本课程重点归纳.

2019/12/251SchoolofUrbanConstructionandManagement2019/12/252一、绪论二、结构试验的基本原理三、结构试验加载方法与设备四、结构试验测量技术五、工程结构静载试验六、结构动力试验七、超声法检测混凝土缺陷八、回弹法检测混凝土抗压强度九、建筑钢材的检测与应用2019/12/2531.结构试验的任务土木工程结构试验的任务是以土木工程结构为研究对象，通过加载技术对研究对象施加各种作用，借助测试技术对结构物受作用后的性能进行观测。通过对测量数据的分析，如变形、应变、温度、振幅、频率、裂缝宽度等，从强度（稳定）、刚度、抗裂性以及结构实际破坏形态来判明结构的实际工作性能，评估结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度。通过结构实验检验并发展结构计算理论。一、绪论2019/12/2542.结构试验的分类一、绪论2019/12/254结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(1)生产鉴定性试验具有直接的生产目的。以实际建筑物或结构构件为试验鉴定对象，经过试验对具体结构构件作出正确的技术结论这类试验常用来解决一下有关问题：a.综合鉴定重要工程和建筑的设计与施工质量。b.对已建结构进行可靠性检验，以推断和估计结构剩余寿命。c.工程改建和加固，通过试验来判断具体结构的实际承载能力。d.处理受灾结构和工程质量事故，通过试验鉴定提供技术依据。e.鉴定预制构件的产品质量。2019/12/255结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(2)科学研究性试验科学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，而有系统地进行的试验研究。这类试验通常解决以下几个方面的问题:a.验证结构计算理论或通过结构试验创立新的结构理论。b.制订结构设计规范和标准。2.结构试验的分类一、绪论2019/12/256结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(1)原型试验原型试验的试验对象是实际结构或是按实物结构足尺复制的结构或构件。对于实际结构试验一般均用于生产鉴定性试验。例如核电站安全壳加压整体性的试验，工业厂房结构的刚度试验、楼盖承载能力试验以及桥梁在移动荷载下的动力特性试验等均在实际结构上加载量测一、绪论2.结构试验的分类2019/12/257结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(2)模型试验由于进行原型结构试验投资大、周期长、测量精度受环境因素等影响，在经济上或技术上存在一定困难。因此，人们在结构设计的方案阶段进行初步探索比较或对设计理论和计算方法进行科学研究时，可以采用按原型结构缩小的模型进行试验。模型是仿照原型（真实结构）并按照一定比例关系复制而成的试验代表物，它具有实际结构的全部或部分特征。设计制作及试验是根据相似理论，用适当的比例和相似材料制成与原型几何相似的试验对象，在模型上施加相似力系（或称比例荷载），使模型受力后重演原型结构的实际工作，最后按照相似理论由模型试验结果推算实际结构的工作。目前在试验室内进行的大量结构试验均属于这一类。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/258结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(1)静力试验静力试验是结构试验中最大量最常见的基本试验，因为大部分建筑结构在工作时所承受的是静力荷载，一般可以通过重力或各种类型的加载设备来实现和满足加载要求。静力试验的加载过程是从零开始逐步递增一直到结构破坏为止，也就是在一个不长的时间段内完成试验加载的全过程，我们称它为结构静力单调加载试验。静力试验的最大优点是加载设备相对来说比较简单，荷载可以逐步施加，还可以停下来仔细观测结构变形的发展，给人们以最明确和清晰的破坏概念。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/259结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(2)动力试验对于那些在实际工作中主要承受动力作用的结构或构件，为了了解结构在动力荷载作用下的工作性能，一般要进行结构动力试验，通过动力加载设备直接对结构构件施加动力荷载。特别是结构抗震性能的研究中除了用上述静力加载模拟以外，更为理想的是直接施加动力荷载进行试验，目前抗震动力试验一般用电液伺服加载设备或地震模拟振动台等设备来进行。由于荷载特性的不同，动力试验的加载设备和测试手段也与静力有很大的差别，并且要比静力试验复杂得多。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/2510结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(1)短期荷载试验限于试验条件、时间和基于解决问题的步骤，我们不得不大量采用短期荷载试验，即荷载从零开始施加到最后结构破坏或到某阶段进行卸荷的时间总和只有几十分钟，几小时或者几天。结构的疲劳试验，则整个加载过程也仅在几天内完成，与实际工作有一定差别。爆炸，地震等特殊荷载作用时，整个试验加载过程只有几秒甚至是微秒或毫秒，这种试验实际上是一种瞬态的冲击试验。这种由于具体客观因素或技术的限制所产生的影响，我们在分析试验结果时必须加以考虑。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/2511结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(2)长期荷载试验对于研究结构在长期荷载作用下的性能，如混凝土结构的徐变，预应力结构中钢筋的松弛，钢筋混凝土受弯构件裂缝的开展与刚度退化等就必须要进行静力荷载的长期试验。这种长期荷载试验也可称为持久试验，它将连续进行几个月或甚至于数年，通过试验以获得结构的变形随时间变化的规律在现场对实际工作中的结构物进行系统长期的观测，则这样积累和获得的数据资料对于研究结构的实际工作，进一步完善和发展工程结构的理论都具有极为重要的意义。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/2512结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(1)试验室试验由于可以获得良好的工作条件，可以应用精密和灵敏的仪器设备进行试验，具有较高的准确度。甚至可以人为的创造一个适宜的工作环境，以减少或消除各种不利因素对试验的影响，所以适宜于进行研究性试验。这样有可能突出研究的主要方面，而消除一些对试验结构实际工作有影响的次要因素。这种试验可以在原型结构上进行，也可以采用模型试验，并可以将结构一直试验到破坏。尤其近年来发展足尺结构的整体试验，大型试验室为之提供了比较理想的条件。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/2513结构试验分类按试验目的分类按试验对象分类按荷载性质分类按试验时间分类按试验场合分类(2)现场试验与室内试验相比由于客观环境条件的影响，使用高精度的仪器设备来进行观测受到了一定的限制，相对来看，进行试验的方法也比较简单，所以试验精度和准确度较差。现场试验多数用以解决生产鉴定性的问题，所以试验是在生产和施工现场进行的，有时研究或检验的对象就是已经使用或将要使用的结构物，它可以获得近乎完全实际工作状态下的数据资料。一、绪论2.结构试验的分类2019/12/25141.结构试验设计基本原则1.1真实模拟结构所处的环境和结构所受到的荷载1.2消除次要因素影响1.3将结构反应视为随机变量1.4合理选择试验参数1.5统一测试方法和评价标准1.6降低试验成本和提高试验效率※本节具体内容参看教材二、结构试验的基本原理2019/12/25152.测试技术基本原理2.1传感器技术2.2试验结果的测量2.3标定和校准2.4现代测量技术特点※本节具体内容参看教材二、结构试验的基本原理2019/12/25161.概述1.1工程结构的作用直接作用：荷载作用，包括结构自重与施加在结构上的荷载间接作用：主要有温度变化、地基不均匀沉降和结构内部物理或化学作用直接作用分类结构试验除极少数是在实际荷载下实测外，绝大多数是在模拟荷载条件下进行的。三、结构试验加载方法与设备2019/12/25171.概述1.2加载要求在选择试验荷载和加载方法时，应满足下列几点要求：(1)选用试验荷载的图式应与结构设计计算的荷载图式所产生的内力值相一致或基本接近；(2)荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值稳定，特别是静力荷载要不随加载时间、外界环境和结构的变形而变化；(3)荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求，加载设备要有足够的强度储备；(4)加载装置本身要安全可靠，不仅要满足强度要求，还必须按变形条件来控制加载装置的设计，即尚必须满足刚度要求。防止对试件产生卸荷作用而减轻了结构实际承担的荷载；(5)加载设备必须操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，又能适应同步加载或先后加载的不同要求。(6)加载设备要力求采用现代化先进技术，减轻劳动强度，提高检测质量。三、结构试验加载方法与设备2019/12/25182.静力加载方法2.1重力加载2.1.1重力直接加载法2.1.2杠杆加载法2.2机械机具加载2.3液压加载2.4气压加载※本节具体内容参看教材三、结构试验加载方法与设备2019/12/25193.动力加载方法3.1冲击力加载3.1.1初位移加载法3.1.2初速度加载法3.2离心力加载（了解）※本节具体内容参看教材三、结构试验加载方法与设备2019/12/25204.荷载支承装置试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。支座三、结构试验加载方法与设备结构试验中的支座是支承结构、正确传递作用力和模拟实际荷载图式的设备，通常由支座和支墩组成。支座按作用方式不同有滚动铰支座、固定铰支座、球铰支座和刀口支座（固定铰支座的一种特定形式）几种。2019/12/25214.荷载支承装置试验荷载支承装置是满足试验荷载设计、实现荷载图式、结构受力和边界条件要求以及保证试验加载正常进行的关键之一。支座三、结构试验加载方法与设备铰支座要求：1、保证试件在支座处能自由转动。2、保证试件在支座处可将力良好传递。3、试件支座处铰的上线垫板要有一定得刚度。2019/12/2522三、结构试验加载方法与设备2019/12/25231.概述结构试验测量技术（MeasuringTechniqueofStructuralTesting）指通过一定得测量仪器或手段，直接或间接地取得结构性能变化的定量数据。测量系统测试单元四、结构试验测量技术结构（构件）敏感元件（感受装置）变换器（传感器）控制装置指示记录系统从被测物体接受能量，输出一定测量数值将被测参数变换为电量并传送到控制装置进行处理对变换器的输出信号进行测量计算，并在显示器上显示出来显示记录所测数据2019/12/25241.概述结构试验的主要测量参数外力（支座反力、外荷载）内力（钢筋的应力、混凝土的拉、压力）变形（挠度、转角、曲率）裂缝等测量方法直接测量法用一个事先按标准量分度的测量仪表对某一被测量进行直接测定，从而得出该量的数值。是工程结构试验中应用最广泛的一种方法。间接测量法不直接测量待测量，而是对于待求量有确切函数关系的其他物理量进行测量，然后通过函数关系求得待求量。偏位测定法（接触式位移计）零位测定法（天平秤）四、结构试验测量技术2019/12/25252.应变测量结构试验中的基本测量内容，在结构试验量检测内容中具有极其重要的地位，往往是其它物理量测量的基础应变测量的方法机测法：简单易行，适用于现场作业或精度要求不高的场合电测法：手续较多，适用范围广，精度较高2.1电阻应变片2.1.1工作原理2.1.2电阻应变片的基本构造2.1.3电阻应变片的技术指标2.2电阻应变仪2.3电阻应变片粘贴技术与实用桥路※本节具体内容参看课件四、结构试验测量技术2019/12/25263.位移与变形测量3.1位移的测量位移是工程结构承受荷载作用后的