建筑实验完美版 2Word文档格式.docx

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模型试验就是按照真实的结构或者真实的构件，按照比例、材料，比例相似、尺寸相似、材料相似、荷载也相似这么个要求来做成个比较小的构件，一般的是在试验室来做。

适用条件：

当进行原型试验在物质上或技术上存在某些困难或在结构设计方案阶段进行初步探索以及在对设计理论，计算方法进行探讨研究时，适用模型试验。

小试件试验即缩尺模型试验但有别于模型试验。

采用小构件进行试验，不需要依靠相似理论，无须考虑相似比例对试验结果的影响，是用试验结果与理论计算进行对比校验的方法研究结构的性能，验证设计假定与计算方法的正确性，并认为这些结果所证实的一般规律与计算理论可以推广到实际结构中去。

.★结构试验的任务：

以实验方式测定相关数据由此反映结构或构件的工作性能，承载力以及相应的安全度，为结构的安全使用或设计理论的建立提供科学根据。

★建筑结构试验的作用：

是发展结构理论和计算方法的重要

途径；

是发现结构设计误区的主要手段；

是建筑结构质量鉴定的直接方式；

是制定各类技术规范和技术标准的基础。

★结构实验技术的发展特点：

先进的大型和超大型的实验设备；

基于网络的远程协同结构试验技术；

现代测试技术；

计算机与结构试验

★结构的加载方式有哪些:

重力加载法（直接、间接），机械加载法（卷扬机、倒链、机械千斤顶、弹簧），气压加载法（正气压、真空负压），液压加载法，惯性力加载法（初位移、初速度、反冲击、离心力），电磁加载法，人激振动加载法，环境随机振动激载法（脉动法）

★重力加载作用方式及其特点、要求有哪些？

作用方式：

重力直接加载和重力间接加载；

特点：

重力加载的材料可以就地取材，重复使用；

加载值稳定，波动小；

重力加载能较好地模拟均布线荷载或均布面荷载；

当采用汽车载重加载时，可实现对结构的动力加载；

重力加载的工作量很大，加卸载速度缓慢，耗费时间长；

重物占据空间大，安全性较差，组织难度大。

要求：

加载重物的重量在试验期间稳定，重量不随时间变化；

加载重物堆放时应防止因重物起拱而产生卸载作用；

铁块、砼块等块状重物应逐快或逐级分堆称量；

采用水作为均布荷载时，不应含有泥沙等杂物；

称量重物的衡量，示值误差因小于正负1.0%，试验前必须标定。

★液压加载装置有哪几类？

各由哪几部分构成？

液压加载装置有：

液压千斤顶、双作用液压加载器、电液伺服作动器、液压张拉千斤顶、手动液压千斤顶、手动分体式液压千斤顶和电动式液压千斤顶。

★液压加载系统由哪几部分组成?

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。

★为什么说“液压加载在建筑结构试验中是理想的加载方法之一”？

液压加载在建筑结构试验中是理想的加载方法之一，它不但可以对建筑结构物施加静荷载，也可施加动荷载。

液压加载的原理清晰，加载设备操作简单方便、安全可靠，能产生较大的荷载，而且荷载容易控制准确稳定，并能实现多点同步加载，是目前建筑结构试验应用最广技术先进的加载方法之一。

★惯性力加载有哪两种加载方式？

简述这两种方式的加载过程。

惯性力加载有两种加载方式：

初始位移加载法与初速度加载法。

初始位移加载法是对结构或构件施加荷载，使其产生变形，然后突然卸掉荷载，使结构或构件产生自由振动的方法。

初速度加载法就是首先使加载器具提高势能水平，然后释放加载器具的势能，势能转变为动能，加载器具获得一定的速度后撞击试验结构，使结构获得冲击荷载。

★荷载传递装置的功能是什么？

列出两种常用的荷载传递装置。

荷载传递装置的功能是将加载装置产生的作用力按试验荷载图式的要求正确地传递到试验结构上，有时在荷载传递过程中还具有荷载放大、荷载分配和荷载作用形式转换的功能。

常用的荷载传递装置有杠杆、卧梁和分配梁。

★试件支承装置的作用和重要性如何？

试件支承装置包括哪些？

试件的支承装置是实现试验结构力边界条件及位移边界条件关键的试验装置之一，因此，在结构试验中只有正确地使用支撑装置，才能确保结构试验的顺利进行。

试件支承装置包括支座和支墩。

★液压加载设备组成：

液压泵源，液压管路，控制装置，加载油缸；

（移动式同步液压加载装置，液压千斤顶，液压试验机，电液伺服液压试验系统）。

★支座有哪几种?

各在什么情况下使用？

支座有两种，活动铰支座和固定铰支座。

板壳结构除了使用活动铰支座和固定铰支座外，有时还需要使用双向可动的球型铰支座；

柱或墙板试验时，构件两端均应采用铰支座，进行柱试验时，选用的铰支座分为单向铰支座和双向铰支座；

轴心受压和偏心受压试验时，结构构件两端应分别设置刀型铰支座；

悬臂梁试验时应采用嵌固端支座。

★电液服加载系统的工作原理是什么？

与普通液压加载方法有何区别？

原理：

电液服加载系统系统采用闭环控制系统，通过计算机编程技术可以模拟产生各种波普，如正弦波、三角波、梯形波、随机波等对结构进行动力实验、精确的静力试验、低周反复荷载试验、疲劳试验、力控与位控之间方式转换的实验和拟动力试验等，实验精度高，自动化程度高。

普通液压加载不能反馈信息，而电液服加载系统可以回馈信息的。

★结构试验的反力设施有哪些？

各有什么作用?

结构试验反力设施有：

试验台座、抗弯大梁式台座和空间桁架式台座、抗侧反力墙。

试验台座可以平衡施加在试验结构上的荷载所产生的反力；

在现场试验或在缺少大型试验台座的小型试验室内试验时，可以采用抗弯大梁式台座或空间桁架式台座来满足中小型构件试验或混凝土制品检验的要求；

抗侧反力墙可以施加水平方向的荷载。

★固定端如何安装和固定试件？

（即梁、柱、墙等试件的固定边界条件在试验中是如何实现的？

）柱或墙板实验时，为了获得实验时的纵向弯曲系数，构件两端均应采用铰支座。

进行柱实验时，选用的铰支座分为单向铰支座和双向铰支座

★加载卸载持续时间确定：

每级荷载加载或卸载后的持续时间不少于10min，且宜相等；

如果试验要求得到结构或构件的正常使用极限状态的性能指标，如变形和裂缝宽度，在使用状态短期试验荷载作用下的持续时间不少于30min；

对于预应力混凝土结构或构件，在开裂试验荷载计算值作用下的持续时间宜适当延长；

在现场对混凝土结构进行试验时，对新型结构或构件大跨结构或其他重要结构，在使用状态短期荷载作用下的持续时间不少于12h

★对铰支座的基本要求是什么?

（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。

★结构试验对仪器设备的使用要求是什么?

（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。

★测量技术一般包括哪三个主要部分？

测量技术一般包括下面三个主要部分：

测试方法；

测量仪器仪表；

误差分析。

★测量：

可分为直接测量和间接测量。

直接测量是指无需经过函数关系的计算，直接通过测量仪器得到的测量值。

间接测量是在直接测量的基础上，根据已知的函数关系，通过计算得到被测物理量的量值。

★简述量测仪表的选用原则。

（1）满足测量所需的量程及精度要求。

（2）动态实验量测仪表的线性范围、频响特征以及相移特性等都需满足实验要求。

（3）对于安装在结构上的仪表或者传感器，要求自重轻、体积小、不影响结构工作。

（4）统一实验中选用的仪器仪表种类应尽可能少，以便统一数据精度，简化量测数据的整理工作和避免差错。

（5）选用仪表时应考虑实验的环境条件。

★测量仪表组成：

传感部分-放大部分-显示部分。

仪表性能指标：

量程（仪器仪表所能测量的物理量的范围，有时就称为测量范围）、灵敏度（仪器仪表的输入量的变化△y与相应输入量的变化△x的比值）、分辨率（仪器仪表的显示装置所显示的最小变化量的测量值）、准确度（有时称为精确度或精度，仪器仪表的显示值或记录值与被测物理量真实值的符合程度，常用满量程的相对误差来表示）、线性度（测量系统的实际输入输出特性曲线相对于理想线性输入输出特性的接近程度）、漂移量（测量系统的输入不变时，系统的输出量随时间变化的最大值，有时又称为测量系统的不稳定度）。

★试验仪仪表的主要技术指标性能有哪些？

（1）量程；

（2）最小分度值；

（3）精确度；

（4）分辨率；

（5）灵敏度；

（6）滞后、零位温漂和满量程热漂移。

除上述性能，对于动力试验量测仪表传感器，放大器及显示记录仪器等各类仪器需考虑以下特性：

（8）线性范围；

（9）频响特性；

（10）相移特性。

对标距要求：

标距的选择原则上应尽量小，特别是对于应力梯度较大的结构和应力集中的测点。

但对某些非均质材料组成的结构，标距应有适当的取值范围。

★测点布置原则：

测点的选择必须具有代表性；

测点的数量和范围应根据具体情况确定；

为保证测量数据的可靠性，应布置一定数量的校核性测点，防止偶然因素导致测点数据失效。

★结构或构件的内力如何测定?

测量应变时对标距有何要求?

采用在制作结构或构件内预埋应变片来测定结构或构件的内力；

标距要求：

L的选择原则上应尽量小，特别是对于应力梯度较大的结构和应力集中测点。

但对于某些非均质材料组成的结构，L应有适当的取值范围，如对于混凝土应取大于骨料的最大粒径的3倍，砖石结构取大于4皮砖，木结构取不小于20cm等！

★应变测量主要有哪几种方法?

应变测量主要有：

电阻应变测量方法；

手持式应变仪测量方法与振弦式应变计测量方法。

应变测试方法分为机测和电测两种。

机测方法受到如下限制：

机测方法要求测点之间有一定的距离，只能测得测点之间的平均应变，一般不适合应变变化较大区域内的应变测量；

机测方法不能自动记录数据，数据测读的时间较长，应变测试部位较多时，测点布置时常发生困难。

3、在受到温度影响时，机测方法的温度补偿方案不太容易实现。

★电阻应变片的主要性能指标如下：

1、敏感栅长度2、基底尺寸3、应变片电阻值，最常见的应变片电阻值为120Ω，对敏感栅较长的应变片，电阻值常用350Ω；

4、使用温度5、灵敏系数K，一般K=2.0。

，K也可以不等于2.0，通过调节电阻应变仪的灵敏系数与电阻应变片的灵敏系数相匹配；

6、应变极限，这是指在电阻应变片的指示应变和真实应变之差不超过某一规定范围的条件下，电阻应变的最大工作量程。

★电阻应变片的灵敏系数的含义。

电阻应变片的电阻变化率与应变值呈线性关系。

每单位应变所造成的相对电阻变化率，灵敏系数K值的大小是由制作金属电阻丝的材料的性质决定的一个常数

★电阻应变仪的工作原理是什么？

电阻应变片可以把试件的应变量转换成电阻变化，但是，在一般情况下试件的应变量较小，由此引起的电阻变化也非常微弱，难以进行直接测量。

采用惠斯登电桥，由应变片构成测量桥路，当试件受力发生形变时，测量电桥的平衡被破坏,电桥能够把电阻变化信号转换为电压或电流的变化信号，并使信号得以放大，桥路还可以解决测量值的温度补偿问题。

★使用电阻应变计测量应变时，为何要进行温度补偿?

温度补偿的方法有哪几种?

原因：

（1）电阻丝温度改变△t℃时，电阻将随之改变

（2）试件材料与应变片电阻丝的线膨胀系数不相等，但两者又粘合在一起，这样试件温度改变△t℃时，应变片中产生了温度应变，引起一个附加电阻变化。

温度补偿的方法：

（1）单片补偿法

（2）公共补偿法（3）温度自补偿法

★电阻应变片粘贴技术及要求。

测点基地平整、清洁、干燥；

粘结剂的电绝缘性、化学稳定性及工艺性能良好，蠕变小，粘贴强度高（剪切强度抵御3-4Mpa），温湿度影响小；

同一组应变计规格型号应相同；

应变片的粘贴应牢靠，方位准确，不含气泡；

粘贴前后阻值不改变；

粘贴干燥后，敏感栅对地绝缘电阻一般不低于500兆欧；

应变线性好，滞后，零漂、蠕变等药效，保证应变能正确传递。

★简述电阻应变计粘贴的基本过程。

如何检查电阻应变计粘贴的质量。

粘贴过程：

（1）选、分应变片

（2）选择粘合剂（3）测点表面清理（4）应变片的粘贴与干燥（5）焊接导线（6）应变片的粘贴质量检查（7）防潮和防水处理质量检查：

用兆欧表量测应变片的绝缘电阻，观测应变片的零点漂移，漂移值小于5με（3min之内）认为合格，将应变片接入应变仪，检查其工作的稳定性，若漂移值过大，工作稳定性差，则应铲除重贴。

★粘贴应变片的工艺步骤一般为：

测点部位打磨并干燥处理、定位划线、涂抹底胶、用胶粘剂粘贴应变片及接线端子、焊接引出线、应变片表面的防潮及防护处理。

其中，涂抹底胶工艺主要在混凝土表面粘贴电阻应变片时使用，因混凝土表面可能不平整，不能直接采用快干型胶水粘贴应变片。

应变片粘贴工艺中，两个最重要的技术指标是粘结强度和绝缘电阻。

必须要有足够的粘结强度，保证电阻应变片的测量不出现滞后。

电阻应变片靠其电阻值的微笑变化开反映被测物体的应变变化，如果应变片敏感栅没有足够的环境绝缘电阻，测量工作将不稳定。

★什么是温度补偿?

粘贴补偿片应满足哪些条件?

（1）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。

（2）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。

★桥路特点：

等臂桥路：

指四个桥臂电阻值相等的电桥桥路。

电桥平衡，输出电压为零。

不能测应变，可以测电阻阻值。

四分之一桥路：

桥臂中，当且仅当有一肢桥臂的电阻是外接的电阻应变片，其阻值发生相应变化，而其余桥臂采用无感电阻的桥路称1/4桥路。

不能实现温度补偿.半桥桥路：

在四肢桥臂中，有两肢相邻桥臂的电阻是外接电阻应变片，其电阻阻值发生相应变化，而另外两肢相邻桥臂的电阻是无感电阻的桥路称半桥桥路。

能实现温度补偿。

全桥桥路。

在四肢桥臂中，桥臂电阻全部（且必须全部）是外接电阻应变片的桥路称为全桥桥路。

全桥桥路中没有无感电阻。

能实现温度补偿，采用全桥桥路测量的读数值精度高，数据可靠。

所以在各类传感器中多采用全桥测量桥路。

★什么是加载制度？

静力试验、低周反复荷载试验、疲劳试验的加载制度是如何的？

试验加载制度是指结构试验进行期间控制荷载与加载时间的关系。

它包括加载速度的快慢，加载时间间歇的长短，分级荷载的大小和加载卸载循环的次序等。

结构静力试验一般采用包括预加载、标准荷载、破坏荷载等三个阶段的一次单调静力加载

低周反复加载试验可采用控制位移法、控制作用力加载法、控制作用力和位移的混合加载法、X、Y轴双向同步加载和X、Y轴双向非同步加载

★观测设计中，测点选择和布置原则和方法是什么？

①在测量工作之前，应该利用一已知力学和结构理论对结构进行初步估算，然后合理的布置测量点位，力求减少试验工作量而尽可能获得必要的数据资料。

②采用逐步逼近由粗到细的方法，先测定较少点位的试验数据，经过初步分析后再补充适量的测点，再分析再补充，直到能足够了解结构的性能为止③测点的位置必须要有代表性，以便于分析和计算④为了保证测量数据的可靠性，还应布置一定数量的校核性测点⑤测点的布置应有利于试验时操作和测读，不便于观测读数的测点往往不能提供可靠的结果

★结构试验中，测点的布置应注意哪些问题?

（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。

★结构受弯曲作用情况，采用测量应变片互补的全桥测试方案，该方案的布片和测量桥路的特点是什么？

结构受弯曲作用情况，采用测量应变片互补的全桥测试方案，该方案的布片和测量桥路的特点是：

只有上下表面是相同温度场才能消除温度的影响，同时可消除轴向荷载的影响；

如果结构的材料是均质的，中性轴是截面的对称轴，测量结果是上下表面4点的应变平均值；

桥路测量灵敏度提高了4倍；

使用应变片较多。

★使用应变片和应变仪进行建筑结构应变实际测量时应注意的事项有哪些？

使用应变片和应变仪进行建筑结构应变实际测量时应注意的事项有：

应变片的保护；

应变片灵敏系数对应变测量的影响；

应变仪测量桥路对应变片的要求；

长导线问题。

★利用万用表检测粘贴应变片的内在质量时，需检测哪两个项目？

1）检测应变片电阻栅的电阻值，测量阻值与应变片原来的阻值相差较大的为不合格，需铲除重新粘贴；

2）检测电阻栅与被测结构间的绝缘电阻，该绝缘电阻必须大于20兆欧，否则，在进行应变测量时，应变仪显示该测点的应变值是不稳定的应变值，需铲除重新粘贴。

★位移测量仪器：

（机械式百分表和千分表、张线式位移传感器、电阻应变式位移传感器、滑动电阻式位移传感器、线性差动电感式位移传感器、磁致伸缩式位移传感器）。

转角测量仪器。

力的测量仪器（力传感器可分为机械式、电阻应变式、振动弦式等类型）。

裂缝测量仪器（钢结构常见断裂发生在应力集中部位和焊缝部位）。

温度测量仪器。

★裂缝测量主要有哪几个项目?

裂缝宽度如何测量?

开裂，即裂缝发生的时刻和位置；

度量，即裂缝的宽度和长度。

裂缝宽度的测量常用读数显微镜，它是由光学透镜与游标刻度尺等组合的复合仪器。

其次，也可用印刷有不同宽度线条的裂缝标准宽度板与裂缝对比量测或用一组具有不同标准厚度的塞尺插入裂缝进行测试，刚好插入裂缝的塞尺厚度，即裂缝宽度。

★观测裂缝：

1、最常用的方法是借助放大镜用肉眼观察裂缝的出现；

2、利用粘贴在混凝土受拉区得电阻应变片，当混凝土开裂时，如果裂缝贯穿电阻应变片，该应变片的读书突变，从而可以判断开裂部位；

3、基于声发射原理，采用声传感器捕捉材料开裂时发射声能所形成的声波，经信号转换后，识别裂缝出现的部位；

4、在试件表面涂刷脆性涂料或脆性油漆，当混凝土开裂时，裂缝处脆性涂层断裂，指示出开裂部位。

★试件设计时为什么要注意试件形状？

当从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，试件设计应注意什么？

试件设计之所以要注意它的形状，主要是要在试验时形成和实际工作相一致的应力状态。

在从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，必须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状况。

★试件尺寸：

应满足粗骨料最大粒径、钢筋直径、预应力孔道等因素所要求的最小尺寸。

按照《混凝土结构设计规范》，钢筋混凝土梁的保护层厚度取为25mm，相应的截面高度一般不小于300mm，使截面高度与截面有效高度的比值与实际尺寸构件大致接近。

★结构试验设计的基本原则：

1、真实模拟结构所处的环境和结构所到的荷载2、消除次要因素影响3、将结构反应视为随机变量4、合理选择试验参数5、统一测试方法和评价标准6、降低试验成本和提高试验效率。

★试件设计和制作应注意一下几反面的构造措施：

1、对于钢筋混凝土和预应力混凝土试件，在集中荷载作用点和支座部位预埋钢板，防止局部破坏。

2、对于砌体受压试件，上下表面的平整度不能满足直接承压的要求，一般将砌体砌筑在预制的钢筋混凝土垫块上，上表面采用坐浆的方法安装承受荷载作用的垫块，使作用力均匀的传到砌体上。

3.钢结构试件由热轧型钢、焊接型钢或其他薄壁杆件组成。

一般在杆件的端部应焊接钢板以便传力，在钢结构节点试验中，还应在杆件端部焊接铰链。

4、为测量混凝土内部应变、钢筋应变或温度，需要在浇筑混凝土之前预埋应变传感器或温度传感器，这些传感器应有可靠的防护措施，避免浇灌混凝土时被损坏。

★采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，必需考虑哪些问题？

采用模型试验时，为了保证模型试验所研究的物理现象与实物试验的同一现象是相似的，下列问题必需考虑：

试验材料如何选择；

试验参数如何确定；

试验中应该测量哪些量；

如何处理试验结果以及可以推广到什么样的现象上去。

★结构试验四个阶段：

试验规划与设计（试验大纲内容包括试验任务与分析，试件设计，试验装置与加载方案设计，观测方案设计，试验中止条件和安全措施）试验技术设备（试件制作，预埋传感原件，安装试验装置及试件，安装测量原件，调试标定仪器设备，相关材料性能测试）试验实施过程（记录试件初始状态，采集并记录试验数据，观察并记录试件特征反应）试验数据分析与总结（整理试验结果，判断异常数据，绘制试验曲线图表，分析试验误差，分析并总结试验现象）

★试验设计时有哪些内容？

一般要求是什么？

试件设计（包括形状、尺寸和数量）；

加载设计（包括安装图式、加载制度和构造）；

测试方案（包括项目、位置和数量）

★什么是等效荷载？

用几个集中荷载代替均布荷载，使集中荷载的数量与位置尽可能地符合均布荷载所产生的内力值，这样的集中荷载称为等效荷载

★结构实验中，对试验荷载装置有哪些要求？

应该有足够的强度储备；

要满足刚度要求；

要满足试件的边界条件和受力变形的真实状态；

要注意试件的支承方式；

尽可能构造简单，装拆方便，适用性强，能满足多种试验要求。

★荷载设计时，什么是加载图式？

有何特点？

加载图式是指荷载在试件上的布置形式。

等效荷载产生的控制面上的主要内力应与计算内力相等；

等效荷载产生的内力图形与计算图形相似；

对等效何在引起的变形差别应给予适当修正；

控制界面的内力等效时，次要界面上的内力应与设计值相近。

★什么是试验水平数和因子数？

在进行钢筋混凝土柱受弯性能试验时，比如混凝土抗压强度、配筋率、轴压比和偏心距等，这些参数在试验研究中称为因子数。

对于每个因子又要考虑几种状态（如混凝土的强度等级不同），将不同的状态称为水平数。

★什么是模型相似常数和相似条件？

结构模型与原型满足几何相似，模型比例为长度相似常数；

根据变形体系的位移，长度和应变之间的关系，即为位移相似常数；

它们统称为几何相似常数。

在结构动力问题中，要求结构的质量分布相似