① 原型結構靜力試驗分析。目的主要是審核結構設計、鑑定工程施工質量、確定結構的承載能力和探索結構計算理論等。主要分析內容有變位分析及內力分析,其結果應互相參照,綜合考慮。(a)變位分析。結構變位(包括線位移和角位移)是結構受載時的綜合反應,常以某些特定位置處的變位值衡量結構的整體工作性能。通過變位分析可判斷結構的剛度特性是否符合設計要求和使用規定,估計結構的承載潛力,確定結構的安全度。(b) 內力分析。測定結構各部位應力以了解結構受力狀態。在對結構理論、製造、安裝、施工已有深入了解的基礎上分析影響受力的各種因素,判斷結構的整體或局部構件的工作狀態是否良好,指出設計、施工方面可能存在的問題,估計其對結構物的影響。
② 模型結構靜力試驗分析。模型結構試驗常涉及到驗證結構理論,建立結構的數學分析模型,以及在原型結構試驗中所不易解決的諸如結構穩定、結構破壞等問題。無論是整體結構或局部結構的模型試驗,除了變位及內力分析外,還要結合模型試驗的特點,進行下列內容的分析:(a)模型製作工藝、支承狀態、安裝誤差、連線方式等模擬關係的完善程度及對試驗結果的影響;(b)模型製作材料性能的影響;(c)對於研究結構的穩定和空間作用的模型試驗,應當針對外力作用體系(包括施力點、力的方向和外力等級),結構的約束條件以及結構的連線狀態這些在試驗中十分敏感的問題,分析其與原型結構的吻合程度,以得出正確結論;(d)對於結構破壞試驗,應根據結構的應變、應力、變位的變化過程,考慮到材料非彈性階段的特性,分析結構體系中導致破壞的薄弱環節,以正確估計原型結構的最大承載能力;(e)對於結構局部構件受力狀態的大型局部構件模型試驗,應重點分析其邊界條件是否與原型結構相符。
動力試驗分析
① 原型結構動力試驗分析。其內容是:施加於結構的動力產生的機理,結構的動態特性,動力的各種因素對結構的影響,結構變位及內力的動力係數和動態回響的規律,確定有利於結構運動狀態的使用條件,擬定合宜的措施使結構不致發生較大的動力影響,積累數據以改進結構設計。
② 模型結構動力試驗分析。其內容是通過對模型動態回響規律的分析驗證理論,為擬建的結構選擇合理的結構形式,為既有結構的合理使用提供必要的建議。斜張橋1/160全模型風洞試驗(見彩圖)。 結構試驗分析 動力試驗分析的主要項目和方法包括:(a)結構振動頻率分析,分析結構的自然振動頻率,從頻率角度分析結構形式、結構剛度特性對動態回響的影響;(b)結構阻尼特性分析,實際上結構在運動過程中能量損耗的機理很難正確估計,常根據直接測試結果的分析。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(頻寬)法等,可根據試驗條件選擇。正確的阻尼分析有助於結構振動理論的實際套用;(c)結構的振型分析,根據振型坐標分析結構的動態回響;(d)非隨機荷載試驗分析,用確定性分析方法分析相應於非隨機荷載時程的變位-時間過程,結構的其他反應(如內力)則可通過變位反應求得;(e)隨機荷載試驗分析;(f)非線性結構試驗分析。實驗分析效果圖