2018年一级结构工程师基础结构试验考点：结构试验的试件设计

2018年一级结构工程师基础结构试验考点：结构试验的试件设计

　　结构试验的试件设计

　　1.试件设计时要考虑哪些因素?

　　①.试件形状选择②.试件尺寸与数量③.构造措施④.结构受力的边界条件和试件破坏形态与加载条件的要求。

　　A.试件形状选择(最重要的是要造成和设计目的相一致的应力状态)

　　①.取部分构件特别是复杂超静定体系时注意边界条件模拟，要反应该部分结构的实际工作。

　　②.试件从整体结构中隔离出来，应采用容易模拟试件的边界受力状态。

　　③.砖块和砌体用于墙体试验。采用带翼缘或不带翼缘的单层单片墙，也可以采用双层单片墙或开洞墙体的砌体试件。若是纵墙，因外墙窗口多可采用2个或1个窗间墙的双肢或单肢窗间墙试件。

　　B.试件尺寸

　　①.国内试验研究中的框架截面尺寸大约为原型的1/4-1/2,足尺轻板框架试验3-5层

　　②.静力试验取大比例尺。如砌体结构模型取1:1.动力试验因振动台等加载设备能力限制取小比例尺。如砌体结构1/10-1/4，混凝土结构1/40-1/4，(超)高层结构1/25-1/50，有机玻璃整体模型1/25-1/100.

　　C.试件数量

　　①.对于生产性试验，一般按照试验任务要求明确试验对象。《混凝土结构工程施工质量验收规范》用来确定工业民用建筑钢混和预应力混凝土预制构件的数量以及质量检验评定，其他的则按相关产品标准确定数量。

　　②.对于科研型试验，按照研究要求专门设计制造。(钢混短柱抗剪强度试验影响参数有强度等级、受拉钢筋配筋率、配箍率、轴向应力和剪跨比统称为分析因子。注意 剪跨比如=2,3,4….称为水平数。设计时必须相互结合起来研究各参数与其相应状态对试验的影响)综上所述。因子数和水平数越多则试件数量也增加。

　　③.正交试验设计：优点：只需要少量试件就可得到主要信息并对问题作出综合评价。缺点：不能提供某一因子的单值变化与试验目标之间的函数关系

　　2.结构试验对试件设计的要求：必须考虑试件安装、加载、量测需要并作出必要的构造措施，特别是对科研型试验。以下举例：

　　⑴.混凝土试件支承点埋设钢垫板(2).屋架受集中荷载作用位置埋设钢板防止局部承压(3).加载面倾斜作出凸缘包住加载设备的稳定设置(4).钢混试验为了框架端部侧面施加反复荷载应设置预埋构件以便与加载用的液压加载器连接(5).设置加大截面的基础梁包住框架柱脚部分与试验台固接(6).砖石或者砌块的砌体试件中，上下预先浇捣混凝土垫块使垂直荷载均匀传递(7).墙体上下设置混凝土垫梁，下垫梁可模拟基础梁与试验台座固定，上垫梁模拟过梁传递竖向荷载(8)。钢混偏心受压试验，两端做成牛腿可增大端部承压面积并便于施加偏心荷载并在上下端加设分布钢筋网进行加强。

　　注意：为保证结构构件在预定部位破坏，得到必要测试数据，需对结构构件其他部位事先加固，为保证试验测量的可靠度和仪表安装方便，在试件内必须预设买件或预留空洞。比如：测定混凝土内部应力的预埋元件或专门的混凝土应变计一级钢筋应变计，应在浇注混凝土前按技术要求用专门的方法就位固定埋设在混凝土内部。

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