钢筋混凝土结构静载试验.docx

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钢筋混凝土结构静载试验

钢筋混凝土结构静载试验

---Mictest无线动静态数采系统测试方案

关键字：

结构试验，静载试验，动静态数采，数据采集，荷载试验，无线

一，概述

结构静载试验使用武力力学方法，测定和研究结构在静荷载作用下的反应，分析、判断结构的工作状态与受力情况。

静载试验方法不仅能为结构静力分析提供依据，同事也可为某些动力分析提供间接依据。

结构静载试验中常用的单调加载静力试验。

主要用于研究承受静载作用下构件的承载力、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。

试验方法已经比较成熟，但是国内各单位的试验条件相差比较远。

有些单位有大型的结构实验室，可以对整个结构模型做全面的动静态分析。

一般有大面积的安装底座及大型的剪力墙。

可以做一般的梁、柱、桁架，甚至建造大型模型，如按一定比例制作的实体试验模型来对建筑进行试验。

某城建学院结构实验室，有大型的剪力墙及基础

央视大楼结构试验模型

按照GB50010—2002《混凝土结构设计规范》、GB20204--2002《混凝土结构工程施工质量验收规范》、GB50152

—92《混凝土结构试验方法标准》规范的要求，钢筋混凝土构件和允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和裂缝宽度检验；不允许出现裂缝的预应力混凝土构件进行承载力、挠度和抗裂度检验。

对设计成熟、生产数量较少的大型构件，当采取加强材料和制作质量检验的措施时，可仅做挠度、抗裂度或裂缝宽度的检验；当采取上述措施并有可靠实践经验时，可不做结构性能检验。

对于小型的试验，只有几个到十几个测点的试验，可以用有线的方法来实现采集，但是大型构件或模型的试验，如果采用有线的方法，将会有大量的布线工作，而且实验室的条件往往是比较杂乱，人机流动作业也对系统造成一定的损伤，系统的稳定性受到严峻的挑战，建议采用无线方法采集数据。

无线的系统根据网络拓扑又分为树状结构、星状结构、和mesh网结构，树状网络结构和星状网络结构数据先集中到中心节点，然后上传到电脑，中心节点的地位非常重要，容不得半点差错，而且组网形状为星型，受到现场复杂结构的限制。

mesh网络结构，没有中心节点，任何一个距离电脑最近的节点，都可以作为与电脑适配器通信节点，组网可以是任何3D形状，不受结构形状，尺寸的限制。

而且mesh网，任何两个点，只要在视距150米范围内，都可以相互通信，通路多，网络健壮。

网络拓扑结构

Mesh网实例

本方案参考规范，主要关注结构的承载力、挠度、裂缝、变形、应变等。

二，仪器设备

（1）HJS液压加载系统，进口大型HJS系统，包括压力控制系统、作动器、连接件、底座、反力系统等等

。

结构试验液压加载系统

（2）数据采集系统，采用Mictest无线动静态数据采集系统。

系统的配置、及性能参数如下。

核心为自足网的数据采集和，采集盒的数量及型号选择根据试验要求选定，本方案选定了振弦式数据采集器和电压式数据采集器，振弦式数据采集器主要用来连接振弦式的应变计，电压式的数据采集器主要采集应变片的信号。

Mictest无线动静态数采系统

*组网方式

无线网络组网，zigbeemesh网，自动组网。

各节点即可做终端也能做路由，节点之间地位平等，节点之间可以相互通信，没有关键节点，一个节点损坏或失去联络不会影响其它节点通信，新节点引入时能够自动组网。

可以排布为各种形状的网络，如线形、矩阵形、不规则形等等。

*采集模式

同时具备动态、静态采集功能；随意设置采样率,范围从0到2000Hz。

*网内采集通道数量

可控制65536个采集器，理论最大通道数可达到262,144。

*远程监控

可通过各种传输方法远程监控，可通过2G，3G，GPRS，无线电台进入互联网实施远程监控。

*可连接传感器

根据信号类型,有四种采集器，分别可连接振弦式传感器、电压式传感器、电流式传感器、数字式传感器，分别对应振弦频率信号传感器、电压信号传感器及应变片、电流信号传感器、数字信号传感器。

根据物理量，可测应力、应变、位移、压力、温度、索力、变形、水压、水位等等

*低功耗设计

使用普通干电池供电，待机时间长达5000小时

安装场合

各个部件采用防水、防尘、防摔、抗老化设计，可适合野外工作，也可以室内使用

电压式动静态数据采集器：

1电池供电电压：

6.0V（4只5号电池）

2待机时间：

5000小时（1小时读一次数）

3输入电压范围：

0-2.5V

4输出电压：

5V，可选9V，12V（或根据用户要求定制）

5最大电流：

60mA（电压不同，对应电流不同）

6最大采样率：

2000Hz

7存储能力：

160万组数据

8AD模数转换器：

24位，2k，低功耗

9无线通信距离：

150m

10无线数据传输率：

250kbps

11工作温度：

-20℃—65℃

12工作湿度：

≤90%（非凝结）

13尺寸：

115×90×55mm（不含突出部分）

14重量：

0.25kg（含电池）

15网络结构：

Zigbeemesh网,自组网

16采集方式：

同一个采集盒即可做静态采集也可做动态采集

17通道数：

一个采集盒1到4个通道

18可连接传感器：

应力、应变、位移、压力、温度等；可接应变片，配桥盒桥路，可实现1/4桥、1/2桥、全桥的测量

*19应变分辨率：

0.1με（使用应变计或应变片）

20应变范围：

±25000με（使用应变计或应变片）

21安装场合：

防水ip67、防摔，可以在野外工作，也可以在室内使用

振弦式数据采集器：

1电池供电电压：

6.0V（4只5号电池）

2待机时间：

5000小时（1小时读一次数）

3激励范围：

400-6000Hz，3.3V方波（可根据具体情况定制）

4频率分辨率：

0.01Hz

5频率精度：

0.05Hz

6温度精度：

0．1%FS

7存储能力：

160万组数据

8无线通信距离：

150m

9无线数据传输率：

250kbps

10工作温度：

-30℃—65℃

11工作湿度：

≤90%（非凝结）

12尺寸：

115×90×55mm（不含突出部分）

13重量：

0.25kg（含电池）

14网络结构：

Zigbeemesh网,自组网

16通道数：

一个采集盒1到4个通道

17可连接传感器类型：

振弦式应力、应变、位移、压力、温度等传感器

18使用场合：

防水ip67、防摔，可以在野外工作，也可以在室内使用

组网适配器：

1供电方式：

电脑USB口

2无线通信距离：

150m（大于150m可定制）

3无线数据传输率：

250kbps

4采集器容量：

65536个

5工作温度：

-20℃—65℃

6工作湿度：

≤90%（非凝结）

7体积：

88×65×25mm（宽×高×深）

8重量：

0.2kg

数据采集软件：

1动静态，单次、连续、定时、采样率设定

2物理量显示，自动换算为物理量

3警戒值设定，上限下限、变化范围、自动提示

4数字滤波，积分、低通、高通、带通、带阻

5基本分析，最大值、最小值、峰峰值、频谱

6数据导出、导入，CSV格式、Excel电子表格、ASCII文本格式、Access数据格式、Matlab数据格式

（3）传感器

数显示位移计

表面式应变仪

埋入式应变仪

应变片

测缝计

温度探头

三、试验方法与数据处理举例

1，分级加载，预载阶段、标准荷载阶段、破坏试验阶段

加载过程

2，绘制变形曲线，分析各阶段的曲线，如弹性范围分析、弹塑性范围数据分析等：

荷载VS变形

荷载应变曲线，分析各测点应变随荷载的变化：

荷载VS应变

构件裂缝的行程及发展图，分析裂缝的情况：

裂缝图

对结构进行性能评价，一般评价指标如：

承载力评定、挠度评定、抗裂评定、裂缝宽度评定等等。

参考文献：

1，《结构试验》马永欣，郑山锁　编著，科学出版社，2001-8-1

2，《建筑建构试验》张曙光，中国电力出版社，2005-9-1

3，《土木工程结构试验》熊仲明，王社良，中国建筑工业出版社，2006年07月

4，网络

Mictest无线数采事业部

2013/3/24

作物品质生理生化与检测技术试题

专业：

作物栽培学与耕作学姓名：

马尚宇学号：

S2009180

一、名词解释或英文缩写

1.完全蛋白质与不完全蛋白质

完全蛋白质：

completeprotein含有全部必需氨基酸的蛋白质即为完全蛋白质。

不完全蛋白质：

incompleteprotein不含有某种或某些必需氨基酸的蛋白质称为不完全蛋白质。

2.加工品质和营养品质

加工品质：

processingquality包括磨面品质（一次加工品质）和食品加工品质（二次加工品质）。

磨面品质指籽粒在磨成面粉的过程中，对面粉工艺所提出的要求的适应性和满足程度。

食品加工品质指将面粉加工成面食品时，给类面食品在加工工艺和成品质量上对小麦品种的籽粒和面粉质量提出的不同要求，以及对这些要求的适应性和满足程度。

营养品质：

nutritionalquality指其所含的营养物质对人（畜）营养需要的适应性和满足程度，包括营养成分的多少，各营养成分是否全面和平衡。

3.氨基酸的改良潜力

（氨基酸最高含量－平均含量）/平均含量×100

4.简单淀粉粒和复合淀粉

简单淀粉粒：

小麦、玉米、黑麦、高粱和谷子，每个淀粉体中只有一粒淀粉称为简单淀粉粒。

复合淀粉：

水稻和燕麦中每个淀粉质体中含有许多淀粉粒，称为复合淀粉粒。

5.淀粉的糊化作用和凝沉作用

糊化作用：

淀粉粒不溶于冷水，若在冷水中，淀粉粒因其比重大而沉淀。

但若把淀粉的悬浮液加热，到达一定温度时（一般在55℃以上），淀粉粒突然膨胀，因膨胀后的体积达到原来体积的数百倍之大，所以悬浮液就变成粘稠的胶体溶液。

这一现象，称为“淀粉的糊化”，也有人称之为α化。

淀粉粒突然膨胀的温度称为“糊化温度”，又称糊化开始温度。

凝沉作用：

淀粉的稀溶液，在低温下静置一定时间后，溶液变混浊，溶解度降低，而沉淀析出。

如果淀粉溶液浓度比较大，则沉淀物可以形成硬块而不再溶解，这种现象称为淀粉的凝沉作用，也叫淀粉的老化作用。

6.可见油脂和不可见油脂

可见油脂：

经过榨油或提取，使油分从贮藏器官分离出来，供食用或食品加工等利用的

油脂，如花生油，菜籽油等。

不可见油脂：

不经榨取随食物一起食用的油脂，如米、面粉、肉、蛋、乳制品等含有的油脂。

7.必需脂肪酸和非必需脂肪酸

必需脂肪酸：

为人体健康和生命所必需,但机体自己不能合成,必须依赖食物供应，它们都是不饱和脂肪酸。

非必需脂肪酸：

是机体可以自行合成，不必依靠食物供应的脂肪酸,它包括饱和脂肪酸和一些单不饱和脂肪酸。

8.沉淀值和降落数值

沉淀值：

sedimentationvalue小麦在规定的粉碎和筛分条件下制成十二烷基硫酸钠（SDS）悬浮液，经固定时间的振摇和静置后，悬浮液中的面粉面筋与表面活性剂SDS结合，在酸的作用下发生膨胀，形成絮状沉积物，然后测定该沉积物的体积，即为沉淀值。

降落数值：

fallingnumber指一定量的小麦粉或其他谷物粉和水的混合物置于特定黏度管内并浸入沸水浴中，然后以一种特定的方式搅拌混合物，并使搅拌器在糊化物中从一定高度下降一段特定距离，自黏度管浸入水浴开始至搅拌器自由降落一段特定距离的全过程所需要的时间（s）即为降落数值。

降落数值越高表明的活性越低，降落数值越低表明α-淀粉酶活性越高。

9.氨基酸化学比分和标准模式

氨基酸的化学比分：

食物蛋白质（Ax）中各必需氨基酸的含量与等量标准蛋白质（Ae）中相同氨基酸含量的百分比，即为化学比分。

标准模式：

FAO/WHO根据人体生理需要在100g优质蛋白中氨基酸应该达到的含量（g）。

10.面筋和面筋指数

面筋：

wheatgluten面粉加水揉搓成的面团，在水中反复揉洗后剩下的具有弹性和延伸性的物质，主要成份是谷蛋白和醇溶性蛋白，是小麦所特有的物质。

面筋指数：

优质面筋占总面筋的百分比。

代表了面筋的质量，与面团溶张势，与拉伸仪的拉伸面积和面包体积都显著正相关，面筋指数低于40%和高于95%都不适合制作面包。

二、简答题

1.简述品质测试中精密度、正确度和准确度的关系。

精密度是指在相同条件下n次重复测定结果彼此相符合的程度。

精密度的大小用偏差表示，偏差越小说明精密度越高。

准确度是指测得值与真值之间的符合程度。

准确度的高低常以误差的大小来衡量。

即误差越小，准确度越高；误差越大，准确度越低。

应当指出的是，测定的精密度高，测定结果也越接近真实值。

但不能绝对认为精密度高，准确度也高，因为系统误差的存在并不影响测定的精密度，相反，如果没有较好的精密度，就很少可能获得较高的准确度。

可以说精密度是保证准确度的先决条件。

当已知或可以推测所测量特性的真值时，测量方法的正确度即为人们所关注。

尽管对某些测量方法，真值可能不会确切知道，但有可能知道所测量特性的一个接受参考值。

例如，可以使用适宜的标准物料或者通过参考另一种测量方法或准备一个已知的样本来确定该接受参考值。

通过把接受参考值与测量方法给出的结果水平进行比较就可以对测量方法的正确度进行评定。

正确度通常用偏倚来表示。

2.简述作物品质的控制因素、制约因素和影响因素。

作物品质的控制因素主要是生物遗传（遗传因素）、品种特性（非遗传因素）等。

作物品质的制约因素主要是栽培（土壤结构和耕作栽培方法）、气候（降雨和数量、光照度和温度）等。

作物品质的影响因素主要是病虫害（锈病、腥黑穗病、根腐病和赤霉病）、收获（收获延后、收获期雨淋、热损伤）、贮藏（霉变、虫蛀）等。

3.麦谷蛋白和醇溶蛋白质电泳各用什么方法，简述主要步骤。

麦谷蛋白电泳使用十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即SDS-PAGE技术。

该方法的基本原理是蛋白质在一定浓度的含有强还原剂的SDS溶液中与SDS分子按比例结合，形成带负电荷的SDS-蛋白质复合物。

这种复合物由于结合大量的SDS，是蛋白质丧失了原有的电荷而形成仅保持原有分子大小为特征的负离子集团。

由于SDS与蛋白质的结合是按重量成比例的，电泳时，蛋白质分子的迁移速度只取决与分子大小。

主要步骤如下：

样品提取制胶电泳（恒流）检测（染色、脱色和保存）

（1）样品提取

①从待测的小麦样品中取一粒种子，用样品钳夹碎，倒入已编号的1.5ml离心管中，在管上标明重量，待测。

②按1:

10的比例加入50%异丙醇提取液（mg:

μl），在60-65℃水中水浴20-30min。

③第一次水浴后。

取出离心管，放置在室温条件下提取2h，期间振荡几次。

④将离心管1000rpm离心10min，弃去上清液，再按1:

10比例加入50%异丙醇提取液进行第二次水浴。

⑤第二次水浴后，室温下提取2h，1000rpm离心10min，弃去上清液。

⑥按1:

7的比例加入HMW-GS样品提取液，搅拌均匀，至于60-65℃水浴2h，中间振荡1-2次。

⑦提取液10000rpm离心10min取上清液，4℃冰箱保存备用。

（2）制胶

①擦板：

先用自来水将板的正反面洗净擦干，然后用酒精和Repel试剂将玻璃板内面擦拭干净。

②封槽：

将玻璃板底部先用凡士林封住，擦干净后再用橡皮膏粘紧。

③灌胶

第一步：

按分离胶贮液所需比例配分离胶，然后灌胶，将板倾斜一定角度防气泡出现，灌完分离胶立即在胶的表面加正丁醇压平。

第二步：

待分离胶与正丁醇之间形成明显界限后，用滤纸吸出正丁醇，把配好的浓缩胶倒入分离胶上面，灌胶后立即插入样品梳。

（3）加样

①10000rpm，10min离心备用样品液

②待浓缩胶交联后小心取出样品梳，用弯管注射器迅速冲洗样品孔2-3次，所用冲洗液为稀释1倍的电极缓冲液。

③样品孔内加电极缓冲液，用50μl微量注射器点样，每样品孔内加8μl样品提取液，两端加标准样品。

（4）电泳将玻璃板装入电泳槽，对于16×20cm玻璃板，在恒流条件下电泳14h。

红线插电源正极，黑线插电源负极。

（5）染色

电泳完毕，把浓缩胶切去，用充分吸水蓬松的毛笔在胶的一角小心挑起，靠重力作用小心取下胶板，放入塑料盘内，加入400ml10%三氯乙酸染色液和10ml考马斯亮蓝。

（6）脱色、照相

将染过色的胶放在自来水中脱色即可，脱色时间越长，蛋白带越清晰。

醇溶蛋白电泳使用酸性-聚丙烯酰胺凝胶电泳，即A-PAGE电泳。

其原理如下：

A-PAGE电泳使用相同孔径的凝胶、相同缓冲系统的样品缓冲液，为连续电泳，只用分离胶，不用浓缩胶，使用恒压电泳。

主要步骤如下：

样品提取制胶加样电泳染色脱色保存

A-PAGE电泳时，样品称重夹碎放入0.5ml的离心管中按1:

5的比例加入提取液，振荡提取。

电泳时，采用恒压500v，恒温15-18℃电泳。

电泳时间一般为45-55min，时间的确定为甲基绿迁移至底板所需时间的4倍。

，染色需要过夜，脱色时使用蒸馏水脱色。

连接电源时，接线与SDS-PAGE电泳接线相反，电泳槽黑线（负极）连接电泳仪正极，红线连接电泳仪正极。

4.简述A、B、C型淀粉粒的形成过程。

A型和B型淀粉粒在发育时，子粒中先形成A型淀粉粒，而后再形成B型淀粉粒，不论A或B型淀粉粒，在其发育的过程中，都是首先形成小淀粉粒核，随后淀粉分子在核表面的沉积形成成熟淀粉粒。

在花后4d或之前，最初的球形淀粉粒开始在淀粉体中形成，并成为A-型淀粉粒的核，核再通过葡聚糖聚合体的逐步积累而生长，最终形成A-型淀粉粒。

B-型淀粉粒首先在A-型淀粉粒和淀粉体膜之间出现，然后膜向细胞质突出并收缩释放出B-型淀粉粒。

C-型淀粉粒在花后21d开始合成。

5.简述质构仪在食品物理特性方面的应用。

（1）在面粉品质评价中的应用

质构仪拉伸试验参数中的拉伸距离与面团的流变学特性指标有很好的相关性，拉断力与拉断应力能较好地反映面粉吸水率的大小，拉伸距离对反映面粉筋力强弱有很好的预测性，质构仪拉伸试验参数中的拉断力与拉断应力与面粉粘度特性指标有密切关系。

质构仪测定的拉伸面积、拉伸阻力、延伸度和拉伸比例可用于评价面团的强度、弹性和延伸性，可以较全面地评价和确定面粉的品质和适用范围。

（2）在面条、面包和馒头等面类食品品质评价中的应用

与面条感官评价指标呈显著相关的质构仪TPA指标为硬度、弹性、胶着性和恢复性，TPA硬度和胶着性能较好反映面条感官适口性。

TPA硬度和胶着性能部分反映面条表观状态和韧性，TPA弹性和恢复性能部分反映面条粘性和光滑性。

除粘着性外，不同品种间煮熟面条的质构仪指标差异显著，表明TPA硬度、弹性、粘聚性、胶着性和咀嚼性均可反映品种间面条的质地结构差异，可作为评价面条结构特性的客观量化指标。

所以，质构仪TPA指标硬度能较好地反映面条的软硬度和总评分。

馒头面包等面类食品同样如此。

（3）在大米品质评价中的应用

由于大米弹性、黏着性、硬度、黏度与大米的蒸煮指标之间存在显著的相关性，因此可以用质构仪测定的弹性、黏着性、硬度、黏度来代替蒸煮指标中的碘盐值、膨胀率、米汤干物质、吸水率来评价大米的食用品质。

（4）在肉制品品质评价中的应用

肉的弹性可使用质构仪的一次压缩法测最大力、或一次压缩法测外力作功值的方法进行测定，两种方法的弹性测量值与感官对照值都有很好的相关性。

（5）在酸奶品质评价中的应用

通过质构仪的A/BE反挤压装置测定的一系列力的变化可以反应出酸奶的不同特性。

正的力值和面积越大，说明酸奶越稠厚、内聚力越大，对活塞下压时的抵抗力越大，也说明酸奶爽滑性、细腻度越差；负的力值说明酸奶对活塞的附着性，即力的绝对值越大，奶粘性越大，活塞上提时粘在其上的越多，一般较稠的酸奶粘性较大。

（6）在果蔬品质评价中的应用

在水果中的应用主要包括测试其成熟度、坚实度、果皮或果壳的硬度、果实的脆性及果皮或果肉的弹性等;在蔬菜中的应用主要指测试其成熟度、硬度、酥脆度、弹性、断裂强度、韧性、柔软性以及纤维度等。

（7）在其他食品品质评价中的应用

除上述食品外，还可用于蜂蜜、果酱、米线、饺子等多种食品品质的评价，其测定的结果具有较高的灵敏度和客观性。

6.用中文标注粉质图谱和RVA图谱上的主要品质指标。

（见试卷）

三、综合题

结合个人研究方向，设计一个作物品质的研究方案。

硕士研究生的开题题目是《不同畦长和畦宽对冬小麦耗水特性和产量的影响》，试验以济麦22为供试材料，在山东省兖州市小孟镇史家王子村进行大田试验。

试验设3个畦宽，分别为1.0m、1.5m和2.0m；每个畦宽设4个畦长，分别为10m、20m、40m和60m。

随机区组设计，3次重复。

不同畦宽间隔离带宽2m，不同畦长间隔离带宽1m。

各处理均在拔节期和开花期灌水，除畦首外，浇前和浇后沿灌水水流方向每隔10m取一个点，测定该点处0-200cm土层土壤相对含水量。

灌水时，当水流前锋达到畦长长度的90%位置时，停止灌水，记录灌水量和灌水时间。

根据试验处理，拟对取点处的成熟籽粒样品进行品质测定。

品质测定指标包括以下内容：

（1）籽粒容重。

（2）面筋含量和面筋指数

（3）吹泡仪参数测定

（4）粉质参数

（5）糊化参数

（6）蛋白质含量

根据测定的品质指标结果以及产量和水分利用效率的综合指标选择最适宜的畦田畦长和畦宽组合，为小麦的节水高产栽培提供理论依据和技术支持。

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