建筑结构试验考点整理Word文件下载.docx
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(2)、试验(规划)设计的内容:
结构试验设计的内容包括:
试件设计、试件加载设计、试验观测设计、试验误差控制措施、试验安全措施等。
3、建筑结构试验的方法、技术手段和具体过程。
(1)、以规范为依据、试验人员、仪器设备、计算分析总结
A、根据需要验证的理论计算(或假设):
各种方案→设计、制作试件(试验对象)→施加荷载(试件、加载设备安装,)→量测仪器标定调试、安装→试验实施→数据信号分析及结论报告。
B、根据需检测的结构、构件:
试件(试验对象)资料收集,准备→各种方案设计→施加荷载(试件、加载设备安装,)→量测仪器标定调试、安装→试验实施→数据信号分析及结论报告。
(2)、结构质量与承载力决定结构工作性能。
工作性能参数涉及:
强度、刚度、抗裂度
(3)、以测试结构正常工作破坏状态来判明结构的实际工作性能,研究结构工作性能,检验是否满足设计使用要求。
①、生产性试验:
结构的设计和施工通过试验进行鉴定;
工程改建加固,通过试验判别实际承载能力处理;
工程事故,通过试验鉴定提供技术根据;
已建结构的可靠性检验,通过试验推断和估计结构的剩余寿命;
鉴定预制构件产品质量;
4、应力、应变、位移、挠度之间的关系
结构试验测量思路:
应先考虑整体问题、后考虑局部,即先大后小。
(1)反映结构整体(宏观)变形刚度问题:
位移、挠度;
(2)反映结构局部(微观)受力强度问题:
应力、应变;
(3)重点关注普通碳素结构钢材料弹性模量E(Pa、MPa、)、剪切模量G(Pa、MPa、),及泊松比μ(量纲)。
5、电阻应变测量
(1).电阻应变片工作原理及主要性能指标(3项)
电阻应变计的工作原理是利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”,即这种金属丝的电阻值
随着其机械变形而变化的物理特性。
其电阻值与其长度和截面面积的关系如R=ρ.金属丝受力而变形(伸长或缩短)时,其长度,截面积和电阻率都将发生变化。
电阻应变计的主要技术指标如下:
①、电阻值R,一般应变仪均按120Ω设计,应变计的电阻值一般也为120Ω;
lA
。
当
②、标距l,即敏感栅的有效长度。
用应变计测得的应变值是整个标距范围的名义平均应变,应根据试件测点处应变梯度的大小来选择应变计的标距。
③、灵敏系数K,表示单位应变引起应变计的电阻变化(灵敏系数越大,单位应变引起的电阻变化就越大)。
应使应变计的灵敏系数与应变仪的灵敏系数设置相协调,如不一致时,应对测量结果进行修正。
(2)电阻应变测量系统组成
(3)应变片与应变仪的灵敏系数K:
表示单位应变引起应变计的电阻变化,灵敏系数越大,单位应变引起的电阻变化就越大。
(4)惠斯登电桥桥路、各种桥路特性:
(a)四分之一桥,(b)半桥(e、f)全桥,多点测
C、读数值与实测值区分
6、电阻应变测量中温度效应、如何消除温度效
电阻应变片一般是由金属材料制成,它的阻值随着温度的变化也将产生变化。
另外,由于试件和电阻应变片的热膨胀系数不同,从而会使电阻片的阻值发生变化。
实际测量时温度变化引起的电阻变化是客观存在的,但可以通过温度补偿电路减小测量造成的误差7、电阻应变测量中何为多点测量?
8、钢筋受拉时的应力应变、弹性模量E及泊松比μ测试计算方法等强度梁在离梁端某一距离的挠度计算:
f=
PL2EJ
(X1-L)J=
2
112
bh(cm4)
3
等强度梁截面的应力计算:
σx=M
Wx=PX
bxh
62=6PXbxh2
三点挠度应变计的应变值计算:
ε=4hf&
#39;
2l
h―――梁片的平均厚度;
l―――三点挠度应变计的跨度(l=100mm)
f&
―――千分表的读数差ε横
ε纵σxE泊松比μ=,理论应变ε=
二、判断题
1.引起结构振动的各种震源
(1)固定震源:
如机床设备
(2)移动震源:
交通工具
(3)特殊震源:
爆炸、地震等
2、结构的振动方式:
周期与非周期、冲击振动,单一振动与复杂振动(几种振动叠加,如:
拍现象),简谐振动,随机振动,脉冲振动。
3、结构动力特性参数,实测时使用的激振方法?
多自由度结构体系的自振。
结构动力特性参数:
梁的自振频率;
对数衰减系数;
阻尼比。
自振频率f自=ThN(N:
周期个数;
Th:
N个周期的时间)2π
T圆频率ω=2πf自=
1
k对数衰减系数λ=λAn;
阻尼比ξ=2πAn+k
An第n个波的峰值;
An+k第n+k个波的峰值。
结构动力特性实验的方法主要有人工激振法和环境随机振动法(脉动法)。
人工激振法又分为自由振动法和强迫振动法。
4、伪静力试验(低周反复加载)的各种加载制度?
(1).控制位移法(最常用)
有变幅、等幅、混合加载,循环次数不同等
(2)控制力加载法:
此法不易控制,易使结构破坏
(3)、低周反复加载试验有哪些优点和不足?
低周反复加载试验的三个主要优点是:
1)试验设备比较简单;
2)加载历程可人为控制,并可按需要加以改变或修正;
3)在试验
的过程中,可以停下来观察结构的开裂和破坏状态,便于检验、校核试验数据和仪器设备工作情况。
低周反复加载试验的不足是由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远,不能反映应变速率对结构的影响,所以无法再现真实地震的状况。
5、振动台抗震试验、拟动力试验、伪静力试验的特点与区别
拟动力试验与振动台抗震试验弱点:
前者按步骤进行、无法实时再现模拟地震作用;
后者无足够的时间观测结构性能变化和受损破坏的过程。
6、静载试验中常用的加载方法,根据荷载作用性质特点,会根据实际试验
类型情况选择应用。
液压加载.、重力直接加载、机械力加载、气压加载的特点及优缺点:
重力直接加载法:
优点是实验用的重物容易取得,并可重复使用;
缺点是加载过程中需要花费较大的劳动力。
液压加载法:
最大的优点是利用液压加载器(千斤顶)产生较大的荷载,试验操作安全方便。
机械力加载法的优点是设备简单,容易实现,容易改变荷载作用的方向;
缺点是荷载值不大,当结构在荷载作用下变形时,会引起荷载值的改变。
气压加载法的优点是加载卸载方便,压力稳定,缺点是结构受载面无法观测。
动力参数试验中动力加载方法有:
初位移加载法、初速度加载法、反冲激振法。
7、工程结构静力试验中,试验荷载系统必须满足的基本要求是什么?
(1)符合试件受力方式和边界条件的要求,以确保试验的准确。
(2)加载值稳定,不受试验环境或结构变形的影响,相对误差不超过±
5%,以保证测试的准确度。
(3)加载设备应有足够的强度和刚度,并有足够的安全储备。
(4)应能方便调节和分级加(卸)载,以便控制加(卸)载速率。
(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。
8、简要说明结构试验测点布置原则。
(简答)
(1).在满足试验目的的前提下,测点宜少不宜多;
(2).测点位置要有代表性,以便与计算和分析;
(3).为保证测量数据的可靠性,还应该布置一定数量的校核测点;
(4).测点的布置应有利于实验时操作和测读。
9、不同尺寸简支梁、板的受弯试验的测点布置要求,柱?
在实验时由于荷载的作用,简支梁两端支座会有沉降,致使梁产生刚性位移,因此,如果跨中的挠度是相对于地面进行测定的话,则必须测定梁两端相对于同一地面的沉陷值,所以最少布置三个测点。
对于跨度较大的梁,为了保证测量结果的可靠性,并求得梁在变形后的弹
性挠度曲线,则相应的增加5--7个测点,并沿梁的跨间对称布置,对于宽度较大的梁,必要时应考虑在截面的两侧布置测点。
由于宽度较大的单向板,一般均需在板宽的两侧布点,当有纵肋的情况下,挠度测点课按测量梁的挠度的原则布置于肋下。
对于肋形板的局部挠度,则可相对于板肋来进行测定。
10、等强钢梁构件在某一截面位置上下表面分别贴有应变片,如何测量钢梁应变?
电阻应变片的工作原理是利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”,即这种金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。
其电阻值与其长度和截面面积的关系如R=ρ.l
A。
金属丝受力而变形(伸长或缩短)时,其长度,截面积和电阻率都将发生变化。
当等强梁受荷载作用时,发生弯曲,贴在等强梁上部和下部的应变片被拉伸或压缩,导致其电阻值变化,并且直接可从应变仪上读出应变值。
11、静力试验结构变形测量,位移测点布置如何选择基准。
位移、挠度联系与区别?
基准应不受加载过程中结构支座沉降变形的影响;
相对与绝对静止问题。
为了测得简支梁的挠度,在实验时由于荷载的作用,简支梁两端支座会有沉降,致使梁产生刚性位移,因此,如果跨中的挠度是相对于地面进行测定的话,则必须测定梁两端相对于同一地面的沉陷值,所以最少布置三个测点。
12、根据测量对象、要求选择百分表、千分表、游标卡尺测量长度时,它们的最小刻度值和测量结果单位。
百分表:
0.01mm;
千分表:
0.001mm;
游标卡尺:
0.02mm;
测量结果单位均是mm。
13、常用无损检测方法
(1)回弹法:
原理及适用范围、混凝土回弹仪、碳化问题、测区与测点。
限于混凝土表面强度、受操作、碳化影响大。
(2)超声法:
原理及适用范围、仪器与换能器,声时、波速、波形、频率。
可反映结构内部,但波速受材料品种、级配等影响大。
(3)超声回弹综合法检测混凝土强度原理及应用
依据专用、地区或统一的关系曲线推定混凝土强度;
先超声再回弹测试,避免弹击点变形影响。
14、破损、半破损检测方法:
钻芯取样法(半破损,多用)、拔出法(破损,少用)。
三、选择
1.动力与静力试验中常用的加载方法
(1)动力:
冲击(惯性力)振动—初速度法、张拉释放—初位移法、反冲振动法;
强拍振动与自由加载法、环境随机振动(脉动法)
古建筑试验研究常采用环境随机激振法(有对结构不产生影响优点)。
(2)静力重力、液压、机械力、气压加载法。
(具体内容见前面)
2.小质量结构构件动力特性参数测量时测点布置注意点。
取决于结构构造形式、质量布置、刚度、材料等自身因素。
是结构固有的。
测点布置注意点:
避免节点、易产生局部振动、拾振器质量远小于被测结构。
3.加载设备、测量仪器的标定、校准;
4.测量仪器设备使用:
量程选择、刻度与精度、灵敏度、线性、动态范围
千斤顶、称的量程;
仪表设备有起始、终端死区,且非线性,避免使用
5.误差分类:
系统、随机、偶然误差
5.了解振动阻尼比与阻尼系数,衰减系数的关系。
对数衰减系数λ=k1λAn;
6.应变应力测量中的标距选择
机测与电测、混凝土、钢材、
手持应变仪(实为利用百分表、千分表)——机测标距
电阻应变议电测法——应变片标距
四、复习《三个实验》
1、机测法测应变;
电测法测应变;
机测:
f=PL
2EJ(X1-L)J=2112
xbh(cm)34等强度梁截面的应力计算:
W=PX
l2
ε纵σxE泊松比μ=,理论应变ε=
2、按记录曲线图计算悬臂等强钢梁振动周期、固有频率、阻尼比。
3、一钢桁架在荷载p作用下,用百分表实测各节点位移,测点位置见图,计算各测点的位移,绘制挠度曲线。