1、建筑工程学院建筑工程学院辽宁工程技术大学辽宁工程技术大学 建建 筑筑 结结 构构 试试 验验绪绪 论论主讲教师：杨晓明主要内容主要内容1 1 结构试验的目的结构试验的目的2 2 结构试验的分类结构试验的分类3 3 结构结构试验技术试验技术的发展的发展4 4 结构试验课程的特点结构试验课程的特点4/16/20244/16/20242 2建筑结构试验建筑结构试验课程介绍课程介绍 建筑结构试验是以试验技术为手段，测建筑结构试验是以试验技术为手段，测量能反映结构或构件实际工作性能的有关参量能反映结构或构件实际工作性能的有关参数，为判断结构的承载能力和安全储备提供数，为判断结构的承载能力和安全储备提供重
2、要根据。（量什么、怎么量、干什么？）重要根据。（量什么、怎么量、干什么？）建筑结构试验是工业与民用建筑专业的建筑结构试验是工业与民用建筑专业的一门专业技术课程。本课程的任务是使学生一门专业技术课程。本课程的任务是使学生获得建筑结构试验方面的基础知识和基本技获得建筑结构试验方面的基础知识和基本技能，能够进行一般建筑结构试验的设计与实能，能够进行一般建筑结构试验的设计与实施。施。4/16/20244/16/20243 3建筑结构试验发展建筑结构试验发展4/16/20244/16/20244 4建筑结构试验发展建筑结构试验发展实验与试验实验与试验v【实验实验】为了检验某种科学理论或假设而为了检验某种
3、科学理论或假设而进行某种操作或从事某种活动。进行某种操作或从事某种活动。v【试验试验】为了察看某事的结果或某物的性为了察看某事的结果或某物的性能而从事某种活动。能而从事某种活动。v可以看出：实验中被检验的是某种科学理可以看出：实验中被检验的是某种科学理论或假设，通过实践操作来进行；而试验论或假设，通过实践操作来进行；而试验中用来检验的是已经存在的事物，是为了中用来检验的是已经存在的事物，是为了察看某事的结果或某物的性能，通过使用、察看某事的结果或某物的性能，通过使用、试用来进行。试用来进行。4/16/20244/16/20245 5结构试验的目的结构试验的目的v研究性试验研究性试验1 1 验证
4、结构计算理论的假定（验证结构计算理论的假定（钢管砼钢管砼）2 2 为新结构、新材料、新工艺的推广应用提为新结构、新材料、新工艺的推广应用提供实践经验供实践经验 (索膜结构索膜结构）3 3 为制定设计规范提供依据（为制定设计规范提供依据（抗震规范抗震规范）v特点：具有研究、探索、开发的性质，针特点：具有研究、探索、开发的性质，针对试件而不一定是具体结构。对试件而不一定是具体结构。下一页4/16/20244/16/20246 6钢管混凝土钢管混凝土4/16/20244/16/20247 7索膜结构索膜结构4/16/20244/16/20248 8结构试验的目的结构试验的目的v鉴定性试验（生产性试验
5、）鉴定性试验（生产性试验）1 1 检验结构、构件或部件的施工质量；检验结构、构件或部件的施工质量；2 2 检验已有建筑物的可靠性，推断剩余寿命；检验已有建筑物的可靠性，推断剩余寿命；3 3 鉴定加固，改造工程的实际受力性能；鉴定加固，改造工程的实际受力性能；4 4 为工程事故鉴定处理提供技术依据；为工程事故鉴定处理提供技术依据；5 5 检验结构结构设计的安全度。检验结构结构设计的安全度。v特点：非探索性、有比较成熟的计算理论、特点：非探索性、有比较成熟的计算理论、针对实际结构或构件。针对实际结构或构件。4/16/20244/16/20249 9结构试验的分类结构试验的分类v按试验对象：真型试验
6、、模型试验；按试验对象：真型试验、模型试验；v按荷载性质：静力试验、动力试验；按荷载性质：静力试验、动力试验；v按试验时间：短期试验、长期荷验；按试验时间：短期试验、长期荷验；v按试验场合：试验室试验、现场试验；按试验场合：试验室试验、现场试验；v按破坏程度：破坏性试验与非破坏性试验。按破坏程度：破坏性试验与非破坏性试验。4/16/20244/16/20241010结构试验的分类结构试验的分类原型试验与模型试验原型试验与模型试验v原型试验原型试验v试验对象：实际结构或按比例复制的结构、构件试验对象：实际结构或按比例复制的结构、构件v优点：完全反映真实结构受力特性，试验结论可优点：完全反映真实结
7、构受力特性，试验结论可靠靠v缺点：费用高，加载难度大，试验周期长，非破缺点：费用高，加载难度大，试验周期长，非破损试验（结构使用阶段）损试验（结构使用阶段）v模型试验模型试验v试验对象：缩尺试件试验对象：缩尺试件v优点：实施方便，费用低，多参数、多试件优点：实施方便，费用低，多参数、多试件v缺点：严格相似条件难实现，尺寸效应缺点：严格相似条件难实现，尺寸效应4/16/20244/16/20241111原型试验原型试验4/16/20244/16/20241212模型试验模型试验4/16/20244/16/20241313模型试验模型试验风洞试验风洞试验4/16/20244/16/20241414
8、结构试验的分类结构试验的分类静力试验与动力试验静力试验与动力试验v 静力试验静力试验v单调静力试验、低周反复静力试验等单调静力试验、低周反复静力试验等v优点：加载设备简单，试验观测方便优点：加载设备简单，试验观测方便v缺点：不能反映结构动力性能缺点：不能反映结构动力性能v 动力试验动力试验v振动台试验、疲劳试验、风载试验等振动台试验、疲劳试验、风载试验等v优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应v缺点：加载设备和测试手段复杂缺点：加载设备和测试手段复杂4/16/20244/16/20241515静力试验静力试验单调静力试验单调静力试验4/16/20244
9、/16/20241616静力试验静力试验低周反复静力试验低周反复静力试验v低周反复静力试验又称伪静力试验低周反复静力试验又称伪静力试验4/16/20244/16/20241717静力试验静力试验拟动力试验拟动力试验4/16/20244/16/20241818静力试验静力试验v观测方便，可人工读数观测方便，可人工读数 钢筋混凝土梁受弯试验观测项目：钢筋混凝土梁受弯试验观测项目：应力、挠度、裂缝、破坏形态应力、挠度、裂缝、破坏形态4/16/20244/16/20241919动力试验动力试验结构动力特性试验结构动力特性试验4/16/20244/16/20242020动力试验动力试验地震模拟振动台试验
10、地震模拟振动台试验4/16/20244/16/20242121动力试验动力试验风洞试验风洞试验4/16/20244/16/20242222动力试验动力试验疲劳试验、抗爆试验、冲击试验、耐火试验疲劳试验、抗爆试验、冲击试验、耐火试验4/16/20244/16/20242323静力试验与动力试验静力试验与动力试验 静力试验静力试验 单调静力试验、低周反复静力试验等单调静力试验、低周反复静力试验等 优点：加载设备简单，试验观测方便优点：加载设备简单，试验观测方便 缺点：不能反映结构动力性能缺点：不能反映结构动力性能 动力试验动力试验 振动台试验、疲劳试验、风载试验等振动台试验、疲劳试验、风载试验等
11、优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应 缺点：加载设备和测试手段复杂缺点：加载设备和测试手段复杂4/16/20244/16/20242424长期试验与短期试验长期试验与短期试验 短期荷载试验短期荷载试验 一般试验全过程持续几分钟到几天一般试验全过程持续几分钟到几天 长期荷载试验长期荷载试验 试验全过程持续几个月、几年到数十年试验全过程持续几个月、几年到数十年 主要研究与时间有关的结构特性（如：混凝土的收主要研究与时间有关的结构特性（如：混凝土的收缩、徐变，预应力筋的松弛，结构的耐久性能等）缩、徐变，预应力筋的松弛，结构的耐久性能等）4/16/20244
12、/16/20242525结构非破损检测结构非破损检测v以不损伤结构和不影响结构功能为前提，以不损伤结构和不影响结构功能为前提，在建筑结构现场，根据结构材料的物理性在建筑结构现场，根据结构材料的物理性能和结构体系的受力性能对结构材料和结能和结构体系的受力性能对结构材料和结构受力状态进行检测的方法。构受力状态进行检测的方法。回弹法，测砼强回弹法，测砼强度，方便，简单度，方便，简单超声法，测砼强度，超声法，测砼强度，内部缺陷，准确内部缺陷，准确钻芯法，测砼强度，钻芯法，测砼强度，准确，费时费力准确，费时费力4/16/20244/16/20242626结构试验技术的发展结构试验技术的发展v加载设备加载
13、设备大型，超大型（大型，超大型（50000kN50000kN）电液压力伺服机；）电液压力伺服机；复杂多向加载系统；大型风洞、大型离心机、火灾实验室复杂多向加载系统；大型风洞、大型离心机、火灾实验室v测试仪器测试仪器高精度、高灵敏度、强抗干扰；高精度、高灵敏度、强抗干扰；智能传感器、高速采样智能传感器、高速采样v计算机应用计算机应用数据采集、数据分析、数据存储数据采集、数据分析、数据存储系统控制、数值模拟系统控制、数值模拟4/16/20244/16/20242727加载设备加载设备250kN250kN2000kN2000kN10000kN10000kN4/16/20244/16/20242828
14、加载设备加载设备转动半经转动半经5.03m5.03m，最大加速度，最大加速度300g300g，有效负载，有效负载1.5t 1.5t 22.5m22.5m（宽）（宽）4.5m4.5m（高）（高）36m36m（长），位居世界第一（长），位居世界第一 4/16/20244/16/20242929测试仪器测试仪器4/16/20244/16/20243030测试仪器测试仪器4/16/20244/16/20243131结构试验课程的特点v专业基础知识要求高专业基础知识要求高材料力学、结构力学、弹性力学、混凝土结构、材料力学、结构力学、弹性力学、混凝土结构、钢结构、砌体结构等钢结构、砌体结构等v加载设备、仪
15、器仪表知识加载设备、仪器仪表知识机械、液压、电工学、电子学、化学、物理学等机械、液压、电工学、电子学、化学、物理学等v计算机技术计算机技术试验控制、数据采集、信号分析、误差处理试验控制、数据采集、信号分析、误差处理v工作态度要求工作态度要求严谨、细致；不能随意，想当然，马虎严谨、细致；不能随意，想当然，马虎4/16/20244/16/20243232本章小结本章小结1 1 结构试验的目的结构试验的目的研究性试验、鉴定性试验研究性试验、鉴定性试验2 2 结构试验的分类结构试验的分类真型试验、模型试验；静力试验、动力试验；短期真型试验、模型试验；静力试验、动力试验；短期试验、长期荷验；破坏性试验与
16、非破坏性试验试验、长期荷验；破坏性试验与非破坏性试验3 3 结构结构试验技术试验技术的发展的发展4 4 结构试验课程的特点结构试验课程的特点4/16/20244/16/20243333建筑结构试验发展建筑结构试验发展简支受弯梁试验：简支受弯梁试验：v 1717世纪初，伽利略提出截面应力均匀分布；世纪初，伽利略提出截面应力均匀分布；v 1717世纪中，有人将其修正为三角形分布（弹性）；世纪中，有人将其修正为三角形分布（弹性）；v 17131713年，巴朗（法国）提出正确的应力分布型式，年，巴朗（法国）提出正确的应力分布型式，v但未能进行试验验证；但未能进行试验验证；v 17671767年，容格密理（法国）提出路标试验；年，容格密理（法国）提出路标试验；v 18211821年，拿维叶（法国科学院院士）推导了受弯构年，拿维叶（法国科学院院士）推导了受弯构v件应力分布的计算公式；件应力分布的计算公式；v 18501850年，阿莫历思（法国科学院院士）完成了试验年，阿莫历思（法国科学院院士）完成了试验v验证。验证。4/16/20244/16/20243434
