工程结构试验作业任务朱尔玉课后题目解析.docx

1、工程结构试验作业任务朱尔玉课后题目解析一、 选择题1.建筑结构试验根据不同要素有多种分类方法，下列哪种试验是按荷载性质分类的？（）A.结构模型试验B.结构静力试验C.短期荷载试验D.现场结构试验2.基本构件性能研究的试件大部分是采用（）。A.足尺模型B.缩尺模型C.结构模型D.近似模型3.科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺寸和数量的确定及构造措施的考虑，同时必须满足结构和受力的（）的要求。A.边界条件B.平衡条件C.支撑条件D.协调条件4.下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是（）。A.缩尺模型试验B.相似模型试验C.足尺模型试验D.原型试验5.下列哪个不属于生产性试验？（）A.鉴定预制

2、构件的产品质量B.现有结构的可靠性检验C.为制定设计规范提供依据进行的试验D.工程改建和加固试验6.对科研性试验，决定试件数量的主要因素是（）。A.试件尺寸B.试件形状C.加荷方式D.分析因子和试验状态数量7.对科研性试验，要求在开裂试验荷载计算值作用下恒载时间为（）。A.15分钟B.30分钟C.45分钟D.60分钟二、填空题1.在科研性试验时，为了保证试件在某一预定的部位破坏，以期得到必要的测试数据，试件设计就需要对其他部位事先加强或进行局部加固。2.模型是仿照原型并按照一定比例关系复制而成的试验代表物。相似模型试验要求比较严格的相似条件，即要求满足几何相似、力学相似和材料相似相似。3.在结

3、构模型试验中，模型的支承和约束条件可以由与原型结构构造相同的条件来满足与保证。4.在结构设计的方案阶段进行初步探索比较或对设计理论计算方法进行探讨研究时，较多采用比原型结构小的模型。5.当模型和原型相似时，人们可以由模型试验的结果，按照相似条件得到原型结构需要的数据和结果。因此，求得模型结构的相似条件就成为模型设计的关键。6.钢筋混凝土梁板构件的生产鉴定性试验一般只测定构件的承载力、抗裂度和各级荷载作用下的挠度及裂缝开展情况。7.建筑结构试验是以试验方式测试有关数据，反映结构或构件的工作性能、承载能力及相应的可靠度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要的依据。8.动力试验包括振动试验和疲劳

4、试验。三、简答题1.简述工程结构试验的任务与作用是什么？在结构物或试验对象（实物或模型）上，利用设备仪器，采用各种试验技术，在荷载（重力、机械扰动力、地震作用、风力等）或其他因素（温度、变形）作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、应变、振幅、频率等），从强度（稳定性）、刚度和抗裂性及结构实际破坏形态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。作用：工程结构试验是发展结构理论的重要途径；工程结构试验是发现结构设计问题的主要手段；工程结构试验是验证结构理论的唯一方法；工程结构试验是工程结构质量鉴定的直接方式；工程结

5、构试验是制定各类技术规范和技术标准的基础；工程结构试验是自身发展的需要。2.工程结构试验按不同因素可分为哪几类？各有何作用？试验目的：生产性试验：鉴定结构设计和施工质量的可靠程度；为工程改建或加固判断结构的实际承载能力；为处理工程事故提供技术根据；检验结构可靠性、估算结构剩余寿命；鉴定预制构件的质量。 科研性试验：验证结构计算理论的假定；为制定设计规范提供依据；为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验。 试验对象：原型试验：可以对结构构造、各构件之间的相互作用、结构的整体刚度及结构破坏阶段的实际工作性能进行全面的观测和了解。 模型试验：减少投资、周期短，可在实验室试验，测量精度高、受环境

6、影响小。 荷载性质：静力试验：给人们以最明确和清晰的破坏概念。 动力试验：了解结构在动力荷载作用下的工作性能。 试验时间：短期荷载试验：短时间内得出结构在静力荷载作用下的工作性能。 长期荷载试验：研究结构在长期荷载作用下的性能。 试验场地：试验室试验：减少或消除各种不利因素对试验结果的影响。 现场试验：解决生产中的问题。3.在模型试验中应满足的条件有哪些？满足相似理论，即几何相似、力学相似和材料相似。4. 静力试验包括哪些内容？静力试验与动力试验的联系与区别是什么？试验的准备工作；加载方案设计；测点设置与测试；加载控制与安全措施；试验结果分析与承载力评定；试验报告编写。动力试验的加载设备和测试

7、手段与静力试验有很大的差别，并且要比静力试验复杂得多。5. 生产性试验常用来解决哪些有关问题？鉴定结构设计和施工质量的可靠程度；为工程改建或加固判断结构的实际承载能力；为处理工程事故提供技术根据；检验结构可靠性、估算结构剩余寿命；鉴定预制构件的质量。6.结构试验按试验对象的尺寸如何分类？真型、模型和小试件三类第二章一、选择题1.试件的尺寸要求要比一般的工程结构构件严格，制作尺寸偏差应控制在（）以内。A.5%B.10%C.2%D.20%2.结构试验中最重要的是哪一个阶段？（）A.试验规划阶段B.试验准备阶段C.加载试验阶段D.试验资料整理分析和总结阶段3.采用控制荷载或变形的低周反复加载的加载制

8、度的试验称为（）。A.结构静力试验B.结构拟动力试验C.结构抗震伪静力试验D.结构抗震动力试验4.结构模型设计中所表示的各物理量之间的关系式均是无量纲的，它们均是在假定采用理想（）的情况下推导求得的。A.脆性材料B.弹性材料C.塑性材料D.弹塑性材料5.10cm10cm10cm尺寸立方体试件抗压强度的换算系数为（）。A.0.95 B.1.0C.1.05D.1.1二、填空题1.为了探求节点的强度和刚度，使其应力状态能充分反映，避免在试验过程中梁柱部分先于节点破坏，在试件设计时必须事先对梁柱部分进行足够的加固2.试件设计应包括试件形状选择、试件尺寸与数量的确定以及构造措施的考虑，同时必须满足结构与

9、受力的边界条件、试件的破坏特征、试验加载条件的要求，最后以最少的试件数量获得最多的试验数据，以反映研究的规律性并满足研究任务的需要。3.加载试验阶段是整个试验过程的中心环节，应按规定的加载顺序和量测顺序进行。4.结构试验所用试件的尺寸和大小，从总体上可分为真型、模型和小试件三类。5.试验数量的设计方法有4种，即优选法、因子法、正交法和均匀法。这4种方法是四门独立的学科。6.产生的荷载值应当明确，满足试验的准确度。除模拟动力作用之外，荷载值应能保持相对稳定，不会随时间、环境条件的改变和结构的变形而发生变化，保证试验荷载变化量的相对误差不超过5%。7.加载设备不应参与结构工作，以改变结构的力状态或

10、使结构产生次应。三、简答题1.简述工程结构试验设计的主要环节及其内容。结构试验设计：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。结构试验准备：试件制作与安装、试验人员组织分工、仪器设备的检测与率定。结构试验实施：材料力学性能的试验与测定、试验加载、试验反应观测和数据采集、试件变形、裂缝和破坏形态记录。结构试验分析：试验观测和采集数据的处理、结构参数的识别、结构破坏机制分析、结构性能与承载能力分析。2.根据结构试验所用试件的尺寸和大小可分为哪几类？结构试验所用试件的尺寸和大小，从总体上可分为真型、模型和小试件三类。3.对于生产性试验与科研性试验分别怎样确定试件数量？对于

11、生产性试验，一般按照试验任务的要求有明确的试验对象。对于预制厂生产的一般工业与民用建筑钢筋混凝土和预应力混凝土预制构件的质量检验和评定，可以按照混凝土结构工程施工质量验收规范中的结构性能检验的规定，确定试件数量。对于科研性试验，其试验对象是按照研究要求而专门设计制造的，这类结构的试验往往是属于某一研究专题工作的一部分，特别是对于结构构件基本性能的研究，由于影响构件基本性能的参数较多，所以要根据各参数构成的因子数和水平数来决定试件数目，参数多则试件的数目也自然会增加。4.试述测点的选择与布置原则。在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多。测点的位置要有代表性，以便于分析和计算。应该布置一定数量的校

12、核性测点。测点的布置应有利于试验时的操作和测读。5.试述选择试验荷载和加载方法时的要求。试验荷载的作用，应符合实际荷载作用的传递方式。产生的荷载值应当明确，满足试验的准确度。加载设备本身应有足够的承载力和刚度，并有足够的安全储备，保证使用安全可靠。加载设备不应参与结构工作，以致改变结构的受力状态或使结构产生次应力。应能方便调节和分级加（卸）载，易于控制加（卸）速率，分级值应能满足精度要求。尽量采用先进技术，满足自动化加载的要求，以减轻劳动强度，方便加载，提高试验效率和质量。6. 思考观测整体变形的重要性区别。整体变形能够概括结构工作的全貌，可以基本上反映出结构的工作状况。局部变形则可以直接说明

13、细节性能指标。7. 应该怎样选择仪器和测读？避免选用高准确度和高灵敏度的精密仪器。仪器的量程应该满足最大应变或挠度的需要。合理选择电测仪表和机械式仪表。选择仪表时必须考虑测读方便省时，必要时须采用自动记录装置。量测仪器的型号、规格、种类应尽可能少。对动测试验使用的仪表，尤其应注意仪表的线性范围、频响特性和相位特性，要满足试验量测的要求。8. 非破损实验法与半破损试验法各有什么特点？非破损试验法是采用某种专用设备或仪器，直接在结构上测量与材料强度有关的另一物理量，如硬度、回弹值、声波传递速度等，通过理论分析或经验公式间接测得材料的力学性能。半破损试验法是在结构或构件上进行局部微破损或直接取样的方

14、法推算出材料的强度，有试验所得的力学性能直接鉴定结构构件的承载力。第三章一、选择题1.当使用砂石等松散颗粒材料加载时，如果将材料直接堆放于结构表面，将会造成荷载材料本身的（），而对结构产生卸荷作用。A.损失B.下沉C.起拱D.压密2.使用液压加载器时，有时荷载量和油压间不呈严格的线性关系，因此，确定荷载量时应该（）。A.用油压压强乘以活塞面积确定B.按事先制作的标定曲线确定C.用油压表确定D.采用计算机修正确定3.结构试验中数据采集的仪器种类很多，其中利用机械进行传动、放大和指示的仪器称为（）。A.电测式仪器B.复合式仪器C.机械式仪器D.伺服式仪器4.利用油压能使液压加载器产生较大的荷载，并

15、具有试验操作安全方便的优点，是结构试验中应用比较普遍和理想的一种加载方法，称为（）。A.重力加载B.液压加载C.机械加载D.气压加载5.使用油压表测定荷载值，选用油压表的精度不应低于（）。A.1.0级B.1.5级C.2.0级D.2.5级6.用垂直落重冲击加载时，为防止重物回弹再次撞击和结构局部受损，需在落点处铺设（）的砂垫层。A.100200mm B.150250mm C.200300mmD.250350mm7.用弹簧作持久荷载时，为控制弹簧压力减少值在允许范围内，应事先估计到结构（）的大小。A.变形B.应变C.徐变D.位移8.使用液压加载器时会出现荷载量和油压间不呈严格的线性关系的状况，这是

16、由于（）。A.油压的影响B.内部摩阻力的影响C.温度的影响D.空气的影响9.振动台使用频率范围由所做试验模型的（）而定。A.第一频率B.第二频率C.第三频率D.第四频率10.如果测量振动体的位移，振动体的振动频率很低，难以找到频率低很多的惯性式位移传感器，就可以选用（），通过两次积分得到振动位移。A.荷载传感器B.位移传感器C.速度传感器D.加速度传感器11.利用杠杆原理施加荷载时，杠杆比例不宜大于（）。A.1：12B.1：10C.1：8D.1：6 12.弹簧加载法常用于构件的（）。A.持久荷载试验B.短期荷载试验C.疲劳荷载试验D.冲击荷载试验13.离心力加载是根据旋转质量产生的离心力对结构

17、施加（）。A.自由振动荷载B.随机振动荷载C.简谐振动荷载D.脉动荷载14.当用试验机标定液压加载器时，应按照下列哪种方式进行？（）A.试验机推压加载器活塞B.在加载器的回程过程中标定C.加载器的活塞顶升试验机D.由试验机加压15.电液伺服液压系统中，控制液压油流量和流向的是（）。A.电液伺服阀B.液压加载器C.数据采集系统D.高压油泵16.当结构刚度不大时，用落重对结构施加冲击荷载，要注意附加质量引起的（）影响。A.干扰B.附加振动C.局部振动D.结构振动17.在对液压加载器制作标定曲线时，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（）。A.一次B.二次C.三次D.四次18.下列哪种

18、不是重力加载法的加载设备？（）A.砝码B.杠杆C.水箱D.卷扬机19.结构疲劳试验机脉动频率可根据试验的不同要求，在（）min1范围内任意调节选用。A.100500B.1005000C.10050000D.10050000020.结构长柱试验机是大型结构试验的专门设备，其液压加载器的吨位一般在（）。A.2000kN以上B.3000kN以上C.5000kN以上D.10000kN以上21.为提高液压加载器的加载精度和准确性，应优先采用（）量测荷载值。A.压力表B.荷载传感器C.位移计D.压力传感器22.当电磁式激振器工作时，为在铁芯与磁极板的空隙中形成一个强大的磁场，需在励磁线圈中通入稳定的（）。

19、A.交流电B.直流电C.感应电D.高压电23.（）不仪可以对建筑物施加静力荷载，也可以施加动力荷载。A.重物加载B.机械式加载C.气压加载D.液压加载24.惯性力加载法常用于结构动力试验中，由于荷载作用的方法不同，可分为冲击力加载和（）加载两种方法。A.向心力B.静压力C.电磁力D.离心力25.当结构受地震、爆炸等特殊荷载作用时，整个试验加载过程只有几秒甚至是微秒或毫秒级的时间，这实际上是一种瞬态的冲击试验，它属于（）。A.静力试验范畴B.动力试验范畴C.伪静力试验范畴D.拟动力试验范畴26.在结构试验中能够支承结构构件，正确传递作用力，模拟实际荷载图式和边界条件的设备是（）。A.试件支承装置

20、B.荷载传递装置C.荷载支承装置D.试验辅助装置27.杠杆加载试验中，杠杆制作方便，荷载值（），对于做持久荷载试验尤为适合。A.变化较大B.变化较缓C.变化较小D.稳定不变28.（）不仅可以对建筑物施加静力荷载，也可以施加动力荷载。A.重物加载B.机械式加载C.气压加载D.液压加载29.（）和控制系统投资较大，维修费用较高，使用条件比较苛刻，对试验人员的试验技能要求较高，因此，它的使用受到限制。A.电液伺服作动器B.单向作用液压加载器C.双向作用液压加载器D.液压千斤顶二、填空题1.卷扬机和倒链是通过钢丝绳或链条对结构或构件施加拉力荷载；螺旋千斤顶可用来施加压力荷载。2.采用初位移或初速度的突

21、卸荷载或突加荷载的方法，可使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。3.结构地震模拟振动台整体结构模型试验时，为量测试件在地震作用下的加速度反应，一般在结构各楼层的楼面和屋面处布置位移和速度传感器，并可由此求得该处的地震作用。4.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。5.液压加载器标定时，一般是将加载器安置在荷载支承装置内，用力值量测仪表测定加载器的作用力。6.正确地选择试验所用的加载设备和试验装置，对顺利完成试验工作和保证试验质量，有很大的作用。7.在墙板和砖墙试验时，若使用若干个液压加载器通过卧梁转变为均布荷载，作用于试件上作竖向加载，则卧梁的抗弯刚度直接影

22、响受压应力的均匀性。8.电液伺服液压系统可以较为精确地模拟试件所受的实际荷载，产生真实的受力状态。9.冲击力加载的特点是荷载作用时间极为短促，在它的作用下使被加载结构产生自由振动，适用于进行结构动力特性的试验。三、简答题1.直接作用和间接作用包括哪些内容？直接作用主要是荷载作用，包括结构的自重、建筑物楼面的活荷载、雪荷载、灰载、施工荷载；作用与工业厂房上的吊车荷载、机械设备的振动荷载；作用于桥梁上的车辆的振动荷载；作用于海洋平台上的海浪冲击荷载等；在特殊情况下，还有地震、爆炸等荷载。间接作用主要有温度变化、地基不均匀沉降和结构内部物理或化学作用等。2. 常用的加载方法和加载设备有哪些？重力加载

23、、液压加载、电液伺服加载、机械力加载、气压加载、惯性力加载、电磁加载、振动台加载和其他激振方法。加载设备有杠杆、液压加载器、结构长柱试验机、绞车、卷扬机、倒链葫芦、螺旋千斤顶、弹簧、空气压缩机、反冲激振器、偏心轮起振机、电磁式激振器、电液式振动台等。3.重力加载技术包括哪几种方法？不同方法有何优缺点？加载方法优点缺点直接重力加载法设备简单、取材方便、荷载恒定荷载量不能很大，操作笨重间接重力加载法省工省时，荷载恒定，对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为合适能产生的荷载值小4.液压加载系统主要由哪些设备组成？工作原理是什么？常用的液压加载设备有哪些？液压加载器加载系统主要由液压加载器、油泵、阀

24、门等通过油管链接起来，配以测力计和载荷架等组成一个加载系统。工作原理是利用高压油泵将一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。荷载值由油压表示值和加载器活塞受压面积求得，也可以由液压加载器与荷载承力架之间所放置的测力计直接测读，或用传感器将信号传输给电子秤来显示或由记录器直接记录。常用的液压加载器有：手动液压千斤顶，同步液压加载系统，双向液压加载千斤顶和结构试验机加载设备。5.电液伺服加载系统由哪几部分组成？其自控系统的工作原理是怎样的？主要由液压源、控制系统和执行系统三大部分组成。它可将荷载、应变、位移等物理量直接作为控制参数，实行自动控制。6.对支座和支墩有什

25、么要求？支座形式有几种？对铰支座的基本要求：必须保证结构在支座处能自由转动必须保证结构在支座处力的传递。支墩截面大小应能保证抗压强度和稳定性，最好在顶部铺设钢板，支墩底面还应满足地基承载力要求。支座分滚动铰支座、固定铰支座、球铰支座和刀口支座。7. 试验台座的台面形式常用的有几种？各有什么优缺点？槽式试验台座，优点是加载点位置可沿台座的纵向任意变动动，不受限制，已适应试验结构加裁位置的需要。缺点是要求槽轨的构造适应台座的混凝土部分不能拔出。地脚螺丝式试验台，优点是通常设计成预应力与钢筋混凝土结构，可以节省材料，不仅用于静力试验，同时可以安装结构疲劳试验机进行结构构件的动力疲劳试验，其缺点是螺丝

26、受损后维修困难，此外，由于螺丝和孔穴位置已经固定，所以试件安装的位置就受到限制，没有槽式台座灵活方便。箱式试验台座: 优点是加载点位置可沿台座纵向任意变动，因而场地空间利用率高，加载器设备管路易布置，台面整洁不乱，主要缺点钢用量大，抄轨施工精度要求高，安装和移动设各较困难。槽锚式试验台座，兼有槽式及地脚螺丝式台座的特点，同时由于抗震试验的需要，利用错栓一方面可以固定试件，另一方面可承受水平剪力。抗侧侧力试验台座:优点可以承受和抵抗水平荷载所产生的反作用力，缺点是材料用量大，连接锚固较为复杂。8. 垛宽小于计算跨度的1/6，即5761/6=96cm双向跨度分布相同，则垛宽可以为24cm，48cm

27、，96cm，垛为矩形，同时满足垛间保持5-15cm。最终选择垛宽为48cm，沿边长方向为10垛，垛间距为32/3=10.67cm每垛为8块砖平铺组合而成。9. 此杠杆的放大率为（1.5+0.5）/0.5=4倍，即400%单位长度杠杆量800/(1.5+0.5)=400N/m由杠杆原理可知 F*0.5=800(1.5+0.5)/2+400*(1.5+0.5)则F=3200N10. 什么是气压加载？它有哪些优缺点？试验的关键是什么？利用气体压力对结构加载有两种方式，一种是利用压缩空气加载，另一种是利用抽真空产生负压对结构构件施加荷载。气压加载产生的是均布荷载，所以对于平板或壳体结构的试验尤为适合。

28、优点是加卸载方便，压力稳定，安全，构件破坏时能自动卸载，构件外表面便于观察与安装仪表，其缺点是内表面无法直接观察。试验的关键在于压力大小的控制，当试件为脆性破坏时，气囊可能发生爆炸。11. 机械力加载的优缺点有哪些？机械力加载适用在什么试验中？机械加载的优点是设备简单，容易实现。其缺点是荷载数值不大，当结构在荷载作用点处产生变形时，会引起荷载值的改变，当通过索具加载时，很容易改变荷载作用的方向。在建筑物，柔性构筑物（桅杆，塔架等）的实测或大尺寸模型试验中，常用此法加水平荷载。12. 地震模拟振动台有什么特点？地震模拟振动台具有自动控制和数据采集及处理系统，采用电子计算机和闭环伺服液压控制技术，

29、并配合先进的振动测量仪器，是结构动力试验水平提到了一个新的高度。13. 量程=350000/(/4125125)=28.52 MPa,灵敏度S=L/x=270/28.52 MPa=9.5/MPa第四章一、 选择题1.在选择仪器的量程时，要求最大被测值宜在仪器满量程的（）。A.1/51/3B.1/32/5C.1/52/3D.2/52/32.薄壳结构都有侧边构件，为了测量垂直和水平位移，需在侧边构件上布置（）。A.应变计B.速度计C.挠度计D.温度计3.在电测仪器中，能够将信号放大，并能使电路与传感器、记录器和显示器相匹配的仪器称为（）。A.显示器B.示波器C.传感器D.放大器4.在惠斯顿电桥中，

30、通过测量可变电阻调节值来测量应变的方法称为（）。A.零位读数法B.直接读数法C.偏位读数法D.差位读数法5.在结构实验中，任何一个测点的布置都应该是有目的的，应该服从于结构分析的需要，不应错误地为了追求数量而不切实际地盲目（）。A.提高精度B.设置测点C.增加项目D.选择仪器6.仪器的量程应该满足最大变形的需要，对于结构伪静力试验，要求最大被测值不宜大于选用仪器最大量程的（）。A.50%B.60%C.70%D.80%7.一般情况下，在试验室内进行建筑结构应变测量时，为了节省试验经费通常采用（）桥路。A.半桥测量B.全桥测量C.半桥测量或全桥测量D.1/4桥测量8.为测量较大跨度梁的挠度曲线，测

31、点应为57个，并沿梁的跨间（）布置。A.分散B.集中C.对称D.均匀9.结构试验中为了测读方便，减少观测人员，测点的布置宜适当（）A.分散B.集中C.加密D.稀疏10.在利用电阻应变仪测量混凝土构件应变时，由于混凝土材质的非均匀性，应变仪的标距至少应大于骨料粒径的（）。A.12倍B.23倍C.34倍D.45倍11.手持式应变仪常用于现场测量，适用于测量实际结构的应变，且适用于（）。A.持久试验B.冲击试验C.动力试验D.破坏试验12.用应变计测量试件应变时，为了得到准确的应变测量结果，应该使应变计与被测物体变形A.不一致B.不相仿C.相仿D.一致13.当试验初期加载位移很小时，拟动力试验中采用的位移传感器，宜采用小量程高灵敏度的传感器或改变位移传感器的标定值，提高（）。A.灵敏感B.分辨率C.稳定性D.信噪比14.为了使所测到的位移表示测点相对于试验台座或地面的位移，通常把传感器支架固定在（）。A.试件上B.任意表面上C.绝对不动点上D.试验台或地面的不动点上15.结构试验中，目前较多采用的传感