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1、结 构 试 验,熊 世 树 专业：结构工程和防灾减灾方向：隔震减振、试验监测、结构分析,1、结构试验任务,结构试验是土木工程专业的一门专业课程，主要内容是结构试验的理论和方法，其任务是：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，通过测试结构性能参数（如位移、应力、振幅、频率等），用以评价结构性能和承载能力，同时为检验和发展结构的计算理论提供依据。,结构试验概论,图解,（效应）,2、结构试验与结构理论之关系,理论指导试验，试验验证理论，二者相互促进，试验帮助理论分析走出困境。理论分析只能解决一些有限的简单问题，对
2、于复杂结构、复杂荷载、应力集中和非匀质材料问题，靠理论解析方法求解十分困难，有时得不出结果。但在很多情况下借助试验可以解决这一困难。受弯梁截面应力分析的研究进程的典型事例，很能说明试验在理论发展中的重要作用。,受弯梁截面应力分布研究进程,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。,怎样验证？,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，=My/I。18
3、41，法国阿莫列恩试验验证上述公式的正确性。,3、结构试验与有限元分析之关系,试验帮助有限元分析的走出困境 有限元数值方法几乎可以分析所有的计算问题，但必须保证建立正确力学模型和输入正确的材料性能参数。对于非匀质材料模型和某些特种结构者必须借助试验验证或提供必要的参数。,4 结构试验分类,按试验目的分为生产性试验和科研性试验按试验对象的尺寸分为原型试验和模型试验按试验荷载的性质分为静力试验和动力试验按试验时间长短分为短期试验和长期试验按试验所在场地分为实验室试验和现场试验按试验是否破坏分为破坏试验和非破坏试验,4 结构试验分类（目的）4.1 科研性试验,1）验证结构计算理论的假定结构计算简图和
4、材料本构关系的简化假定，往往需要借助试验来验证。例1：材料本构关系的模型化？例2：大跨度竖腹杆式预应力钢筋混凝土空腹格架的计算简图？1）多次超静定的空腹桁架 2）两铰拱计算，竖杆看成不受力的吊杆,2）为制定设计规范提供依据,我国现行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，还进行了大量的结构、构件和节点试验，为我国编制各类结构设计规范提供了依据。每次规范修订之前都进行了大量的试验，每一个微小进步都离不开试验。比如：钢筋锚固长度的确定,3）为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验,新产品推广：新钢种、隔震支座、阻尼器。新结构推广：大跨度结构、超限高层建筑、特种结构、隔震结构、减
5、震结构新工艺推广：升板、清模施工工艺、大跨度结构施工等。,华中科大体育馆钢节点足尺试验,华中科大体育馆钢结构节点足尺试验,武汉体育中心体育场看台柱试验,武汉体育中心体育馆钢结构节点试验,无锡蓉湖大桥施工监控,郧阳大桥接头试验研究,橡胶隔震支座试验,隔震支座试验设备,竖向：2500t，200水平：200t，600,控制室,武汉天兴洲大桥MR阻尼器,500kN,600mm,试验滞回曲线,钢阻尼器试验(C、E型）,C型,C型钢阻尼器试验滞回曲线,4.2 鉴定性试验,1）检验或鉴定结构质量重要新建结构验收 武汉长江大桥（1957）、武汉阳逻大桥等重要结构试验验收。预制构件质量鉴定：按批抽样检验,云阳G
6、25公路高架桥荷载试验,预应力空心板鉴定,2）既有结构性能鉴定,为加固、改建工程提供依据。,既有建筑的扩建加层改变建筑功能或提高承载力抗震能力评定,3）处理受灾结构和工程事故,地震、火灾、爆炸等原因使结构受损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，材料问题、施工偏差）,荆门炼油厂五一桥鉴定,5、结构试验课程特点,课程特点 涉及面广，实践性强。涉及测试技术、力学、物理、机械、液压、电子、计算机及控制、结构专业知识。学习方法 1）重视基础理论知识和技术的学习。2）重视实验环节、勤于动手实验。3）利用课程网站：202.114.14.85:8084,6 我国结构试验的
7、发展,1）结构试验的发展进程建国之前，我国根本没有这门学科。建国后，国家对结构试验十分重视，并得到了较快发展。1956年，许多大学开始设立结构试验课程，各建筑研究机构和高校也开始建立结构实验室，很快形成了一支既有技术又实验设备的结构试验专业队伍。1977年，我国制定了“建筑结构测试技术的研究”的八年规划。,结构试验室,6 我国结构试验的发展,我国第一次规模较大的结构试验：1953年，长春市25.3米高杯形输电塔原型试验我国桥梁史上第一次正规化鉴定验收试验：1957年，武汉长江大桥的静力和动力试验目前，结构试验能力和仪器设备今非夕比。大多数高校、科研机构都能进行构件和结构的力学性能试验，已建结构的检测鉴定；较多单位能进行结构拟动力试验、地震模拟振动台试验和风洞试验。,6 我国结构试验的发展,2）结构试验技术的研究趋势 结构试验荷载模拟系统：超大大型、自动化控制（大型结构试验系统、地震模拟振动台阵列、大型风洞、大型火灾结构试验系统。）远程协同结构试验技术：远程地震模拟网络现代测试技术：新型高性能传感器和数据采集技术（光纤、激光、图像、数字化、无线传感，高速采集500M/S）研究结构模型试验理论及方法,
