土木结构试验
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1.土木工程结构试验的任务:是基于结构基本原理,使用各种仪器仪表和试验设备,通过有计划地对结构物受载后的性能进行观测,对测量参数(位移,应力,振幅,频率等)进行分析,达到对结构物的工作性能作出评价,对其承载能力作出正确估计,并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。
1.1结构试验的一般过程:试验规划,试验准备,试验实施,试验分析2.土木工程结构试验的作用:是结构发展理论的重要途径,是发现结构设计问题的主要手段,是验证结构理论的主要方法,是结构质量鉴定的直接方式,是制定各类技术规范和标准的基础。
3.结构试验的分类:(1)按试验目的分类:科学研究性试验、生产鉴定性试验(2)按试验对象分类:真型试验、模型试验、小构件试验(3)按荷载性质分类:静力试验,动力试验(4)按试验时间长短分类:短期荷载试验、长期荷载试验(5)按试件破坏与否分类:(6)按试验场地分类:实验室试验、现场试验4.科学研究性试验:验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。
5.生产鉴定性试验:1鉴定结构设计和施工质量的可靠程度2为工程改建或加固判断结构的实际承载能力3为处理工程事故提供技术依据4检验结构可靠性5估算结构剩余寿命6鉴定预制构件的产品质量。
5.1发展简史:解放前科学技术极端落后,根本没有土木工程结构试验这门学科,解放后,迅速发展,建立一大批各种规模的结构实验室,拥有一支实力雄厚的专业技术队伍,具有一定数量的现代化仪器设备,并积累了丰富的试验技术经验。
目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用,各种试验设备自动化水平的提高,越来越先进的试验技术手段会不断涌现。
5.2试验准备阶段主要工作:试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载5.3试验实施阶段:(1)确定基本加载方案,如破坏与否、试验周期的长短等(2)荷载图式的选择,如集中荷载还是均布荷载。
土木工程结构试验1.土木工程结构试验与检测概论结构试验是通过对结构物或构件受作用后的性能进行观测和对测量参数进行分析,从而对结构物的工作性能作出正确估计;并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。
科研性试验:以研究和探索为目的,实验对象是专为试验研究而设计制作的,任务:1.验证结构设计理论的各种假定2.为一些大型特种结构谋求设计依据。
鉴定性试验:服务生产为目的,真实结构为对象,任务:1.新的施工工艺试验和竣工验收试验2.原有结构检验3.处理工程突发事故4.产品质量检验路标实验:书P7土木工程结构试验的分类a按试验对象: 实物试验、模型试验b按荷载性质: 静力试验、动力试验c按试验时间: 短期荷载试验、长期荷载试验d按试验场合: 试验室试验、现场试验e按破坏程度:破坏性试验、非破坏性试验(一)实物试验与模型试验:a实物试验--试验对象:实物结构或者是按比例复制的结构或者是构件。
优点:完全反应真实结构的受力特性,试验结论可靠。
缺点:费用高,加载难度大,试验周期长;b模型试验--试验对象:缩尺试件(几何相似、材料相似、力学相似)。
优点:实施方便,费用低。
缺点:严格的相似条件难以实现,尺寸效应的影响,边界因素等(二)静力试验与动力试验:a静力试验--单调静力试验、低周反复静力试验(伪静力试验、伪(拟)动力试验)。
优点:加载设备简单,试验观测方便。
缺点:不能反映结构的动力性能b动力试验--振动台试验、疲劳试验、风荷载试验、抗爆抗冲击荷载试验等)。
优点:能反映结构的动力性能。
缺点:加载设备、测试手段以及后期的数据处理较复杂(三)短期荷载试验与长期荷载试验:a短期荷载试验--一般试验过程持续几分钟到几天,通常的结构试验绝大多数为短期荷载试验。
b长期荷载试验--试验过程持续几个月、几年到数十年。
主要是研究与时间相关的结构特性,如:混凝土的徐变、收缩、预应力筋的松弛,结构的耐久性能等(四)试验室试验与现场试验:a试验室试验--在试件设计、加载方法、测试设备等方面均比较精确,可突出主要研究因素,而且可加载至破坏,适用于科研性试验。
土木工程结构试验方案一、背景土木工程结构试验是对建筑物和其他工程结构在静态或动态载荷下进行实验性能测试的一种方法,通过试验得到结构在不同条件下的力学性能参数,以评估结构的安全性能和耐久性,为设计和施工提供可靠的依据。
本试验方案旨在针对某一具体建筑结构进行试验,对其静态和动态性能进行全面的评测。
二、试验对象本试验对象为一栋四层钢筋混凝土建筑的主体结构,包括梁、柱和板等各个组成部分。
建筑结构已经完成施工并通过验收,但为了进一步评估其安全性能和耐久性,需要进行全面的力学性能试验。
三、试验目的1. 评估结构的受力性能,包括承载能力、变形性能和破坏模式;2. 测定结构的振动性能,包括自由振动频率和振动模态;3. 确定结构在特定荷载条件下的破坏载荷,以验证设计的合理性;4. 分析结构在地震等动力荷载下的响应情况,为结构抗震设计提供依据。
四、试验内容1. 静态试验1.1 施加逐渐增大的集中荷载,测定结构的承载力;1.2 施加逐渐增大的均布荷载,测定结构的变形情况;1.3 施加逐渐增大的侧向荷载,测定结构的位移和倾斜情况。
2. 动态试验2.1 振动台试验:利用振动台对结构进行自由振动实验,测定结构的固有频率和振型;2.2 冲击试验:利用冲击负荷,模拟结构在地震等动力荷载下的响应情况。
3. 破坏试验3.1 施加集中荷载,直至结构发生破坏,测定破坏载荷和破坏模式;3.2 分析破坏之前结构的受力性能,验证试验结果与设计参数的符合度。
1. 静态试验1.1 采用静态加载试验机,施加逐渐增大的集中荷载,测定结构的承载力,并记录荷载-位移曲线和荷载-应变曲线;1.2 采用测量仪器,测量结构在均布荷载作用下的变形情况,记录荷载-变形曲线;1.3 利用测量仪器和位移传感器,测定结构在侧向荷载作用下的变形、倾斜和位移情况。
2. 动态试验2.1 利用振动台设备,施加不同频率和幅值的激励,测定结构的自由振动频率和振型;2.2 利用冲击试验装置,对结构进行冲击试验,测定结构在地震等动力荷载下的响应情况。
土木工程结构试验-第1版教材引言土木工程结构试验是土木工程专业的重要课程之一,它旨在培养学生对土木工程结构的设计、分析和实验能力。
本教材是土木工程结构试验课程的第1版教材,旨在为学生提供全面的学习资料,帮助他们更好地理解土木工程结构试验的概念和原理。
课程简介土木工程结构试验是一门实践性较强的课程,旨在通过实验操作,了解和掌握各种土木工程结构的性能与行为,从而更好地进行结构设计和分析。
本课程主要包括以下内容: - 结构试验的基本概念和原理 - 结构材料的试验方法和性能检测 - 结构荷载的测量和加载方法 - 常见结构的试验方法和分析技术 - 结构试验数据的处理和分析教材结构本教材共分为9个章节,内容涵盖了土木工程结构试验的基本理论和实验操作技术。
第一章:引言•介绍了土木工程结构试验的概念和目的•概述了土木工程结构试验的基本原理和方法•引导学生正确进行结构试验的基本要求和注意事项第二章:结构试验设备和工具•介绍了常用的结构试验设备和工具,如拉压试验机、横梁试验机、应变测量仪器等•详细介绍了这些设备和工具的使用方法和操作注意事项第三章:结构材料的试验方法•介绍了结构材料常见的试验方法,如混凝土抗压试验、钢筋拉伸试验等•详细介绍了这些试验方法的步骤和操作要点第四章:结构荷载的测量方法•介绍了结构荷载的测量方法,如应变测量、位移测量等•详细介绍了这些测量方法的原理和操作技巧第五章:简支梁试验•详细介绍了简支梁试验的步骤和注意事项•提供了简支梁试验的实验数据和分析方法第六章:悬臂梁试验•详细介绍了悬臂梁试验的步骤和注意事项•提供了悬臂梁试验的实验数据和分析方法第七章:桁架结构试验•详细介绍了桁架结构试验的步骤和注意事项•提供了桁架结构试验的实验数据和分析方法第八章:承重墙体试验•详细介绍了承重墙体试验的步骤和注意事项•提供了承重墙体试验的实验数据和分析方法第九章:数据处理和分析•介绍了结构试验中常见的数据处理和分析方法,如数据平滑、误差分析等•提供了实际试验数据的处理和分析案例总结本教材全面而深入地介绍了土木工程结构试验的理论和实践,为学生学习和掌握土木工程结构试验提供了必要的支持和指导。
1.土木工程结构试验的任务:是基于结构基本原理,使用各种仪器仪表和试验设备,通过有计划地对结构物受载后的性能进行观测,对测量参数(位移,应力,振幅,频率等)进行分析,达到对结构物的工作性能作出评价,对其承载能力作出正确估计,并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。
2.土木工程结构试验的作用:是结构发展理论的重要途径,是发现结构设计问题的主要手段,是验证结构理论的主要方法,是结构质量鉴定的直接方式,是制定各类技术规范和标准的基础。
3.结构试验的分类:(1)按试验目的分类:科学研究性试验、生产鉴定性试验(2)按试验对象分类:真型试验、模型试验、小构件试验(3)按荷载性质分类:静力试验,动力试验(4)按试验时间长短分类:短期荷载试验、长期荷载试验(5)按试件破坏与否分类:(6)按试验场地分类:实验室试验、现场试验4.科学研究性试验:验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。
5.生产鉴定性试验:鉴定结构设计和施工质量的可靠程度、为工程改建或加固判断结构的实际承载能力、为处理工程事故提供技术依据、检验结构可靠性、估算结构剩余寿命、鉴定预制构件的产品质量。
5.1发展简史:解放前,科学技术极端落后,根本没有土木工程结构试验这门学科,解放后,迅速发展,建立一大批各种规模的结构实验室,拥有一支实力雄厚的专业技术队伍,具有一定数量的现代化仪器设备,并积累了丰富的试验技术经验。
目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用,各种试验设备自动化水平的提高,越来越先进的试验技术手段会不断涌现。
5.2试验准备阶段主要工作:试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载5.3试验实施阶段:(1)确定基本加载方案,如破坏与否、试验周期的长短等(2)荷载图式的选择,如集中荷载还是均布荷载。
1。
结构试验分类:研究性试验和检验性试验(目的)、静力试验和动力试验(荷载性质)、实体试验和模型试验(试验对象不同)、实验室试验和现场试验(试验场合)、破坏性试验和非破坏性试验(是否被破坏),以及短期荷载试验和长期荷载试验(荷载作用时间的长短)。
2、结构检测是为评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的监测工作.检测包括检查和测试。
结构检测可分为结构工程质量的检测和既有结构性能的检测。
研究性试验的全过程:①设计阶段(试件设计、加载方案设计、测量方案设计、安全措施);②准备阶段(试件制作、试件安装、仪器调试);③实施阶段(加载试验、观测试验);④总结阶段(数据处理、试验分析、试验报告)。
什么是研究性试验?研究性试验具有研究探索和开发的性质,其目的在于验证结构设计的某一理论,或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性,或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论,而系统的进行的试验研究。
什么是检验性试验?检验性试验对象一般是真实的结构或构件,其目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求,并对检验结果做出技术结论的试验。
常用的加载方式有哪些?重物加载、气压加载、机械机具加载、液压加载、动力加载.重物直接加载时应注意哪些问题?当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作为均布荷载时,应注意重物尺寸和堆放距离;当采用砂石等松散颗粒材料作为局部荷载时,切勿连续松散堆放,宜采用袋装堆放,以防止砂石材料摩擦角引起的拱作用;当环境温度不同时,可能引起砂石重量随含水率而变化,造成荷载值的不稳定。
液压加载系统有哪几部分组成?优点?油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台.优点是利用油压使液压千斤顶产生较大的荷载,试验操作安全方便。
量测技术包括量测方法,量测工具,量测误差分析量测仪表的基本量测方法,偏位测定法,零位测定法量测仪器通常由哪几部分组成?感受部分、放大部分、显示记录部分.感受部分,直接与被测对象连系,感受被测参量的变化,并将此变化传给放大部分,对于电测仪来说感受部分将非电量的量测对象转换为电量放大部分,将感受部分传来的被测参量通过各种方式进行放大显示记录部分,将放大部分传来的量测结果通过指针或电子数码管屏幕进行显示或通过各种记录设备将实验数据或曲线记录下来。
土木工程结构试验方案范本一、实验目的本试验旨在对土木工程结构的承载性能、变形性能以及抗震性能进行全面的测试和分析,以验证结构设计的合理性和可靠性,为工程施工提供科学依据和技术支持。
二、试验对象试验对象为某地区一座高层建筑的混凝土框架结构,包括主体结构和各种附件结构。
三、试验内容1. 结构静载试验:针对主体结构,进行静载试验,测定结构的承载能力和变形性能。
2. 结构动载试验:采用模拟地震动力学加载,测试结构的抗震性能和动态响应。
3. 结构材料试验:对混凝土、钢筋、预应力索等材料进行抗拉、抗压、抗剪等常规力学性能测试。
4. 结构连接节点试验:对结构连接节点进行静载和动载试验,验证其受力性能和稳定性。
5. 结构振动试验:对结构进行振动测试,测定结构的固有频率和振动模态。
6. 结构损伤识别试验:采用损伤识别技术,对结构进行损伤识别和损伤评估。
四、设备和仪器1. 静载试验设备:静载试验机、荷载传感器、位移传感器等。
2. 动载试验设备:地震模拟台、地震模拟器、动态荷载传感器等。
3. 材料试验设备:混凝土试验机、钢筋拉力试验机、预应力索试验架等。
4. 连接节点试验设备:连接节点静载试验机、连接节点动载试验台等。
5. 振动试验设备:三维振动台、加速度传感器、振动传感器等。
6. 损伤识别试验设备:结构损伤监测系统、损伤识别软件、损伤评估仪等。
五、试验方案1. 结构静载试验(1)试验目的:测定结构的承载能力和变形性能。
(2)试验方法:采用逐级加载法,逐渐增加荷载,记录结构的变形和荷载响应,以确定结构的荷载-变形曲线。
(3)试验步骤:首先对结构进行预压,然后逐级增加荷载,测量结构的位移和应力。
2. 结构动载试验(1)试验目的:测试结构的抗震性能和动态响应。
(2)试验方法:采用地震模拟技术,通过地震波形输入和动态响应记录,评估结构的抗震性能。
(3)试验步骤:根据结构的设计抗震等级,设置合适的地震波形输入,并记录结构的动态响应。
1.现代科学研究包括(理论)研究和(试验)研究。
2.根据不同的试验目的,结构试验可分为(生产鉴定性)试验和(科学研究性)试验。
工程结构试验大致可分为(试验规划)、(试验准备)、(试验加载测试)和(试验资料整理分析)四个阶段。
4.试件的数量主要取决于测试参数的多少,要根据各参数的(因子数)和(水平数)来决定试件数量。
5.结构在试验荷载作用下的变形可以分为(整体)变形和(局部)变形两类。
6.惠斯顿电桥连接主要有两种方法,即(全桥)和(半桥)。
7.动力试验的振源有(自燃振源)和(人工振源)两大类。
8、结构自振特性主要包括(自振频率)、(阻尼)和(阵型)三个参数。
9.回弹法适用于抗压强度为(19)—(60)MPa的混凝土强度的检测。
10.结构上的荷载按是否引起结构动力反应分为(静力)荷载和(动力)荷载。
11.气压加载按加载方式的不同可分为(正压)加载和(反压)加载。
12.利用环境随机激振方法可以测量建筑物的(动力特性)。
13.反力墙大部分是固定式的,它可以是钢筋混凝土或预应力混凝土的(实体墙)或是空腹式的箱型结构。
14.数据采集就是用(各种仪器)和装置,对数据进行测量和记录。
15.结构振动时,其位移、速度和加速度等随(时间和空间)发生变化。
16.模型设计的程序往往是首先确定(几何比例),再设计确定几个物理量的相似常数。
17.采用等效荷载时,必须全面验算由于(荷载图式)的改变对结构造成的各种影响。
18.采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构受一冲击荷载作用而产生(自由振动)。
19.疲劳试验施加的是一定幅值的(重复荷载),其荷载上限值是按试件在荷载标准值的最不利组合产生的效应值计算而得的.20.测量混凝土的表面硬度来推算抗压强度,是混凝土结构现场检测中常用的一种(非破损)试验方法。
21.对于结构混凝土开裂深度小于或等于500mm的裂缝,可采用(平测法)或(斜侧法)进行检测。
22.工程结构试验所用试件的尺寸和大小,总体上分为(模型)和(原型)两类。
土木工程结构试验简答题总结1、土木工程结构试验的任务:是基于结构基本原理,使用各种仪器仪表和试验设备,通过有计划地对结构物受载后的性能进行观测,对测量参数(位移,应力,振幅,频率等)进行分析,达到对结构物的工作性能作出评价,对其承载能力作出正确估计,并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。
1.1、结构试验的一般过程:试验规划,试验准备,试验实施,试验分析2、土木工程结构试验的作用:是结构发展理论的重要途径,是发现结构设计问题的主要手段,是验证结构理论的主要方法,是结构质量鉴定的直接方式,是制定各类技术规范和标准的基础。
3、结构试验的分类:(1)按试验目的分类:科学研究性试验、生产鉴定性试验(2)按试验对象分类:真型试验、模型试验、小构件试验(3)按荷载性质分类:静力试验,动力试验(4)按试验时间长短分类:短期荷载试验、长期荷载试验(5)按试件破坏与否分类:(6)按试验场地分类:实验室试验、现场试验4、科学研究性试验:验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。
5、生产鉴定性试验:(1)鉴定结构设计和施工质量的可靠程度(2)为工程改建或加固判断结构的实际承载能力(3)为处理工程事故提供技术依据(4)检验结构可靠性(5)估算结构剩余寿命(6)鉴定预制构件的产品质量。
5.1发展简史:解放前科学技术极端落后,根本没有土木工程结构试验这门学科,解放后,迅速发展,建立一大批各种规模的结构实验室,拥有一支实力雄厚的专业技术队伍,具有一定数量的现代化仪器设备,并积累了丰富的试验技术经验。
目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用,各种试验设备自动化水平的提高,越来越先进的试验技术手段会不断涌现。
5.2试验准备阶段主要工作:试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载5.3试验实施阶段:(1)确定基本加载方案,如破坏与否、试验周期的长短等(2)荷载图式的选择,如集中荷载还是均布荷载。
★土木工程结构实验分类:试验场合、试验对象、试验目的、荷载性质、结构反应、构件破坏情况、荷载作用时间、荷载类别。
★试验荷载和结构反应分类:静力试验、动力测试、抗震试验、风洞试验、疲劳试验、建筑构件耐火试验;/按试验场合分类:实验室试验、现场检测;/按试验对象分类:结构原型试验;/按试验目的分类:探索性试验、验证性试验;/按结构或构件破坏情况分类:非破损性检验、局部破损试验、破坏性试验;/按荷载作用时间分类:短期荷载试验、长期荷载试验。
★量测方案是指确定试验所需的量测项目、测点布置、仪器选择、量测要求。
★测点的选择:①在满足试验目的和试验分析的前提下,应使重点观测项目突出,控制量测数量,测点宜少不宜多②特点位置必须有代表性,以便能量测关键的数据③测点布置应有利于试验时操作和测读④应布置一定数量的校核性测点,校核量测数据的准确性。
★结构试验中试验荷载加载方法:重物加载、气压加载、机械机具加载、液压加载、动力激振加载。
重物荷载可直接堆放于结构表面作为均布荷载或置于荷载盘上通过吊杆挂在结构上形成集中荷载。
水是一种很好的加载重物。
重物作集中荷载试验时,常采用杠杆原理讲荷载值放大。
★气压加载分为:正压加载、负压加载★机械机具加载是利用简单的机械原理对结构构件加载★液压加载是最常用的试验加载方法,通常由油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座等组成。
★惯性力加载按产生惯性力的方法分为:冲击力加载法、离心力加载法、直线位移惯性力加载法★试验台座:①槽式试验台座、②地锚式试验台座、③箱式试验台座、④槽锚式试验台座、⑤抗弯大梁式试验台座、⑥空间桁架式试验台座。
①优点是加载点位置可沿台座的纵向任意变动,不受限制,以适应试验结构加载位置的需要;缺点要求槽轨的构造应该和混凝土部分有很好的联系不能拔出。
②优点是通常设计成预应力钢筋混凝土结构,可以节省材料,不仅用于静力实验,同时可以安装结构疲劳实验机进行结构构件的动力疲劳试验,其缺点是螺丝受损后修理困难。
土木工程结构试验与检测土木工程结构试验与检测是指对土木工程结构进行各种试验和检测,以评估、验证和保证结构的安全性、可靠性和持久性。
土木工程结构试验与检测是土木工程中的重要环节,对于确保结构的安全运行具有重要意义。
下面将从试验方法、试验内容和检测技术等方面进行介绍。
一、试验方法1.非破坏试验:非破坏试验是指在不破坏结构的情况下,通过测量结构的变形、应力和振动等参数进行试验和检测。
常用的非破坏试验方法包括振动试验、应变测量、声发射、红外热像法等。
2.破坏试验:破坏试验是通过对结构进行一定负荷或冲击,直至结构失效,从而得到结构的极限承载力和破坏模式。
常用的破坏试验方法包括静载试验、冲击试验、疲劳试验、地震模拟试验等。
二、试验内容1.静力试验:静力试验是通过对结构施加静力负荷来测量结构的变形、应力和变形。
静力试验可以评估结构的承载力、抗侧扭刚度、抗震性能等。
2.动力试验:动力试验是通过对结构施加动力负荷,例如地震波或施加冲击负荷,来模拟结构在实际使用中的动态响应。
动力试验可以评估结构的动态性能、抗震性能等。
3.环境试验:环境试验是对结构在不同环境条件下的性能进行测试,例如高温试验、低温试验、湿度试验等。
环境试验可以评估结构在不同环境条件下的耐久性和可靠性。
三、检测技术1.传统试验测量技术:传统试验测量技术主要包括应变测量、变形测量、振动测量等。
这些技术通过悬挂传感器或安装测量仪器对结构的变形、应力和振动等参数进行实时监测和测量。
2.无损检测技术:无损检测技术是指在不破坏结构的情况下,通过使用电磁、超声波、红外线等方法,对结构进行缺陷检测和强度评估。
常用的无损检测技术包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。
综上所述,土木工程结构试验与检测是土木工程中的重要环节,通过对结构进行试验和检测,可以评估结构的安全性、可靠性和持久性。
试验方法包括非破坏试验和破坏试验两种,试验内容包括静力试验、动力试验和环境试验,检测技术包括传统试验测量技术和无损检测技术。
第一章土木工程结构试验与检测概论
一、单项选择题
1. 土木工程结构试验与检测的主要目的是()。
A. 验证设计理论
B. 评定结构性能
C. 掌握施工质量
D. A、B、C都对
答案:D
2. 以下哪种方法不属于土木工程结构试验的荷载加载方法?()
A. 重物加载法
B. 气压加载法
C. 地震模拟振动台
D. 化学加载法
答案:D
二、填空题
1. 土木工程结构试验按照试验对象的不同,可分为____试验和____试验。
**答案:模型试验、实体试验
2. 结构试验按照试验目的的不同,可分为____和
答案:生产性试验、研究性试验
三、判断题
1. 土木工程结构试验与检测过程中,可以不遵循相关规范和标准。
()
答案:×
2. 土木工程结构试验数据的处理和分析是试验过程中的关键环节。
()
答案:√
四、名词解释
1. 结构试验:指通过对结构或结构构件进行加载、测量和观察,以研究其受力性能、工作状态和破坏规律的试验。
2. 检测:指对结构或结构构件的实际情况进行考察、测量和评估,以判断其质量、安全性和可靠性。
五、简述题
1. 简述土木工程结构试验的分类。
答案:土木工程结构试验的分类如下:
- 按照试验对象的不同,可分为模型试验和实体试验。
- 按照试验目的的不同,可分为生产性试验、研究性试验
- 按照试验方法的不同,可分为静载试验、动载试验、长期荷载试验、温度试验等。
- 按照试验性质的不同,可分为破坏性试验和非破坏性试验。
土木工程结构试验加载方案1. 试验目的土木工程结构试验是为了验证设计的结构是否满足设计要求并具有足够的承载能力。
本次试验的目的是验证某一新型结构在正常使用和极限状态下的承载能力及变形性能,并进行对比分析,评估其实际工程应用价值。
2. 试验对象本次试验对象为某一新型混凝土桥梁结构,该桥梁结构采用了新型的预应力钢筋和混凝土材料,设计用于跨越一条大型河流,在正常交通和荷载情况下具有足够的承载能力和变形性能。
3. 试验方案3.1 试验内容本次试验将分别进行静载试验和动载试验,具体包括以下内容:- 静载试验:即在结构上施加一定的恒定荷载,观察结构的变形情况并测量荷载下结构的应力应变关系。
- 动载试验:即在结构上施加动态荷载,观察结构在动态荷载下的振动情况,并进行模态分析。
3.2 试验装置为了进行上述试验,需要使用以下试验设备和工具:- 静载试验:静载试验机、应变计、位移传感器等;- 动载试验:振动台、加速度传感器、光纤传感器等。
3.3 试验参数在进行试验时,需设置合适的试验参数,包括:- 静载试验:设置适当的恒定荷载,并测量结构的最大变形;- 动载试验:设置合适的动态荷载频率和幅度,并测量结构的动态响应。
4. 试验过程4.1 静载试验在进行静载试验时,首先需将试验对象安装在静载试验机上,并根据预设的试验参数施加恒定荷载。
然后,通过应变计和位移传感器来测量结构在荷载下的应变和变形情况,进而得到结构的应力应变关系。
最后,通过对比分析实验数据,评估结构的承载能力和变形性能。
4.2 动载试验在进行动载试验时,需将试验对象安装在振动台上,并根据预设的试验参数施加动态荷载。
然后,通过加速度传感器和光纤传感器来测量结构在动态荷载下的振动情况,并进行模态分析。
最后,通过对比分析实验数据,评估结构在动态荷载下的振动性能和稳定性。
5. 试验数据分析在进行试验后,需要对实验数据进行详细的分析和对比,得出以下结论:- 结构在正常使用和极限状态下的承载能力和变形性能;- 结构的动态响应和稳定性;- 结构设计和施工的优缺点及改进方向。
土木工程结构试验土木工程结构试验分类1.研究性试验2.生产性试验试验策划和方案论证一般过程1.试验策划与方案论证2.试验准备与实施3.试验加载4.试验资料整理分析与提出试验结论试验方案策划的具体内容与要求1. 试验目的。
这是试验方案策划的主题。
2.试件设计与制作要求。
根据试验目的,进行初步计算分析。
3.试件的支承要求、加载装置及加载方法的策划至关重要。
4.量测要求与仪表布置的策划。
5.安全措施。
主持试验的人员对试验仪表设备和人身安全要有足够的防范措施,包括安全标准等。
6.绘制参加实验人员的组织分工及试验进度计划图标。
7.经费预算及消耗材料用量,所需设备仪表清单及采购计划。
7.经费预算及消耗材料用量,所需设备仪表清单及采购计划。
8.辅助性试验内容。
指测定试验结构所用材料的力学性能指标等。
9.对于以具体结构为对象的工程现场检测或鉴定性试验,在试验前应收集和研究有关的技术文件,如设计施工图纸、施工文件等,并对结构物进行现场考察,从外观上检查结构物的设计和施工质量,了解结构物的周围环境和使用情况(包括受灾和损伤情况)。
试验荷载的静荷载作用表现形式重物加载法(重物直接加载、杠杆重物加载方法)、气压加载法(正压加载和负压加载)、机械机具加载法、液压加载法(液压加载系统、大型液压加载试验机、电液伺服液压系统)、地震模拟振动台试验荷载的动荷载作用表现形式(加载方法)惯性力加载法(冲击力加载:初位移加载法、初速度加载法。
离心力加载)、电磁加载法、现场动力试验的其他激振方法 (人激振动加载法、人工爆炸激振法、环境随机振动激振法)分配梁作用为保证每个加载点有明确的荷载值量程:仪器能测量的最大输入量与最小输入量之间的范围称为仪表的量程或量测范围。
刻度值:仪器指示装置的最小刻度所指示的测量数值。
精确度:仪器指示值与被测值的符合程度。
灵敏度:仪器的灵敏度是指单位输入量所引起的仪表示值的变化。
量测仪表的选用原则(1)符合量测所需的量程及精度要求。
《土木工程结构试验》实验指导书土木工程结构实验室二〇一七年九月修订目录实验一:等强度梁机测3实验二:等强度梁电测6实验三:钢桁架机测10实验四:钢桁架电测10 实验五:单自由度系统模型参数的测试27 实验六:测试附加质量对系统频率的影响33 实验七:附加质量分布对系统频率的影响36实验一:等强度梁机测(应变的机测和机械式测量仪表的构造原理)一、实验目的:1、了解、掌握各种机械仪表的性能,原理和使用方法,掌握应变的机测方法和原理。
2、认识和了解结构静力试验的各种机械仪表,掌握它们的原理和构造,掌握它们的安装和测读方法。
二、课前预习要求:1、预习教材的下列章节第三章3.3 试验测量仪器2、思考下列问题(1)结构静载试验中,主要测量的物理量有哪些?(2)选择一种测量仪表应考虑哪些方面的因素?(3)机械式测量仪表采用什么零件放大微小信号?三、参观部分:通过参观认识下列仪器的外貌,了解它们的构造,工作原理,使用方法和适用范围。
1、应变和位移测量仪表:杠杆应变仪、手持应变仪、千分表、百分表、挠度计。
2、其它检测仪表回弹仪、读数显微镜、刻度放大镜。
四、实验操作部分(等强度悬臂梁荷载试验)1、设备:等强度悬臂梁一套百分表一块磁性表座一套杠杆应变仪一套曲率仪一个2、内容在等强度悬臂梁上安装百分表、杠杆应变仪、曲率仪。
在梁端加砝码,测量等强度悬臂梁。
某一截面上的应变和梁端挠度值及曲率半径,与理论计算值进行分析比较。
3、试验步骤:(1)测量等强度悬臂梁的几何尺寸和仪表安装放位置的X值,并记录在表1—1中。
(2)在距梁端X1处的截面处安装杠杆应变仪,在X2处安装百分表(注意:百分表要有初读数,并严格垂直于梁面),将曲率仪安装在梁上合适的地方。
(3)记录初读数,在梁端分加三级砝码,量测在相应荷载作用下被测截面的应变与梁端的挠度值和曲率值,并记录在表1—2中。
(4)整理记录资料,计算出各级荷载下的实测应变,应力和挠度值和曲率值。
土木工程结构试验试题及答案三、简答题(每小题5分,共40分)1.试述测量挠度有哪几种仪器(方法)2.研究性试验,荷载如何分级?3.静力试验中,各级荷载下的恒载持续时间是如何规定的?4.怎样确定承载力极限荷载实测值?5.一个截面对称的受弯构件,如图所示,用电阻应变仪测量截面上轴力引起的应变。
试拟定一个测试方案。
6.测定结构的动力特性的方法有哪几种?7.低周反复加载试验的目的是什么?答案:1.答:①百分表及挠度计;②电子百分表;③电阻应变式位移传感器;④差动变压器式位移传感器;⑤刻度尺与水准仪。
2.答:①生产检验性试验当加载至破坏荷载计算值的90%后,每级应取不大于承载力检验荷载值的5%逐级加荷至结构破坏;②研究性试验当加载至计算破坏荷载的90%后,为了求得精确的破坏荷载值,每级应取不大于标准荷载的5%逐级加荷至结构破坏;3.答:①混凝土结构的级间停留时间不得少于10~15min,钢结构取10min,砌体和木结构也可参照执行。
②在正常使用极限状态标准荷载作用下的持续时间不应少于30min,钢结构也不宜少于30min,砌体为30小时;木结构不小于24小时;拱式砖石结构或混凝土结构不小于72小时。
③对于预应力混凝土构件的研究性试验,达到开裂荷载计算值仍未开裂,应持续30min(检验性构件不受此限制)④对于采用新材料、新工艺、新结构形式的结构构件,或跨度较大(大于12m)的屋架、桁架等结构构件,为了确保使用期间的安全,要求在正常使用极限状态短期试验荷载作用下的持续时间不宜少于12h,在这段时间内变形继续增长而无稳定趋势时,还应延长持续时间直至变形发展稳定为止,4.答:①如果在规定的荷载持载时间结束后出现裂缝,则将此级荷载定为开裂荷载实测值.②如果在规定的荷载持载时间内出现裂缝.则将此级荷载与前一级荷载的平均值定为开裂荷载实测值。
③如果没有及时发现第一条裂缝,可取荷载一挠度曲线上的转折点(曲线第一弯转段两端点切线的交点)的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。
5.答:①在一个截面上对称地贴两片电阻片,作工作片,如图;②再取一个与构件材料相同的试块,贴两片电阻片,作补偿片;③全桥接法:一个工作片接A、B端,一个工作片接C、D端,B、C端与D、A端接补偿片;④或:③半桥接法;两工作片串联后接A、B端,两补偿片串联后接C、D端;6.答;①自由振动法;②共振法;③脉动法。
7.答:①用静力加载方法来近似模拟地震作用,获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征,②也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。
③进而为建立数学模型,通过计算机进行结构抗震非线性分析服务,为改进现行抗震设计方法和修订设计规范提供依据。
三、筒答题(共40分)1.什么是低周期反复加载试验?(6分)2.重物加载的作用如何?(6分)3.电阻应变测量方法的主要特点如何?(6分)4.超声波检测混凝土强度裂缝深度的基本原理是什么?<6分)5.在进行结构模型设计时,确定相似条件的方法有哪两种?(6分)6.预载的目的是什么?(5分)7.钢筋混凝土粱在裂缝观测时包括的内容有哪些?(5分答案:1.(6分)答:它是用周期性的反复的静力荷载施加于结构上,研究结构抗震强度的一种静力试验,称为低周期反复加载试验,也称为伪静力试验。
2.(6分)答:重物加载的作用:通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载,也可以实现集中荷载的加载。
假如说要加集中合载,就需要用料盘来加载,一般把料盘也称为加荷篮。
假如说荷载再大,就可以通过杠杆来加载。
3.(6分)答;电阻应变测量方法的主要特点:测量灵敏度高;标距小;滞后小;在复杂的环境中也可以完成应变测量。
4.(6分)答;超声波在混凝土传播过程中遇到裂缝,将产生反射、折射、绕射等物理现象,使超声波声时延长,根据声时的变化推测裂缝的深度。
这就是超声波检测混凝土裂缝深度的基本原理。
5.(s分)答:确定相似条件的方法有方程式分析法和量纲分析法两种。
6(5分)答:预载的目的有以下几点:(1)使试验各部位接触良好,进入正常工作状态,荷载与变形关系趋于稳定;(2)检验全部试验装置的可靠性。
7.(5分)答:钢筋混凝土梁在裂缝观测时的内容包括:及时地捕捉到第一条裂缝的出现并尽可能准确地记录下此时的荷载值;按加载分组跟踪描绘裂缝的开展情况,井测出裂缝的宽度。
\1.结构试验对仪器设备的使用要求是什么?2.简述自由振动法测量结构动力特性的基本原理.3.液压加载系统由哪几部分组成?答案:1.(1)测量仪器不应该影响结构的工作,要求仪器自重轻、尺寸小,对于模型结构试验,还要考虑仪器的附加质量和仪器对结构的作用力.(2)测量仪器具有合适的灵敏度和量程.(3)安装使用方便,稳定性和重复性好,有较好的抗干扰能力.(4)价廉耐用,可重复使用,安全可靠,维修容易.(5)尽量多功能、多用途,以适应多方面的需要.2.(1)结构自振频率的测量:采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动,在现场试验中,可利用反冲激振器对结构产生冲击荷载.得到结构的有阻尼自由振动曲线后,在振动曲线上可以根据时间坐标,量取振动波形的周期,由此求得结构的自振频率f=1/T(2)结构阻尼测量:由实测振动图形所得到的振幅变化来确定阻尼比ξ,在测量结构阻尼时,可采用峰—峰幅值,比较简单、正确.(3)振型测量:结构某一固有频率下结构振动时各点位移呈现出一定比例关系,将各点位移沿结构连接起来可形成一定形状的曲线,即是结构在对应某一固有频率下的一个不变的振动形式,称为对应该频率的振型.用自由振动法一般只能测得结构的一阶振型.3.主要由储油箱、高压油泵、测力装置和各类阀门组成的操纵台,通过高压油管同时并联连接若干个液压加载器组成,由操纵台控制,满足多点同步施加荷载的要求.四、简答题(本大题共8小题,每小题4分,共32分)36.影响混凝土强度和超声波传播速度间的定量关系的因素有哪些?37.判断结构构件是否具有良好的恢复力特性指标有哪些?38.建筑物承受的动力荷载有哪几种?39.结构试验中,测点的布置应注意哪些问题?40.在混凝土试件支承处和构件受集中荷载作用的位置为什么要预埋钢板?41.什么是温度补偿?粘贴补偿片应满足哪些条件?42.对铰支座的基本要求是什么?43.如何制作液压加载器的标定曲线?答案:36.影响因素有:骨料的品种;粒径的大小;水泥的品种;用水量和水灰比;混凝土的龄期;测试时试件的温度和含水率。
\37.(1)强度;(2)刚度;(3)骨架曲线(4)延性系数(5)退化率;(6)能量耗散38.(1)地震作用(2)机械设备振动和冲击荷载; (3)高层建筑和高耸构筑物的风振;(4)环境振动;(5)爆炸引起的振动。
39.(1)测点的位置必须有代表性; (2)为了保证测量数据的可信度,还应布置一定数量的校核性测点;(3)测点的布置应有利于试验时操作和测读;(4)结构动力试验中测点应布置在要求被测量结构反应的最大部位,如最大动位移,动应变等位置上。
40.为防止局部承压破坏。
41.在实际应变测量时,如果试验过程较长,温度发生了变化,测得的试件应变中会包含着温度变化引起的应变,有时这一应变的值会相当大,如果试验中只需要测量试件受除温度作用以外的荷载作用所产生的应变,就应该设法去除由于温度变化引起的应变,这就是温度补偿。
粘贴补偿片时,补偿片应粘贴在同样材料的物体上,这一物体只受温度作用,而且与测点具有同样的温度环境。
42.(1)必须保证结构在支座处能自由水平移动和自由转动;(2)必须保证结构在支座处力的传递;(3)结构的支承处必须在试验时另加垫板;(4)滚轴的长度,一般取等于试件支承处截面宽度b;(5)滚轴的直径应根据滚轴受力选用并进行强度验算。
43.(1)至少应在加载器不同的行程位置上加卸荷载重复循环三次;(2)取平均值绘制标定曲线;(3)任一次测量值和曲线上对应点的力值偏差不应大于±5%。
44.回弹法检测混凝土强度时的影响因素有哪些?45.根据不同的动荷载,有哪些方法可以测定其结构上的动力荷载特性?46.结构静力试验正式加载试验前,为什么需要对结构进行预载试验?预载时应注意什么问题?47.结构实验中,对试验荷载装置有哪些要求?48.简述生产性试验与科研性试验的不同之处。
49.电阻应变计对粘贴工艺有哪些要求?如何检测电阻应变计的粘贴质量?50.在数据采集过程中为了得到准确、可靠的数据,应该遵循哪些原则?51.说明利用环境随机激振加载法测量建筑物动力特性的原理。
那你到时候再给转吧44.答:1.回弹仪测试角度的影响。
在非水平方向测试时,由于重力作用的影响使结果不同,故应进行修正。
2.混凝土不同浇筑面的影响。
要尽量选择在构件的侧面,否则要进行修正。
3.龄期和碳化的影响。
随着龄期的增长,混凝土表面产生碳化现象,表面硬度随碳化深度的增加逐步增大,这会影响对混凝土强度值的推定。
因此,必须量测和考虑碳化深度的影响4.养护方法和温度的影响。
自然养护的回弹值高于标准养护的回弹值。
混凝土表面湿度愈大,回弹值愈低,故应尽可能采用干燥状态的混凝土进行测试。
45.答:1.直接测定法 2.间接测定法 3.比较测定法46.答:预载的目的:1.使结构进入正常的工作状态2.可以检查现场的试验组织工作和人员情况3.可以检查全部试验装置和荷载设备的可靠性预载时应注意:1.预载试验用荷载一般是分级荷载的1-2倍2.预载的加载值不宜超过该试件开裂试验荷载计算值的70%47.答:1.应有足够的强度储备 2.要满足刚度要求 3.要满足试件的边界条件和受力变形的真实状态 4.要注意试件的支承方式5.尽可能构造简单,装拆方便,适用性强,能满足多种试验要求48.答:1.生产性试验不需要试件设计和制作 2.生产性试验不需要试探性试验41.答:(1) 1.测点基底平整、清洁、干燥 2.粘结剂的电绝缘性、化学稳定性和工作性能良好,以及蠕变小,粘贴强度高,温度湿度影响小 3.同一组应变计规格型号应相同 4.粘贴牢固、方位准确、不含气泡 5.应变计粘贴完成后,有时须做防潮绝缘处理(2) 1.粘贴完毕后,用万用表再次检测应变计的阻值 2.用摇表检测应变计与被测结构间的绝缘电阻。
该电阻应大于20兆欧以上49.答:同时性、客观性同时性原则要求一次采集完成(或一次测量)得到的所有数据是同一时刻试件受到的作用与试件的反应。
这些同一时刻的数据才能正确地反映和描述某一时刻试件的作用和试件的反应之间的关系。
客观性原则要求按照客观事实进行数据采集,并把所有关于试验实际情况的数据都加以测量、记录,使采集得到的数据能够客观、完整的反映和描述整个试验过程。