第2章-土木工程结构试验设计-课件.ppt

1、第二章第二章 土木工程结构试验土木工程结构试验设计设计1PPT课件2PPT课件2.12.1土木工程结构试验的一般过程土木工程结构试验的一般过程3PPT课件结构试验目的结构试验设计结构试验准备结构试验实施结构试验分析结构试验结论试验总结报告试验观测和采集数据处理结构参数识别结构破坏机制分析结构性能与承载力分析试验加载试验反应观测和数据采集试件变形、裂缝和破坏形态记录试件制作与安装试验人员组织分工仪器设备的检验与率定材料力学性能试验试件设计试验荷载设计试验观测设计试验误差控制措施试验安全措施调查研究、搜集有关资料确定试验的性质与规模设计试件的形状和尺寸确定试件的数量设计构造措施确定试验荷载图示设计

2、试验加载装置选择试验方法及设备设计试验加载制度确定试验观测项目确定测点布置位置与数目选择测试仪器与设备4PPT课件5PPT课件2.1.1 2.1.1 概述概述 6PPT课件 2.1.22.1.2土木工程结构试验准备土木工程结构试验准备7PPT课件试验准备阶段试验准备阶段8PPT课件2.1.32.1.3土木工程结构试验实施土木工程结构试验实施9PPT课件2.1.42.1.4土木工程结构试验数据处理与分析土木工程结构试验数据处理与分析物理现象物理现象规律规律解释解释总结报告总结报告10PPT课件2.2 2.2 土木工程结构试验的试件设计土木工程结构试验的试件设计 2.2.1 2.2.1试件的形状试

3、件的形状 整体结构整体结构部分构件单独部分构件单独超静定体系超静定体系边界条边界条件件模拟模拟实际工作状态实际工作状态11PPT课件(a)(b)(c)(f)(g)(d)(e)(h)(i)12PPT课件 2.2.2 2.2.2 试件尺寸试件尺寸实际工程实际工程原原型构件型构件13PPT课件足尺模型试验足尺模型试验装配式混凝土装配式混凝土空心混凝空心混凝土大板土大板尺寸效应尺寸效应构造要求构造要求试验试验设备设备经费条件经费条件14PPT课件2.2.32.2.3试件数目试件数目15PPT课件2.2.32.2.3试件数目试件数目优选设计法优选设计法因子设计法因子设计法正交设计法正交设计法均匀设计法均

4、匀设计法16PPT课件1.1.优选设计法优选设计法 数学原理数学原理试验点试验点步步逼近步步逼近层层选优层层选优最佳试验点最佳试验点单因素问题单因素问题17PPT课件1.1.优选设计法优选设计法18PPT课件1.1.优选设计法优选设计法19PPT课件1.1.优选设计法优选设计法20PPT课件1.1.优选设计法优选设计法21PPT课件1.1.优选设计法优选设计法22PPT课件1.1.优选设计法优选设计法23PPT课件2.2.因子设计法因子设计法24PPT课件2.2.因子设计法因子设计法因子数因子数水水 平平 数数2 23 34 45 51 12 23 34 45 52 24 49 9161625

5、253 38 8272764641251254 4161681812562566256255 53232243243102410243125312525PPT课件3.3.正交设计法正交设计法 26PPT课件主要分析因子主要分析因子因子档次数因子档次数代代号号因子名称因子名称1 12 23 3A A钢筋配筋率钢筋配筋率0.40.40.80.81.21.2B B配箍率配箍率0.20.20.330.330.50.5C C轴向应力轴向应力20206060100100D D剪跨比剪跨比2 23 34 4E E混凝土强度等级混凝土强度等级C20C2013.5MPa13.5MPa钢筋混凝土柱剪切强度试验分析

6、因子与水平数钢筋混凝土柱剪切强度试验分析因子与水平数27PPT课件试件试件数量数量A AB BC CD DE E配筋率配筋率配箍率配箍率轴向应力轴向应力剪跨比剪跨比混凝土混凝土强度强度1 12 23 30.40.40.40.40.40.40.20.20.330.330.50.5202060601001002 23 34 4C20C20C20C20C20C204 45 56 60.80.80.80.80.80.80.20.20.330.330.50.5202060601001004 42 23 3C20C20C20C20C20C207 78 89 91.21.21.21.21.21.20.20.

7、20.330.330.50.5202060601001003 34 42 2C20C20C20C20C20C20试件主要因子组合试件主要因子组合28PPT课件29PPT课件4.4.均匀设计法均匀设计法因子设计法和正交设计法因子设计法和正交设计法是多少？是多少？30PPT课件4.4.均匀设计法均匀设计法31PPT课件4.4.均匀设计法均匀设计法32PPT课件S S列号列号D D2 21 1 3 3 -0.18750.18753 31 1 2 2 3 3 -0.26560.26564 41 1 2 2 3 3 4 40.29900.2990D D值表示刻画均匀度的偏差，偏差值表示刻画均匀度的偏差，

8、偏差值越小，表示均匀度越好。值越小，表示均匀度越好。列号列号1 12 23 34 4水水平平数数1 11 12 23 36 62 22 24 46 65 53 33 36 62 24 44 44 41 15 53 35 55 53 31 12 26 66 65 54 41 1U U6 6(6(64 4)设计表设计表U U6 6(6(64 4)使用表使用表33PPT课件 S S列号列号D D2 21 1 3 3 -0.18750.18753 31 1 2 2 3 3 -0.26560.26564 41 1 2 2 3 3 4 40.29900.2990D D值表示刻画均匀度的偏差，偏差值表示刻画

9、均匀度的偏差，偏差值越小，表示均匀度越好。值越小，表示均匀度越好。U U6 6(6(64 4)使用表使用表34PPT课件 4.4.均匀设计法均匀设计法35PPT课件 4.4.均匀设计法均匀设计法列号列号1 12 23 34 4水水平平数数1 11 12 23 36 62 22 24 46 65 53 33 36 62 24 44 44 41 15 53 35 55 53 31 12 26 66 65 54 41 1U U6 6(6(64 4)设计表设计表36PPT课件 4.4.均匀设计法均匀设计法37PPT课件2.2.5 2.2.5 结构试验对试件设计的构造要求结构试验对试件设计的构造要求试件

10、设计构造要求图38PPT课件2.3 2.3 试验荷载方案设计试验荷载方案设计39PPT课件40PPT课件2.3.2 2.3.2 单调加载静力试验单调加载静力试验41PPT课件2.3.2 2.3.2 单调加载静力试验单调加载静力试验试验荷载制度试验荷载制度指的是试验进行期间荷载与时间的关系。指的是试验进行期间荷载与时间的关系。荷载制度包括：荷载制度包括：加荷卸荷的程序加荷卸荷的程序和和加荷卸荷的大小两加荷卸荷的大小两个方面的内容。个方面的内容。1.荷载程序。荷载程序。荷载程序可以有多种，根据试验的目的、要求荷载程序可以有多种，根据试验的目的、要求来选择，一般结构静力试验的加载分为预载、标准来选择

11、，一般结构静力试验的加载分为预载、标准荷载荷载(正常使用荷载正常使用荷载)、破坏荷载、破坏荷载3个阶段。每次加载个阶段。每次加载均采用分级加载制，卸荷有分级卸荷和一次性卸荷均采用分级加载制，卸荷有分级卸荷和一次性卸荷两种。两种。10%20%50%100%至破坏荷载荷载值预载阶段加载时间恒载时间卸载时间空载时间时间42PPT课件2)2)荷载大小荷载大小43PPT课件2)2)荷载大小荷载大小44PPT课件2.3.3 2.3.3 结构低周反复加载静力试验结构低周反复加载静力试验45PPT课件2.3.3 2.3.3 结构低周反复加载静力试验结构低周反复加载静力试验46PPT课件屈服位移的倍数周次荷载值

12、的大小周次1.1.单向反复加载制度单向反复加载制度 控制位移的变幅加载制度 控制位移的等幅加载制度47PPT课件屈服位移的倍数周次屈服位移的倍数周次控制位移的变幅等幅加载制度 一种专业设计的变幅等幅加载制度48PPT课件荷载值的大小周次控制作用力的加载制度49PPT课件2.2.双向反复加载制度双向反复加载制度abcdef双向低周反复加载制度50PPT课件2.3.4 2.3.4 结构动力特性测试试验结构动力特性测试试验51PPT课件2.3.5 2.3.5 结构动力加载试验结构动力加载试验52PPT课件2.3.5 2.3.5 结构动力加载试验结构动力加载试验53PPT课件2.3.6 2.3.6 结

13、构疲劳试验结构疲劳试验54PPT课件1.1.疲劳测试荷载疲劳测试荷载0.51.355PPT课件2.2.疲劳测试程序疲劳测试程序56PPT课件3.3.疲劳试件安装要求疲劳试件安装要求57PPT课件强度要求强度要求刚度要求刚度要求真实要求真实要求使用方便性要求使用方便性要求1 1、强度、强度要求要求58PPT课件2 2、刚度、刚度要求要求59PPT课件柱弯剪试验装置偏压剪短柱试验装置 3 3、真实、真实要求要求60PPT课件4 4、使用、使用方便性要求方便性要求61PPT课件2.4 2.4 结构试验观测方案设计结构试验观测方案设计2.4.1 2.4.1 观测项目的确定观测项目的确定2.4.2 2.

14、4.2 测点的选择与布置测点的选择与布置2.4.3 2.4.3 仪器的选择与测读的原则仪器的选择与测读的原则2.4.4 2.4.4 仪器仪表准备计划仪器仪表准备计划62PPT课件2.4.1 2.4.1 观测项目的观测项目的确定确定63PPT课件2.4.2 2.4.2 测点的选择与测点的选择与布置布置64PPT课件2.4.3 2.4.3 仪器的选择与测读的原则仪器的选择与测读的原则 65PPT课件 2.2.读数的原则读数的原则66PPT课件2.4.4 2.4.4 仪器仪表准备计划仪器仪表准备计划 67PPT课件2.5 2.5 结构试验与材料力学性能的关系结构试验与材料力学性能的关系2.5.1 2

15、.5.1 概述概述2.5.22.5.2材料力学性能试验的基本要求材料力学性能试验的基本要求2.5.3 2.5.3 材料力学性能的试验对强度指标的影响材料力学性能的试验对强度指标的影响68PPT课件2.5.1 2.5.1 概述概述69PPT课件2.5.22.5.2材料力学性能试验的基本要求材料力学性能试验的基本要求70PPT课件2.5.3 2.5.3 材料力学性能的试验对强度指标的影响材料力学性能的试验对强度指标的影响试块尺寸（mm）集料最大粒径（mm）换算系数200200200601.05150150150401.00100100100300.95立方体试件抗压强度试验的要求与换算系数71PPT课件钢筋在不同应变速率下的应力应变关系 72PPT课件不同应变速率的混凝土应力应变曲线73PPT课件2.6 2.6 试验大纲及其他文件试验大纲及其他文件2.6.12.6.1试验大纲试验大纲2.6.22.6.2试验其他文件试验其他文件74PPT课件2.6.12.6.1试验大纲试验大纲75PPT课件76PPT课件2.6.2 2.6.2 试验试验其他其他文件文件77PPT课件78PPT课件