结构试验在结构理论发展中的作用.docx

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结构试验在结构理论发展中的作用

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结构试验在结构理论发展中的作用

摘要：

结构试验是研究和进展结构理论得重要手段.文中从沿革、任务、分类、加载设备与测量方法、一般过程等方面了解工程结构试验.随着计算机技术得进展应用,结构试验仍然是进展结构理论和解决工程设计方法得要紧手段之一.在结构工程学科得进展演变过程中结构试验本身成为一门真正得试验科学.

关键词：

结构试验结构理论

0引言

工程结构试验是一项科学实践性非常强得学科,是研究和进展工程结构新材料、新体系、新工艺以及探究结构设计新理论得重要手段,在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要得作用.

1沿革　

最早得结构试验是意大利科学家伽利略在17世纪完成得悬臂梁试验,其梁强度理论经由其后得胡克得材料弹性讲明,贝努利、欧拉等得构件变形咨询题,库伦得中性轴假想,打下了今天弹性理论材料力学得基础.我国十分重视工程结构试验学科得建设及其进展.1956年起在高等院校中设置“建筑结构试验”课程.在直截了当为生产服务方面和工程结构系统科学研究方面,对结构得材料性质,差不多构件和结构整体工作性能等,进行了大量得实物或模型得静、动力试验,获得了许多试验成果,提出了符合中国实际情况得设计参数、工艺标准、计算公式、设计理论、施工工艺,为制订各种规范、规程提供了差不多依据.wm

2工程结构试验及其一般过程

21工程结构试验得任务工程结构试验得任务是在结构或实验对象上,以仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载（重力、机械扰动力、地震力、风力等）或其他因素（温度、变形沉落等）作用下,通过测试与结构工作性能有关得各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率等）后进行分析,从而对结构得工作性能作出评价,对结构得承载能力作出正确得可能,并为验证和进展结构得计算理论提供可靠得依据.

22工程结构试验得分类依照试验研究目得,要紧分为生产鉴定性试验和科学研究性试验.

221生产鉴定性试验生产鉴定性试验以直截了当服务于生产为目得.以工程中实际结构构件为对象,通过试验或检测对结构作出技术结论,通常解决以下咨询题：

①检验或鉴定结构质量.对一些比较重要得结构,建成后通过试验,综合性地鉴定其质量得可靠度.关于预制构件或现场施工得其他构件,在出厂或安装之前,要求按照相应规范或规程抽样检验,以推断其质量.②推断结构得实际承载力.当旧建筑进行扩建、加层或改变结构用途时,往往要求通过试验确定旧结构得承载能力,为加固、改建、扩建工程提供数据.③处理工程事故、提供技术依据.关于遭受火灾、爆炸、地震等缘故而损伤得结构,或在建筑使用中有严峻缺陷得结构,往往要求通过试验和检测,推断结构在受灾破坏后得实际承载能力,为结构得再利用和处理提供技术依据.

222　科学研究性试验　科学研究性试验得目得是为结构得理论计算和研究服务.它按照事先周密考虑得打算来进行.试验得对象是专为试验而设计制造得.突出研究得要紧咨询题,消除一些对结构上实际妨碍得次要因素,使试验工作合理,观测数据易于分析和总结,达到理论研究得目得.①验证结构设计理论得假定.在结构设计中,人们常对结构构件得计算图式和本构关系作某些简化假定,通过试验来加以验证,满足要求后用于实际工程中得结构计算.在结构静力和动力分析中,本构关系得模型化则完全是通过试验加以确定得.②提供设计依据.我国现行得各种结构设计规范除了总结已有得大量科学实验得成果和经验外,为了理论和设计方法得进展,还进行了大量得结构试验以及实体建筑物得试验,为编制和修改结构设计规范提供试验数据.关于特种结构,应用理论分析得方法达不到理想得结果时,用结构试验得方法确定结构得计算模式和公式得系数,解决工程中得实际咨询题.③提供实践经验.一种新材料得应用,一个新结构得设计或一项新工艺得施工,往往要通过多次得工程实践和科学试验,从而积存资料,使设计计算理论不断改进和完善.

23　工程结构试验加载设备与测量方法

231　加载设备　一般供试验用得加载装置除实物加载外,可用千斤顶、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台、人工爆炸等,以模拟对结构或构件得实际得各种作用.在全部试验承力装置中有支座、支墩、反力架、反力墙及试验台座等.

232　测量方法①机测法.利用机械仪表测量所需得数据或参数,机测法习惯性强、简便、可靠、经济,是结构试验中最常用得测量手段.②电测法.通过传感元件把试验需要测量得数据或参数,转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数,经放大器放大,然后进行测量,由指示记录设备记录和显示,这种转换和测量技术称为非电量电测技术,具有准确、快速测量、自动操纵、连续记录和远距离操纵等优点.与计算机联机,还可依照测量结果自行推断和运算.③光测法.利用光得准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录,阻尼小、响应快（如光线示波记录仪）.也可利用光敏材料得物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生得光学效应,测定应力场（如光弹仪）,简便、可靠、直观性好；及激光测量位移和激光全息得应用.④其他方法.利用光、电、磁、声等间接物理量与材料或结构构件某一性能间得关系为基础进行测量.如超声波探测仪利用超声波在混凝土中传播速度测定混凝土强度.分析处理结果,再还原成某种模拟量并显示出来,使数据得采集、测量和分析处理自动化.

24　工程结构试验得一般过程　工程结构试验大致可分为试验规划、试验预备、试验加载测试和实验资料整理分析四个时期.

241　试验规划时期　试验规划是指导整个试验工作得纲领性技术文件,因而试验规划得内容应尽可能地细致和全面,规划得任何一点疏忽可能导致试验得失败.

科学研究性试验得规划,首先应依照研究课题,了解其进展现状和前景,并通过收集和查询有关文献资料,确定实验研究得目得和任务,确定试验得规模和性质；在此基础上决定试件设计得要紧组合参数,并依照试验设备得能力确定试件得外形和尺寸；进行试件设计及制作；确定加载方法和设计支承系统；选定量测方法；进行设备和仪表得率定；作好材料性能试验或其他辅助试件得试验；制定试验安全防护措施；提出试验进度和技术人员分工；编写材料需用打算,经费开支及预算,试验设备、仪表及附件清算等.242　试验预备时期　试验预备时期是将规划时期确定得试件按要求制作安装与就位,将加载设备和测试仪表安装就位,并完成辅助试验工作.试件制作完毕后,要进行实际几何尺寸得测量和外观质量检查,达到设计要求得才能安装就位.加载设备和测试仪表安装就位前,应完成相应得设备调试与仪表标定工作,性能正常得才可正式安装.辅助试验完成后,要及时整理试验结果并作为结构试验得原始数据,对试验规划时期确定得加载制度操纵指标进行必要得修正.

243　试验加载测试时期　对试件施加外荷载是整个试验工作得中心环节,参加试验得每个工作人员应各就各位,各尽其职,做好本岗工作,试验期间,一切工作都要按照试验得程序进行.对试验起操纵作用得重要数据应随时整理和分析,必要时还应跟踪观看其变化情况,并与事先计算得理论数据进行比较,如有反常现象应马上查明缘故,排除故障,否则不得接着加载试验.

试验工程中除认真读数和记录外,必须认真观看结构得变形,混凝土结构得裂缝出现、走向及宽度,构件得破坏特征等.试件破坏后要绘制破坏特征图,有条件得可拍成录像,作为原始资料保存,以便研究分析时使用.

244　试验资料整理分析时期　通过试验预备和加载试验时期,获得了大量数据和有关资料后,一般不能直截了当回答试验研究所提出得各类咨询题,必须将数据进行科学得整理、分析和计算,做到去粗取精,去伪存真,最后依照试验数据和资料编写试验报告.

以上各个时期得工作性质虽有差不,但它们基本上相互制约得,各时期得工作没有明显得界限,制定打算时不能只孤立地考虑某一时期得工作,必须兼顾各个时期得特点和要求,做出综合性得决策.

3　工程结构试验在工程结构理论进展中得作用

现代科学研究包括理论研究和试验研究,理论得进展需要试验来验证.受弯梁断面得应力分布得研究,经历了由假设—简单试验—理论分析—试验检验得时期,前后二百多年得时刻,讲明了试验在理论进展中得作用和地位.

科学得进展基本上以技术得突破为转机得.试验验证理论,而理论得进展又将试验推向更高得时期.结构试验与结构理论得进展是联系紧密,相互促进进展.理论分析得方法尽管给出了结构应力分析得差不多方程式,在解决实际咨询题时,采纳解析方法常会遇到计算方面得困难,只能对有限得一些简单咨询题得出精确解.如几何形状、边界条件、承受荷载复杂得结构,常需要进行一些假设,而假设与实际妨碍得大小,要通过试验验证.因此,所得结果为近似得,还要用试验证实能否用于实际工程.关于一些三维咨询题、应力集中和非匀质材料结构,仅靠理论解析方法求解十分困难,有时得不出结果,需要用试验得方法得出计算得公式.

结构试验是研究和进展结构理论得重要手段.从确定结构材料得力学性能到验证梁、板、柱等单个构件得计算方法及至建立复杂结构体系得计算理论,都离不开试验研究.钢筋混凝土结构和砖石结构得计算理论大基本上以试验研究得直截了当结果作为基础得.工程结构基本上以各种工程材料为主体构成得不同类型得承重构件相互连接而成得组合体.为满足结构在功能及使用上得要求,必须使得这些结构在规定得使用期内能安全有效地承受外部及内部形成得各种作用.为了进行合理得设计,工程技术人员必须掌握在各种作用下结构得实际工作状态,了解结构构件得承载力、刚度、受力性能以及实际所具有得安全储备.在应力分析工作中,也能够采纳实验应力分析方法来解决.专门是计算机技术得进展,它不仅为用数学模型方法进行计算分析制造了条件,同样为结构试验实现自动化提供了有利条件如：

实现荷载模拟、数据采集和数据处理,使结构试验技术得进展,产生了全然性得变化.计算机也加强了人们进行结构试验得能力.因此,结构试验仍然是进展结构理论和解决工程设计方法得要紧手段之一.在结构工程学科得进展演变过程中结构试验本身成为一门真正得试验科学.

实践是检验真理得唯一标准.科学实践是人们正确认识事物本质得一个源泉,能够关心人们认识事物得内在规律.在工程结构学科中,人们为了正确认识结构得性能和不断深化这种认识,结构试验也是一种已被实践所证明得行之有效得方法.

参考文献：

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武汉理工大学出版社2006

[2]易伟建,张望喜建筑结构试验[m]北京中国建筑工业出版社2005

[3]周明华,王晓,毕佳等土木工程结构试验与检测[m]南京东南大学出版社2002

[4]王娴明建筑结构试验[m]北京清华大学出版社1988