试件设计需考虑其原型结构的边界条件、试件的破坏特征、试验加载条件的要求。
在设计试件形状时,最重要的是要造成和设计目的相一致的应力状态对于从整体结构中取出部分构件单独进行试验时,特别是在比较复杂的超静定体系中必须要注意其边界条件的模拟,使其能如实反映该部分结构构件的实际工作。
实践证明:足尺结构虽然具有反映实际构造的优点,但试验所耗费的经费和人工如用来做小比例尺试件,可以大大增加试验数量和品种,而且试验室的条件比野外现场要好,测试数据的可信度也高。
试件,亦称“试样”。试验材料的机械和物理性质以及金相组织用的样品。不同类型的试验(如拉伸、压缩、弯曲、金相等),分别有不同形状和尺寸的试件。一般试件均按规定的标准尺寸规格制成,称“标准试件”。
对于在试验室内进行的动力试验可以对足尺构件进行疲劳试验,至于在地震模拟振动台上试验时,由于受振动台台面尺寸载重和激振力大小等参数限制,一般只能作缩尺的模型试验。
试件设计要求考虑的具体内容
1、试件的形状:试件设计所以要注意它的形状,主要是要求满足在试验时形成和实际工作相一致的应力状态。当从整体结构中取出部分构件单独进行试验时,特别是对比较复杂的超静定体系中的构件,必须要注意其边界条件的模拟,使其能如实反映该部分结构构件的实际工作。
2、试件的尺寸:结构试验所用试件的尺寸和大小,总体上分为原型(实物)和模型两类。试件尺寸受尺寸效应、构造要求、试验设备和经费条件等因素的制约。
3、结构试验加载和测试对试件设计的要求:为满足试件安装、加载和量测的需要,试件设计同时应考虑必要的构造措施。
一般供试验用的加载装置除实物加载外,可用千斤顶(图1)、液压试验装置、计算机与加振器联机系统、模拟地震振动台(图2)、人工爆炸等,以模拟对结构或构件的实际的各种作用。在全部试验装置中有结构试验台座、反力墙及各种承力装置。(见彩图)