结构模型试验.ppt

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1、关于量纲分析法的若干说明对某一问题用量纲分析法求相似判据时，要正确认定哪些物理量与研究问题有关，并在量纲分析时将它们都考虑到；对一个复杂的物理问题，必须进行深入的研究，有比较正确的了解，才能进行量纲分析；对物理方程未知的物理现象，量纲分析是求得相似判据的唯一方法；量纲分析法没有考虑物理现象的单值条件，由判据方程得出的相似条件是使现象相似的必要条件。相似第三定理两个现象相似的必要和充分条件——在几何相似系统中，如两现象由文字结构相同的物理方程描述，它们的单值条件相似，单值量对应成比例，且单值量的判据相等，则两现象相似。所谓单值条件是在同一类的一群现象中，把一

2、个具体现象区分出来的那些条件（几何性质、初始状态、边界条件、重要的物理参数）。结构模型设计模型的分类弹性模型——试验目的获得原型结构在弹性阶段的资料强度模型——试验目的是预计原型结构的极限强度以及在各级荷载直到破坏荷载时的性能弹性模型用以验证结构设计计算方法的正确性，为设计提供某些参数模型材料不一定与原型完全相似不能预计原型结构在荷载作用下的非线性性能（混凝土开裂、钢筋屈服后的性能）强度模型较多用于钢筋混凝土结构非弹性性能研究试验的成功与否取决于模型材料与原型材料的相似程度对于小比例模型只能做到不完全相似（材料相似难以满足）相似常数的确定先确定SL，然后确

3、定SE和S，再确定其它相似常数。静力弹性模型——先确定SL和SE，其它常数是SL和SE的函数，或等于1。强度模型——对材料相似要求严格（-曲线）动力模型——要求考虑材料密度相似和时间相似，对模型材料的E和要求严格，在Sg=1时，Emp(要求采用附加质量的方法解决材料密度相似）模型设计步骤根据任务明确试验的具体目的，选择模型的类型在对研究对象进行理论分析和初步估算的基础上，用方程式分析法或量纲分析法确定相似判据（）假定模型的几何尺寸，定出相似常数SL根据相似判据确定各有关的相似常数设计绘制模型施工图结构静力试验模型结构静力试验模型的

4、相似要求钢筋混凝土结构静力试验模型的相似砖石结构静力试验模型的相似静力试验模型的相似要求物理条件相似——要求模型与原型的相应各点应力和应变之间的关系相同（法向应力、弹性模量、法向应变、剪应力、剪切弹性模量、剪切应变、泊松比）几何条件相似——要求模型与原型各相应部位的长度互成比例（长度、位移、应变）边界条件相似——要求模型与原型在与外界接触的区域内的各种条件保持相似静力试验模型的相似指标根据物理相似根据几何相似静力试验模型的相似指标根据边界条件相似集中力或剪力线荷载面荷载弯矩或扭矩钢筋混凝土结构静力试验模型的相似受集中荷载的受弯构件模型应力与原型应力相等荷载

5、弯矩剪力挠度钢筋混凝土结构静力试验模型的相似受集中荷载的受弯构件2.模型挠度与原型挠度相等荷载弯矩剪力应力钢筋混凝土结构静力试验模型的相似结构自重影响模型应力与原型应力相等则因为所以模型材料密度必须比原型高，这是模型试验中的困难，可采用增加恒载的方法来补足密度。钢筋混凝土结构静力试验模型的相似结构自重影响模型采用与原型相同的材料则因为所以模型中的应力和挠度比原型小得多，要求提高测量精度。钢筋混凝土结构静力试验模型的相似材料的相似关系当模型材料的应力-应变曲线在所有的应力-应变水平上都相似于原型材料时钢筋混凝土结构静力试验模型的相似受集中荷载的受弯构件应力荷

6、载弯矩剪力挠度钢筋混凝土结构静力试验模型的相似理想的钢筋混凝土模型材料应具有相似的-曲线，并在极限强度下的变形c、s相等上述情况很难满足，除非即模型与原型采用完全相同的材料钢筋混凝土结构静力试验模型的相似讨论的情况（钢筋和混凝土粘结良好，变形协调，应变相等）混凝土钢筋钢筋混凝土结构静力试验模型的相似在钢筋混凝土结构中，只有当模型与原型采用相同强度和变形的材料时，才能满足应力应变曲线的相似。钢筋混凝土结构静力模型的相似常数类型物理量量纲一般模型实用模型材料性能混凝土应力cFL-2S1混凝土应变c-11混凝土弹性模量EcFL-2S1泊松比c-

7、11质量密度cFL-4T2S/Sl1/Sl钢筋应力sFL-2S1钢筋应变s-11钢筋弹性模量EsFL-2S1粘结应力uFL-2S1几何特性几何尺寸lLSlSl线位移LSlSl角位移-11钢筋面积AsL2Sl2Sl2荷载集中荷载PFSSl2Sl2线荷载wFL-1SSlSl面荷载qFL-2S1力矩MFLSSl3Sl3砖石结构静力模型的相似对于砖石结构，由于它是由砖石和砂浆两种材料组成的复合材料结构，因此制作模型时在所有细节上都要按比例缩小，给制作带来困难。由于要求模型砌体具有与原型相似的应力-应变曲线，实用的途径是采用与原型相同的材料

8、。砖石结构静力模型的相似常数类型物理量量纲一般模型实用模型材料性能