敏系数)设置错误而造成数据出错，人工读数时读错，人工记录时的笔误(数字错或符号错)，环境因素造成的数据失真(温度引起应变增加等)，测量仪器的缺陷或布置错误造成数据出错，或者测量过程受到干扰(仪器被人碰了一下)造成的错误等。这些数据错误一般都可以通过复核仪器参数等方法进行整理，加以改正。采集得到的数据有时杂乱无章，不同仪器得到的数据位数长短不一；应该根据试验要求和测量精度，按照有关的规定(如国家标准《数值修约规则与极限数值的表示》（GB/T8170-2008）)进行修，把试验数据修约成规定有效位数的数值。数据修约时应按下表的规则进行：处理方法处理规则四舍五入即拟舍弃数字小于5时，则舍去，大于5时则进1，等于5时，若保留的末位数字为奇数(1，3，5，7，9)则进1，为偶数(2，4，6，8，10)则舍去。例如，将12.1498修约到一位小数，得12.1。将11.68和11.502修约成两位有效数，均为12。负数修约负数修约时，先将它的绝对值按上述规则修约，然后在所得值前面加上负号。例如，将-0.04850和-0.04852修约到0.001，均得-0.049。拟修约数值拟修约数值应在确定修约位数后一次修约获得结果，不得多次按上述规则连续修约。例如，将15.4546修约到15，正确的做法为15.4546→15，不正确的做法为15.4546→15.455→15.46→15.5→16。数据修约规则

8.2结构试验数据的整理和换算 采集得到的数据有时需要进行换算，才能得到所要求的物理量。常见具体换算如下：（1）应变到应力的换算应根据试件材料的应力-应变关系和应变测点的布置进行。（2）受弯矩和轴力等作用的构件，采用平截面假定，其某一截面上的内力和应变分布如图所示。根据三个不在一条直线上的点可以决定一个平面，只要测得构件截面上三个不在一条直线上的点处的应变值，即可求得该截面的应变分布和内力截面内力应力分布

8.2结构试验数据的整理和换算 （3）简支梁的挠度、挠度曲线可由位移测量结果得到，见下图。梁受力变形后，支座1和支座2也发生位移Δ1和Δ2，距离支座1x处的挠度为总位移减去由于支座位移引起在处的位移。简支梁的变形注：直线c∥c’，b∥b’可得和的计算式如下：特别，当计算跨中挠度时，令，得：式中，Δ(1/2)为跨中位移测量结果，f(x=1/2)为跨中挠度。

8.2结构试验数据的整理和换算 （4）悬梁臂的挠度和转角可由测量结果计算得到，见下图。梁受力变形后，支座处也有位移和转角，距离支座为x处的挠度为总位移减去由于支座移动引起在处的位移。可得到和的计算式如下：梁在x处的转角可由图中的几何关系得到，测量得到在处的总转角(切线与梁原轴线的夹角)，支座转动引起在x处的转角为α1，梁在处的转角β(x)为：悬臂梁的变形

8.2结构试验数据的整理和换算 （5）梁的曲率可由位移测量或转角测量结果计算得到。位移测量方法为：在梁的顶面和底面布置位移测点，测量标距为l0的两点的相对位移；梁变形后，由于弯曲引起梁顶面的两个测点产生相对位移，引起梁底面的两个测点产生相对位移，由此可得在标距内的平均曲率：转角测量方法为：在梁高的中间布置两个转角测点，它们之间的距离为l0；梁变形后，由于弯曲引起测点处截面1和截面2产生转角α1和α2，由此可得在标距内的平均曲率为：上面曲率计算中，所用位移和转角均以下图中所示的方