混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)1 2章

華北水利水電學(xué)院教案土木與交通學(xué)院～建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)～PAGE建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，就是對(duì)建筑結(jié)構(gòu)或者是它的構(gòu)件施加一定的荷載，這個(gè)荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測(cè)試手段對(duì)它引起來(lái)的各種反應(yīng)，比如說(shuō)：變形、位移、應(yīng)變等等進(jìn)行測(cè)量，通過(guò)這些測(cè)量來(lái)觀測(cè)結(jié)構(gòu)對(duì)荷載的反應(yīng)能力，考查它是否符合使用和設(shè)計(jì)要求，同時(shí)，也可以通過(guò)這種觀測(cè)，來(lái)得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關(guān)系，為計(jì)算提供實(shí)踐根據(jù)。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)課，首先它以建筑結(jié)構(gòu)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)為基礎(chǔ)，例如材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等。其次結(jié)構(gòu)試驗(yàn)必須依靠試驗(yàn)加載設(shè)備和儀器儀表來(lái)進(jìn)行，了解這些設(shè)備儀表的原理和使用方法是很重要環(huán)節(jié)，這就需要掌握機(jī)械、液壓、電工、物理等方面相關(guān)內(nèi)容。再次，計(jì)算機(jī)是現(xiàn)代結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的核心，運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)控制、數(shù)據(jù)采集、信號(hào)分析及處理等等?？傊Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的課程。在對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，試驗(yàn)方法必須遵守《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50152-92）《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》（JGJ101-1996）等專(zhuān)門(mén)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。1.1建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)任務(wù)1研究對(duì)象：建設(shè)工程的結(jié)構(gòu)物2主要任務(wù)：在試驗(yàn)研究對(duì)象上應(yīng)用科學(xué)的試驗(yàn)組織程序，使用儀器設(shè)備為工具，利用各種實(shí)驗(yàn)為手段，在荷載或其他因素作用下，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)物受作用后的性能進(jìn)行觀測(cè)和對(duì)測(cè)量參數(shù)進(jìn)行分析，從強(qiáng)度、剛度和抗裂性以及結(jié)構(gòu)實(shí)際破壞形態(tài)來(lái)判明結(jié)構(gòu)的實(shí)際工作性能，從而對(duì)結(jié)構(gòu)物的工作性能作出評(píng)價(jià)，對(duì)結(jié)構(gòu)物的承載能力作出正確估計(jì)，確定結(jié)構(gòu)對(duì)使用要求的符合程度，為驗(yàn)證和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論提供可靠的依據(jù)。例如：鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁在靜力集中荷載作用下，可以通過(guò)測(cè)得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應(yīng)變和裂縫寬度等參數(shù)，來(lái)分析梁的整個(gè)受力過(guò)程以及結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、撓度和抗裂性能。所以，建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是以實(shí)驗(yàn)方式測(cè)定有關(guān)數(shù)據(jù)，由此反映結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的工作性能、承載能力和相應(yīng)的安全度，為結(jié)構(gòu)的安全使用和設(shè)計(jì)理論的建立提供重要根據(jù)的學(xué)科。1.2建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的原因

1發(fā)展結(jié)構(gòu)理論和計(jì)算方法及理論創(chuàng)新離不開(kāi)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)例如：簡(jiǎn)支受彎梁試驗(yàn)（著名路標(biāo)試驗(yàn)）研究簡(jiǎn)支受彎梁截面應(yīng)力分布簡(jiǎn)支受彎梁試驗(yàn)：（路標(biāo)試驗(yàn)）√17世紀(jì)初，伽利略提出截面應(yīng)力均勻分布；√17世紀(jì)中，有人將截面應(yīng)力修正為三角形分布；√1713年，巴朗（法國(guó)）提出正確的應(yīng)力分布型式，但未進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證；√1767年，容格密里提出路標(biāo)試驗(yàn)；√1821年，拿維葉(法國(guó)科學(xué)院院士)推導(dǎo)了受彎構(gòu)件應(yīng)力分布的計(jì)算公式；√1850年，阿莫?dú)v思(法國(guó)科學(xué)院院士)完成了試驗(yàn)驗(yàn)證。再如：我國(guó)結(jié)構(gòu)及設(shè)計(jì)規(guī)范每5-10年修訂一次，高強(qiáng)混凝土、碳纖維、鋼纖維、聚合物等在工程中的應(yīng)用使計(jì)算模型、施工工藝得到了改變，所以要進(jìn)行大量的試驗(yàn)研究，提出修訂相應(yīng)規(guī)范的合理方法和構(gòu)造措施。2發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)誤區(qū)離不開(kāi)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)√人們對(duì)于框架矩形截面柱和圓形截面柱的受力特性認(rèn)識(shí)較早，工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用最廣。√20世紀(jì)80年代，出現(xiàn)了異形截面柱框架（“丁”型、“L”型和“十”字型）。起初誤認(rèn)為柱子的受力特性與柱的截面形式無(wú)關(guān)。但通過(guò)試驗(yàn)證明，柱子的受力特性與柱子截面的形狀有很大關(guān)系，矩形截面柱的破壞特征屬于拉壓型破壞，異形截面柱的破壞特征屬于剪切型破壞?！啊酢毙汀ⅰ啊稹毙汀岸　毙?、“L”型和“十”字型拉壓型破壞剪切型破壞3建筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量鑒定離不開(kāi)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)防災(zāi)減災(zāi)：受到災(zāi)害（風(fēng)災(zāi)、雪災(zāi)、地震）的建筑物要進(jìn)行檢測(cè)，評(píng)價(jià)其安全度，為加固提供依據(jù)。舊有建筑：超期或使用較長(zhǎng)時(shí)間的建筑物，有沉降、裂縫、變形等現(xiàn)象，為使用者提供加固依據(jù)及加固方案。功能改造：原有建筑要改造，因使用多年后其材料性能、支承邊界條件、荷載作用與原始設(shè)計(jì)不同了，需要用試驗(yàn)檢測(cè)手段提供結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)改造的科學(xué)依據(jù)。5工程結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展離不開(kāi)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)近年來(lái)高層建筑、大跨度建筑、特種結(jié)構(gòu)、地下復(fù)雜結(jié)構(gòu)等不斷涌現(xiàn)，這些結(jié)構(gòu)用到了新技術(shù)、新工藝、新材料、新方法，僅依靠計(jì)算的結(jié)果來(lái)設(shè)計(jì)不能滿(mǎn)足工程要求，況且為了簡(jiǎn)化計(jì)算，有些是建立在假定的基礎(chǔ)上的，有了假定自然要進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)定。1.3結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的1科學(xué)研究性試驗(yàn)√特點(diǎn):具有研究探索開(kāi)發(fā)的性質(zhì)，針對(duì)試件而不是實(shí)際結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，通過(guò)試驗(yàn)，找到結(jié)構(gòu)受力和它的各種變形之間的關(guān)系?！虘?yīng)用場(chǎng)合：⑴驗(yàn)證結(jié)構(gòu)計(jì)算理論；我們好些計(jì)算理論，尤其是設(shè)計(jì)的理論，它并不是很?chē)?yán)密的。它為了設(shè)計(jì)能夠簡(jiǎn)化，所以做了許許多多的假定。那么這些假定是不是真能夠反映實(shí)際情況，能夠使得設(shè)計(jì)能夠滿(mǎn)足使用和它的安全要求，那么事先都要做些試驗(yàn)。比如說(shuō)一個(gè)大跨度的混凝土屋架，一般混凝土屋架，都是上弦做成拱形的，下弦是個(gè)預(yù)應(yīng)力的拉桿，然后中間只做一些豎向的輔桿，假如說(shuō)要按照結(jié)構(gòu)力學(xué)理論來(lái)計(jì)算，這當(dāng)然是個(gè)超靜定的問(wèn)題。但是為了設(shè)計(jì)當(dāng)中能夠計(jì)算簡(jiǎn)化，那么就有一個(gè)假定，假定什么呢，假定這些豎向的輔桿，它的受力都是0，這樣這個(gè)屋架就變成了上弦只是一個(gè)拱，下弦有拉桿，實(shí)際就是有拉桿的一個(gè)拱。有了這個(gè)假定那當(dāng)然要做些試驗(yàn)來(lái)對(duì)它進(jìn)行驗(yàn)定，那么驗(yàn)證的結(jié)果就是只要跨度比較大，比如說(shuō)在30或者在36米以上，證明豎向輔桿的受力，就是軸力，它的受力是0，實(shí)際上就是證明了這個(gè)假定對(duì)于大跨度的屋架還是合理的。⑵為編制有關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范提供依據(jù)；現(xiàn)在的各種設(shè)計(jì)規(guī)范（鋼筋混凝土的、磚石結(jié)構(gòu)的、鋼結(jié)構(gòu)的）進(jìn)行了很多次的重大的修改，那么在每次重大修改的時(shí)候都有大批的人員對(duì)它各種設(shè)計(jì)理論進(jìn)行深入的研究，通過(guò)這么多試驗(yàn)研究為制定規(guī)范提供了很牢固的實(shí)踐基礎(chǔ)。⑶推廣應(yīng)用新結(jié)構(gòu)、新材料、新工藝。近幾十年來(lái)，我們國(guó)家建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)中的應(yīng)用的新結(jié)構(gòu)、新材料和新工藝是很多的。每一項(xiàng)新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料在推廣過(guò)程當(dāng)中，都進(jìn)行了大量的試驗(yàn)研究。比如說(shuō)鋼絞線作為預(yù)用力鋼筋，現(xiàn)在也大量的使用，這在它使用初期實(shí)際上對(duì)它做了很多的試驗(yàn)研究，采用這種預(yù)用力鋼筋，需要對(duì)它的預(yù)用力損失、應(yīng)力松弛進(jìn)行長(zhǎng)期的研究使用鋼絞線的預(yù)用力的時(shí)候需要進(jìn)行錨固，那么這些錨固件的強(qiáng)度，錨固件的使用，張拉工藝都進(jìn)行了長(zhǎng)期的試驗(yàn)研究，最后才能夠進(jìn)行大面積的使用。2生產(chǎn)鑒定性試驗(yàn)√特點(diǎn):非探索性，有比較成熟的計(jì)算理論，針對(duì)實(shí)際結(jié)構(gòu)或構(gòu)件√應(yīng)用場(chǎng)合：⑴檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工情況；一般一個(gè)新的建筑結(jié)構(gòu)，在合同當(dāng)中應(yīng)該把它定下來(lái)做哪些檢驗(yàn)。主要是在設(shè)計(jì)后要做試驗(yàn)來(lái)證明設(shè)計(jì)是否合理，在施工后也要進(jìn)行檢驗(yàn)，證明施工是否正確。⑵檢驗(yàn)已有結(jié)構(gòu)的可靠性，判斷剩余壽命；主要是指舊的建筑物，要想重新利用它，就要對(duì)它的結(jié)構(gòu)和性能就要進(jìn)行評(píng)估，看看它有沒(méi)有危險(xiǎn)，是不是還繼續(xù)能夠使用。⑶鑒定加固，改造工程的實(shí)際受力性能；建筑物在使用過(guò)程中可能要改變用途，也可能要增加樓房層數(shù)，一個(gè)廠房里吊車(chē)由于生產(chǎn)工藝的改變，可能要增加吊車(chē)的起重量等等，這些情況都要事先進(jìn)行一些結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，來(lái)證明看看它能不能承受了這種改變。⑷為工程事故鑒定處理提供技術(shù)依據(jù)；由于在生產(chǎn)過(guò)程中由于各種施工條件的變化，使工程出現(xiàn)一些缺欠，比如說(shuō)混凝土出現(xiàn)蜂窩洞或者是其它一些情況，除了外觀檢查之后要修補(bǔ)，修補(bǔ)完了要對(duì)它進(jìn)行適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)來(lái)證明它是不是還有承載能力。⑸預(yù)制構(gòu)件性能檢驗(yàn)預(yù)制構(gòu)件當(dāng)然有的是在預(yù)制構(gòu)架廠生產(chǎn)，有的可能在工地生產(chǎn)，這些只要是預(yù)制的那么施工檢驗(yàn)規(guī)程就規(guī)定必須進(jìn)行檢驗(yàn)，這種檢驗(yàn)在施工規(guī)程里面把它定為強(qiáng)制型的條款，通過(guò)它的檢驗(yàn)來(lái)推測(cè)整個(gè)的這一批預(yù)制構(gòu)架的性能好壞。1.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類(lèi)√按照試驗(yàn)對(duì)象來(lái)分類(lèi)：真型試驗(yàn)與模型試驗(yàn)√按照荷載性質(zhì)來(lái)分類(lèi)：靜力試驗(yàn)與動(dòng)力試驗(yàn)√按照試驗(yàn)時(shí)間來(lái)分類(lèi)：短期荷載試驗(yàn)與長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)√按照試驗(yàn)場(chǎng)合來(lái)分類(lèi)：實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)√按照破壞程度來(lái)分類(lèi)：破壞性試驗(yàn)與非破壞性試驗(yàn)1真型試驗(yàn)與模型試驗(yàn)⑴真型試驗(yàn)

試驗(yàn)對(duì)象：實(shí)際結(jié)構(gòu)或足尺復(fù)制結(jié)構(gòu)

優(yōu)點(diǎn)：完全反應(yīng)真實(shí)結(jié)構(gòu)受力特性，試驗(yàn)結(jié)論可靠

缺點(diǎn)：費(fèi)用高、加載難度大、試驗(yàn)周期長(zhǎng)例如：泰山核電站安全殼加壓整體性能的試驗(yàn)就是一種非破壞性的現(xiàn)場(chǎng)原物試驗(yàn)。對(duì)于工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)的剛度試驗(yàn)、樓蓋承載能力試驗(yàn)等均應(yīng)在實(shí)際結(jié)構(gòu)上加載量測(cè)。另外，在高層建筑上進(jìn)行風(fēng)振測(cè)試和通過(guò)環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性等均屬此類(lèi)試驗(yàn)。由于結(jié)構(gòu)抗震研究的需要．國(guó)內(nèi)外已經(jīng)開(kāi)始重視對(duì)結(jié)構(gòu)整體性能的試驗(yàn)研究，通過(guò)對(duì)足尺結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)，可以對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)造、構(gòu)件之間的相互作用、結(jié)構(gòu)的整體剛度以及結(jié)構(gòu)破壞階段的實(shí)際工況等進(jìn)行全面觀測(cè)了解。⑵模型試驗(yàn)

試驗(yàn)對(duì)象：縮尺試件（按比例）

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)施方便，費(fèi)用低，可反復(fù)觀察

缺點(diǎn)：嚴(yán)格相似條件難實(shí)現(xiàn)，尺寸效應(yīng)模型試驗(yàn)一般分成兩種：一種是彈性模型，彈性模型就是它整個(gè)在彈性范圍內(nèi)來(lái)做試驗(yàn)，那么這里主要是鋼結(jié)構(gòu)或者某些混凝土結(jié)構(gòu)，只研究它的彈性性能；另一類(lèi)模型是強(qiáng)度模型，就不單研究它的彈性性能而且要研究它從彈性變成彈塑性最后到破壞，那么研究它的除了彈性性質(zhì)、彈塑性性質(zhì)，而且還要觀察它的破壞性特征。2靜力試驗(yàn)與動(dòng)力試驗(yàn)⑴靜力試驗(yàn)（試驗(yàn)過(guò)程中結(jié)構(gòu)物加速度效應(yīng)可以忽略不計(jì)）

優(yōu)點(diǎn)：加載設(shè)備簡(jiǎn)單，試驗(yàn)觀測(cè)方便

缺點(diǎn)：不能反映結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能

單調(diào)靜力加載試驗(yàn)、低周反復(fù)靜力試驗(yàn)、擬動(dòng)力試驗(yàn)√單調(diào)靜力加載試驗(yàn)：試驗(yàn)加載從0開(kāi)始，在幾分鐘到幾小時(shí)內(nèi)，荷載逐漸單調(diào)增加到構(gòu)件破壞。鋼混結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)理論和方法就是通過(guò)該方法建立的?！痰椭芊磸?fù)靜力試驗(yàn)：又叫擬靜力試驗(yàn)，是抗震試驗(yàn)的一種。次數(shù)反復(fù)不是很多，但是荷載加載比較大，它是由一個(gè)方向加過(guò)去，然后再加回來(lái)，使建筑物左右擺動(dòng)，通過(guò)這個(gè)來(lái)研究結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的抵抗震動(dòng)的強(qiáng)度，因?yàn)樗募虞d比較慢，實(shí)際也屬于靜力試驗(yàn)的范圍?！虜M動(dòng)力試驗(yàn)：也是結(jié)構(gòu)抗震方法的一種，將地震波作為指令信號(hào)發(fā)送個(gè)伺服閥，使油缸活塞移動(dòng)，從而推動(dòng)作動(dòng)器左右（上下）運(yùn)動(dòng)，與作動(dòng)器相連的力傳感、位移傳感器將量測(cè)的力和位移等數(shù)據(jù)作為反饋信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)根據(jù)指令信號(hào)與反饋信號(hào)，控制加載系統(tǒng)使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生新的指令信號(hào)，由此形成一個(gè)遞推過(guò)程。這樣得到地震作用下的時(shí)程相應(yīng)曲線。⑵動(dòng)力試驗(yàn)

振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)、風(fēng)載試驗(yàn)

優(yōu)點(diǎn)：能真實(shí)反映結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性和動(dòng)力響應(yīng)

缺點(diǎn)：加載設(shè)備和測(cè)試手段復(fù)雜實(shí)際工程結(jié)構(gòu)大多受到動(dòng)力荷載作用，如鐵路或公路橋梁、工廠中的吊車(chē)梁、風(fēng)對(duì)大跨結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)的作用、地震對(duì)結(jié)構(gòu)的破壞等等。結(jié)構(gòu)動(dòng)載試驗(yàn)利用各種動(dòng)載試驗(yàn)設(shè)備使結(jié)構(gòu)受到動(dòng)力作用，通過(guò)觀測(cè)動(dòng)力響應(yīng)，進(jìn)而了解和掌握結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性?！唐谠囼?yàn)：多在單個(gè)構(gòu)件上，利用疲勞試驗(yàn)機(jī)，對(duì)結(jié)構(gòu)施加重復(fù)荷載，常規(guī)按400～500次/分鐘，總次數(shù)為200萬(wàn)次進(jìn)行。結(jié)構(gòu)上某點(diǎn)或某部分發(fā)生損傷累積導(dǎo)致裂紋生產(chǎn)并擴(kuò)展，后結(jié)構(gòu)疲勞破壞。比如說(shuō)橋梁，上面有汽車(chē)從橋梁上通過(guò)，那么汽車(chē)開(kāi)到橋上，橋上然就受力，等汽車(chē)開(kāi)下橋后，力又恢復(fù)到?jīng)]有。那么這種反反復(fù)復(fù)的移動(dòng)荷載的作用就會(huì)使構(gòu)件產(chǎn)生一種疲勞現(xiàn)象，√振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)：模擬臺(tái)是一種專(zhuān)用結(jié)構(gòu)動(dòng)載試驗(yàn)設(shè)備，在振動(dòng)臺(tái)上安裝結(jié)構(gòu)模型，按預(yù)先設(shè)定的地震波，量測(cè)相應(yīng)動(dòng)位移、動(dòng)應(yīng)變等數(shù)據(jù)，在幾秒到十幾秒內(nèi)完成試驗(yàn)。√風(fēng)洞試驗(yàn)：風(fēng)洞試驗(yàn)裝置能產(chǎn)生并控制氣流以模擬建筑物周?chē)目諝饬鲃?dòng)，并可量測(cè)氣流對(duì)結(jié)構(gòu)的作用。3短期荷載試驗(yàn)與長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)⑴短期荷載試驗(yàn)

一般試驗(yàn)全過(guò)程持續(xù)幾分鐘到幾天

優(yōu)點(diǎn)：加載設(shè)備簡(jiǎn)單，試驗(yàn)觀測(cè)方便

缺點(diǎn)：不能反映結(jié)構(gòu)動(dòng)力性能⑵長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)

試驗(yàn)全過(guò)程持續(xù)幾個(gè)月、幾年到數(shù)十年

主要研究與時(shí)間有關(guān)的結(jié)構(gòu)特性（建筑材料有一定的粘彈性，如混凝土的收縮、徐變，預(yù)應(yīng)力筋的松弛，結(jié)構(gòu)的耐久性等）

通常對(duì)試驗(yàn)環(huán)境有較嚴(yán)格的控制，恒溫、恒濕等（突出荷載因素，消除其他因素）4破壞性試驗(yàn)與非破壞試驗(yàn)⑴破壞性試驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)和短期荷載試驗(yàn)多為破壞試驗(yàn)結(jié)構(gòu)非破損檢測(cè):以不損傷和不影響結(jié)構(gòu)功能為前提⑵非破壞性試驗(yàn)

現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)多為非破壞試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)混凝土強(qiáng)度：回彈法、超聲-回彈綜合法、拔出法、使結(jié)構(gòu)受輕微損傷的鉆芯法等。檢測(cè)混凝土內(nèi)部缺陷：有超聲法、脈沖回波法、X射線法、雷達(dá)法等。還可檢測(cè)鋼筋的直徑和保護(hù)層厚度。檢測(cè)砂漿和塊體強(qiáng)度：回彈法、灌入法檢測(cè)砌體抗壓強(qiáng)度：沖擊法、拔出法、液壓扁頂法檢測(cè)鋼結(jié)構(gòu)焊縫缺陷：超聲法、X射線法1.5結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展⑴發(fā)展歷史√解放前，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)在我國(guó)幾乎是空白；√1949年解放后結(jié)構(gòu)試驗(yàn)得到了飛速發(fā)展。√1953年，長(zhǎng)春市25.3m輸電塔原型檢驗(yàn)性試驗(yàn)；√1957年，武漢長(zhǎng)江大橋鑒定性試驗(yàn)任務(wù)√1959年，北京火車(chē)站35m*35m雙曲薄殼靜力試驗(yàn)；√1973年，上海體育館、南京五臺(tái)山體育館網(wǎng)架模型試驗(yàn)；√1977年，我國(guó)制定“建筑結(jié)構(gòu)測(cè)試技術(shù)的研究”八年規(guī)劃；√上世紀(jì)80年代以來(lái)，隨著大型高精度試驗(yàn)裝置和數(shù)采系統(tǒng)的應(yīng)用，標(biāo)志著我國(guó)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)達(dá)到一個(gè)新水平。⑵發(fā)展趨勢(shì)√先進(jìn)的大型和超大型實(shí)驗(yàn)裝備例如：電液伺服壓力試驗(yàn)機(jī)最大加載能力達(dá)到50000KN,可以完成實(shí)際尺寸的高強(qiáng)混凝土柱的破壞性試驗(yàn)。地震模擬振動(dòng)臺(tái)陣列，當(dāng)多個(gè)獨(dú)立振動(dòng)臺(tái)組成并排成一列時(shí)，模擬橋梁結(jié)構(gòu)遭遇地震；多個(gè)獨(dú)立振動(dòng)臺(tái)組成并排成一方陣時(shí)，模擬建筑結(jié)構(gòu)遭遇地震。再現(xiàn)極端災(zāi)害的大型風(fēng)洞、大型離心機(jī)等等?！袒诰W(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程協(xié)同結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)通過(guò)遠(yuǎn)程模擬網(wǎng)絡(luò)將各個(gè)實(shí)驗(yàn)室聯(lián)系起來(lái)，利用網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和控制信息，各個(gè)實(shí)驗(yàn)室在統(tǒng)一協(xié)調(diào)下聯(lián)機(jī)試驗(yàn)，達(dá)到共享設(shè)備和信息資源，實(shí)現(xiàn)所謂“無(wú)墻實(shí)驗(yàn)室”?！态F(xiàn)代測(cè)試技術(shù)以新型高性能傳感器和數(shù)據(jù)采集技術(shù)為主要方向。傳感器是信號(hào)檢測(cè)的工具，理想傳感器要求精度高、靈敏度高、抗干擾強(qiáng)、測(cè)量范圍大、體積小等特點(diǎn)。新型光纖傳感器可在千米內(nèi)以毫米級(jí)精度確定混凝土結(jié)構(gòu)裂縫位置。大量高精度位移傳感器可以在1000mm內(nèi)達(dá)到＋0.01mm精度。數(shù)據(jù)采集技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合后，采樣速度達(dá)到500m/秒，可以清楚記錄如結(jié)構(gòu)經(jīng)受爆炸時(shí)的瞬態(tài)特征?！逃?jì)算機(jī)與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)第二章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理2．1建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)組織計(jì)劃的意義

(1)組織工作的需要

組織就是對(duì)某—項(xiàng)勞動(dòng)任務(wù)從計(jì)劃到完成進(jìn)行的全過(guò)程、全方位的統(tǒng)籌，計(jì)劃工作是組織工作最關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，要完整地完成一項(xiàng)勞動(dòng)任務(wù)，首先應(yīng)該就該項(xiàng)勞動(dòng)任務(wù)進(jìn)行一番思考或計(jì)劃，首先清楚任務(wù)的來(lái)源和目的，明白任務(wù)的目標(biāo)和要求，以及影響因素等問(wèn)題，然后才能決定怎么干。事先沒(méi)有計(jì)劃的行動(dòng)是盲目的行動(dòng)，盲目的行動(dòng)結(jié)果只能是失敗或事倍功半，所以計(jì)劃是組織工作的需要。

(2)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)特點(diǎn)的要求

1)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)沒(méi)有固定的模式。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)不像建筑材料實(shí)驗(yàn)，有規(guī)范化的儀器儀表，有規(guī)范化的實(shí)驗(yàn)程序和要求，實(shí)驗(yàn)工作從頭到尾都是標(biāo)準(zhǔn)化的，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的個(gè)別性很強(qiáng)，一個(gè)試驗(yàn)和另一個(gè)試驗(yàn)的組織內(nèi)容不可能完全一樣。

2)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)耗資較大。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)試件的設(shè)計(jì)要求比較特殊，成本較高，實(shí)驗(yàn)設(shè)備數(shù)量多、品種多，試驗(yàn)人員數(shù)量多，易耗品數(shù)量大、費(fèi)用高，測(cè)點(diǎn)數(shù)量多、品種也多，使實(shí)驗(yàn)組織工作的難度較大、成本高。試驗(yàn)一旦失敗，其損失難以挽回，即結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的重復(fù)性差。

3)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)周期長(zhǎng)，耗時(shí)量大。

(3)關(guān)系到試驗(yàn)的成敗

(4)體現(xiàn)技術(shù)水平和管理水平的窗口從以上4個(gè)方面充分證明了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)組織計(jì)劃工作的重要性。圖2.1給出了結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的主要環(huán)節(jié)

圖2.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)主要環(huán)節(jié)2.2結(jié)構(gòu)試驗(yàn)內(nèi)容1、試驗(yàn)設(shè)計(jì)階段(Plan)（1）反復(fù)研究試驗(yàn)?zāi)康?。充分了解體會(huì)試驗(yàn)的具體任務(wù)，進(jìn)行調(diào)查研究，搜集有關(guān)資料；（2）確定試驗(yàn)的性質(zhì)與規(guī)模。對(duì)于研究性試驗(yàn)，應(yīng)提出并說(shuō)明本試驗(yàn)擬研究的主要參數(shù)以及這些參量在數(shù)值上的變動(dòng)范圍，列表給出試件的規(guī)格尺寸和數(shù)量，繪制試件制作施工圖，給出預(yù)埋傳感元件技術(shù)要求，提出對(duì)材料性能的基本力學(xué)性能指標(biāo)。（3）試驗(yàn)前認(rèn)真規(guī)劃，編制試驗(yàn)大綱。試驗(yàn)大綱是控制整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)程的綱領(lǐng)性文件，一般結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱包括：試驗(yàn)任務(wù)分析、試件設(shè)計(jì)及制作工藝、試驗(yàn)裝置與加載方案設(shè)計(jì)（荷載種類(lèi)及數(shù)量，加載設(shè)備裝置，荷載圖式及加載制度)、觀測(cè)方案設(shè)計(jì)（觀測(cè)項(xiàng)目，測(cè)點(diǎn)布置等）及試驗(yàn)終止條件和安全措施（人身安全和儀器儀表等的安全防護(hù))。在建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)中首先要進(jìn)行試驗(yàn)對(duì)象——試件的設(shè)計(jì)，試件設(shè)計(jì)應(yīng)包括試件形狀、尺寸與數(shù)量以及構(gòu)造措施的考慮，同時(shí)還必須滿(mǎn)足結(jié)構(gòu)及受力的邊界條件、試驗(yàn)的破壞特征、試驗(yàn)加載條件的要求，盡量以最少的試件數(shù)量得到最多的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，滿(mǎn)足研究任務(wù)的需要。2、試驗(yàn)準(zhǔn)備階段(Do)試驗(yàn)準(zhǔn)備階段要占全部試驗(yàn)工作的大部分時(shí)間，工作量也最重。試驗(yàn)準(zhǔn)備工作的好壞直接影響到試驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行和能獲得試驗(yàn)結(jié)果的多少。試驗(yàn)準(zhǔn)備階段的主要工作有：（1）試件的制作在制作試件時(shí)應(yīng)注意材性試樣的留取、編號(hào)，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都是最后分析試驗(yàn)結(jié)果不可缺少的參考資料。（2）試件質(zhì)量檢查包括試件尺寸和缺陷的檢查，應(yīng)作詳細(xì)記錄，納入原始資料。（3）試件安裝就位一切支承零件均應(yīng)進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算，并使其安全儲(chǔ)備大于試驗(yàn)結(jié)構(gòu)可能有的最大安全儲(chǔ)備。同時(shí)，試件的支承條件應(yīng)力求與計(jì)算簡(jiǎn)圖一致。在試件安裝就位時(shí)，要盡量減少安裝誤差，使試件就位后的實(shí)際計(jì)算跨度(梁)和計(jì)算高度(栓)與計(jì)算簡(jiǎn)圖一致。由于支座約束條件與構(gòu)件的內(nèi)力傳遞及變形有關(guān)，試件安裝時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選擇支座形式。（4）安裝加載設(shè)備加載設(shè)備的安裝應(yīng)滿(mǎn)足“一穩(wěn)二準(zhǔn)三方便，四強(qiáng)五剛六安全“的要求，即就位要穩(wěn)定準(zhǔn)確方便，固定設(shè)備的支撐系統(tǒng)要有一定的強(qiáng)度、剛度和安全度。（5）儀器儀表的率定對(duì)測(cè)力計(jì)及一切量測(cè)儀表均應(yīng)按技術(shù)規(guī)定要求進(jìn)行率定，各儀器儀表的率定記錄應(yīng)納入試驗(yàn)原始記錄中，誤差超過(guò)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的儀表不得使用。（6）作輔助試驗(yàn)輔助試驗(yàn)多半在加載試驗(yàn)階段之前進(jìn)行，以取得試件材料的實(shí)際強(qiáng)度，便于對(duì)加載設(shè)備和儀器儀表的量程等作進(jìn)一步的驗(yàn)算。（7）儀表的安裝、連線試調(diào)儀表的安裝位置、測(cè)點(diǎn)號(hào)，在應(yīng)變儀或記錄儀上的通道號(hào)等等都應(yīng)嚴(yán)格按照試驗(yàn)大綱中的儀表布置圖實(shí)施，如有變動(dòng)，應(yīng)立即做好記錄，以免時(shí)間長(zhǎng)久后記憶不清而將測(cè)點(diǎn)混淆。（8）記錄表格在試驗(yàn)前應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)記錄表格，其內(nèi)容及規(guī)格應(yīng)周到詳細(xì)地反映試件和試驗(yàn)條件的詳細(xì)情況，以及需要記錄和量測(cè)的內(nèi)容。切勿養(yǎng)成試驗(yàn)前無(wú)準(zhǔn)備地在現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)用白紙記錄的習(xí)慣。記錄表格上應(yīng)有試驗(yàn)人員的簽名并附有試驗(yàn)日期、時(shí)間、地點(diǎn)和氣候條件。（9）算出各加載階段試驗(yàn)結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形值以備在試驗(yàn)時(shí)判斷及控制。（10）在準(zhǔn)備工作階段和試驗(yàn)階段應(yīng)每天記工作日志。3、試驗(yàn)實(shí)施階段(Check)（1）加載試驗(yàn)加載試驗(yàn)是整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程的中心環(huán)節(jié)，應(yīng)按規(guī)定的加載順序和量測(cè)順序進(jìn)行。發(fā)現(xiàn)有反常情況時(shí)應(yīng)查明原因或故障，把問(wèn)題弄清楚后才能繼續(xù)加載。例如混凝土受彎試驗(yàn)是按照分布加載法進(jìn)行的。在試驗(yàn)過(guò)程中，結(jié)構(gòu)所反映的外觀變化是分析結(jié)構(gòu)性能的極為寶貴的資料，對(duì)節(jié)點(diǎn)的松動(dòng)與異常變化，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是結(jié)構(gòu)的破壞情況都應(yīng)作詳盡的記錄及描述。這些容易被初作試驗(yàn)者忽視，而把主要注意力集中在儀表讀數(shù)或記錄曲線上，因此應(yīng)分配專(zhuān)人負(fù)責(zé)觀察結(jié)構(gòu)的外觀變化。試件破壞后要拍照和測(cè)繪破壞部位及裂縫簡(jiǎn)圖，必要時(shí)，可從試件上切取部分材料測(cè)定力學(xué)性能，破壞試件在試驗(yàn)結(jié)果分析整理之前不要過(guò)早毀棄，以備進(jìn)一步核查。（2）試驗(yàn)資料整理試驗(yàn)資料整理是將所有的原始資料整理完善，其中特別要注意的是試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，都作為原始數(shù)據(jù)經(jīng)負(fù)責(zé)記錄人員簽名后，不得隨便涂改。4、試驗(yàn)完成階段(Action)（1）試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理因?yàn)閺母鱾€(gè)儀表獲得的測(cè)量數(shù)據(jù)和記錄曲線一般不能直接解答試驗(yàn)任務(wù)所提出的問(wèn)題，它們只是試驗(yàn)的原始數(shù)據(jù)，需對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)算處理才能得出試驗(yàn)結(jié)果。（2）試驗(yàn)結(jié)果分析試驗(yàn)結(jié)果分析內(nèi)容是分析通過(guò)試驗(yàn)得出了哪些規(guī)律性的東西，揭示了哪些物理現(xiàn)象。最后，應(yīng)對(duì)試驗(yàn)得出的規(guī)律和一些重要現(xiàn)象作出解釋?zhuān)治鏊鼈兊挠绊懸蛩?，將試?yàn)結(jié)果和理論值進(jìn)行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，并作出結(jié)論，寫(xiě)出試驗(yàn)總結(jié)報(bào)告?？偨Y(jié)報(bào)告中