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建筑结构试验《建筑结构试验》是一门什么性质的课程？•《建筑结构试验》是一门必修的专业基础课程（30学时，1.5学分），是电学、光学、光电子学、力学、钢筋混凝土结构和钢结构等学科相互交叉的、实用性很强的一门学科，是用试验的方法研究和测量建筑结构的强度、结构受荷载作用后的反应及评估建筑结构产品质量的一门学科。《建筑结构试验》课程的学习应达到的基本要求是什么？•通过本课程的学习应达到的基本要求是:•1．掌握经常使用的各种测试方法的基本原理和测量技术，结合土木工程专业的特点，培养建筑结构试验的试验技能，使之具有从事一般建筑结构的检测能力，为进行现场结构检测和科学研究的试验打下良好的基础。•2．掌握建筑结构试验的前期准备工作程序，为结构试验的顺利进行准备测试方案。•3．掌握典型建筑结构试验的测试内容、测试方法、数据处理及书写测试报告的全过程。•4．熟练掌握建筑结构无损检测的原理和检测方法。《建筑结构试验》课程内容体系•《建筑结构试验》课程主要是讲述建筑结构试验中的试验准备工作，加载方法的选择，测点和测试方法的选择，试验过程、数据处理及测试报告的书写等内容。•教学内容按教材的章节的模块化进行设计:建筑结构试验准备工作、试验装置和加载设备、测试技术、无损检测技术、试验模型设计，试验数据的处理。应用1．建设工程质量监督站、试验室2．建筑工程管理处、房屋鉴定单位3．建筑公司、市政公司、建筑桩基公司4．各级工程检测、鉴定机构，材料试验室5．各级建委（建设局）、旧城改造管理单位6．各建设监理公司、各工程建设单位、施工企业7．各建筑构（配）件生产企业、商品混凝土公司、建材试验室8．各建筑科研、设计院（所）第一章建筑结构试验概述•1.1建筑结构试验的任务•1.2建筑结构试验的作用•1.3建筑结构试验的分类•1.4建筑结构试验的发展第一节建筑结构试验的任务•建筑结构试验研究对象：建设工程的结构物•建筑结构试验的任务：在试验研究对象上应用科学的试验组织程序，使用仪器设备为工具，利用各种实验为手段，在荷载或其它因素作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数，从强度、刚度和抗裂度以及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作性能，估计结构的承载能力确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。所谓建筑结构试验，就是对建筑结构或者是它的构件施加一定的荷载，这个荷载我们指的就是比较广义的，包括力，也包括温度或者是变形，然后用现代的测试手段对它引起来的各种反应，比如说：变形、位移、应变等等进行测量，通过这些测量来观测结构对荷载的反应能力，考查它是否符合使用和设计要求，同时，也可以通过这种观测，来得到荷载与它产生的变形之间的关系，为计算提供实践根据。例如：钢筋混凝土简支梁在静力集中荷载作用下，可以通过测得梁在不同受力阶段的挠度、角变位、截面应变和裂缝宽度等参数，来分析梁的整个受力过程以及结构的强度、挠度和抗裂性能。适筋受弯构件截面受力的几个阶段:第一阶段——截面开裂前阶段（抗裂验算）第二阶段——从截面开裂到受拉区纵向钢筋开始屈服阶段（变形和裂缝宽度验算）第三阶段——破坏阶段（承载力计算）结论•建筑结构试验是以实验方式测定有关数据，由此反映结构或构件的工作性能、承载能力和相应的安全度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要根据的学科。第二节建筑结构试验的作用一、建筑结构试验是发展结构理论的重要途径二、建筑结构试验是发现结构设计问题的主要手段三、建筑结构试验是验证结构理论的唯一方法四、建筑结构试验是建筑结构质量鉴定的直接方式五、建筑结构试验是制定各类技术规范和技术标准的基础六、建筑结构试验是自身发展的需要第三节建筑结构试验的分类建筑结构试验按试验目的、荷载性质、试验对象、试验周期、试验场合等因素进行分类。（一）按照试验目的分类试验可以按照各种方法来分类，但最基本的就是按照试验目的来分类。按试验目的可以将结构试验分成下面两类：一生产检验性试验，二科学研究性试验.。由于试验目的不同，整个试验安排和某些试验方法、试验要求都有很大的不同，所以这是建筑结构试验分类里面最基本的一种分类方法。1、生产性试验特点：具有直接的生产目的，以实际建筑物或结构构件为试验对象，经过试验对具体结构作出正确的技术结论。•解决下列问题：•（1）鉴定结构设计和施工质量的可靠程度。•（2）为工程改建或加固判断结构的实际承载能。•（3）为处理工程事故提供技术根据。•（4）检验结构可靠度、估算结构剩余寿命。•（5）鉴定预制构件的质量。工程事故处理的一般程序:•1、基本情况调查•2、结构及材料检测•3、复核分析•4、专家会商•5、调查报告结构及材料检测内容•1、地基基础•2、建筑物所用材料的实际性能检测•3、建筑物表面缺陷的观测•4、对结构内部缺陷的检查•5、必要时可作模型试验或现场加载试验，通过试验检查结构或构件的实际承载力。2、科研性试验目的:（1）验证结构设计计算的各种假定；（2）制定各种设计规范；（3）发展新的设计理论；（4）为发展和推广新结构、新材料及新工艺提供理论与实践的经验。（二）按照荷载性质、试验对象、试验持续时间、试验场所等不同因素进行分类。•1、按荷载性质来分类（1）静力试验（2）动力试验（1）静力试验*结构静力单调加载试验：试验加载过程是从零开始逐步递增一直到结构破坏为止，也就是在一个不长的时间段内完成试验加载的全过程。*低周反复静力加载试验（伪静力试验）：为了探索结构抗震性能，采用结构抗震静力试验的方式来模拟地震作用的动力试验，它是一种控制荷载或控制变形的周期性的反复静力荷载。静力试验的优点：加载设备相对来讲比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停下来仔细观察结构变形的发展，给人们以最明确、最清晰的破坏概念。2、动力试验对于在实际工作中主要承受动力作用的结构或构件，为了研究结构在施加动力荷载作用下的工作性能，一般要进行动力试验。例如：研究厂房承受吊车及动力设备作用下的动力特性；吊车梁的疲劳强度与疲劳寿命问题；多层厂房由于机器设备上楼后产生的振动影响；高层建筑和高耸构筑物在风荷载作用下的动力问题；结构抗爆炸、抗冲击问题;抗震动力试验采用电液伺服加载设备或地震模拟振动台动力试验的特点：由于荷载特性不同，动力试验的加载设备和测试手段与静力试验有很大的差别，而且要比静力试验复杂得多。•在结构的抗震性能研究中，除了采用结构低周反复静力加载试验外，更为理想的是直接施加动力荷载进行试验。•抗震动力试验采用电液伺服加载设备或地震模拟振动台等设备来进行。•如广州大学抗震研究中心、同济大学抗震中心2、按试验对象分类•（1）真型试验（2）模型试验（3）小构件试验（1）真型试验•试验对象：（1）实际结构（2）实物结构足尺复制的结构或构件。•（1）实际结构试验一般均用于生产性试验。例如：秦山核电站安全壳加压整体性的试验就是一种非破坏性的现场试验。又如对工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载能力试验等均在实际结构上加载量测。•（2）足尺结构或构件试验试验对象是一根梁、一块扳或一榀屋架之类的实物构件，它可以在试验室内试验，也可以在现场进行。（2）模型试验模型试验：采用比真型结构缩小的模型进行试验。模型的设计制作与试验是根据相似理论，要求做到几何相似、力学相似和材料相似等等。（3）小构件试验小构件试验是结构试验常用的研究形式之一。试验不要求满足严格的相似条件，只是用试验结果与理论计算进行对比校核的方式来研究结构的性能，验证设计假定与计算方法的正确性。3、按试验持续时间分类（1）短期荷载试验（2）长期荷载试验（1）短期荷载试验荷载从零开始施加到最后结构破坏或到某阶段进行卸荷的时间总和只有几十分钟、几小时或者几天。（2）长期荷载试验对于研究结构在长期荷载作用下的性能就必须要进行静力荷载的长期试验，它将连续进行几个月或几年时间。如：混凝土的徐变、结构受温度变化的影响、预应力结构中的钢筋的松弛等试验。4、按试验场所分类（1）试验室试验（2）现场试验•1、试验室试验适宜于研究性试验。•2、现场试验多用于解决生产性的问题。第四节结构试验的发展•从无到有，从小到大。现在，全国各地进行的各种类型的结构试验日益增多。《建筑结构试验》课程的学习内容为了获得解决一般建筑结构设计及施工中所遇到的结构检测问题的基本知识和基本技能，并在科研方面得到初步的训练，必须在掌握结构工程专业理论和其它有关专业技术知识的基础上，学习下列内容：（1）规划、组织和进行结构检测的一般原则、方法和技术；（2）结构检测中常用的量测仪器和加载设备的原理、性能和使用方法；（3）收集、整理、计算和评定检测资料的原理和方法。第二章建筑结构试验组织计划•2.1概述•2.2试验前期工作方案设计•2.3试验构件方案设计•2.4试验荷载方案设计•2.5试验观测方案设计•2.6结构试验和材料力学性能关系•2.7试验大纲及其他文件第一节建筑结构试验组织计划理论概述一、建筑结构试验组织计划的意义1、建筑结构试验组织计划是组织工作的需要2、建筑结构试验组织计划是结构试验特点的要求建筑结构试验特点：（1）结构试验没有固定的模式；（2）结构试验耗资大；（3）结构试验周期长。3、建筑结构试验组织计划关系到试验的成败4、建筑结构试验组织计划是体现技术水平和管理水平的窗口二、PDCA循环的基本内容美国质量管理专家戴明（W.E.Deming)50年代初提出一项质量管理循环体系，称为PDCA循环，是一项提高工程质量、改善企业经营管理十分有效的科学方法，被工程界广泛应用。PDCA质量循环体系的基本思想是把质量管理的工作过程分为四个阶段：（1）计划阶段（Plan）（2）实施阶段（Do）（3）检查阶段（Check）（4）处理阶段（Action）•三、PDCA循环的存在范围和特点•1、存在的范围：无处不在处处在，无时不存时时存•2、特点：有序性、嵌套性、关键性、重复性PDCA循环的关键是在P阶段，即计划阶段。它是标准化的基础，是指导同级其它环节的关键。四、结构试验组织计划的内容1、试验设计阶段（1）反复研究试验目的，充分了解体会试验的具体任务，进行调查研究，搜集有关资料；（2）确定试验的性质与规模。对于研究性试验，应提出本试验拟研究的主要参量以及这些参量在数值上的变动范围，并根据试验室的设备能力确定试件的尺寸和量测项目及量测要求；（3）提出试验大纲2、试验准备阶段试验准备阶段要占全部试验工作的大部分时间，工作量也最重。试验准备工作的好坏直接影响到试验能否顺利进行和能获得试验结果的多少。试验准备阶段的主要工作有：（1）试件的制作在制作试件时应注意材性试样的留取、编号，还要作施工日志，注明试件日期、原材料情况，这些原始资料都是最后分析试验结果不可缺少的参考资料。（2）试件质量检查包括试件尺寸和缺陷的检查，应作详细记录，纳入原始资料。（3）试件安装就位试件的支承条件应力求与计算简图一致。一切支承零件均应进行强度验算，并使其安全储备大于试验结构可能有的最大安全储备。（4）安装加载设备加载设备的安装应满足“一稳二准三方便，四强五刚六安全“的要求，即就位要稳定准确方便，固定设备的支撑系统要有一定的强度、刚度和安全度。（5）仪器仪表的率定对测力计及一切量测仪表均应按技术规定要求进行率定，各仪器仪表的率定记录应纳入试验原始记录中，误差超过规定标准的仪表不得使用。（6）作辅助试验辅助试验多半在加载试验阶段之前进行，以取得试件材料的实际强度，便于对加载设备和仪器仪表的量程等作进一步的验算。（7）仪表的安装、连线试调仪表的安装位置、测点号，在应变仪或记录仪上的通道号等等都应严格按照试验大纲中的仪表布置图实施，如有变动，应立即做好记录，以免时间长久后记忆不清而将测点混淆。（8）记录表格的设计准备在试验前应根据试验要求设计记录表格，其内容及规格应周到详细地反映试件和试验条件的详细情况，以及需要记录和量测的内容。记录表格的设计反映试验组织者的技术水平，切勿养成试验前无准备地在现场临时用白纸记录的习惯。记录表格上应有试验人员的签名并附有试验日期、时间、地点和气候条件。（9）算出各加载阶段试验结构各特征部位的内力及变形值以备