談結(jié)構(gòu)試驗在結(jié)構(gòu)理論發(fā)展中的作用

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1、談結(jié)構(gòu)試驗在結(jié)構(gòu)理論發(fā)展中的作用摘要：結(jié)構(gòu)試驗是研究和發(fā)展結(jié)構(gòu)理論的重要手段。文中從沿革、任務(wù)、分類、加載設(shè)備與測量方法、一般過程等方面了解工程結(jié)構(gòu)試驗。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展應用，結(jié)構(gòu)試驗仍然是發(fā)展結(jié)構(gòu)理論和解決工程設(shè)計方法的主要手段之一。在結(jié)構(gòu)工程學科的發(fā)展演變過程中結(jié)構(gòu)試驗本身成為一門真正的試驗科學。關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)試驗結(jié)構(gòu)理論0引言工程結(jié)構(gòu)試驗是一項科學實踐性很強的學科，是研究和發(fā)展工程結(jié)構(gòu)新材料、新體系、新工藝以及探索結(jié)構(gòu)設(shè)計新理論的重要手段，在工程結(jié)構(gòu)科學研究和技術(shù)革新等方面起著重要的作用。1沿革　最早的結(jié)構(gòu)試驗是意大利科學家伽利略在17世紀

2、完成的懸臂梁試驗，其梁強度理論經(jīng)由其后的胡克的材料彈性說明，貝努利、歐拉等的構(gòu)件變形問題，庫倫的中性軸假想，打下了今天彈性理論材料力學的基礎(chǔ)。我國十分重視工程結(jié)構(gòu)試驗學科的建設(shè)及其發(fā)展。1956年起在高等院校中設(shè)置建筑結(jié)構(gòu)試驗課程。在直接為生產(chǎn)服務(wù)方面和工程結(jié)構(gòu)系統(tǒng)科學研究方面，對結(jié)構(gòu)的材料性質(zhì)，基本構(gòu)件和結(jié)構(gòu)整體工作性能等，進行了大量的實物或模型的靜、動力試驗，獲得了許多試驗成果，提出了符合中國實際情況的設(shè)計參數(shù)、工藝標準、計算公式、設(shè)計理論、施工工藝，為制訂各種規(guī)范、規(guī)程提供了基本依據(jù)。2工程結(jié)構(gòu)試驗及其一般過程2.1工程結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)工程結(jié)構(gòu)

3、試驗的任務(wù)是在結(jié)構(gòu)或?qū)嶒瀸ο笊?，以儀器設(shè)備為工具，利用各種實驗技術(shù)為手段，在荷載（重力、機械擾動力、地震力、風力等）或其他因素（溫度、變形沉降等）作用下，通過測試與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)（變形、撓度、位移、應變、振幅、頻率等）后進行分析，從而對結(jié)構(gòu)的工作性能作出評價，對結(jié)構(gòu)的承載能力作出正確的估計，并為驗證和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論提供可靠的依據(jù)。2.2工程結(jié)構(gòu)試驗的分類根據(jù)試驗研究目的，主要分為生產(chǎn)鑒定性試驗和科學研究性試驗。2.2.1生產(chǎn)鑒定性試驗生產(chǎn)鑒定性試驗以直接服務(wù)于生產(chǎn)為目的。以工程中實際結(jié)構(gòu)構(gòu)件為對象，通過試驗或檢測對結(jié)構(gòu)作出技術(shù)結(jié)論，

4、通常解決以下問題：①檢驗或鑒定結(jié)構(gòu)質(zhì)量。對一些比較重要的結(jié)構(gòu)，建成后通過試驗，綜合性地鑒定其質(zhì)量的可靠度。對于預制構(gòu)件或現(xiàn)場施工的其他構(gòu)件，在出廠或安裝之前，要求按照相應規(guī)范或規(guī)程抽樣檢驗，以推斷其質(zhì)量。②判斷結(jié)構(gòu)的實際承載力。當舊建筑進行擴建、加層或改變結(jié)構(gòu)用途時，往往要求通過試驗確定舊結(jié)構(gòu)的承載能力，為加固、改建、擴建工程提供數(shù)據(jù)。③處理工程事故、提供技術(shù)依據(jù)。對于遭受火災、爆炸、地震等原因而損傷的結(jié)構(gòu)，或在建造使用中有嚴重缺陷的結(jié)構(gòu)，往往要求通過試驗和檢測，判斷結(jié)構(gòu)在受災破壞后的實際承載能力，為結(jié)構(gòu)的再利用和處理提供技術(shù)依據(jù)。2.2.2　科學

5、研究性試驗　科學研究性試驗的目的是為結(jié)構(gòu)的理論計算和研究服務(wù)。它按照事先周密考慮的計劃來進行。試驗的對象是專為試驗而設(shè)計制造的。突出研究的主要問題，消除一些對結(jié)構(gòu)上實際影響的次要因素，使試驗工作合理，觀測數(shù)據(jù)易于分析和總結(jié)，達到理論研究的目的。①驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計理論的假定。在結(jié)構(gòu)設(shè)計中，人們常對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的計算圖式和本構(gòu)關(guān)系作某些簡化假定，通過試驗來加以驗證，滿足要求后用于實際工程中的結(jié)構(gòu)計算。在結(jié)構(gòu)靜力和動力分析中，本構(gòu)關(guān)系的模型化則完全是通過試驗加以確定的。②提供設(shè)計依據(jù)。我國現(xiàn)行的各種結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范除了總結(jié)已有的大量科學實驗的成果和經(jīng)驗外，為了理論和

6、設(shè)計方法的發(fā)展，還進行了大量的結(jié)構(gòu)試驗以及實體建筑物的試驗，為編制和修改結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范提供試驗數(shù)據(jù)。對于特種結(jié)構(gòu)，應用理論分析的方法達不到理想的結(jié)果時，用結(jié)構(gòu)試驗的方法確定結(jié)構(gòu)的計算模式和公式的系數(shù)，解決工程中的實際問題。③提供實踐經(jīng)驗。一種新材料的應用，一個新結(jié)構(gòu)的設(shè)計或一項新工藝的施工，往往要經(jīng)過多次的工程實踐和科學試驗，從而積累資料，使設(shè)計計算理論不斷改進和完善。2.3　工程結(jié)構(gòu)試驗加載設(shè)備與測量方法2.3.1　加載設(shè)備　一般供試驗用的加載裝置除實物加載外，可用千斤頂、液壓試驗裝置、計算機與加振器聯(lián)機系統(tǒng)、模擬地震振動臺、人工爆炸等，以模擬對結(jié)

7、構(gòu)或構(gòu)件的實際的各種作用。在全部試驗承力裝置中有支座、支墩、反力架、反力墻及試驗臺座等。2.3.2　測量方法①機測法。利用機械儀表測量所需的數(shù)據(jù)或參數(shù)，機測法適應性強、簡便、可靠、經(jīng)濟，是結(jié)構(gòu)試驗中最常用的測量手段。②電測法。通過傳感元件把試驗需要測量的數(shù)據(jù)或參數(shù)，轉(zhuǎn)換為電阻、電容、電感、電壓或電流等電量參數(shù)，經(jīng)放大器放大，然后進行測量，由指示記錄設(shè)備記錄和顯示，這種轉(zhuǎn)換和測量技術(shù)稱為非電量電測技術(shù)，具有準確、快速測量、自動控制、連續(xù)記錄和遠距離操縱等優(yōu)點。與計算機聯(lián)機，還可根據(jù)測量結(jié)果自行判斷和運算。③光測法。利用光的準直性對測量參數(shù)放大、轉(zhuǎn)換、

8、實現(xiàn)連續(xù)記錄，阻尼小、響應快（如光線示波記錄儀）。也可利用光敏材料的物理化學原理和力學特性在偏振光作用下產(chǎn)生的光學效應，測