建筑結(jié)構(gòu)試驗02448資料

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗02448自考點整理知識第一章 結(jié)構(gòu)試驗概論1、結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)就是在結(jié)構(gòu)物或試驗對象（實物或模型）上，以儀器設(shè)備為工具，利用各種實驗技術(shù)為手段，在荷載（重力、機械擾動力、地震力、風(fēng)力······）或其它因素（溫度、變形沉降······）作用下，通過測試與結(jié)構(gòu)工作性能有關(guān)的各種參數(shù)（變形、繞度、位移、應(yīng)變、振幅、頻率······），從強度（穩(wěn)定）、剛度、抗裂性以及結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)等各個方面來

2、判斷結(jié)構(gòu)的實際工作性能，估計結(jié)構(gòu)的承載能力，確定結(jié)構(gòu)對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論。有建筑結(jié)構(gòu)試驗的任務(wù)可知，建筑結(jié)構(gòu)試驗是以實驗方式測試有關(guān)數(shù)據(jù)，反應(yīng)結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作性能，承載能力以及相應(yīng)的可靠度，為結(jié)構(gòu)的安全使用和設(shè)計理論的建立提供重要依據(jù)。2結(jié)構(gòu)試驗的目的（A 生產(chǎn)性試驗 B 科研性試驗）A生產(chǎn)性試驗一般用于解決一下問題：（1） 綜合鑒定重要工程和建筑物的設(shè)計與施工質(zhì)量。（2） 鑒定預(yù)制構(gòu)件的產(chǎn)品質(zhì)量。（3） 已建結(jié)構(gòu)可靠性檢驗，推斷和估計結(jié)構(gòu)的剩余壽命。（4） 工程改建或加固，通過實驗判斷具體結(jié)構(gòu)的實際承載能力。（5） 處理受災(zāi)結(jié)構(gòu)或工程質(zhì)量事故，通過試驗鑒定提供

3、技術(shù)依據(jù)。B科研性試驗（1） 驗證結(jié)構(gòu)計算理論的假定；（2） 為制定設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)；（3） 為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝提供實踐經(jīng)驗。2、結(jié)構(gòu)試驗的分類A按試驗對象的尺寸分類（1）原型試驗：原型試驗的對象是實際結(jié)構(gòu)（實物）或者是實際的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。（2）模型試驗：模型是仿照原型（真實結(jié)構(gòu)）并按照一定比例關(guān)系復(fù)制而成的試驗代表物，它具有實際 結(jié)構(gòu)的全部或部分特征，但大部分結(jié)構(gòu)模型是尺寸比原型小得多的縮尺結(jié)構(gòu)。 （a）相似模型試驗 ：按照相似理論進行模型設(shè)計、制作與試驗。 （b）縮尺模型試驗 ：用縮尺模型研究結(jié)構(gòu)性能，驗證設(shè)計假定與計算方法正確性，縮尺模型實質(zhì)上是原型結(jié)構(gòu)縮小幾何比例尺寸的試驗

4、代表物。 （c）足尺模型試驗：由于建筑結(jié)構(gòu)抗震研究的發(fā)展，國內(nèi)外開始重視用足尺模型對結(jié)構(gòu)整體性能的試驗研究。B按試驗荷載的性質(zhì)分類（1）結(jié)構(gòu)靜力試驗：靜力加載試驗是結(jié)構(gòu)試驗中最大最常見的基本試驗，這主要是絕大部分建筑結(jié)構(gòu)在工作中所承受的是靜力荷載。結(jié)構(gòu)靜力試驗的優(yōu)點：加載設(shè)備比較簡單，荷載可以逐步施加，也可在加載的同時停下來觀測結(jié)構(gòu)變形的發(fā)展給人們最明確和清晰的破壞概念。（2）結(jié)構(gòu)動力試驗：隨著結(jié)構(gòu)自身功能和使用狀態(tài)的變化，結(jié)構(gòu)在承受靜力荷載的同時，有可能受到不同性質(zhì)的動力作用。結(jié)構(gòu)動力試驗就是研究結(jié)構(gòu)在不同性質(zhì)動力作用下結(jié)構(gòu)動力特性和動力反應(yīng)的試驗。（a）結(jié)構(gòu)動力特性試驗：結(jié)構(gòu)受動力荷載及激

5、勵時，在結(jié)構(gòu)自由振動或強迫震動情況下量測結(jié)構(gòu)自身所固有結(jié)構(gòu)動力試驗的特性。（b）結(jié)構(gòu)反動力試驗：結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下，量測結(jié)構(gòu)或其特定部位動力性能參數(shù)和動態(tài)反應(yīng)的實驗。（c）結(jié)構(gòu)疲勞試驗：結(jié)構(gòu)構(gòu)件在等幅穩(wěn)定，多次重復(fù)荷載作用下，為測試結(jié)構(gòu)疲勞壽命而進行的動力試驗。（3）結(jié)構(gòu)抗震試驗：結(jié)構(gòu)抗震試驗是在地震或模擬地震荷載作用下研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震性能和抗震能力的專門試驗。（a）低周反復(fù)加載靜力試驗：以控制結(jié)構(gòu)變形或控制施加荷載，由小到大對結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行多次低周期反復(fù)作用的結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗。（b）擬動力試驗：利用計算機或電液伺服加載器聯(lián)機系統(tǒng)進行結(jié)構(gòu)抗震試驗的一種試驗方法。（c）地震模擬振動臺試驗：在地震

6、模擬振動臺上進行的結(jié)構(gòu)抗震試驗。C按試驗時間長短分類（1）短期荷載試驗：是指結(jié)構(gòu)試驗時限與試驗條件、試驗時間或其它各種因素和基于及時解決問題的需要，經(jīng)常對實際承受長期荷載作用的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，在試驗時將荷載從零開始到最后結(jié)構(gòu)破壞或 某個階段進行卸載，整個試驗的過程和時間總和僅在一個較短時間段內(nèi)完成的結(jié)構(gòu)試驗。（2）長期荷載試驗：是指結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下研究結(jié)構(gòu)變形隨時間變化規(guī)律的試驗。D按試驗所在場地分類（1）實驗室結(jié)構(gòu)試驗：結(jié)構(gòu)實驗室是為進行結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗而專門建設(shè)的場所。（2）現(xiàn)場結(jié)構(gòu)試驗：是指在生產(chǎn)或施工現(xiàn)場進行的實際結(jié)構(gòu)的試驗，較多用于進行生產(chǎn)性試驗，試驗對象主要是正在生產(chǎn)使用的已建結(jié)構(gòu)或是將

7、要投入使用的新結(jié)構(gòu)。E按試驗是否破壞分類（1）結(jié)構(gòu)破壞試驗：大部分結(jié)構(gòu)研究，要求通過荷載試驗了解結(jié)構(gòu)從彈性到彈塑性直到極限破壞各個階段工作性能的全過程，分析結(jié)構(gòu)在超載后的工程情況、破壞機制并獲得結(jié)構(gòu)安全儲備，因此一般試驗均需進行到結(jié)構(gòu)破壞，特別是科研性試驗更有這種要求。（2）結(jié)構(gòu)非破壞試驗：大部分生產(chǎn)性的試驗，是為了綜合鑒定重要工程的設(shè)計和施工質(zhì)量，檢驗已建結(jié)構(gòu)的可靠性和剩余壽命以及處理受災(zāi)結(jié)構(gòu)或?qū)こ藤|(zhì)量事故進行結(jié)構(gòu)堅固，通過試驗既要獲得這些試驗對象的結(jié)構(gòu)強度剛度的有關(guān)資料，又不使結(jié)構(gòu)受損而影響以后的生產(chǎn)和使用，這種場合可采用結(jié)構(gòu)加載的非破壞性試驗。第二章結(jié)構(gòu)試驗的加載設(shè)備和試驗裝置1在選擇

8、試驗荷載和加載方法時，應(yīng)滿足下列要求。（1）選用的試驗加載設(shè)備和試驗裝置應(yīng)滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計計算荷載圖式的要求。（2）荷載傳遞方式和作用點要明確，產(chǎn)生的荷載數(shù)值要穩(wěn)定，特別是靜力荷載不隨時間外界條件以及結(jié)構(gòu)變形的變化。（3）荷載分級的分度值要滿足試驗量測的精度要求，加載設(shè)備要有足夠的強度儲備。（4）加載裝置本身要安全可靠，要滿足強度和剛度的要求但不能影響結(jié)構(gòu)的自由變形，防止対試件產(chǎn)生卸荷作用從而減輕結(jié)構(gòu)的荷載。（5）加載設(shè)備要操作簡便，便于加卸載，并能控制加載速度，適應(yīng)各種加載要求。（6）加載方法力求采用現(xiàn)代化技術(shù)，減輕體力勞動，提高試驗質(zhì)量，保證試驗安全。2重力加載法 重力加載就是將物體本身的重力

9、施加于試驗結(jié)構(gòu)上作為荷載。重物可以直接施加于試驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上，或者通過杠桿間接施加在構(gòu)件上。（1） 重力直接加載（2） 杠桿加載：杠桿加載屬于重力加載的一種。利用杠桿原理，可將荷重放大作用于結(jié)構(gòu)上。杠桿制作方便， 荷載值穩(wěn)定不變，當結(jié)構(gòu)有變形時，荷載可以保持恒定，對于做持久荷載試驗尤為適合。杠桿比例不宜過大，支點、力點和加載點位置必須明確，并應(yīng)在一直線上。杠桿應(yīng)有足夠的強度、剛度，防止自身的總體失穩(wěn)。2、液壓加載法 是目前結(jié)構(gòu)試驗中應(yīng)用比較普遍和理想的一種加載方法。它的最大優(yōu)點是利用油壓使液壓加載器場所較大的荷載，試驗操作安全方便。（1） （a）液壓加載器加載：液壓加載器俗稱千斤頂，是液壓加載

10、設(shè)備中一個重要部件。工作原理：用高壓油泵將具有一定壓力的液壓油壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動活塞，對結(jié)構(gòu)施加荷載，通過選用不同活塞面積的的各種規(guī)格的加載器和調(diào)整輸入液壓油的油壓來控制試驗需要的荷載。（b）液壓加載器的加載類型：（a）手動液壓加載器 （b）單向作用液壓加載器 （c）雙向作用液壓加載器液壓加載器靜力試驗加載裝置：試驗中利用普通手動液壓加載器配合荷載承力架和靜力試驗臺座是最常用 的一種方法。優(yōu)點：設(shè)備簡單，作用力大，加卸載安全可靠，與重力加載法相比大大減小笨重的體力勞動。（c）液壓加載器荷載值的測定：由安裝在加載器和荷載支承裝置間的測力計直接測讀確定。目前較多采用荷載 傳感器將力

11、值信號輸入電子儀表顯示，或用記錄器直接記錄。條件受限時，才允許用油壓表示值測定荷載值。為提高油壓加載器加載精度和準確性，應(yīng)優(yōu)先采用荷載傳感器量測荷載值。 缺點：分辨率較低，加載器活塞在加卸荷載循環(huán)過程中受摩阻力影響，因而讀數(shù)的重復(fù)性較差。 使用液壓加載器時，不能用油壓壓強乘以活塞面積的方法來確定荷載量的原因：由于液壓加載器內(nèi)部摩擦力的影響，出現(xiàn)荷載量和油壓之間不成嚴格的線性關(guān)系的狀況，油壓低時這種現(xiàn)象更為嚴重。（2） 液壓加載系統(tǒng)加載（簡述液壓加載系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。）答：液壓加載系統(tǒng)主要由儲油箱、高壓油泵、測力裝置和各類閥門組成的操縱臺，通過高壓油管同時并聯(lián)連接若干個液壓加載器組成，由操縱臺控制

12、，滿足多點同步施加荷載的要求 （3）結(jié)構(gòu)試驗機加載（a）大型結(jié)構(gòu)試驗機：是一種比較完善的液壓加載系統(tǒng)。 試驗機組成：液壓操縱臺、大噸位的液壓加載器、實驗機架。（b）結(jié)構(gòu)疲勞試驗機：對各種結(jié)構(gòu)構(gòu)件（梁、桁架）進行單向負荷的壓力及彎曲疲勞試驗。在一定范圍內(nèi)產(chǎn)生周期性的單向脈動荷載，實現(xiàn)正弦波的動態(tài)疲勞試驗。 試驗機組成：液壓脈動器、控制系統(tǒng)、液壓脈動加載器。（4）電液伺服液壓系統(tǒng)加載：可以準確的模擬試件所受的實際荷載，產(chǎn)生真實的受力狀態(tài)。 系統(tǒng)組成：電液伺服液壓加載器、控制系統(tǒng)、液壓源。（5）地震模擬振動臺加載：再現(xiàn)各種地震波對結(jié)構(gòu)進行動力試驗的一種先進實驗設(shè)備。 特點：具有自動控制和數(shù)據(jù)采集及處

13、理系統(tǒng)。采用了電子計算機和閉環(huán)伺服液壓控制技術(shù)，配合先進的振動測量儀器，可以在實驗室內(nèi)進行結(jié)構(gòu)物的地震模擬試驗，以求得地震反應(yīng)對結(jié)構(gòu)物的影響。 系統(tǒng)組成：振動臺臺體結(jié)構(gòu)、液壓驅(qū)動和動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測試和分析系統(tǒng)。4機械力加載法 （1）機械力加載常用的機具：吊鏈、卷揚機、絞車、花籃螺絲、螺旋千斤頂及彈簧等。（2）機械力加載的優(yōu)點：設(shè)備簡單，容易實現(xiàn)，在建筑物、柔性構(gòu)筑物的實測或大尺寸模型試驗中，常用此法施加水平集中荷載。5氣壓加載法 利用空氣壓力対試件施加荷載，由于空氣壓力特點，它所產(chǎn)生的是垂直于試件或結(jié)構(gòu)表面的均布荷載。 （1）優(yōu)點：加卸荷載方便、荷載穩(wěn)定、當利用氣囊加載時，由氣壓表的氣壓

14、值及氣囊與試件接觸面積計算總的加載值。 缺點：試件受力截面無法觀測利用真空加載時試件周邊密封度較高。6慣性力加載法 在結(jié)構(gòu)動力試驗中，常利用物體質(zhì)量在運動時產(chǎn)生的慣性力對結(jié)構(gòu)施加動力荷載。由于荷載作用的方法不同，可分為沖擊力加載和離心力加載兩種方法。（1）沖擊力加載 特點：荷載加載時間極為短暫，在它的作用下使被加載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動，適用于進行結(jié)構(gòu)動力特性試驗。（a） 初位移加載法：稱張拉突卸法。（b） 初位移加載法：稱突加荷載法。利用擺錘或落重的方法使結(jié)構(gòu)在瞬時內(nèi)受到水平或垂直的沖擊，產(chǎn)生一個初速度，同時使結(jié)構(gòu)獲得所需的沖擊荷載。（2）離心力加載：根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力對結(jié)構(gòu)施加簡諧振動荷載

15、。 特點：運動具有周期性。作用力的大小和頻率按一定規(guī)律變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強迫振動。7結(jié)構(gòu)試驗荷載裝置和試驗臺座：結(jié)構(gòu)試驗荷載裝置是滿足試驗荷載設(shè)計、實現(xiàn)試驗荷載圖式、模擬邊界條件要求、保證試驗加載正常機械的關(guān)鍵之一。它由試件支承裝置（支座、支墩）、荷載傳遞裝置、荷載支承裝置、結(jié)構(gòu)試驗臺座和試驗輔助裝置等部分組成。A試件支承裝置：（1）支座：滾動鉸支座和固定鉸支座、固定端支座、受壓構(gòu)件刀鉸支座、梁式受扭構(gòu)件轉(zhuǎn)動支座 對支座的基本要求：A必須保證結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動和自由水平移動。B必須保證結(jié)構(gòu)在支座處力的傳遞。C如果結(jié)構(gòu)在支承處沒有預(yù)埋支承鋼墊板，則在試驗時必須另加鋼板。D滾軸的長度，一般取等于

16、試件支承處截面寬度。E滾軸的直徑應(yīng)根據(jù)滾軸的受力選用，并進行強度驗算。 （2）支墩 對支墩的要求：a 支墩上部應(yīng)有足夠平整的支承面積，制作時要鋪以鋼板。 b支墩本身應(yīng)具有足夠的強度和剛度，支承底面積要按地耐力進行復(fù)核驗算保證試驗時支墩不發(fā)生過度的變形或不均勻沉降，以免影響試件各種變形值的量測精度甚使試件因受載不均勻而發(fā)生破壞。 c支墩和地基的總壓縮變形不宜超過試件撓度的1/10. d如果是連續(xù)梁、四角支承、四邊支承雙向板結(jié)構(gòu)試驗需兩個以上的支墩時，各支墩的鋼度均應(yīng)相同。B荷載傳遞裝置：作用是將加載設(shè)備產(chǎn)生的荷載或作用力正確地按試驗荷載圖式的要求傳遞到試驗的結(jié)構(gòu)上，同時滿足荷載量放大、分配和荷載

17、作用形式轉(zhuǎn)換的要求。裝置主要包括：杠桿、分配梁、臥梁。C荷載支承裝置：（1）豎向荷載支承裝置：一般由橫梁立柱組成的反力架和試驗臺座組成，也可利用適宜于試驗中小型構(gòu)件的抗彎大梁或空間桁架式臺座。荷載的支承機構(gòu)主要由立柱、橫梁組成。 （2）水平荷載支承裝置：D結(jié)構(gòu)試驗臺座：（1）抗彎大梁式臺座和空間桁架式臺座 （2）試驗臺座（a）板式：槽式、地錨式 （b）箱式：孔式 （c）抗側(cè)力式E試驗輔助裝置F結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗荷載裝置：（1）結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)場試驗荷載裝置 （2）整體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗荷載裝二、本章難點3、液壓加載器的標定 當采用試驗標定液壓加載器時按照加載器使用時的實際工況，必須采用加載器的活塞頂升試驗機的主

18、動加載方式，這時加載器產(chǎn)生的是主動力，而不允許采用由試驗機推壓加載器活塞的被動方式進行標定。這主要是由于加載器的回程特性很差，被動方式標定時活塞摩阻力方向與正常工作時方向不同，由此得到的標定曲線誤差較大。4、對鉸支座的基本要求 A必須保證結(jié)構(gòu)在支座處能自由水平移動和自由轉(zhuǎn)動。B必須保證結(jié)構(gòu)在支座處力的傳遞。C必須保證結(jié)構(gòu)在支承處沒有預(yù)埋支承鋼墊板，則在試驗時必須另加墊板。D滾軸的長度，一般取等于試件支承處截面的寬度。三、名詞解釋2、電磁加載：在磁場中放入動圈，通過交變電流，使固定于動圈上的頂桿等部件作往復(fù)運動，對試驗對象施加荷載。3、試件支承裝置：指支承結(jié)構(gòu)構(gòu)件、正確傳遞作用力、模擬實際荷載圖

19、式和邊界條件的設(shè)備，通常由支座和支墩兩部分組成。四、簡答題3、采用試驗機標定液壓加載器時應(yīng)注意什么？答：當采用試驗機標定液壓加載器時，必須采用加載器的活塞頂升試驗機的主動加載方式，而不允許采用由試驗機推壓加載器活塞的被動方式進行標定。6、簡述在靜力試驗中所利用的加載方法。答：在靜力試驗中有利用重物直接加載或通過杠桿作用間接加載的重力加載方法，有利用液壓加載器和液壓試驗機等的液壓加載方法，有利用鉸車、差動滑輪組、彈簧和螺旋千斤頂?shù)葯C械設(shè)備的機械加載法，以及利用壓縮空氣或真空作用的氣壓加載方法等。8、如何制作液壓加載器的標定曲線？答：在制作標定曲線時，至少應(yīng)在液壓加載器不同的行程位置上加卸荷載重復(fù)

20、循環(huán)三次，分別取平均值來繪制標定曲線。任一次測量值和曲線上對應(yīng)點的力值偏差不應(yīng)大于±5%。第三章結(jié)構(gòu)試驗的數(shù)據(jù)采集和測量儀器一，概述1數(shù)據(jù)采集的作用和意義 用各種儀器和裝置，對這些數(shù)據(jù)進行測量和記錄，數(shù)據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)，是數(shù)據(jù)處理的原始資料。只有采集到準確、可靠的數(shù)據(jù)處理和分析得到正確的試驗結(jié)果，達到實驗的預(yù)期目的。數(shù)據(jù)采集是結(jié)構(gòu)試驗的重要步驟，是結(jié)構(gòu)試驗成功的必要條件之一。2數(shù)據(jù)采集的方法（1）用最簡單的量測工具進行人工測量、人工記錄。（2）用一般的量測儀器進行測量、人工記錄。（3）用儀器進行測量、記錄。（4）用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行測量和記錄。3數(shù)據(jù)流通過程和數(shù)據(jù)采集原則流通過程： 對

21、試件的作用和試件的反應(yīng) 傳感器 記錄器采集原則： 同時性、客觀性。4測量儀器的技術(shù)指標 最小分度值：儀器的指示部分或顯示部分所能指示的最小測量值（每一最小刻度所表示的被測量數(shù)值）量程：儀器可以測量的最大范圍。靈敏度：被測量的單位物理量所引起儀器輸入或顯示裝置示值的大小（儀器 對被測物理量變化的反應(yīng)能力）分辨率： 儀器測量被測物理量最小變化值的能力。線性度：儀器校準曲線對理想擬合直線的接近程度。穩(wěn)定性：被測物理量不變，儀器在規(guī)定的時間內(nèi)保持示值與特性參數(shù)不變的能力。重復(fù)性：在同一工作條件下，一起多次重復(fù)測量同一數(shù)值的被測量時，保持示值一致的能力。頻率響應(yīng)：動測儀器輸出信號輸出的信號幅值和相位隨輸

22、入信號的頻率而變化的特性。5結(jié)構(gòu)試驗對測量儀器的要求和儀器的標定對測量儀器的要求：（1）測量儀器不應(yīng)該影響結(jié)構(gòu)的工作，要求儀器自重輕、尺寸小，尤其是對模型結(jié)構(gòu)試驗還要考慮儀器的附加質(zhì)量和儀器對結(jié)構(gòu)的作用力。 （2）測量儀器具有合適的靈敏度和量程。 （3）安裝使用方便，穩(wěn)定性和重復(fù)性好，有較好的抗干擾能力。 （4）價廉耐用，可重復(fù)使用，安全可靠，維修容易。 （5）滿足以上條件，盡量要求多功能、多用途以使用各方面需求。儀器的標定：為確定儀器的靈敏度何精確度，確定試驗數(shù)據(jù)的誤差，應(yīng)在試驗前或試驗前后對儀器設(shè)備進行標定。 （1）對儀器進行單件標定（2）對儀器系統(tǒng)進行系統(tǒng)標定二、儀器的工作原理1儀器的工

23、作原理 各類數(shù)據(jù)采集儀器按照其工作原理可以分為機械式儀器、電測儀器、光學(xué)測量儀器、復(fù)合式儀器及伺服式儀器等。A傳感器和放大器 傳感器的功能主要是：感受各種物理量（如力、位移、應(yīng)變等數(shù)據(jù)信號），按一定規(guī)律把它們轉(zhuǎn)換成可以直接測讀的形式，然后直接顯示；或者是電量的形式，然后傳輸給后續(xù)儀器。 按傳感器的工作原理可以分為：機械式傳感器、電測式傳感器、光學(xué)傳感器、復(fù)合式傳感器和伺服式傳感器等。目前結(jié)構(gòu)試驗中較多采用的是將被測非電量轉(zhuǎn)換成電量的電測傳感器。電測傳感器的組成：感受部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸部分、附屬裝置。放大器的功能：信號放大，他必須與傳感器、記錄器和顯示器相匹配。B記錄器 數(shù)據(jù)采集時，為了把數(shù)據(jù)

24、保存、記錄下來以備分析處理，必須使用記錄器。記錄器把這些數(shù)據(jù)按一定的方式記錄在某種介質(zhì)上，需要時可以把這些數(shù)據(jù)讀出或輸送給其他分析儀器處理。數(shù)據(jù)記錄的方式：模擬式和數(shù)字式。三、應(yīng)變測量儀1應(yīng)變：單位長度內(nèi)的變形。（線應(yīng)變直線變形、剪應(yīng)變剪切變形）2測量應(yīng)變的儀器和方法儀器：（1）電阻應(yīng)變儀 （2）手持應(yīng)變儀 方法：（1）位移計方法 （2）光測法（云紋法、光彈法、激光衍射法）3電阻應(yīng)變儀 在結(jié)構(gòu)試驗中，電阻應(yīng)變儀是用來測量試件應(yīng)變的最常用的儀器。用電阻應(yīng)變儀測量應(yīng)變時，用應(yīng)變儀作為應(yīng)變傳感器，和應(yīng)變儀中的電阻元件組成測量電橋，進行應(yīng)變測量。還可以用電阻應(yīng)變儀配合各種電阻應(yīng)變式傳感器，來測量其他物

25、理量的變化。4、其他應(yīng)變測量儀器 手持應(yīng)變儀：常用于現(xiàn)場測量，適用于測量實際結(jié)構(gòu)的應(yīng)變，且適用于持久試驗。 位移計：常用于實際結(jié)構(gòu)、足尺試件的應(yīng)變測量，其標距可任意選擇。5、振動測量儀器 結(jié)構(gòu)振動時，其位移、速度和加速度等隨時間發(fā)生變化。要測量這些振動參數(shù)，應(yīng)該使用測振傳感器。結(jié)構(gòu)的振動，取決于結(jié)構(gòu)的動力特性和外荷載。測量結(jié)構(gòu)的動力特性，也要使用測振傳感器，通過測量結(jié)構(gòu)振動參數(shù)來獲得結(jié)構(gòu)動力特性。6、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng) 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的硬件由三個部分組成：傳感器部分、數(shù)據(jù)采集儀部分和計算機部分。數(shù)據(jù)采集過程的原始數(shù)據(jù)是反映試驗結(jié)構(gòu)或試件狀態(tài)的物理量，如力、溫度、線位移、角位移和應(yīng)變等。二、本章難點1、

26、電阻應(yīng)變計的主要技術(shù)指標 A電阻值R：應(yīng)變計的電阻值一般為120。 B標距L：即敏感柵的有效長度。 C靈敏系數(shù)K：表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變計的相對電阻變化。應(yīng)使應(yīng)變計的靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)，如不一致時，應(yīng)對測量結(jié)果進行修正。2、應(yīng)變測量電橋 一般情況下試件的應(yīng)變較小，由此引起的電阻變化非常微小，難以直接測量。通常采用惠斯頓電橋，把電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，使信號得以放大，并可以解決溫度補償?shù)葐栴}。 用電阻應(yīng)變儀測量應(yīng)變時，電阻應(yīng)變儀中的電阻和電阻應(yīng)變計共同組成惠斯頓電橋。當用于測量非勻質(zhì)材料的應(yīng)變，或當應(yīng)變測點較多時，應(yīng)盡量采用1/4電橋，以避免各個應(yīng)變測點之間的相互影響。3

27、、手持應(yīng)變儀 手持應(yīng)變儀的工作原理是：在標距兩端粘結(jié)兩個腳標，通過測量結(jié)構(gòu)變化前后兩個腳標之間距離的改變，求得標距內(nèi)的平均應(yīng)變。 位移計方法測量應(yīng)變的工作原理和操作步驟與手持應(yīng)變儀基本相同，也是以兩點之間的相對位移，除以標距得到標距內(nèi)的平均應(yīng)變。4、振動測量儀器 由于振動測量的特殊性，如測量時難以在振動體附近找到一個靜止點作為測量的基準點，因而就需要使用慣性式測振傳感器。其基本原理為：由慣性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個動力系統(tǒng)，這個動力系統(tǒng)固定在振動體上，與振動體一起振動，通過測量慣性質(zhì)量相對于傳感器外殼的運動，來獲得振動體的振動。5、測振傳感器的頻率特性 在設(shè)計和選擇慣性式位移傳感器時，應(yīng)使傳感

28、器的固有頻率n與所測振動的頻率相比盡可能小，即使/n盡可能大。如果要測量振動體的加速度，應(yīng)使/n盡可能小。如要測量振動體的位移，振動體的振動頻率很低，難以找到頻率低很多的慣性式位移傳感器，就可以選用加速度傳感器，通過兩次積分得到振動位移。三、名詞解釋題1、測量儀器的最小分度值：指儀器的指示部分或顯示部分所能指示的最小測量值，即每一最小刻度所表示的被測量的數(shù)值。2、測量儀器的量程：指儀器可以測量的最大范圍。3、測量儀器的靈敏度：指被測的單位物理量所引起儀器輸出或顯示裝置示值的大小，即儀器對被測物理量變化的反應(yīng)能力。4、測量儀器的分辨率：指儀器測量被測物理量最小變化值的能力。5、測量儀器的線性度：

29、指儀器校準曲線對理想擬合直線的接近程度。6、測量儀器的穩(wěn)定性：指當被測物理量不變，儀器在規(guī)定的時間內(nèi)保持示值與特性參數(shù)不變的能力。7、測量儀器的重復(fù)性：指在同一工作條件下，儀器多次重復(fù)測量同一數(shù)值的被測量時，保持示值一致的能力。8、測量儀器的頻率響應(yīng)：指動測儀器輸出信號的幅度和相位隨輸入信號的頻率而變化的特性。9、金屬絲的靈敏系數(shù)：表示單位應(yīng)變引起的相對電阻變化。10、應(yīng)變測量中的溫度補償：如果試驗中需要測量試件受除溫度作用以外的荷載作用所產(chǎn)生的應(yīng)變，那就應(yīng)該設(shè)法去除由于溫度 變化引起的應(yīng)變，這就是應(yīng)變測量中的溫度補償。11、壓電式加速度傳感器的橫向靈敏度比：指傳感器受到垂直于主軸方向振動時的

30、靈敏度與沿主軸方向振動的靈敏度之比。四、簡答題1、數(shù)據(jù)采集的方法分為哪幾種？答：數(shù)據(jù)采集的方法可以分為以下幾種：A用最簡單的量測工具進行人工測量、人工記錄。B用一般的量測儀器進行測量、人工記錄。C用儀器進行測量、記錄。D用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)進行測量和記錄。2、結(jié)構(gòu)試驗隊儀器設(shè)備的使用有什么要求？答：結(jié)構(gòu)試驗對儀器設(shè)備的使用要求為：A不應(yīng)該影響結(jié)構(gòu)的工作，要求儀器自重輕，尺寸小，尤其是對模型結(jié)構(gòu)試驗，還要考慮儀器的附加質(zhì)量和儀器對結(jié)構(gòu)的作用。B具有合適的靈敏度和量度。C安裝使用方便，穩(wěn)定性和重復(fù)性好，有較好的抗干擾能力。D價廉耐用，可重復(fù)使用，安全可靠，維修容易。E盡量要求多功能、多用途，以適應(yīng)多方面

31、的需要。3、電測式傳感器由哪幾部分組成？答：A感應(yīng)部分。B轉(zhuǎn)換部分。C傳輸部分。D附屬裝置。4、如何保證電阻應(yīng)變計粘貼質(zhì)量和測量正確？答：A測點基底平整、清潔、干燥。B沾結(jié)劑的電絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性和工藝性能良好，以及蠕變小、沾結(jié)強度高、溫濕度影響小。C同一組應(yīng)變計規(guī)格型號應(yīng)相同。D粘貼牢度，方位準確，不含氣泡。5、簡述手持應(yīng)變儀的工作原理。答：手持應(yīng)變儀的工作原理是：在標距兩端沾結(jié)兩個腳標，通過測量結(jié)構(gòu)變形前后兩個腳標之間距離的改變，求得標距內(nèi)的平均應(yīng)變。6、簡述手持應(yīng)變儀的操作步驟。答：操作步驟為：A根據(jù)試驗要求確定標距，在標距兩端沾結(jié)兩個腳標。B結(jié)構(gòu)變形前，用手持應(yīng)變儀先測讀一次。C結(jié)構(gòu)變

32、形后，再用手持應(yīng)變儀測讀。D變形前后的讀數(shù)差即為標距兩端的相對位移，由此可求得標距內(nèi)的平均應(yīng)變。7、角位移傳感器的工作原理。答：工作原理是以重力作用線為參考，以感應(yīng)元件相對于重力線的某一狀態(tài)為初值。當傳感器隨測量截面一起發(fā)生角位移后，其感應(yīng)元件相對于重力線的狀態(tài)也隨之改變，把這個相應(yīng)的變化量用各種方法轉(zhuǎn)換成表盤讀數(shù)或各種電量。8、簡述測振傳感器的基本原理。答：測振傳感器的基本原理為：由慣性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個動力系統(tǒng)，這個動力系統(tǒng)固定在振動體上 ，與振動體一起振動，通過測量慣性質(zhì)量相對于傳感器外殼的運動，來獲得振動體的振動。9、什么是溫度補償？它的測量應(yīng)滿足哪些條件？答：在實際應(yīng)變測量時，

33、如果試驗中只需要測量試件受除溫度作用以外的荷載作用所產(chǎn)生的應(yīng)變，就應(yīng)該設(shè)法去除由于溫度變化引起的應(yīng)變，這就是溫度補償。 溫度補償需要在測量應(yīng)變時，同時測量由溫度引起的應(yīng)變，以便在總應(yīng)變中消除由于溫度變化產(chǎn)生的影響，得到真正由于荷載作用引起的應(yīng)變。通常，在試件旁邊，與試件同樣的溫度環(huán)境中，放置一與試件同樣材料的物體，這一物體只受溫度作用，它的應(yīng)變就代表試件由于溫度引起的應(yīng)變。還可以在試件的零應(yīng)力部位布署應(yīng)變測點，該測點的應(yīng)變只受溫度影響、與荷載作用無關(guān)，該測點的應(yīng)變也可以用于溫度補償。第四章結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計一、本章重點1、結(jié)構(gòu)試驗的試件設(shè)計 科研性的試件設(shè)計應(yīng)包括試件形狀的設(shè)計、尺寸和數(shù)量的確定以及

34、構(gòu)造措施的考慮，同時必須滿足結(jié)構(gòu)和受力的邊界條件的要求。2、結(jié)構(gòu)試驗的模型設(shè)計 進行結(jié)構(gòu)模型試驗，除了必須 遵循試件設(shè)計的原則與要求外，結(jié)構(gòu)相似模型還應(yīng)嚴格按照相似理論進行設(shè)計，要求模型與原型尺寸的幾何相似并保持一定的比例；要求模型與原型的材料相似或具有某種相似關(guān)系；要求施加于模型的荷載按原型荷載的某一比例縮小或放大；要求確定模型結(jié)構(gòu)試驗過程中參與的物理量的相似常數(shù)，并由此求得反映相似模型整個物理過程的相似條件。3、結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)計 結(jié)構(gòu)試驗的荷載設(shè)計主要取決于試驗的目的要求、試驗對象的結(jié)構(gòu)形式、試件承受荷載的類型和性質(zhì)以及實驗室或現(xiàn)場所具有的加載條件等因素。它要求研究和考慮的問題有試驗設(shè)備

35、和加載方法的選擇、試件就位與加載方案的確定、試驗荷載圖式的設(shè)計、試驗荷載裝置的設(shè)計以及試驗荷載值的計算和加載制度的設(shè)計等。4、結(jié)構(gòu)試驗的觀測設(shè)計 在結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計時，必須擬定測試方案。測試方案通常包括：A按整個試驗的目的要求，確定試驗測試的項目。B按確定的量測項目的要求，選擇測點位置。C選擇測試儀器和數(shù)據(jù)采集方法。5、結(jié)構(gòu)試驗的誤差控制 在試驗設(shè)計工作中必須對各個環(huán)節(jié)可能產(chǎn)生的誤差加以控制，使之提高測試精度，保證試驗質(zhì)量。需要控制的誤差有：試件制作誤差、材料性能誤差、試件按照誤差、試驗裝置和試驗加載誤差、儀器使用和測試方法誤差等。二、本章難點1、模型的相似要求和相似常數(shù) 模型需和原型結(jié)構(gòu)滿足相似

36、要求，才能按相似條件由模型試驗推算出原型結(jié)構(gòu)的相應(yīng)數(shù)據(jù)和試驗結(jié)果。模型的相似要求有：幾何相似、質(zhì)量相似、荷載相似、物理相似、時間相似、邊界條件相似和初始條件相似。應(yīng)熟記靜力、動力試驗?zāi)Ｐ偷南嗨瞥?shù)之間的關(guān)系。2、試件就位型式的分類 按照結(jié)構(gòu)試驗時結(jié)構(gòu)構(gòu)件在空間就位型式的不同，可以有正位、異位和原位試驗等幾種方案。正位試驗指試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件是在實際工作狀態(tài)相一致的情況下進行的試驗。異位試驗是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝位置與實際工作狀態(tài)不一致的情況下進行的試驗，可分為反位試驗和臥位試驗。原位試驗是為檢驗已建結(jié)構(gòu)性能進行現(xiàn)場荷載試驗唯一使用的方法，試驗的結(jié)構(gòu)構(gòu)件在生產(chǎn)或施工現(xiàn)場處于實際工作的位置，它的支承情況、邊界

37、條件和實際工作狀態(tài)完全一致。3、等效荷載 指的是在它的作用下結(jié)構(gòu)構(gòu)件的控制截面和控制部位上能產(chǎn)生與原來荷載作用時相同的某一作用效應(yīng)的荷載。 采用等效荷載時，必須全面驗算由于荷載圖式的改變對結(jié)構(gòu)構(gòu)造的各種影響。必要時應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件作局部加強，或?qū)δ承﹨?shù)進行修正。4、測點的選擇與布置 在滿足試驗?zāi)康牡那疤嵯拢瑴y點宜少不宜多。任何一個測點的布置都應(yīng)該是有目的的，服從于結(jié)構(gòu)分析的需要。測點的位置必須有代表性。在最大值出現(xiàn)的部位上必須布置控制測點。為了保證測量數(shù)據(jù)的可信度，還應(yīng)該布置一定數(shù)量的校核性測點。測點的布置應(yīng)有利于試驗時操作和測讀。三、名詞解釋1、幾何相似：指模型和原型結(jié)構(gòu)之間所有對應(yīng)部分尺寸成

38、比例。2、荷載相似：指模型和原型在各對應(yīng)點所受的荷載方向一致，荷載大小成比例。3、初始條件相似：指初始狀態(tài)下的初始幾何位置、質(zhì)點的位移、速度和加速度相似。4、異位試驗：是在結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝位置與實際工作狀態(tài)不相一致的情況下進行的試驗。5、等效荷載：指結(jié)構(gòu)構(gòu)件的控制截面和控制部位上能產(chǎn)生與原來荷載作用時相同的某一作用效應(yīng)的荷載。6、試驗加載制度：指結(jié)構(gòu)試驗進行期間荷載與加載時間的關(guān)系。7、控制測點：結(jié)構(gòu)物的最大繞度和最大應(yīng)力等數(shù)據(jù)，通常是設(shè)計和試驗工作者最感興趣的數(shù)據(jù)，因此在這些最大值出現(xiàn)的部位上必須布置測量點位，稱之為控制測點。四、簡答題1、在采集等效荷載加載時有哪些注意事項？答：采用等效荷載時，

39、必須全面驗算由于荷載圖式的改變對結(jié)構(gòu)造成的各種影響，必要時應(yīng)對結(jié)構(gòu)構(gòu)件作局部加強，或?qū)δ承﹨?shù)進行修正。取彎矩等效時，需驗算剪力對構(gòu)件的影響，同時要把采用等效荷載的試驗結(jié)果所產(chǎn)生的誤差控制在試驗允許的范圍以內(nèi)。2、結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計的測試方案通常包括哪些內(nèi)容？答：測試方案通常包括以下幾個內(nèi)容：A按整個試驗的目的要求，確定試驗測試的項目。B按確定的量測項目要求，選擇測點位置。C選擇測試儀器和數(shù)據(jù)采集方法。3、結(jié)構(gòu)試驗中，對測試儀器的選擇有哪些要求？答：A在選擇儀器時，必須從試驗實際需要出發(fā)，使所用儀器能很好地符合所需的精度要求，要防止盲目選用高準確度和高靈敏度的精密儀器。B儀器的量程應(yīng)滿足最大變形和各

40、種被測量的需要。C如果測點的數(shù)量很多而且測點又位于很高很遠的部位，應(yīng)采用電測儀表進行多點測量或遠距離測量。D選擇儀器必須考慮測讀的方便、快速、省時，必要時需采用巡回檢測和自動記錄裝置。E量測儀器的型號規(guī)格應(yīng)盡可能選用一樣的，種類愈少愈好。F動測試驗使用的儀表的線性范圍、頻響特性和相位特性要滿足試驗量測的要求。4、采用什么方法可以減少混凝土試件制作誤差產(chǎn)生的影響？答：為減少試件制作誤差產(chǎn)生的影響，試驗前必須量測試件主要受力區(qū)的實際外形尺寸，試驗后打開混凝土實測主筋位置和保護層厚度。5、結(jié)構(gòu)試驗中，測點的布置應(yīng)該注意哪些問題？答：A測點的位置必須有代表性。B為了保證測量數(shù)據(jù)的可信度，還應(yīng)布置一定數(shù)

41、量的校核性測點。C測點的布置應(yīng)有利于試驗時操作和測讀。D結(jié)構(gòu)動力試驗中測點應(yīng)布置在要求結(jié)構(gòu)反應(yīng)的最大部位。E結(jié)構(gòu)地震模擬振動臺整體結(jié)構(gòu)模型試驗時，一般在結(jié)構(gòu)各樓層的樓面和屋面處布置加速度傳感器。6、結(jié)構(gòu)試驗中，儀表測讀應(yīng)注意哪些問題？答：A結(jié)構(gòu)在試驗加載前，應(yīng)在沒有外加荷載的條件下測讀儀表的初始讀數(shù)。B試驗時，在每級荷載作用下，應(yīng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時間結(jié)束時量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形。C觀測時間一般選在載荷過程中的加載間歇時間內(nèi)，最好在每次加載完畢后的某一時間開始按程序測讀一次，到加下一級荷載前，再觀測一次讀數(shù)。D當荷載維持較長時間不變時，應(yīng)該按規(guī)定時間以后每隔36小時記錄讀數(shù)一次。E每次記錄儀器讀數(shù)時

42、，應(yīng)該同時記錄周圍環(huán)境的溫度。第五章結(jié)構(gòu)靜力試驗一、本章重點1、結(jié)構(gòu)靜力試驗 靜力試驗一般是指在不長的時間內(nèi)對試驗對象進行平穩(wěn)的連續(xù)加載，荷載從零開始一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞或達到預(yù)定荷載，或是在短時間內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預(yù)定的重復(fù)荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。2、加載制度 試驗加載制度指的是試驗進行期間荷載的大小和方向與時間的關(guān)系。采用分級加載一方面可控制加載速度，另一方面便于觀測結(jié)構(gòu)變形隨荷載變化的規(guī)律，了解結(jié)構(gòu)各個階段的工作性能。荷載分級大小和分級的多少，可根據(jù)試驗的目的、試驗期間和結(jié)構(gòu)類型來確定。3、受彎構(gòu)件的試驗項目 A撓度的測量 梁的撓度值是試驗數(shù)據(jù)中最能反映其總體工作性能的一

43、項指標，因為梁的任何部位的異常變形或局部破壞都將通過撓度或在撓度曲線中反映出來。對于受彎構(gòu)件，最主要的是測定跨中最大撓度值及撓度曲線。B應(yīng)變的測量 試驗時，通過測量由于彎曲產(chǎn)生的應(yīng)變，進而得到應(yīng)力。一般在梁承受正負彎矩最大的截面或彎矩有特變的截面上布置測點；對于變截面的梁，則應(yīng)在抗彎控制截面上布置測點。有時，也需要在截面急驟變化的位置上設(shè)計測點。C裂縫的測量 裂縫測量包括確定開裂的位置和時間、描述裂縫的發(fā)展和發(fā)布及測量裂縫的寬度和深度。在鋼筋混凝土梁試驗時，經(jīng)常需要測定其抗裂性能，由此在要估計裂縫可能出現(xiàn)的截面或區(qū)域內(nèi)，沿裂縫的垂直方向連續(xù)地或交替地布置測點，以便準確地測量開裂的發(fā)生，確定梁的

44、抗裂性能。D轉(zhuǎn)角和取率的測量 轉(zhuǎn)角和取率是反映梁工作性能的重要指標。試驗中常常要測量某些截面的轉(zhuǎn)角和曲率，如簡支梁支座處的轉(zhuǎn)角、彎矩最大處的曲率等。二、本章難點1、預(yù)載試驗 在結(jié)構(gòu)進行正式加載試驗前，一般需要對結(jié)構(gòu)進行預(yù)載試驗。預(yù)載的目的，首先是使結(jié)構(gòu)進入正常的工作狀態(tài)。其次，可以檢查現(xiàn)場的組織工作和人員情況，檢查全部試驗裝置和荷載設(shè)備的可靠性，對整個試驗起演習(xí)作用。2、梁的彎曲變形 梁受力后，如圖所示，支座1和支座2發(fā)生位移1和2，離支座x處的撓度（x）為總位移（x）減去由于支座位移引起在x處的位移?？傻煤停▁）的計算式如下：（x）=（x）-1+（1-2）·x/L 當計算梁的跨中撓

45、度時，令x=L/2,得（L/2）=（L/2）-1/2（1+2）3、梁的撓度修正 試驗時，結(jié)構(gòu)在自重和加載設(shè)備重等作用下的變形一般不能直接測量，要由試驗得到的荷載與變形的有關(guān)推算得到。荷載與撓度關(guān)系曲線如圖，從曲線的初始線性段外插計算自重和設(shè)備重作用下的撓度為：三、名詞解釋1、單調(diào)加載：是指荷載從零開始，一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的一次性連續(xù)加載方法。2、加載圖式：指的是試驗荷載的空間布置。3、數(shù)據(jù)處理：指結(jié)構(gòu)靜力試驗后，對采集得到的數(shù)據(jù)進行整理、換算、統(tǒng)計分析和歸納演繹，以得到代表結(jié)構(gòu)性能的公式、圖像、表格、數(shù)學(xué)模型和數(shù)值。四、簡答題1、結(jié)構(gòu)靜力試驗有什么特點？答：結(jié)構(gòu)靜力試驗中，加載速度很慢，結(jié)構(gòu)

46、變化也很慢，可以不考慮加速度引起的慣性力，不考慮由于加載速度快、結(jié)構(gòu)變形快而產(chǎn)生的效應(yīng)。2、結(jié)構(gòu)靜力試驗正式加載試驗前，為什么需要對結(jié)構(gòu)進行預(yù)載試驗？預(yù)載時應(yīng)注意哪些問題？答：預(yù)載的目的包括：A使結(jié)構(gòu)進入正常的工作狀態(tài)。B可以檢查現(xiàn)場的試驗組織工作和人員情況，檢查全部試驗裝置和荷載設(shè)備的可靠性，對整個試驗起演習(xí)作用。C在整個試驗加載過程中注意考慮結(jié)構(gòu)自重的影響，應(yīng)將其作為試驗荷載的一部分。預(yù)載時應(yīng)注意：A預(yù)載試驗所用的荷載一般是分級荷載的12倍。B預(yù)載時的加載值不宜超過該試件開裂試驗荷載計算值的70%。3、受壓構(gòu)件的試驗項目有哪些？答：受壓構(gòu)件的試驗，一般是觀測其破壞荷載、各級荷載下的側(cè)向位移

47、值及變形曲線、控制截面或區(qū)域的應(yīng)力變化規(guī)律以及裂縫開展情況。4、足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體破壞試驗可以解決哪些問題？答：通過足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體破壞試驗，人們能夠直接檢驗結(jié)構(gòu)物的變形能力，得出結(jié)構(gòu)破壞極限的標準；可以評價試驗結(jié)構(gòu)在特定方向、特定條件下的抗震能力，比較直觀的對結(jié)構(gòu)的變形特征、內(nèi)力發(fā)布規(guī)律作出判斷；能比較全面地發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)造中的薄弱環(huán)節(jié)和構(gòu)造措施上存在的問題，以及直接檢驗對結(jié)構(gòu)所采取防震措施的效果。第六章結(jié)構(gòu)動力試驗一、本章重點1、結(jié)構(gòu)動力荷載特性試驗 對建筑結(jié)構(gòu)進行動力分析和抗震、隔振設(shè)計時，必須掌握動荷載的特性。這些特性包括：作用力的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律等。 根據(jù)不同的動荷載，可以

48、采用下述幾種試驗方法測定其特性：A直接測定法：通過測定動荷載本身參數(shù)以確定其特性。B間接測定法：在機器靜止狀態(tài)下進行結(jié)構(gòu)的靜力和動力特性測定，確定出它的剛度、慣性矩、固有振動頻率、阻尼比及已知簡諧外力作用下的振幅。然后開動機器，用儀器記錄和測定結(jié)構(gòu)的振動情況，根據(jù)測出的數(shù)據(jù)確定機器振動造成的振動荷載。C比較測定法：是比較震源的承載結(jié)構(gòu)在已知荷載作用下的振動情況和在待測震源作用下的振動情況，得出荷載的特性數(shù)據(jù)。2、結(jié)構(gòu)動力特性試驗 主要包括結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼系數(shù)、振型等基本參數(shù)，也稱動力特性參數(shù)或振動模態(tài)參數(shù)。3、結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)試驗 生產(chǎn)和科研中提出的一些問題，往往要求對結(jié)構(gòu)在實際動荷載作用下的

49、動力反應(yīng)進行試驗測定。這種類型的試驗，一般不需要考慮專門的加載裝置，而主要是選擇適宜的儀器和確定試驗方法。4、結(jié)構(gòu)疲勞試驗 結(jié)構(gòu)疲勞試驗的目的是研究結(jié)構(gòu)在多次重復(fù)荷載作用下的結(jié)構(gòu)性能及其變化規(guī)律，確定結(jié)構(gòu)疲勞破壞時的強度值和荷載重復(fù)作用的次數(shù)，也即是確定疲勞極限和疲勞壽命。 科學(xué)研究性疲勞試驗要求做以下內(nèi)容的試驗：A測定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂荷載。B量測裂縫寬度、間距、發(fā)布形態(tài)及隨荷載重復(fù)次數(shù)的變化情況。C量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度及其變化規(guī)律。D測定破壞荷載、疲勞壽命（荷載重復(fù)作用次數(shù)）及破壞特征。必要時，試驗前尚需作鋼筋和混凝土材料的疲勞試驗。二、本章難點1、結(jié)構(gòu)動力特性試驗 是結(jié)構(gòu)動力試驗的基本內(nèi)容。動力

50、特征參數(shù)由結(jié)構(gòu)形成、質(zhì)量布置、結(jié)構(gòu)剛度、材料性質(zhì)、構(gòu)造連接等因素決定，與外荷載無關(guān)。 結(jié)構(gòu)的動力特性可按結(jié)構(gòu)動力學(xué)的理論進行計算。但由于實際結(jié)構(gòu)的組成、材料和連接因素，經(jīng)簡化計算得到的理論數(shù)據(jù)往往會有一定誤差，對于結(jié)構(gòu)阻尼系數(shù)，一般只能通過試驗來加以確定。由此，結(jié)構(gòu)動力特性試驗就成為動力試驗中一個極為重要的組成部分。2、環(huán)境隨機振動法測量結(jié)構(gòu)動力特性 建筑物的脈動源是不規(guī)則的，在隨機理論中稱之為隨機過程，它無法用一確定的時間函數(shù)描述。建筑物的脈動有一個重要性質(zhì)，即它明顯反映出建筑物的固有頻率和自振特性。 隨機振動過程是一個復(fù)雜的過程，每重復(fù)一次所取得的每一個樣本都是不同的，所以，一般隨機振動特

51、性應(yīng)從全部事件的統(tǒng)計特性的研究中得出，并且必須認為這種隨機過程是各態(tài)歷經(jīng)的平穩(wěn)過程。三、名詞解釋1、振型：指結(jié)構(gòu)在對應(yīng)某一固有頻率下的一個不變的振動形式。2、結(jié)構(gòu)疲勞試驗：指研究結(jié)構(gòu)在多次重復(fù)或反復(fù)荷載作用下的結(jié)構(gòu)性能及其變化規(guī)律的試驗。3、結(jié)構(gòu)動力系數(shù)：指動撓度與靜撓度的比值。四、簡答題1、建筑物承受的動力荷載有哪幾種？答：建筑物承受的動力荷載包括：A地震作用。B機械設(shè)備振動和沖擊荷載。C高層建筑和高聳構(gòu)筑物的反派。D環(huán)境振動。E爆炸引起的振動。2、建筑結(jié)構(gòu)動力試驗的主要內(nèi)容是什么？答：建筑結(jié)構(gòu)動力試驗的主要內(nèi)容有：A測定動力荷載或震源的特性，即測定引起振動的作用力的大小、作用方向、作用頻率

52、及其規(guī)律。B測定結(jié)構(gòu)的動力特性，包括結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼比和振型。C測定結(jié)構(gòu)在動力荷載作用下的反應(yīng)，包括位移、速度、加速度、動應(yīng)力、動力系數(shù)等。3、如何探測結(jié)構(gòu)振動的主振源？答：可以提高以下試驗方法來探測主振源：A當在工業(yè)廠房內(nèi)有多臺振動機械設(shè)備時，可以逐個開動，觀察結(jié)構(gòu)在每一個振源影響下的振動情況，從中找出主振源。B分析實測振動波形，按照不同振源將會引起規(guī)律不同的強迫振動這一特點，可以間接判斷振源的某些性質(zhì)，作為探測主振源的參考依據(jù)。C分析結(jié)構(gòu)的頻率，可以作為進一步判斷主振源的依據(jù)。4、根據(jù)不同的動荷載，有哪些方面可以測定其結(jié)構(gòu)上的動力荷載特性？答：可以采用以下方法測定其結(jié)構(gòu)上的動力荷載特性

53、：A直接測定法：通過測定動荷載本身參數(shù)以確定其特性。B間接測定法:在機器靜止狀態(tài)下進行結(jié)構(gòu)的靜力和動力特性測定，確定出它的剛度、慣性矩、固有振動頻率、阻尼以及已知簡諧外力作用下的振幅。然后開動機器，用儀器記錄和測定結(jié)構(gòu)的振動情況，根據(jù)測出的數(shù)據(jù)確定機器振動造成的振動荷載。C比較測定法:是比較振源的承載結(jié)構(gòu)在已知動荷載作用下的振動情況和在待測振源作用下的振動情況，得出荷載的特性數(shù)據(jù)。5、結(jié)構(gòu)疲勞試驗的內(nèi)容有哪些？答：結(jié)構(gòu)疲勞試驗的內(nèi)容有：A測定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂荷載。B量測裂縫寬度、間距、分布形態(tài)及隨荷載重復(fù)次數(shù)的變化情況。C量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度及其變化規(guī)律。D測定破壞荷載、疲勞壽命及破壞特性。6、簡述

54、自由振動法測量結(jié)構(gòu)動力特性的基本原理？答：自由振動法測量結(jié)構(gòu)動力特性的基本原理包括：A結(jié)構(gòu)自振頻率的測量：采用初位移或初速度的突卸荷載或突加荷載的方法，可使結(jié)構(gòu)受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動。在現(xiàn)場試驗中，可利用反沖激振器對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊荷載。通過量測儀器的記錄，得到結(jié)構(gòu)的有阻尼自由振動曲線后，在振動曲線上，可以根據(jù)時間坐標，量取振動波形的周期，由此求得結(jié)構(gòu)的自振頻率。B結(jié)構(gòu)阻尼測量：由實測振動圖形所得到的振幅變化來確定阻尼比。試驗實測得到的有阻尼自由振動波形圖有時沒有零線，測量結(jié)構(gòu)阻尼時，可采用峰-峰幅值，比較簡單、正確。C振型測量：在結(jié)構(gòu)某一固有頻率下，結(jié)構(gòu)振動時各點的位移呈現(xiàn)出一定比例關(guān)系

55、，沿結(jié)構(gòu)點將位移連接起來可形成一定形狀的曲線，即結(jié)構(gòu)在對應(yīng)某一固有頻率下的一個不變的振動形式，稱為對應(yīng)該頻率時的振型。用自由振動法一般只能測得結(jié)構(gòu)的一階振型。第七章結(jié)構(gòu)抗震試驗一、本章重點1、低周反復(fù)加載試驗 又稱偽靜力試驗或靜力試驗，一般給試驗對象施加低周反復(fù)作用的力或位移，來模擬地震對結(jié)構(gòu)的作用，并評定結(jié)構(gòu)的抗震性能和能力。 這種試驗方法的優(yōu)點是在試驗過程中可以隨時停下來觀察試件的開裂和破壞狀態(tài)，檢驗校核試驗數(shù)據(jù)和儀器工作情況，并可根據(jù)試驗需要改變加載歷程。 低周反復(fù)加載試驗的不足之處在于：試驗的加載歷程是研究者預(yù)先主觀確定的，與實際地震作用歷程無關(guān)。另外，由于加載周期長，不能反映實際地震

56、作用時應(yīng)變速率的影響。2、擬動力試驗 又稱偽動力試驗或計算機加載器聯(lián)機試驗。試驗加載可按輸入地面運動加速度時程，由計算機求得結(jié)構(gòu)的位移時程，控制加載器施加荷載。它是一種對結(jié)構(gòu)邊分析邊試驗的抗震研究方法。通過擬動力試驗，可研究結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力特性、結(jié)構(gòu)的加速度反應(yīng)和位移反應(yīng)、結(jié)構(gòu)的開裂、屈服和破壞全過程。 擬動力試驗具有以下特點：A擬動力試驗在整個數(shù)值分析過程中不需要對結(jié)構(gòu)的恢復(fù)力特性作任何的假設(shè)，這對于分析結(jié)構(gòu)彈塑性階段的性能特別有利。對于恢復(fù)力特性比較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，可以根據(jù)試驗結(jié)果來再現(xiàn)實際的地震反應(yīng)。B由于擬動力試驗加載的時間周期可以刻設(shè)置得較長，為此，同樣有條件給試驗者以足夠的時間來觀測結(jié)構(gòu)性能變化和受損破壞的過程，從而獲得比較詳盡的數(shù)據(jù)資料。C由于擬動力的加載器作用力大，可進行大比例尺試件的模擬地震試驗，從而彌補了模擬地震振動臺試驗時，小比例尺模型的尺寸效應(yīng)，并能較好地反映結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求。 擬動力試驗也有其不足之處。首先，擬動力試驗不能反映實際地震作用時材料應(yīng)變速率的影響；擬動力試驗只能通過單個或幾個加載器對試件加載，不能完全模擬地震