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1、土木工程试验复习资料第一章 绪论1、建筑结构试验的目的与任务 任务：在结构或试验对象上，利用各类仪器设备，采用各种试验技术为手段，在荷载作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数后进行分析，从而对结构的工作性能做出评价，对结构的承载能力做出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。目的：以试验方式测定有关数据，由此反映结构或软件的工作性能、承载能力和相应的安全度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要依据。2、建筑结构试验分类试验目的：生产性试验、科研性试验（科学研究性试验）、教学性试验试验对象的尺寸：原型试验、模型试验、小模型试验荷载性质：结构静力试验、结构动力试验（伪静力

2、试验：是一种控制荷载或控制变形作用于结构的周期性的反复静力荷载。）试验时间：短期荷载试验、长期荷载试验试验场地：试验室结构试验、现场结构试验第二章建筑结构试验与检测设备重力加载法：利用物体本身的重量将物体施加于试验结构上作为荷载的加载方式。优点：就地取材、重复使用，容易控制荷载分级；缺点：花费劳动力、占据空间、安全性差，试验组织难度大。适用范围：可直接堆放于结构表面形成均布荷载或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载，后者多用于现场屋架试验。机械力加载法：吊链、卷扬机、绞车、花篮螺钉等主要配合钢丝或绳索对结构施加拉力，还可与滑轮组联合使用；螺旋千斤顶利用齿轮及螺杆式蜗杆机构传动的原理；弹簧

3、加载法和机械螺栓弹簧垫原理相同。优点：设备简单、容易实现，可以改变荷载方向；缺点：荷载值不大、作用点受荷载后发生变形时会引起荷载值的改变。适用范围：建筑物、柔性构筑物如桅杆、塔架等的实测或大尺寸模型试验中。电磁加载法：根据在磁场中通电的导体要受到与磁场方向相垂直的作用力的原理，在强磁场（永久磁铁或直流励磁线圈）中放入动圈，通入交流电流，则可使固定于动圈上的顶杆等部件作反复运动，对试验对象施加荷载。电磁激振器优点：与试验对象不接触；缺点：荷载不大。电磁式振动台优点：使用频率范围较宽，台面振动波形较好，操作使用方便，容易实现自动控制；缺点：台面尺寸和模型重量均会受到限制。液压加载法：目前结构试验中

4、应用比较普遍和理想的一种加载方法。它的最大优点是利用液压使液压加载器产生较大的荷载，试验操作安全方便。使用范围：特别是对于大型结构构件，当试验要求荷载点数多、吨位大时更为合适。主要原理：高压液压泵将具有一定压力的液压油压入液压加载器的工作缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。其中，电液伺服液压系统采用闭环控制，中心原件是电液伺服阀。气压加载法：利用气体压力（正压：采用压缩空气的压力对结构施加荷载；负压：利用真空泵将试验结构物下面密封室内的空气抽出形成真空）对结构加载，产生均布荷载。优点：加卸载方便、压力稳定均匀；缺点：无法观测结构受载面。使用范围：平板或壳体试验（正压加载应用于模型结构试验较多，负

5、压加载适用于壳体结构试验）。惯性力加载法：利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动力荷载（初位移加载法、初速度加载法）。适用范围：进行结构动力特性的试验。初位移加载法优点：结构自振时荷载已不存在，对结构没有附加质量的影响；适用范围：刚度不大的结构。要保证在平面内变形。离心力加载法：根据旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载。利用离心力加载的机械式激振器的原理使一对偏心块按相反方向旋转，便由离心力产生一定方向的激振力。反冲激振法：工作原理：当点火装置内的火药被点燃后，很快使主装火药到达燃烧温度。产生高温气体喷出，形成反冲力。使用范围：适用于现场对结构实物进行试验，小冲量反冲激振器也可用于

6、室内试验。2、不同荷载的特点1散状材料 起拱2块体材料 间距3吸湿材料 质量的改变4液体材料 水最为理想的加载材料，可以研究抗渗抗漏3、电磁激振原理励磁线圈通过电流时，铁心对衔铁产生吸引力，在铁心内部产生电磁感应，由电磁力与磁感应强度的关系可以得电磁吸力。电磁力有静态力、交变力和二次分量组成。4、电液伺服液压系统电液伺服阀的工作原理：电液伺服阀是电液伺服加载系统中的心脏部分，它安装在液压加载器上，指令发生器发出的所需荷载大小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，将加载器按输入信号的规律产生振动对结构施加荷载。 可以用于地震、海浪等的模拟。5、电阻应变

7、片主要技术指标1、电阻值R （120欧姆）；2、标距L；3、灵敏系数K（2.0）。于是有。K表示单位应变引起的相对电阻变化，灵敏系数越大，单位应变引起的电阻变化也越大。6、振弦式应变计适用范围长期监测、现场测量7、常见记录仪X-Y记录仪、光线示波器、磁带记录仪、磁盘驱动器和光盘刻录器等8、什么叫虚拟仪器虚拟仪器，是在以计算机为核心的硬件平台上，测试功能由用户自定义、由测试软件实现的一种计算机仪器系统，实质是利用计算机显示器的显示功能来模拟传统仪器的控制面板，实现信号数据的运算、分析和处理。虚拟的含义：1）面板是虚拟的；2）测量功能由软件编程实现。9、结构现场检测仪器的原理回弹仪：测混凝土抗压强

8、度。混凝土强度越高，表面硬度越大，回弹值R就越大。通过事先建立的混凝土强度与回弹值关系曲线可求得混凝土的强度值。混凝土裂缝深度检测仪：通常为超声法。基本原理是当混凝土中存在缺陷或损伤时，超声脉冲通过缺陷产生绕射，传播的声速比相同材质无缺陷混凝土的传播声速要小，声时偏长。对于结构混凝土开裂深度小于或等于500mm的裂缝，可用平测法或斜测法。混凝土钢筋检测仪：仪器通过传感器向被测结构内部局域范围发射电磁场，同时接受在电磁场覆盖范围内铁磁性介质产生的感生磁场，并转换为电信号，主机系统实时分析处理数字化的电信号，并以图形、数值、提示音等多种方式显示出来，从而准确判断钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径，钢筋

9、越接近探头、钢筋直径越大时，感应强度越大，相位差也越大。用于：验收监测、配筋量监测、管线分布等。钢筋锈蚀检测仪：混凝土中钢筋的锈蚀是一个电化学的过程。腐蚀电流产生电位变化，利用钢筋锈蚀程度与测量电位间建立的一定关系，由电位变化的规律可以判别锈蚀的可能性及其锈蚀程度。10、惯性式拾振器与被测物体振动方式区别？测位移、加速度对仪器要求？ 区别：1、相位差一个相位角；2、拾振器中质量块的振幅Y0和振动体振幅X0、拾振器与被测物体的频率比u以及阻尼比有关。当拾振器用作测位移：要使Y0/ X01，则要使u1，一般要求，u5，要求较高，u10测加速度：要使(Y0/ am) 21，则要使u1，实际使用中通常

10、使u600mm）/梁平面外的水平挠曲：考虑在截面的两侧布置测点，所需仪器数增加一倍，此时各截面挠度取2侧读数平均值。宽度较大单面板：一般在板宽的两侧布置测点，有纵肋，可按测量梁挠度的原则布置于肋下。对于肋形板的局部挠度，则可相对于板肋测定。预应力混凝土受弯构件：测量结构整体变形时，考虑构件在预应力作用下的反拱值。梁应变测量位置：梁承受正负弯矩最大截面、弯矩突变截面。对于变截面梁，有时也需在截面突变处设置测点需要注意的是，支座下的巨大作用力可能或多或少地引起周围地基的局部沉陷，因此，安装仪器的表架必须离开支座墩子有一定距离。只有在永久性的钢筋混凝土台座上进行试验时，上述地基沉陷才可以不予考虑。但

11、此时两端部的测点可以测量梁端相对于支座的压缩变形，从而可以比较准确地测得梁跨中的最大挠度fmax。对于跨度较大(大于6m)的梁，为了保证量测结果的可靠性，并求得梁在变形后的弹性挠度曲线，测点应增加至5 7个测点，并沿梁的跨间对称2、图4-2 90页3、屋架通过侧向支撑保持侧向稳定屋架跨度较大，但只能在自身平面内承受荷载，而出平面外的刚度很小，在建筑物中要依靠侧向支撑体系相互联系，形成足够的空间刚度。屋架主要承受作用于节点的集中荷载，因此大部分杆受轴力作用。当屋架上弦有节间荷载作用时，上弦杆受压弯作用。对跨度较大的屋架，下弦一般采用预拉应力杆。4、图4-12 96页5、图4-21 101页6、图

12、4-22 102页 7、抽样率 103页 抽样率为：生产期限不超过3个月的构件抽样率为1/1000，若抽样构件的结构性能检验连续十批均合格，则抽样率可改为1/2000。8、破坏标志 104页 1轴心受拉、偏心受拉、受弯、大偏心受压构件当采用有明显屈服点的热轧钢筋时，处于正常配筋的上列构件，其极限标志通常是受拉主筋首先达到屈服，进而受拉主筋处的裂缝宽度达到1.5 mm，或挠度达到1 /50的跨度。对超筋受弯构件，受压区混凝土破坏比受拉钢筋屈服早，此时最大裂缝宽度小于1.5mm，挠度也小于l/50(为跨度)，因此受压区混凝土压坏便是构件破坏的标志。在少筋的受弯构件中，则可能出现混凝土一开裂钢筋即被

13、拉断的情况，此时受拉主筋被拉断是构件破坏的标志。用无屈服台阶的钢筋、钢丝及钢绞线配筋的构件，受拉主筋拉断或构件挠度达到跨度的1 /50是主要的极限标志。2轴心受压或小偏心受压构件这类构件主要是柱类构件，当外加荷载达到最大值时，混凝土将被压坏或被劈裂，因此混凝土受压破坏是承载能力的极限标志。3受弯构件的剪切破坏受弯构件的受剪和偏心受压及偏心受拉构件的受剪，其极限标志是腹筋达到屈服，或斜向裂缝宽度达到1.5mm或1.5mm以上，沿斜截面混凝土斜压或斜拉破坏。第五章建筑结构动载试验1、结构动力试验主要内容1. 动荷载的特性结构的动力特性包括结构的自振频率、阻尼比、振型等参数。这些参数取决于结构的形式

14、、刚度、质量分布、材料特性及构造链接等因素，与外荷载无关。动荷载的特性试验主要进行动荷载自身参数和主振源的测定试验。2. 结构动力特性试验(频率、阻尼、振型等)结构的动力特性是进行结构抗震计算、解决结构共振问题及诊断结构累积损伤的基本依据。采用人工激励法或环境激励法使结构产生振动，同时测量并记录结构的速度响应或加速度响应，再通过信号分析得到结构的动力特性参数。试验对象以整体结构为主。3. 结构的动力反应试验结构的动力反应试验是测定结构在实际工作时的振动参数（振幅、频率）及性状，判定反应的规律和安全性，存在何种问题，薄弱环节。4. 疲劳试验结构疲劳试验的目的就是要了解在重复荷载作用下结构的性能及

15、变化规律。采用疲劳试验机进行，采用等幅匀速脉动荷载。5. 其他（冲击、地震振动台、风洞等）强迫振动试验、冲击碰撞试验模拟、地震振动台试验和风洞试验等结构动力试验。工程中的振动形式分为确定性振动和随机振动（工程中大多数情况）。2、图5-1 109页图中代表会发生什么，蕴含什么振动信息(a)间歇性的阻尼振动曲线，曲线特点：有明显的尖峰和衰退，说明是撞击性振源所引起的振动；(b)周期性的简谐振动，可能由一台机器或多台转速一样的机器运转所引起的振动；(c)由频率相差两倍的两个简弦振源引起的合成振动曲线图形(d)由三个简弦振源引起的更为复杂的合成振动曲线图形(e)振动曲线符合“拍振”，振幅周期性的由小变

16、大，又由大变小,2种可能，一是频率相近两倍的两个简弦振源共同作用，二是一个振源，其频率和结构自振频率相近(f)随机振动的记录图形，由随机荷载引起，如液体或气体的压力脉冲3、什么是共振法？怎么实现？共振法是利用专门的激振器对结构施加简谐动荷载，使结构产生恒定的强迫简谐振动，借助对结构受迫振动的测定，求得结构动力特性的基本参数。通过连续改变激振器的频率（频率扫描），可使结构产生共振，所记录的共振时的频率即为结构的自振频率。4、脉动法优缺点？利用建筑物的脉动响应来确定其动力特性，俗称脉动试验。优点：不用激振设备、对建筑物无损伤、不影响建筑内工作的正常进行、在自然条件下课测量，经过分析就可确定其动力特

17、性。缺点：高阶振动的脉动信号在记录曲线中出现的机会少，振幅也小，这样测得的结构动力特性误差较大。主环境随机振动法难以确定结构的阻尼特性。5、传感器布置的原则1找好中心位置布置平移振动测点（刚度中心/几何中心）；2在建筑物的两侧（远端）成对布置扭转振动测点；3在结构突变处布置测点（例如屋面的鞭梢效应）；4在特殊部位处布置测点：基础两侧，在建筑物基础两侧，布置垂直振动的测点，看看基础是纯粹的垂直振动还是绕着某一位置的上下转动；振动强烈的部位，可以了解该处的振动情况；为便于信号识别需要而布置的测点，有时候，在分析谱图上出现的频率比较乱。例如，在伸缩缝两边的结构，测一边的时候，要考虑在另一边放上一个传

18、感器，会给分析判断带来方便；楼板刚性量测6、什么叫动力系数动挠度和静挠度的比值。7、疲劳加载包括哪几种实验？检验性疲劳试验：在控制疲劳次数内应取得构件抗裂性及开裂荷载、裂缝荷载及其发展、最大挠度及其变化幅度、疲劳强度和疲劳寿命的相关数据；研究性疲劳试验：应根据研究目的和要求而定。以正截面的疲劳性能试验为例，内容应包括各阶段截面应力分布状况、中和轴变化规律、抗裂性及开裂荷载、裂缝及其发展情况等。8、疲劳试验特点疲劳试验的上限荷载是根据构件在最大标准荷载最不利组合下产生的弯矩计算而得，荷载下限根据疲劳试验设备的要求而定。疲劳试验属于动力试验，均为荷载控制，荷载试验值必须采用动态方式测量和记录。连续

19、进行时间长，试验过程振动大，且结构的疲劳破坏可能是突然的脆性破坏。第六章建筑结构现场检测技术1、混凝土强度检测方法？及要点？抗压：回弹法（表层）、超声脉冲法、超声回弹综合法、拔出法或钻芯法等；前三个时无破损方法，后两个是半破损方法。误差大小：钻芯法 拔出法 综合法 回弹法 超声脉冲法抗拉：采用对直径100mm的芯样试件施加劈裂荷载或直拉荷载的方法检测。受到环境侵蚀或遭受火灾、高温等影响，切除影响层，构件中未受到影响部分混凝土的强度，采用钻芯法检测 2、混凝土缺陷检测方法？ 混凝土裂缝检测：(1)浅裂缝：一个可测表面用平测法，两个相互平行表面用斜测法；（2）深裂缝：钻孔检测；混凝土内部空洞缺陷：

20、一对相互平行表面：斜测法；两对相互平行表面：对测法；混凝土表层损伤检测：平测法。3、表6-5砌体强度检测要点？强度？模量？受压？受剪？P1414、钢结构检测有哪些工作？连接方式？ 钢结构的检测可分为钢结构材料性能、连接、构件的尺寸与偏差、变形与损伤、构造以及涂装等多项工作。连接方式：焊接连接、焊钉（栓钉）连接、螺栓连接、高强螺栓连接、铆接等5、钢结构外观质量检测有哪些项目？用什么方式？ 钢材外观质量的检测可分为均匀性，是否有夹层、裂纹、非金属夹杂和明显的偏析等项目。当对钢材的质量有怀疑时，应对钢材原材料进行力学性能检验或化学成分分析。对钢结构损伤的检测可分为裂纹、局部变形、锈蚀等项目。钢材裂纹，可采用观察的方法和渗透法检测。6、钢材强度测定间接方法？一般采用表面硬度法间