建筑结构试验 1概 论课件.ppt

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1、建筑结构试验专业：土木工程学时：16+8付成喜1绪论1.1结构试验的任务结构试验是土木工程专业的必修课程。它的任务是：在试验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术手段，在模拟荷载（重力、地震力、风力等）或其他因素（温度、变形沉降等）作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（位移、应力、振幅、频率等），用以评价结构的实际工作性能和承载能力，同时为检验和发展结构的计算理论提供依据。作用（荷载或其他因素）试验对象仪器设备和测试技术变形、挠度、位移、应变、振幅、频率……评价结构的实际工作性能，估计承载能力，检验和发展结构的计算理论。图解1.2结构试验的作用：1.2.1结构试验是发展结构理论

2、和计算方法的重要途径，如梁截面应力分布研究；受弯梁截面应力分布研究过程1638年，伽里略提出截面应力均匀分布1684年，德国数学家莱布尼兹提出三角形分布。1713年，法国巴朗提出中性层分布，认为截面上同时存在拉应力和压应力。1767年，法国容格密里首次试验证明梁断面上压应力的存在，人们誉称为“路标试验”。硬木垫块容格密里木梁试验1821年，法国科学院院士拿维叶理论推导出材料力学上的受弯公式，σ=My/I。1841，法国阿莫列恩试验验证上述公式。1.2结构试验的作用1.2.2建筑结构试验是发现结构设计误区的主要手段，如矩形截面柱（拉压型破坏）和异形截面柱（剪切型破坏）受力研究；1.2.3建筑结

3、构试验是验证结构理论的唯一方法，如平截面假定理论；1.2.4建筑结构试验是建筑结构质量鉴定的直接方式；1.2.5建筑结构试验是制定各类技术规范和技术标准的基础。1.3工程结构试验的分类根据试验目的的不同，分为鉴定性试验和科研性试验。1.3.1鉴定性试验1）检验或鉴定结构质量对于一些比较重要的新建结构，建成后要通过试验，综合性地鉴定其质量的可靠程度。如北京车站中央大厅35X35m双曲薄壳结构的静力试验等。对于已建旧结构，通过对已建建筑的观察、检测和分析普查，由此来推断其可靠性和估计其剩余寿命。鉴定预制构件的产品质量：按批抽样检验2）判断结构的实际承载能力,为加固、改建工程提供依据。旧有建筑的扩

4、建加层，为了生产需要提高车间起重能力或由于需要提高建筑抗震烈度而进行的加固等，在单凭理论计算不能得到分析结论时，经常是通过试验以确定这些结构的潜在能力，这在缺乏旧有结构的设计计算与图纸资料，要求改变结构工作条件的情况下更有必要.例如：为了满足上海地区抗震7度设防要求，曾对一些旧有的重要建筑进行过抗震鉴定，提出了加固方案。3）处理受灾结构和工程事故，通过试验鉴定提供技术依据。对于遭受地震、火灾、爆炸等原因而受损的结构，或是在建造和使用过程中发现有严重缺陷（施工质量事故，结构过度变形和严重开裂等）的危险性建筑，往往有必要进行详细的检验。例如：某塑料厂的成型车间，在施工过程中发生火灾，以致使一座三

5、层的混合结构房屋遭到破坏，砖墙开裂，楼盖混凝土剥落，钢筋外露，最后选择交梁楼面中破坏较为严重的楼板和次梁进行了荷载试验，判断出楼面结构在受灾破坏情况下的承载能力。1.3.2科研性试验1）验证结构计算理论的假定在结构设计中，为了计算上的方便，人们经常要对结构构件的计算图式和本构关系作某些简化的假定，这些假定需要通过试验来验证。例如：在较大跨度的钢筋混凝土结构厂房中，采用3O～36m跨度坚腹杆型式的预应力钢筋混凝土空腹行架。在设计中，这类行架的计算图式可假定为多次超静定的空腹桥架，也可按两铰拱计算，而将所有的坚杆看成是不受力的吊杆，这一般可以通过试验研究来加以验证。在构件静力和动力分析中，本构关

6、系的模型化则完全是通过试验加以确定。2）为制定设计规范提供依据我国现行的各种结构设计规范除了总结已有大量科学实验的成果和经验以外，还进行了大量钢筋混凝土结构和钢结构的梁、柱、框架、节点、墙板、砌体等实物和缩尺模型的试验，以及实体建筑物的试验，为我国编制各类结构设计规范提供了基本资料与试验数据。现行规范采用的钢筋混凝土结构构件和砖石结构的计算理论，几乎全部是以试验研究的直接结果为基础的，这也进一步体现了结构试验学科在发展设计理论和改进设计方法上的作用。3）为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验随着建筑科学和基本建设发展的需要，新结构、新材料和新工艺不断涌现。一种新材料的应用，一个新结构

7、的设计和新工艺的施工，往往需要经过多次的工程实践与科学实验，使设计计算理论不断改进和不断完善。例如在钢筋混凝土结构中各种新钢种的应用，薄壁弯曲轻型钢结构的设计推广，升板、清模施工工艺的发展，以及大跨度结构、高层建筑与特种结构的设计施工等。1.3.3其它分类方式按试验对象的尺寸分为原型试验和模型试验：原型试验包括原物试验和足尺构件试验；模型试验包括相似模型试验(几何、力学、材料相似)和缩尺模型（小构件）试验。按