結(jié)構(gòu)試驗分析

試驗分析的作用 　結(jié)構(gòu)試驗分析與結(jié)構(gòu)理論分析是對結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)取得完善認識的依據(jù)。結(jié)構(gòu)模型和原型試驗分析在下列諸方面起著重要作用：①建立或驗證結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)分析模型和理論；②為結(jié)構(gòu)設(shè)計提供依據(jù)；③建立或修正經(jīng)驗公式；④確保施工安全和質(zhì)量；⑤判斷結(jié)構(gòu)的承載能力；⑥長期監(jiān)視結(jié)構(gòu)的工作性能；⑦建立或修訂工程結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工規(guī)范的有關(guān)條款。

結(jié)構(gòu)試驗分析試驗分析的內(nèi)容

結(jié)構(gòu)試驗的涉及面很廣，常按照靜力、動力及長期試驗分為三大類。

靜力試驗分析

① 原型結(jié)構(gòu)靜力試驗分析。目的主要是審核結(jié)構(gòu)設(shè)計、鑒定工程施工質(zhì)量、確定結(jié)構(gòu)的承載能力和探索結(jié)構(gòu)計算理論等。主要分析內(nèi)容有變位分析及內(nèi)力分析，其結(jié)果應(yīng)互相參照,綜合考慮。(a)變位分析。結(jié)構(gòu)變位（包括線位移和角位移）是結(jié)構(gòu)受載時的綜合反應(yīng)，常以某些特定位置處的變位值衡量結(jié)構(gòu)的整體工作性能。通過變位分析可判斷結(jié)構(gòu)的剛度特性是否符合設(shè)計要求和使用規(guī)定，估計結(jié)構(gòu)的承載潛力，確定結(jié)構(gòu)的安全度。(b) 內(nèi)力分析。測定結(jié)構(gòu)各部位應(yīng)力以了解結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。在對結(jié)構(gòu)理論、制造、安裝、施工已有深入了解的基礎(chǔ)上分析影響受力的各種因素，判斷結(jié)構(gòu)的整體或局部構(gòu)件的工作狀態(tài)是否良好，指出設(shè)計、施工方面可能存在的問題，估計其對結(jié)構(gòu)物的影響。

② 模型結(jié)構(gòu)靜力試驗分析。模型結(jié)構(gòu)試驗常涉及到驗證結(jié)構(gòu)理論，建立結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)分析模型，以及在原型結(jié)構(gòu)試驗中所不易解決的諸如結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、結(jié)構(gòu)破壞等問題。無論是整體結(jié)構(gòu)或局部結(jié)構(gòu)的模型試驗，除了變位及內(nèi)力分析外,還要結(jié)合模型試驗的特點,進行下列內(nèi)容的分析:(a)模型制作工藝、支承狀態(tài)、安裝誤差、連接方式等模擬關(guān)系的完善程度及對試驗結(jié)果的影響;(b)模型制作材料性能的影響;(c)對于研究結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定和空間作用的模型試驗，應(yīng)當針對外力作用體系（包括施力點、力的方向和外力等級），結(jié)構(gòu)的約束條件以及結(jié)構(gòu)的連接狀態(tài)這些在試驗中十分敏感的問題，分析其與原型結(jié)構(gòu)的吻合程度,以得出正確結(jié)論；(d)對于結(jié)構(gòu)破壞試驗，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的應(yīng)變、應(yīng)力、變位的變化過程，考慮到材料非彈性階段的特性，分析結(jié)構(gòu)體系中導(dǎo)致破壞的薄弱環(huán)節(jié),以正確估計原型結(jié)構(gòu)的最大承載能力；(e)對于結(jié)構(gòu)局部構(gòu)件受力狀態(tài)的大型局部構(gòu)件模型試驗，應(yīng)重點分析其邊界條件是否與原型結(jié)構(gòu)相符。

結(jié)構(gòu)試驗分析動力試驗分析

① 原型結(jié)構(gòu)動力試驗分析。其內(nèi)容是:施加于結(jié)構(gòu)的動力產(chǎn)生的機理，結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性，動力的各種因素對結(jié)構(gòu)的影響，結(jié)構(gòu)變位及內(nèi)力的動力系數(shù)和動態(tài)響應(yīng)的規(guī)律，確定有利于結(jié)構(gòu)運動狀態(tài)的使用條件，擬定合宜的措施使結(jié)構(gòu)不致發(fā)生較大的動力影響，積累數(shù)據(jù)以改進結(jié)構(gòu)設(shè)計。

② 模型結(jié)構(gòu)動力試驗分析。其內(nèi)容是通過對模型動態(tài)響應(yīng)規(guī)律的分析驗證理論，為擬建的結(jié)構(gòu)選擇合理的結(jié)構(gòu)形式，為既有結(jié)構(gòu)的合理使用提供必要的建議。斜張橋1/160全模型風(fēng)洞試驗(見彩圖)。 結(jié)構(gòu)試驗分析　動力試驗分析的主要項目和方法包括:(a)結(jié)構(gòu)振動頻率分析，分析結(jié)構(gòu)的自然振動頻率，從頻率角度分析結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)剛度特性對動態(tài)響應(yīng)的影響;(b)結(jié)構(gòu)阻尼特性分析，實際上結(jié)構(gòu)在運動過程中能量損耗的機理很難正確估計，常根據(jù)直接測試結(jié)果的分析。常用的分析方法有自由振動衰減法、共振放大法以及半功率（帶寬）法等，可根據(jù)試驗條件選擇。正確的阻尼分析有助于結(jié)構(gòu)振動理論的實際應(yīng)用；(c)結(jié)構(gòu)的振型分析,根據(jù)振型坐標分析結(jié)構(gòu)的動態(tài)響應(yīng);(d)非隨機荷載試驗分析，用確定性分析方法分析相應(yīng)于非隨機荷載時程的變位－時間過程，結(jié)構(gòu)的其他反應(yīng)（如內(nèi)力）則可通過變位反應(yīng)求得；(e)隨機荷載試驗分析；(f)非線性結(jié)構(gòu)試驗分析。

結(jié)構(gòu)試驗分析長期結(jié)構(gòu)試驗分析

其目的在于及時掌握結(jié)構(gòu)性能變化的動態(tài)，以采取有利于結(jié)構(gòu)的安全措施，同時為結(jié)構(gòu)的設(shè)計、施工、維護和耐久性預(yù)測提供依據(jù)。分析的項目有：①各測試數(shù)值隨時間變化的過程；②各測試數(shù)值在各測試周期中同一時間的變化規(guī)律；③根據(jù)同一時間測得的數(shù)據(jù)分析各種因素影響的分量值，并與理論分析值或標準值進行比較；④分析同一因素的測量值在不同時間的變化規(guī)律；⑤分析結(jié)構(gòu)動力特性的變化規(guī)律。

電子計算機在結(jié)構(gòu)試驗分析中的應(yīng)用 　從60年代末以來，由于小型、微型計算機得到日益廣泛的應(yīng)用，為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)試驗數(shù)據(jù)，特別是結(jié)構(gòu)振動波形的處理分析提供了有利條件。目前，已有多種配有數(shù)據(jù)處理的程序計算機，也出現(xiàn)了各種帶有微處理機的數(shù)據(jù)處理專用設(shè)備，進行從原始數(shù)據(jù)的采集到結(jié)果數(shù)據(jù)的輸出，其中包括應(yīng)力和力的分析、變位、影響系數(shù)、特征頻率和模態(tài)等各項分析。由于數(shù)據(jù)處理速度的不斷提高，有可能對結(jié)構(gòu)試驗的結(jié)果進行實時處理，因此，在進行試驗分析的同時，又可對試驗的進程進行控制和監(jiān)視。

結(jié)構(gòu)試驗分析結(jié)構(gòu)試驗分析結(jié)果

結(jié)構(gòu)試驗的測試數(shù)據(jù)經(jīng)過整理分析，應(yīng)當用列表、圖示或經(jīng)驗公式配以適當?shù)睦碚撏茖?dǎo)和論證，表達分析的內(nèi)容、過程和結(jié)論。完善的試驗分析報告應(yīng)當是數(shù)據(jù)取舍合理、分析思路明確、理論探討周密嚴謹、分析結(jié)論簡明正確，并對分析結(jié)果的適用范圍提出恰當?shù)慕ㄗh。2100433B

確定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在承受一定的靜力或動力荷載、溫度或約束作用時的應(yīng)力和變位分布規(guī)律的手段之一，根據(jù)試驗要求，通過對測試數(shù)據(jù)進行整理分析而求得結(jié)論。

本書可作為高校土木工程專業(yè)的教材，也可供從事結(jié)構(gòu)試驗的工程技術(shù)人員參考。本書是根據(jù)高等學(xué)校土木工程專業(yè)的教學(xué)要求，按照“建筑結(jié)構(gòu)試驗” 教學(xué)大綱的要求編寫而成。其主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)試驗概論、結(jié)構(gòu)試驗荷載模擬、結(jié)構(gòu)試驗量測技術(shù)、結(jié)構(gòu)靜載試驗、結(jié)構(gòu)動載試驗、結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測試驗、結(jié)構(gòu)模型試驗、結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)據(jù)處理。本書在闡述傳統(tǒng)試驗方法及手段的基礎(chǔ)上，介紹了國內(nèi)外最新發(fā)展的試驗理論及方法，注意理論與實踐相結(jié)合，在闡明建筑結(jié)構(gòu)試驗基本原理的基礎(chǔ)上，重點介紹試驗方法與技能，內(nèi)容精練，重點突出，適用性強。

本書是根據(jù)土木工程專業(yè)教學(xué)要求編寫的，主要內(nèi)容包括：結(jié)構(gòu)試驗的工作程序；制定試驗方案的準則；試驗結(jié)構(gòu)的設(shè)計原理，模型試驗；靜力、動力試驗荷載的模擬再現(xiàn)技術(shù)與試驗全過程；各類結(jié)構(gòu)性能參數(shù)的量測技術(shù)；服役結(jié)構(gòu)可靠性鑒定方法；測量誤差分析與試驗數(shù)據(jù)處理。 本書可供從事結(jié)構(gòu)試驗的工程技術(shù)人員和高等院校土建類專業(yè)師生參考。

結(jié)構(gòu)試驗是一門試驗科學(xué)和技術(shù)，是研究和發(fā)展土木工程結(jié)構(gòu)新材料、新結(jié)構(gòu)、新施工工藝以及檢驗結(jié)構(gòu)計算分析和設(shè)計理論的重要手段，在土木工程結(jié)構(gòu)科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新等方面起著重要作用。

本書作為高等院校土木工程專業(yè)的規(guī)劃教材，在闡述傳統(tǒng)建筑結(jié)構(gòu)試驗方法及手段的基礎(chǔ)上，介紹了國內(nèi)外最新發(fā)展的試驗理論及方法，注意理論與實踐相結(jié)合；在闡明結(jié)構(gòu)試驗基本原理的基礎(chǔ)上，重點介紹試驗方法與技能。本書內(nèi)容精練，重點突出，適用性強，可作為高校土木工程專業(yè)的教材，也可供從事結(jié)構(gòu)試驗的工程技術(shù)人員參考。