建筑结构试验复习资料

1建筑结构试验第一章绪论1，建筑结构试验的任务：就是在结构物或试验对象上，以仪器设备为工具，利用各种试验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数，从强度、刚度、抗裂性以及结构的破坏形态等各个方面来判断结构的实际工作性能，估计结构的承载能力，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。2，生产性试验：（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）常用以解决以下问题：①综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量②鉴定预制构件的产品质量③已建结构可靠性检验，推断和估计结构的剩余寿命④工程改建或加固，通过试验判断具体结构的实际承载能力⑤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3，科研性试验：（目的是验证结构设计计算的各种假定，通过制定各种设计规范，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、新材料及新工艺提供理论依据与实践经验）①验证结构计算理论的假定②为制定设计规范提供依据③为发展和推广新结构、新材料及新工艺提供理论依据与实践经验4，结构试验分类：按试验对象分：①原型试验②模型试验。按试验荷载性质分：①结构静力试验②结构动力试验③结构抗震试验。按试验时间长短分：短期荷载试验和长期荷载试验按试验所在场地分：实验室结构试验和现场结构试验。按试验是否破坏分结构破坏试验和结构非破坏试验。模型试验分：⑴相似模型试验：几何相似、力学相似、材料相似⑵缩尺模型试验：原型结构缩小几何比例尺寸的试验代表物⑶足尺模型试验：结构静力试验：加载过程实质和再从零开始逐步递增一直加到试验某乙预定目标或结构破坏为止。结构动力试验:研究结构在不同性质动力作用下结构动力特性和动力反应的试验。分：⑴结构动力特性试验：指结构受动力荷载激励时，在结构自由振动或强迫振动情况下量测结构自身所固有的动力性能试验。用人工激振或环境随机激振，量测自振频率、阻尼系数和结构振型。⑵结构动力反应试验：指结构在动力荷载作用下，量测结构或其特定部位动力性能参数和动态反应的试验。如结构的振幅和振动形态、频率或频谱曲线、加速度和动应变的时程曲线及动力系数。⑶结构疲劳试验：指结构构件在等幅稳定、多次重复荷载的作用下，为测试结构疲劳性能而进行的动力试验。量测得疲劳参数有疲劳强度和疲劳寿命。结构抗震试验：指在地震或模拟地震荷载作用下研究结构构件抗震性能和抗震能力的专门试验。⑴低周反复加载静力试验：一种以控制结构变形或控制施加荷载，由小到大对结构构件进行多次低周期反复作用的结构抗震静力试验。属于静力试验，也称伪静力试验、周期性抗震试验或结构恢复力特性试验。⑵拟动力试验：是利用计算机和电液伺服加载器联机系统进行抗震试验的方法。亦称伪动力试验、非周期性抗震静力试验或计算机-加载器联机试验。⑶地震模拟振动台试验：在地震模拟振动台上进行的结构抗震动力试验。结构非破坏试验⑴刚度检验法：是以30%-60%的设计荷载进行加载，测得结构变形和材料的应变与理论计算对比，如果符合的较好，可以承认试验结构和材料的可靠性。⑵承载力检验法：一般加载到小于极限荷载的某一预定荷载值，检测结构受载后的反应。第二章：建筑结构试验设计1，结构试验包括：结构试验设计试验设备试验实施和试验分析等主要环节。2，结构试验总体设计：主要是根据结构试验的目的对试验工作进行全面规划与设计。3，科研型的试件设计应包括试件：①形状的设计②尺寸和数量的确定以及构造措施的考虑③必须满足结构和受力的边界条件的要求。4，①几何相似：即要求模型和原型结构之间所有对应部分尺寸成比例。模型比例即为长度相似常数。②质量相似：在结构动力试验中，要求结构的质量分布相似，即模型和原型结构对应部分的质量成比例。③荷载相似：要求模型和原型在各对应点所受的荷载方向一致，荷载大小成比例。④物理相似：要求模型和原型的各相应点的应力应变刚度和变形间的关系相似。⑤时间相似：对于结构动力问题，在随时间变化的过程中，要求结构模型和原型在对应的时刻进行比较，要求相对应的时间成比例。①边界条件相似：要求模型和原型在与外界接触的区域内的各种条件相似。也即要求支承条件相似约束情况相似以及边界上受力情况相似。②初始条件相似：对于结构动力问题，为了保证模型和原型的动力反应相似，还要求初始时刻运动的参数相2似。运动的初始条件包括：初始几何位置质点的位移速度加速度。5，等效荷载：指的是在其作用下，结构构件的控制界面和控制部位上能产生与原来荷载作用时相同的某一作用效应的荷载。6，结构静力试验一般包括：预加载设计试验荷载和破坏荷载等三个阶段的一次单调静力加载。7，结构试验的观测方案包括：①按整个试验目的要求，确定试验测试的项目。②按确定的量测项目要求，选择测点位置。③选择测试仪器和数据采集方法。8，测点的选择和布置需注意：①在满足试验目的的情况下，测点宜少不宜多。②测点的位置必须有代表性。③为了保证测量数据的可信度，还应该布置一定数量的校核性测点。④测点的布置应有利于试验时操作和测度，不便于测度和不便于安装仪器的部位，最好不设或少设测点，或者选择特殊的仪器和量测方法来满足测量的要求。⑤结构动力试验测点布置原则上与静力试验一样，布置在要求被测量结构反应的最大部位。9，测试仪器的选择：①选择仪器须从实际出发，使所用仪器能很好地符合量测所需的精度要求，要防止盲目地选用高准确度和高灵敏度的精密仪器。②仪器的量程应该满足最大变形和各种被测量的需要。③如果测点的数量很多而且测点又位于很高很远的部位，则采用电测仪表进行多点测量或远距离测量就很方便，而埋于结构内部的测点只能用电测仪表。④选择仪器必须考虑测度的方便，快速，省时，必要时需采用巡回检测和自动记录装置。⑤为了简化工作，避免差错，量测仪器的型号规格应尽可能选用一样的，种类愈少愈好。⑥动测试验使用的仪表，尤其应注意仪表的线性范围，频率特性和相位特性要满足试验量测的要求。10，静力试验时需注意：①结构在试验加载前，应在没有外荷载的作用下测度仪表的初始读数。②试验时，在每级荷载作用下，应在规定的荷载持续时间结束时量测结构构件的变形。③观测时间一般选在荷载过程中的加载间歇时间内，最好在每次加载完毕后的某一时间开始按程序测度一次，到加下一级荷载前，再观测一次读数。④当荷载维持较长时间不变时，应按规定时间，以后每隔一规定时间记录读数一次。同样，当结构卸载完毕时，也应按规定时间记录变形的恢复情况。⑤每次记录仪器读数时，应该同时记录周围环境的温度。11，结构试验的误差控制包括：①试件制作误差。②材料性能误差。③试件安装误差。④试验装置和试验加载误差。⑤仪器使用和测试方法误差。⑥荷载和量测设备误差。⑦结构试验方法非标准误差。第三章：结构试验的加载设备2，结构的（荷载试验）是结构试验的基本方法。3，试验用的荷载形式、大小及加载方式等都是根据（试验的目）的要求，以如何能更好地模拟原有荷载等因素来选择的。4，结构的（动力反应）在很大程度上决定于所承受的动力荷载，对于荷载激振设备或加载方法的选择主要决定于（试验的任务）和（试验对象）的性质。5，决定试验荷载还取决于实验室的设备和现场所具备的条件。6，正确的（荷载设计）和选择适合于试验目的的需要的（加载设备）是保证整个工作顺利进行的关键之一。7，在选择试验荷载和试验方法时，应满足：①选用的试验加载设备和试验装置应满足结构设计计算荷载图式的要求。②荷载传递方式和作用点要明确，产生的荷载值要稳定，特别是静力荷载应不随加载时间、外界环境和结构的变化而变化。③荷载分级的分度值要满足试验量测得精度要求，加载设备要有足够的轻度储备。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，即应满足刚度要求，但不能影响结构的自由变形，防止对试件产生卸荷作用而减轻结构实际承担的荷载。⑤加载设备要操作方便，便于加载和卸载，并能控制加载速度，还能适应同步加载、先后加载和恒载等不同要求。⑥试验加载方法要力求采用现代先进技术，减轻体力劳动，提高试验质量，保证试验安全。2．2重力加载法液压加载法7，重力加载就是将物体本身的重力施加于结构上作为荷载。8，杠杆加载尤其适合（持久荷载）试验。9，杠杆加载的关键是要有牢固稳定的支撑反力装置。杠杆支点、力点和加载点位置须明确，并应在同一直线上。10，液压加载的最大优点是利用油压使液压加载器产生较大的荷载，试验操作安全方便。11，液压加载器类型：静力试验中的手动液压加载器，还有专门为结构试验设计的单向作用及双向作用的液压加载器。12，为提高液压加载器的加载精度和准确性，应优先采用荷载传感器量测荷载值。荷载传感器的精度不应低于C级。指示仪表的最小分度值不宜大于被测力值总量的1．0%，示值误差应为±1．0%（FS）。油压表测定荷载3值其缺点是分辨率低，加载器在加载卸载循环过程中受磨阻力的影响，故而读数的重复性差。为减小这种不利因素，要求油压表精度不应低于1．5级，在选择量程时，应使其使用状态试验荷载值所对应的油压表读数大致为油压表量程的1/3。13，液压加载器的标定：当采用试验机标定液压加载器时，按照加载器使用时的实际工况，必须采用加载器的活塞顶升试验机的主动加载方式，这时加载器产生的是主动力，而不允许采用由试验机推压加载器活塞的被动方式进行标定。这主要是由于加载器的回程特性很差，被动方式标定时活塞摩阻力方向与正常工作时方向不同，由此得到的标定曲线误差较大。14，在制作标定曲线时，至少应在液压加载器不同的行程位置上加卸荷载重复循环3次，分别取平均值来绘制标定曲线，任一次测量值和曲线上对应点的力值偏差（重复性误差）不应大于±5%。15，液压加载系统主要由：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。满足多点同步施加荷载的要求。16，大型结构试验机的特点：①液压加载器的德吨位要比一般材料试验机的容量达，一般至少在2000KN以上，机架高度在3米左右或更大。②大型结构试验机的精度不应低于2级。17，结构疲劳试验机：主要用于对各种结构构件进行单向负荷的压力及弯曲疲劳试验，在一定范围内产生周期性的单向脉动荷载，实现正弦波的动态疲劳试验，主要由液压脉动器、控制系统和液压脉动加载器三部分组成。18，结构疲劳试验机应满足2级试验机的精度要求，测力示值相对误差应为±2．0%，试验机脉冲量应大于液压脉冲加载器的活塞面积和振幅的乘积。19，电液伺服系统的工作原理：利用自动控制和液压技术相结合的电液伺服闭环系统控制试验加载。主要由电液伺服液压加载器、控制系统和液压源等三大部分组成。20，电液伺服阀的原理：是电液伺服液压加载系统的心脏部分，指令发生器发出的信号经放大后输入伺服阀，转换成大功率的液压信号，将来自液压源的液压油输入加载器，使加载器按输入信号的变化规律对结构施加荷载。21，电液伺服阀能根据输入电流的极性控制液压油的流向，根据输入电流的大小控制液压油的流量，且其流量与输入电流基本上成比例地变化。22，振动台台面最基本的参数是：位移速度加速度使用频率。一般是按照模型相似原理由模型比例及试验要求来确定台身满负荷时的最大加速度速度位移。使用频率由所做试验模型的第一频率而定。23，弹簧加载法常适用于构件的持久荷载试验。24，用弹簧作持久荷载时，应事先估计到由于结构徐变使弹簧压力变小时，其变化值是否在弹簧变形的允许范围内。25，在结构模型试验中，采用液压加载器加力框弹簧组成的荷载分配传力系统，可实现对试件做多点加载试验。26，激振器产生的激振力等于各旋转质量离心力的合力。27，一般机械式激振器工作频率范围较窄，大致在50-60HZ以下，由于激振力与转速的平房成正比，所以当工作频率很低时，激振力就较小。28，电磁式激振器由：磁系统动圈弹簧顶杆等部件组成。29，电磁振动台市按闭环振动试验要求设计的。30，电磁振动台的使用频率范围较窄，台面振动波形较好，一般失真度在5%以下，操作使用方便，易自动控制。31，人工爆炸产生地面运动的基本特点是：地面运动加速度的峰值