南昌大學結構試驗期末重點

1、填空：1 .要做好試驗，首先要掌握試驗方向的：基礎知識和基本技能。2 .工程結構試驗的目的有：生產鑒定和科學研究。3 .結構試驗的分類：按目的：生產性試驗和研究性試驗；按荷載：靜力試驗和動力試驗；按試驗對象：實體試驗和模型試驗；按試驗場合：實驗室試驗和現(xiàn)場試驗；按結構破壞與否：非破壞性試驗和破壞性試驗；按荷載作用時間的長短：短期荷載試驗和長期荷載試驗；4 .結構試驗的一般過程：試驗設計，試驗準備，試驗實施，試驗分析。5 .解決結構強度剛度穩(wěn)定問題選用：靜載試驗。6 .解決疲勞問題可選用：勻速脈動試驗。7 .荷載的施加方法有：重物加載法，氣壓加載法，機械機具加載，液壓加載法，動力加載法。8 .最

2、理想最普遍的加載方式：液壓加載法。9 .試件數量：按正交設計要求確定：研究性試驗；按有關規(guī)范要求實施：用于檢驗性試驗。10 .試件的制作與安裝過程包括：試件制作，試件安裝，安裝加載設備。11 .a.恒載時間的確定：一般鋼結構不小于10分鐘，碎和木結構不小于15分鐘。b.在標準荷載作用下，一般恒載時間為：鋼、鋼筋碎、預應力碎結構：大于30分鐘；新材料、新工藝、新結構或跨度大于12米結構：大于12小時；木結構：大于1小時；拱或磚石砌體：大于3小時；12 .加載制度：試驗進行期間荷載與時間的關系。它包括加荷速度的快慢、每級荷載的大?。考壓奢d一般為標準荷載10%-20%用每級荷載之間的間隙時間。對靜

3、力結構試驗，一般加載過程分：預加載、標準荷載（正常使用荷載）和破壞荷載三個階段的一次單調靜力加載試驗；13 .預載總值小于計算開裂荷載的70%（含自重），或標準荷載的60%,分二、三次加荷、卸載，每級荷載之間恒載時間10分鐘。14 .精度：量測結果的最大相對誤差小于5%ob.量程：估算的最大被測值小于儀器量程Z3或80%。15 .測定結構動力特性可選用：強迫振動；自由振動；風和周圍環(huán)境的微小振動引起的結構脈動來解決。16 .液壓加載系統(tǒng)組成：油泵；油管系統(tǒng)；千斤頂；加載控制臺；加載架；試驗臺座。17 .電液伺服液加載系統(tǒng)：伺服作動器（千斤頂）、控制系統(tǒng)、液壓源。18 .電液伺服閥是電液伺服作動

4、器的核心元件，電、液信號轉換和控制主要由它實現(xiàn)。19 .動力激振加載法包括：慣性力、電磁力、現(xiàn)場激振三種加載方法。20 .控制電液伺服液加載系統(tǒng)的控制系統(tǒng)：由液壓控制器、電參量信號控制器、繪圖儀和計算機四部分組成。21 .慣性力加載法分：沖擊力加載法、離心力加載法和直線位移慣性力加載法。22 .激振器由：機械和電控兩部分組成。23 .沖擊力加載方法分：初位移法和初速度法兩種。24 .現(xiàn)場動力試驗的激振方法：人體激振動加載法，人工爆炸激振法，環(huán)境隨機振動激振法。25 .荷載支撐系統(tǒng)的組成：臺座，支墩，支座，梁，承力架。26 .支座的一般形式有：滾動、固定、球較支座和刀口支座。27 .試驗量測技術

5、包括：量測方法量測儀器量測誤差分析。28 .量測儀表的組成：感受部分、放大部分、顯示記錄部分。29 .量測儀表的方法：偏位測定法，零位測定法。30 .量測儀器的十項指標：1）量程：儀器能測量的最大輸入量與最小輸入量之間的范圍稱為儀器的量程或量測范圍。2）刻度值：儀器指示裝置的最小刻度所指示的值。3）分辨率：使儀器指示值發(fā)生變化的最小輸入值。4）靈敏度K:單位輸入量所引起的儀表指示值的變化。所選用的儀器在量測范圍內，K要為常數，即K的輸出特性曲線為直線。5）精確度：是指儀表指示值與被測真值的符合程度，簡稱精度。常以最大量程時的相對誤差來表示。例如，一臺精度為0.2級的儀表，指測定值的誤差不超過最

6、大量程的土0.2%。即測定值的最大誤差+量程（土0.2%.6）滯后：同一輸入量正反兩個行程輸出值間的偏差稱為滯后。7）零位溫漂和滿量程熱漂移：指溫度不為20c時，儀器在零位和滿量程時輸出隨溫度的變化情況。8）線性范圍（動測儀表）：保持儀器的輸入量和輸出信號為線性關系時，輸入量的允許變化范圍。9）頻響特性（動測儀表）：儀器在不同頻率下靈敏度的變化特性。10）相移特性（動測儀表）：實際振動參量與量測出的參量在時間上產生的延遲叫相移。31 .參數的量測方法：直接測量法和間接測量法。32 .L取法：混凝土：方最大卵石粒徑的23倍；磚石：大于4皮磚石；木材:20cm；鋼材：小標距（視應力梯度而定）。33

7、 .常用的應變機測儀表：手持式應變儀，千分表測應變裝置，杠桿應變儀。34 .電阻應變片的構造：敏感柵，基底和蓋層，粘結劑，引出線。35 .裂縫出現(xiàn)的判斷方法：肉眼觀察，貼應變片，涂導電漆膜，超聲波檢測。36 .裂縫寬度量測儀器：讀數顯微鏡，裂縫讀數卡。37 .最大裂縫寬度的量測位置：1）垂直裂縫：在主筋高度（位置）處量測；2）斜裂縫：在裂縫與箍筋、彎起筋交匯處量取。38 .振動參量的量測內容：振幅、頻率、相位和阻尼。39 .拾振器:當2»1、<1時，是位移計。要求精度較高時，取»/«0>10,一般精度要求,'0'-5-10D=0.60.

8、7；對無阻尼或小阻尼的頻率下限可取,埔時，一=2.58。 。當京,=1時，為速度計。當s/W時，為加速度計。40 .壓電傳感器中的壓電元件材料一般有三類：壓電晶體（如石英晶體）；經過極化處理的壓電陶瓷；高分子壓電材料。41 .常用的測振放大器有：電壓放大器和電荷放大器兩種。42 .磁電式速度傳感器需要經過：電壓放大器；壓電式加速度傳感器一般采用:前置電壓放大器或前置電荷放大器043 .數據采集系統(tǒng)的分類：大型專用系統(tǒng)，分散式系統(tǒng)，小型專用系統(tǒng)，組成式系統(tǒng)。44 .局部變形（應變）測量的測點布置：試件受軸力和單彎作用：測點對稱布置在控制截面的最小慣性矩軸處，因為截面上這里的應變最大；拉壓構件：測

9、點一般布置在中和軸或最小慣性矩軸，因為這里的應變最能反映真實應變；殼的測點布置：板殼各點均受雙向應力，且主應力方向不明，故在對稱區(qū)域每測點均采用應變花的形式；試件受軸力、雙向彎矩作用：測點布置在控制截面的四角邊緣處，因四個角的應力反映了截面內力的控制值。45 .撓度數據修正包括：自重修正，支座沉降修正，短期荷載跨中撓度的修正，支座測點偏移修正，短期荷載撓度換算成長期荷載撓度的修正。46 .應變修正包括：應變裝置修正，電阻片靈敏系數的修正，導線長度修正，電阻片的電阻絲柵橫向效應的修正，動態(tài)應變儀無靈敏度系數的修正。47 .誤差的類型：過失誤差，系統(tǒng)誤差（主要誤差），隨機誤差。判斷：1 .在試驗設

10、計的試件設計步驟中，試件的形狀必須要求和原結構一樣，并且要形成和實際工作一致的應力狀態(tài)（X）,試件的邊界條件一定要與原結構相同（X）,2 .拾振器反應的示值與振動體的速度成正比（，）03 .阻尼比愈大，拾振器輸出靈敏度愈低（，）o4 .位移計適用于頻率比遠遠大于一的情況，且相位比振動體滯后一個角度（，）,5 .加速度計適用于頻率比<<1的情況，其相位超前于被測頻率。（，）。6根型試驗可代替實體試驗（X）。簡答：1 .溫度效應的產生：試件與應變片同時受溫度作用，但二材料的線膨脹系數不同，故會產生附加的溫度應變。消除溫度效應常用方法：溫度補償片法（1/4橋）工作片互補法。2 .簡述柱子

11、正位試驗（找物理中心）的具體內容：軸心受壓：構件在幾何對中后再進行物理對中，即加載到20%40%勺試驗荷載時，測量構件中央截面兩側或四個面的應變，并調整作用力的軸線，使其達到各點應變均勻為止。在構件物理對中后即可進行加載試驗。偏壓試件：在物理對中后，沿加力中線量出偏心距離，再把加載點移至偏心距的位置上，進行試驗。3 .試驗證明混凝土的平截面假定。4 .整體變形量測數據整理要點：（1）結構和設備自重對撓度的修正：因量測撓度中不含自重作用產生的撓度0agaoMgPb（開裂前一級荷載所對應的跨中撓度值），其中Pg為自重荷載，Pb為開裂前一級荷載。0aq（2）支座沉降修正：扣除支座沉降后的跨中撓度實測

12、值=跨中實測值-1/2（二支座沉降之和）。(3)短期荷載的跨中撓度oasooo.oas=aqag：-ay(預應力跨中反拱值)小是荷載圖式修正系數(4)支座測點偏移修正：當測支座沉降位移計無法安裝在支座處，而是安裝在離支座一段距離d的位置，此時要進行支座偏移修正。此時跨中實際撓度ooas=Ka0sq,K的取值如下：k=d/L。MlIMSaL=a：s(5)短期(試驗)跨中撓度換算長期撓度的修正：長期荷載作用的跨中撓度MsS5.簡述應變測點的布置原則：(1)在滿足研究目的時，測點宜少不宜多，突出重點。(2)測點布置在最危險截面內力最大處，且電阻片的數量所求內力參數的個數。(3)為校核量測數據，或消除

13、幾何彎曲造成的偏心影響，一般在截面的對稱點布置一定數量的電阻片。(4)為校核測量儀器，可在儀器上接試件的不受力處的應變片。(5)雙向受力的板殼結構，要測取主應力的大小和方向，可在測點處貼電阻應變花。(6)測點布置對試驗工作要方便、安全。6結構達到承載力極限的標志有哪些：1)鋼或鋼筋屈服2)碎被壓壞3)最大垂直或斜裂縫寬度達1.5mm4）簡支梁跨中撓度達：L/50或懸臂端L/25或超過規(guī)范允許值。5）錨固破壞或主筋端部碎滑移0.2mm。6）局部承壓破壞7 .簡述各種接橋方法的優(yōu)點：四分之一橋接法：消除溫度產生的應力省電阻片、省粘貼工作量半橋和全橋接法：消除溫度產生的應力；消除不利因素（作用）影響

14、；提高測量精度（增大橋臂輸出系數）。8 .動力試驗包含的試驗內容：動荷載的特性試驗；結構動力特性試驗；結構的動力反應試驗；模擬地震振動臺試驗；風洞試驗；疲勞試驗。9 .采用等效荷載時：必須全面驗算由于荷載圖式的改變對結構構件造成的各種影響，即：要對某些參數的量測結果進行修正；通常，彎、剪、整體變形和內力不能同時等效；必要時應對結構構件還要做局部加強設計（避免等效過程出現(xiàn)局部破壞導致試驗失?。?。10 .分別闡述試驗設計階段對結構構件給預載和恒載的試驗目的：（1）預載目的：壓實承力裝置之間，構件與裝置之間的間隙；檢查裝置、儀器設備等工作是否正常；檢驗人員組織情況。（2）恒載的目的：讓變形充分發(fā)展，

15、使應力得到傳遞與重新分布；彌補短期試驗荷載反映長期荷載作用的不足。11 .試驗設計階段控制的誤差有哪些？試件制作誤差，材料性能誤差，試驗裝置誤差，試件安裝誤差，儀器誤差，試驗方法非標準誤差。12 .加載設備應滿足下列要求：傳力方式和作用點明確，不約束試件的變形。荷載值精確、穩(wěn)定，不隨時間或環(huán)境條件而變化。能方便分級加、卸載荷。加荷分級精度、荷載施加的最大值能滿足試驗要求。加載機構的設計應能多用途，能重復使用13 .伺服加載系統(tǒng)的優(yōu)缺點：優(yōu)點：響應快、靈敏度高、量測與控制精度好、出力大(1-3000KN)、波形多、頻帶寬；可做靜與動、疲勞、地震；可與計算機聯(lián)機；可模擬邊界條件進行加載；使試驗技術

16、由硬件技術轉向軟件技術，應用廣泛。缺點：投資大，維護費用和技術高，對環(huán)境溫度有所限制14 .動荷載試驗測試內容：(1)動荷載的特性：包括作用的大小、方向、頻率及作用規(guī)律，是結構動力分析和隔振設計的基本參數。(2)結構的動力特性：包括結構的自振頻率、阻尼比、振型等參數。它由結構的形式、剛度、質量分布、材料特性及構造連接等因素所決定，與外荷無關；是進行抗震計算、解決結構共振、診斷結構累積損傷的基本依據。(3)結構動力反應：包括測點處的振幅、頻率、速度、加速度、動變形，等。計算：1.間接測定值的誤差分析乙,Z2ZnX=f乙,Z2Zn設間接量測值X是直接量測值的函數，則二乙，.遼2一：Zn乙,Z2Zn

17、X若以分別表示直接量測值的誤差，用表示由；乙，；乙一z引起的誤差，最大絕對誤差和最大相對誤差分別為：xmaxemax=±|ejf:Z2對間接誤差在實際應用中有以下二種情況第一種是給出各自變量的最大絕對誤差，求因變量的最大絕對和相對誤差。第二種是給出因變量的最大絕對誤差，求各自變量的最大絕對和相對誤差。對于第一種情況按上式求解；對于第二種情況：ZiZi1）首先根據選定的儀器誤差或精度確定值，其次把代入上式看最大差是否滿足要求，不滿足要重新選定測試儀器的精度直到滿足為止。fXmaxn*Zi2）認為各自變量對函數的影響相等，即i以各自的誤差值確定各自量測儀器的精度。2.相似常數（1）幾何相

18、似:hb4q=q2q=q3q=q4SSASlSWSlSxS2SISlhPbP1P（2）質量相似:Sm=S：S3SP=73SmgfE%=S搭（3）荷載相似：（集中荷載）；（自重）；（線&=S；=Sm=J33荷載）；（面荷載）；（彎矩）。SSe$；S=Sg$Sk=SS(4)物理相似：；。St(5)時間相似：(1)第一相似定理：彼此相似現(xiàn)象的單值條件相同，相似準數冗也相同。相似條件：和現(xiàn)象有關的各相似常數按一定關系組成等于1的關系式即為相似條件。相似準數：把相似系統(tǒng)中各物理量聯(lián)系起來，說明它們之間的關系，也稱“模型律”。(2)第二相似定理：描述某一現(xiàn)象的各物理量之間的關系方程式都可用相似準數

19、函數關系來表示。(3)第三相似定理：若現(xiàn)象的單值條件相似，且由單值條件導出的相似準數的數值相等，是現(xiàn)象彼此相似的充分和必要條件。(是判斷現(xiàn)象是否相似的依據)相似條件的確定方法：方程法：A/p=Pp(Zp-)(一"p)6Em】m(31mQni)僅當才有SmSps.S""X-S/SeSisP%=%一冊)這樣，可以由模型試驗獲得的數據按相似條件推算得到原型結構的數據。即:在口截面處的彎矩為截面上的正應力為截面處的撓度為若用模型試驗替代原型試驗，則物理量的相似條件必須是:Pm一Mm%SESfSp3量綱分析法原理：描述現(xiàn)象的一個完整物理方程其等式二邊的量綱必定相同，這種現(xiàn)象

20、稱為“量綱和諧”。所謂量綱指：計量某個物理量的“單位性質”，不是計量單位。如計量長度的單位有m、cm等，但其量綱（單位性質）是L,時間的量綱是T,力的量綱是F,三者為基本量綱。若在一個物理方程中共有n個物理參數和k個基本量綱，則可組成（n-k）個獨立的無量綱組合。無量綱參數組合簡稱“冗數”，如描述現(xiàn)象方程：f（孫，孫，穌）=0可改與為：放（小，42,"川）=0實例：梁跨L、集中荷載P、彈性模量E、截面抵抗矩為I、截面彎矩M、截面邊緣應力6跨中撓度fP由材料力學可知：是L、W、P、M的函數將這些量寫成一般形式：f(b，L,W,P,M)=0量綱：e:FL-2P:FM:FLL:LW:L3物理量的個數n=5,基本量綱個數k=2,所以獨立的冗數為3。九函數表示為:小(11,22,33)=0九的一般形式：n