结构试验在结构理论发展中的作用

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1、Word文档可进行编辑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

2、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

3、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

4、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： 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. 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 . 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

5、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. 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

6、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. 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. 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 ,

7、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 . 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

8、 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 . 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 . 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

9、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

10、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

11、 . 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 ,

12、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

13、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

14、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

15、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

16、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：1 王天稳土木工程结构试验 m 武汉：武汉理工大学出版社 20062 易伟建 , 张望喜建筑结构试验 m 北京中国建筑工业出版社 20053 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 20024 王娴明建筑结构试验 m 北京清华大学出版社 1988