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結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)

在進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和變形試驗(yàn)時(shí)，作為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試件可以取為實(shí)際結(jié)構(gòu)(原型)的整體或是它的一部分，當(dāng)不能采用原型結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，也可用1：1的足尺模型或縮小比例的縮尺模型。

試件設(shè)計(jì)應(yīng)包括試件形狀的選擇、試件尺寸與數(shù)量的確定以及構(gòu)造措施的研究考慮，同時(shí)必須滿足結(jié)構(gòu)與受力的邊界條件、試件的破壞特征、試驗(yàn)加載條件的要求。

(一)試件形狀

在設(shè)計(jì)試件形狀時(shí)，最重要的是要造成和設(shè)計(jì)目的相一致的應(yīng)力狀態(tài)。

對(duì)于從整體結(jié)構(gòu)中取出部分構(gòu)件單獨(dú)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，特別是在比較復(fù)雜的超靜定體系中必須要注意其邊界條件的模擬，使其能如實(shí)反映該部分結(jié)構(gòu)構(gòu)件的實(shí)際工作。

當(dāng)作如圖18-1-1(a)所示受水平荷載作用的框架結(jié)構(gòu)應(yīng)力分析時(shí)，若試驗(yàn)A—A部位的柱腳、柱頭部分時(shí)，試件要設(shè)計(jì)成如圖18-1-1(b)所示;若作B—B部位的試驗(yàn)，試件設(shè)計(jì)成如圖18-1-1(c);對(duì)于梁如作成18-1-1(d)(e)那樣的設(shè)計(jì)，則應(yīng)力狀態(tài)可與設(shè)計(jì)目的相一致。

作鋼筋混凝土柱的試驗(yàn)研究時(shí)，若要探討其撓曲破壞性能，如圖18-1-1(h)的試件是足夠的，但若作剪切性能的探討，則反彎點(diǎn)附近的應(yīng)力狀態(tài)與實(shí)際應(yīng)力情況有所不同，為此有必要采用圖18-1-1(i)中的適用于反對(duì)稱(chēng)加載的試件。

在作梁柱連接的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)時(shí)，采用十字形試件如圖18-1-1(f)，節(jié)點(diǎn)兩側(cè)梁柱的長(zhǎng)度一般均取1/2梁跨和1/2柱高，即按框架承受水平荷載時(shí)產(chǎn)生彎矩的反彎點(diǎn)(M=0)的位置來(lái)決定。邊柱節(jié)點(diǎn)可采用T字形試件。

為了避免在試驗(yàn)過(guò)程中梁柱部分先于節(jié)點(diǎn)破壞，必須事先對(duì)梁柱部分進(jìn)行加固。當(dāng)試驗(yàn)?zāi)康臑榱私獬跏荚O(shè)計(jì)應(yīng)力狀態(tài)下的性能，并同理論作對(duì)比時(shí)，可以采用如圖18-1-1(g)的X形試件。

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