结构力学实验说明

结构力学教学实验结构力学教学实验宋晓滨陈涛同济大学土木工程学院建筑工程系同济大学土木工程学院建筑工程系2016年4月公共邮箱[e-mail]:civil411目录目录目录目录1结构力学实验般概念和特点1.结构力学实验一般概念和特点2.本课程实验主要内容和目地3.结构力学实验的一般过程4.结构力学实验课课程要求4.结构力学实验课课程要求5.思考题结构力学实验的一般概念和特点结构力学实验的一般概念和特点结构力学实验的一般概念和特点结构力学实验的一般概念和特点结构力学实验的般概念•结构力学实验的一般概念–荷载-变形关系–构件内力分布–构件内力分布–线弹性结构性能•结构力学实验的特点非破坏性–非破坏性–强调概念的形象化–强调和理论结果的比较和差别解释本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的架点弯矩分构件弯矩传递•刚架节点弯矩分配和构件弯矩传递–计算弯矩分配系数和弯矩传递系数–分析节点和构件具体形式对各分配和传递系数–分析节点和构件具体形式对各分配和传递系数的影响•单自由度体系动力性能刚架加载试验单自由度体系动力性能–由试验测定单自由度体系无阻尼振动自振频率–由试验测定单自由度体系有阻尼振动自振频率和阻尼系数和阻尼系数–由扫频试验测定单自由度体系有/无阻尼自振频率振动台试验本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的本课程实验主要内容和目的桁架结构受力性能实验•桁架结构受力性能实验–计算桁架杆件的内力–分析移动荷载作用下桁架杆件的内力变化情况–分析移动荷载作用下桁架杆件的内力变化情况•平面框架结构刚度和柔度实验–根据实验数据绘出荷载位移曲线计算出刚度和柔度–计算出刚度和柔度–验证虚功原理PP112221PP结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程主要实验目地分类1•明确实验目地制实案2•编制实验方案•模型试件制作3•模型试件制作•实验加载和数据量测4实验加载和数据量测5•实验数据处理和分析，编写实验报告5，可重复性可重复性结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程确实验地•明确实验目地Vs线弹性体系动静力性能线弹性、体系、动静力性能结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程模型•模型设计–材料选取，考虑•理想线弹性材料理想线弹性材料•可操作性–模型尺寸设计，考虑•测试空间•试验装置加载能力•试验量测装置的量测精度结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程试验加载•试验加载设计–推还是拉•设备要求设备要求•安全性静力还是动力–静力还是动力•液压千斤顶•小型振动台（加速度输入）–固定还是移动结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程数据量•数据量测–内容与设备•力（矩）量测力（矩）量测•线（转角）位移量测•应变（曲率）量测•加速度量测•加速度量测结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程数据量•数据量测–测点选择与布置刚架节点及构件应变量测布点桁架杆件应变量测数据采集装置结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程•实验结果预测–根据结构力学教学内容，对各实验相关内容给出理论解答（公式）根据结构力学教学内容，对各实验相关内容给出理论解答（公式）CDByEAOHEI1=∞kEI=常数Otykyk+1taeGFFPtkTd结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程完实验案•完成实验方案–以科学的描述方法对上述各环节内容的书面化、图形化–以作业的形式考核结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程实验数据的分析•实验数据的处理和分析–实验数据的处理•标准化处理方法，例如excel标准化处理方法，例如excel•科学的表达方式（单位，图形格式等）实验数据的分析–实验数据的分析•间接数据的获取（例，由应变计算曲率和弯矩）•规律的提炼（例，转角位移引起构件弯矩分布、桁架内力影响线形状等）–试验结论的总结•以科学的语言清楚、简练地描述基于试验结果的主要学术结论结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程结构力学实验的一般过程撰实验报告•撰写实验报告–实验方案–实验数据处理与分析图表和图形的科学运用–实验结果（规律）分析–主要结论图表和图形的科学运用主要结论桁架结构受力性能实验桁架结构受力性能实验桁架结构受力性能实验桁架结构受力性能实验•实验目的实验目的•实验准备工作•结构实验•实验结果整理•实验报告桁架结构受力性能实验-实验目的桁架结构受力性能实验-实验目的桁架结构受力性能实验实验目的桁架结构受力性能实验实验目的•理解移动荷载和影响线的概念•了解桁架各类杆件及其受力特征铰接抛物线桁架铰接抛物线桁架桁架结构受力性能实验-实验准备工作桁架结构受力性能实验-实验准备工作桁架结构受力性能实验实验准备工作桁架结构受力性能实验实验准备工作实验仪器：应变片、采集板荷载5个加载位置桁架结构受力性能实验-结构实验桁架结构受力性能实验-结构实验桁架结构受力性能实验结构实验桁架结构受力性能实验结构实验具体步骤：具体步骤：1、移动加载设备调试完成，记录空载下的各杆件应变2在桁架下弦杆各结点加载，待稳定后记录荷载的位置杆件应变2、在桁架下弦杆各结点加载，待稳定后记录荷载的位置、杆件应变3、记录完毕后，暂停数据采集，移动荷载位置，稳定后再次记录数据。4、重复3至实验完成桁架结构受力性能实验-实验结果整理桁架结构受力性能实验-实验结果整理桁架结构受力性能实验实验结果整理桁架结构受力性能实验实验结果整理下斜竖上理论影响线18.59091-35.363636-10.954512.75-14.15-1-30.65-0.41667-10.5-13-56.166711.666678.9166672.083333-30.41672.625-0.6875-7.0625-25.687530010203030‐20‐10012345系列1系列2系列3系列4‐50‐40‐30系列4‐60桁架结构受力性能实验-实验报告桁架结构受力性能实验-实验报告桁架结构受力性能实验实验报告桁架结构受力性能实验实验报告公共邮箱strumech@[e-mail]:civil411结构力学实验的课程要求结构力学实验的课程要求结构力学实验的课程要求结构力学实验的课程要求参加种次实验的全过有种实验•参加一种/次实验的全过程（共有4种实验）完成份实验报告（含实验方案）（提交至土木大楼A506（•完成一份实验报告（含实验方案）（提交至土木大楼A506（宋晓滨）A502（陈涛），写清楚试验时间、理论课和实验课老师姓名，截止日期：6月24日，17周）老师姓名，截止日期：6月24日，17周）•实验课成绩共计10分（理论课90分）实验课成绩共计10分（理论课90分）–实验课表现：3分–试验报告：7分–试验报告：7分思考题思考题思考题思考题为何结构力学实验的模型/试件通常采用钢材•为何结构力学实验的模型/试件通常采用钢材•为何结构力学实验通常持时较短•为何可以根据截面应变量测计算截面所受弯矩值•为何大型结构的性能试验通常采用模型试验•实验数据与理论解之间的误差原因？•对实验的改进等建议（加分项！）•对实验的改进等建议（加分项！）提醒提醒提醒提醒•分组名单见选课网/一楼橱窗南校区建筑工程系实验楼115南校区大门•南校区建筑工程系实验楼115•安全第一！！！！南校区大门入口进门右手边姓名：宋晓滨学历博士学历：博士Email：[e-mail]简历简历：教育经历1996.9-2000.7同济大学本科生，建筑工程专业，并获工学学士学位2000920035同济大学硕士研究生结构工程专业并获工学硕士2000.9-2003.5同济大学硕士研究生，结构工程专业，并获工学硕士学位2003.9-2009.3加拿大不列颠哥伦比亚大学(UBC)，木结构专业，并获哲学博士(PhD)获哲学博士(Ph.D.)工作经历2009.6－2012.12同济大学建筑工程系讲师20131－目前同济大学建筑工程系副教授博士生导师2013.1目前同济大学建筑工程系副教授博士生导师研究方向：结构全寿命设计与维护，新型材料和结构体系结构全寿命设计与维护新型材料和结构体系姓名：陈涛学历：博士Eilth@tjidEmail：[e-mail]简历：201212现在同济大学建筑工程系副教授2012.12-现在同济大学建筑工程系，副教授2011.5-2012.5澳大利亚Monash大学，土木工程系，博士后2008.1-2012.2同济大学建筑工程系，讲师2004.10-2007.09日本名古屋大学，土木工程，博士2001.09-2004.09同济大学，结构工程，硕士199709-200107同济大学工程力学学士1997.09-2001.07同济大学，工程力学，学士职位：同济大学建筑工程系副教授硕士生导师同济大学建筑工程系副教授硕士生导师研究方向：新型材料和结构体系、结构破坏过程分析新型材料和结构体系结构破坏过程分析