结构试验设计原理讲解课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,结构测试技术,结构试验的设计原理,本章主要内容,结构试验的四个阶段；,结构试验设计的基本原则；,测试技术基本原理。,结构试验的四个阶段,试验规划与设计,编制试验大纲，试验大纲的内容主要包括：,试验任务分析；,试件设计；,试验装置与加载方案设计；,观测方案设计；,试验终止条件；,安全措施。,结构试验一般可分为：,试验规划与设计；,试验技术准备；,试验实施过程；,试验数据分析与总结。,结构试验的四个阶段,试验技术准备,一个试验能否,达到试验目的，很大程度上取决于试验技术准备，这一阶段的工作包括：,预埋传感元件；,试件制作；,安装试验装置及试件；,安装测量元件；,调试标定仪器设备；,相关材料性能测试。,结构试验的四个阶段,试验实施过程,操作仪器设备,，对试件的反应进行观测，这一阶段的工作包括：,记录试件初始状态；,采集并记录试验数据；,观察并记录试件特征反应（如裂缝、破坏形态、声音、热特征、环境特征和其他信息）。,结构试验的四个阶段,试验数据分析与总结,试验结束后,，及时整理实验数据，撰写试验报告，这一阶段的工作包括：,整理试验结果；,判断异常数据；,绘制试验曲线、图表；,分析试验误差；,分析并总结试验现象。,结构试验设计的基本原则,工程结构,一个系统,看成,给定输入,并在规定的环境条件下运行,考察系统输出,确定系统模型,确,定,系,统,参,数,结构试验设计的基本原则,原则一：真实模拟结构所处的环境和所受到的荷载,地震？风荷载？火？,梁单元,刚臂或,连接单元,简支梁的边界条件对于动力性能影响很大,结构试验设计的基本原则,结构试验设计的基本原则,原则二：消除次要因素的影响,结构试验设计的基本原则,例,1,：钢筋混凝土受弯构件长期荷载试验，研究徐变，消除收缩的影响，宜恒温恒湿条件下进行。,例,2,：钢筋混凝土梁的剪切和弯曲破坏，研究受弯性能，需足够的箍筋抗剪，研究抗剪性能，需足够的纵筋抗弯。,例,3,：地震模拟振动台试验，缩尺模型的骨料粒径与普通混凝土相差很大，研究主要性能。,结构试验设计的基本原则,结构试验设计的基本原则,原则三：将结构反应视为随机变量,结构试验的结果不但具有随机性，而且具有模糊性。,有腹筋梁受剪承载力试验结果,结构试验设计的基本原则,原则四：合理选择试验参数,结构试验中，试验方案有很多参数，参数决定了试验结构的性能，科研性试验需要根据各参数构成的,因子数,和,水平数,决定试件数目。,每个选定因子安排若干不同状态试验点，叫,因子水平数,。,正交试验设计方法,正交试验设计法,，正交试验设计是研究多因素多水平的一种设计方法，它是根据正交性从全面试验中挑选出部分有代表性的点进行试验，这些有代表性的点具备了“均匀分散，齐整可比”的特点，是一种高效率、快速、经济的实验设计方法。,正交试验设计法,主要是使用正交表这一工具来进行整体设计，综合比较，妥善解决各因素和水平数相互组合可能参与的影响，和所需试件数与实际可行试验构件数之间的矛盾，解决实际所作少量试验与全面掌握内在规律之间的矛盾。,正交试验设计方法,3,因素,3,水平的全面试验水平组合数为,3,3,27,，,4,因素,3,水平的全面试验水平组合数为,3,4,81,，,5,因素,3,水平的全面试验水平组合数为,3,5,243,，这在科学试验中有时是做不到的。,正交试验设计方法,正交试验就是从优选区全面试验点（水平组合）中挑选出有代表性的部分试验点（水平组合）来进行试验。上图中标有试验号的,9,个点，就是利用正交表,L,9,（,3,4,）从,27,个试验点中挑选出来的,9,个试验点。即：,（,1,）,A,1,B,1,C,1,（,2,）,A,2,B,1,C,2,(3)A,3,B,1,C,3,（,4,）,A,1,B,2,C,2,（,5,）,A,2,B,2,C,3,(6)A,3,B,2,C,1,（,7,）,A,1,B,3,C,3,（,8,）,A,2,B,3,C,1,(9)A,3,B,3,C,2,正交试验设计方法,上述选择，保证了,A,因素的每个水平与,B,因素、,C,因素的各个水平在试验中各搭配一次。对于,A,、,B,、,C3,个因素来说，是在,27,个全面试验点中选择,9,个试验点，仅是全面试验的,1/3,。,从图中可以看到：,9,个试验点在优选区中分布是均衡的，在立方体的每个面上，都恰是,3,个试验点；在立方体的每条线上也恰有,1,个试验点。,9,个试验点均衡地分布于整个立方体内，有很强的代表性，能够比较全面地反映优选区内的基本情况。,正交试验设计方法,正交试验设计表格,通过正交设计原来需要,81,个试件可以综合为,9,个试件。,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,正交试验设计表格,原则五：统一测试方法和评价标准,鉴定性结构试验中，试验对象和试验方法依规范而行。,研究性结构试验中，需要对试验方法有所规定。,如裂缝、压弯构件,原则六：降低试验成本和提高试验效率,根据试验目的来选择有关试验参数和试验仪表。,提高精度会增加试验成本降低试验效率。,结构试验设计的基本原则,测试技术的基本原理,传感器,是测量系统的一种前置部件，它将输入变量转化为可供测量的信号。,测量,可分为直接测量和间接测量。,传感器,的标定。,国际标准单位,：米,(m),，千克,(kg),，秒,(s),，安培,(A),，开尔文,(K),，坎德拉,(cd),，摩尔,(mol),。,