《复习指导》-建筑结构试验.doc.pdf
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1、建筑结构试验课程复习指导 (统设必修本科) 一、 考试题型 1、单项选择题 (15题,45分)2、判断题 (5题,15分)3. 简答题 (6-7 题,40 分) 二、 考试说明 1、第1、2、3、4、5章为考试重点。2、单项选择题、判断题、简答题三种题 型重点复习导学上相应的题型。 三、 复习重点 按照教材的章节内容,本课程的体系如下: 结构试验技术包括试验设备与仪器、试验的实施过程及试验的分析?总结课程的安排也遵循 此思路进行。 第一章绪论介绍试验的类型。 第二章介绍静载加载设备及动载加载设备。 第三章介绍静载试验所用的仪器(应变仪、挠度计和各种传感器)和测振仪器及其使用方 法。 笫五章介绍
2、试验设计,这是试验实施过程非常重要的步骤,试验设计的质量决定试验的成 败。 第六、七、八章介绍试验方法及结果分析。第六章介绍典型构件的静载试验方法及结果分 析;第七章介绍振动的位移、速度、加速度的测量方法及结构固有特性的测量方法;第八章介绍 结构抗震的试验方法和结果分析。 笫四章结构非破损检验技术,是独立的一章。在介绍仪器的同时也介绍了测量方法及结果 处理。 绪论教学内容与重点 教学内容 结构检验的重要性,生产鉴定试验,科学研究试验,本课程的特点和要求。 重点:生产鉴定试验,科学研究试验 教学要求 1.了解结构检验的重要性; 2.掌握生产鉴定试验,科学研究试验; 3.了解结构检验的特点和要求。
3、 试验装置与加载设备教学内容与重点 教学内容 1.重物加载 2.机械式加载 3.气压加载 4.液压加载:包括液压加载的分类,液压系统,液压加载器荷载的标定。 5.动荷加载方法:包括惯性力加载,激振器加载(机械式激振器,电磁式激振器),爆炸 加载。 6.加载辅助设备:荷载支承装置,荷载传递装置 7.试件支承装置。 重点:重物加载,液压加载的分类,液压系统,液压加载器荷载的标定,荷载支承装置, 荷 载传递装置,试件支承装置。 难点:动荷加载方法 教学要求 1.熟练掌握重物加载,液压加载的分类,液压系统,液压器荷载的标定。 2.熟练掌握荷载支承装置,荷载传递装置,试件支承装置。 3.掌握机械式加载,
4、气动加载,动荷加载 测试仪表教学内容与重点 教学内容 1.概述:包括测试方法的分类,主要技术指标,测试系统的标定的原则。 2.应变测量: 电阻应变测量方法:包括应变片的测量原理,应变片的结构,应变片的筛选和粘贴,应变 仪的测量原理,测量桥路,温度补偿原理,测量中的注意事项。 手持式应变仪振弦式应变计:包插振弦式应变计的测试原理,振弦式应变计的结构。 光纤应变测量。 3.位移测量:包括百分表和电子百分表,差动变压器式位移汁,角位移传感器,光学方 法。 4.荷载传感器。 5.裂缝的测量。 6.振动参数的测量仪器。 重点:测试方法的分类,主要技术指标,测试系统的标定的原则,电阻应变测量方法, 振弦
5、式应变计,电子百分表,差动变压器式位移计,荷载传感器,裂缝的测量。 难点:各种测试方法的电学原理。 实验课内容 电阻应变测量实验:包括1)应变片的选择和粘贴;2)应变仪的使用;3)半全桥路测量 等强度梁的应变。 教学要求 1.熟练掌握测试方法的分类,主要技术指标的概念,测试系统的标定原则。 2.熟练常握电阻应变测塑方法,振弦式应变计的原理和使用方法。 3.熟练掌握差动变压器式位移计的原理和使用方法,熟练掌握电子百分表的使用方法。 4.熟练掌握荷重传感器和裂缝的测量的基本原理和使用方法。 5.掌握手持式应变仪的使用方法,光纤应变测量,角位移传感器,光学方法,振动参数的 测量仪器; 6.实验课的内
6、容必须完成。 无损检测技术 教学内容 1.超声波检测技术:基本原理,混凝土强度的检测,裂缝深度的检测,混凝土内部缺陷的 检测,钢材强度的检测,钢材和焊缝缺陷的检测; 2.回弹法检测混凝土强度; 3.超声冋弹综合法检测混凝土强度; 4.磁检测技术:基本原理,钢筋位置的检测,钢筋锈蚀的检测,钢结构的应力检测; 5.砌体的强度检测:间接测定方法,直接测定方法; 6.结构混凝土强度的局部破损检测技术:钻芯法,拔出法; 重点:超声波检测技术,回弹法检测混凝土强度,超声回弹综合法检测混凝土强度,钢筋 的位置检测。 难点:超声波检测技术,磁检测技术。 实验课内容 1超声波检测混凝土强度; 2回弹仪检测混凝土
7、强度; 3.超声波检测混凝土裂缝的深度。 教学要求 1.熟练掌握超声波检测技术,回弹法检测混凝土强度,超声回弹综合法检测混凝土强度, 钢筋的位置检测; 2.掌握钻芯法; 3?了解钢筋锈蚀的检测,砌体的强度检测,拔岀法; 4.实验课内容任选其二完成。 建筑结构试验设计 教学内容 1.试件和模型设计:包括相似理论,试件模型设计,模型材料,注意的问题; 2.荷载设计:包括荷载图式,加载程序,等效荷载; 3.测试方案:包括测试项目,测点的选择和布置,测量仪器的选择; 4.测试报告; 5 . 试验屮的安全措施。 重点:试件模型设计,荷载图式,加载程序,等效荷载,测点的选择和布置,测量仪器的 选择。 教学
8、要求 1.熟练掌握试件模型设计; 2.熟练掌握荷载图式,加载程序,等效荷载; 3.熟练常握测点的选择和布置,测量仪器的选择; 4.熟练掌握试验中的安全措施; 5.掌握模型材料,测试报告; 6.了解相似理论,注意的问题。 结构的静荷试验 教学内容 1.梁结构试验:包括测试项目,测点的选择; 2.桁架结构试验:包括测试项目,测点的选择; 3.板结构试验:包括测试项目,测点的选择; 4.壳体结构试验:包括测试项冃,测点的选择; 5.钢结构的检验:测试项目,测点的选择; 6.结构静荷试验的数据处理及分析; 重点:梁结构试验,桁架结构试验,板结构试验,钢结构检验,结构静荷试验的数据处理 及分析。 实验课
9、内容 1.钢筋混凝土纯弯梁的正截面实验; 2.屋面板结构实验; 3.钢结构试验 教学要求 1.熟练掌握梁结构试验,桁架结构试验,板结构试验,钢结构检验,结构静荷试验的数据 处理及分析; 2.了解壳体结构试验; 3.实验课内容任选两个完成。 结构动荷试验 教学内容 1.动荷特性的测定:包括主振源的测定,动荷特性测试方法; 2.结构动力特性的测定:包括自由振动法,强迫振动法,脉动法; 3.结构动荷反应的测定:包括结构动荷变形的测量,结构动力系数的测定 4.结构疲劳试验:包括试验荷载,加荷的频率,疲劳试验的观测。 重点:结构动力特性的测定;结构动荷反应的测定。 难点:动荷特性的测定,结构动荷特性的测
10、定。 实验课内容 I金属桁架动荷反应实验; 2金属桁架自振频率测定。 教学要求 1.熟练掌握主振源的测定,自由振动法,强迫振动法,结构动荷变形的测量; 2.掌握结构疲劳试验; 3.了解动荷特性测试方法,脉动法,结构动力系数的测定; 4.实验内容任选其一。 建筑结构的抗震试验 教学内容 1.概述; 2.结构抗震的低周反复加载试验:包括加载制度,测试项目,测试数据的处理与分析; 3.动力试验:包括加载制度,测试项目; 4.震模拟振动台试验。 重点:结构抗震的低周反复加载试验 难点:拟动力试验,地震模拟振动台试验 教学要求 1.熟练掌握结构抗震的低周反复加载试验; 2.了解拟动力试验,地震模拟振动台
11、试验。 各章考核要点 绪论考核要点 1.在“钢筋混凝土结构”及“砖石结构”课程中讲到的试验研究绝大多数是用模型试验做 出来的。 2.动力试验包括振动试验和疲劳试验。 3.用周期性的反复的静力荷载施加于结构上,研究结构抗震强度的一种静力试验,称为低 周期反复加载试验,也称为伪静力试验。 4.在生产检验性试验中,为工程验收与预制构件产品检验而进行的试验称为结构性能检 验。 5.构件抗裂检验系数就是构件开裂荷载实测值与构件正常使用荷载标准值之比。 6.承载力极限荷载实测值与承载力检验荷载设计值Z比称为承载力检验系数。 7.“制作复杂,技术要求高”、“能表达实体的一切特征”不是建筑结构的模型试验的优
12、点。 8.“服役结构的可靠性鉴定”不属于科学研究性试验。 9.按试验的目的可将建筑结构试验分为生产检验性试验和科学研究性试验。 10.“验证结构计算理论的假定”不属于生产检验性试验。 11.静力试验的最大优点是所有加载设备相对简单,荷载逐级施加,可以停下来仔细观测结 构变形,给人一明晰的破坏概念。 第二章考核要点 1.静荷加载的方法有:重物加载、机械式加载、气压加载、液压加载。 2.动荷加载的方式有:惯性力加载、激振器加载、爆炸加载、液压加载。 3.通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载,也可以实现集中荷载的加载。 4.液压加载能实现多点同步加载,在建筑结构试验屮是理想的加载力法之一,它不
13、但可以 对建筑结构物施加静荷载,也可施加动荷载。 5.激振器加载方法属于动荷加载方法。 6.电液伺服作动器和控制系统可以完成:结构静载试验、结构动载试验、结构低周期疲劳 试验、模拟地震试验等。 7.电液伺服加载系统具有频响快,灵敏度高,控制精度好,适应性强等优点,在建筑结构 试验中得到广范应用。 8.电液伺服作动器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,它的使用受到一定限制。 9.滚动较支座允许结构在支承点处横方向上自由移动,支反力的作用方向是在接触点处公 共法线上,并指向试验结构。 10.通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载,也可以使用
14、料盘实现集中荷载的加 载。 11.施加均布荷载的方法有气压加载和重物加载。 今天的课程进行到这里,感谢大家的参与! 笫三章考核要点 1.电阻应变片由四部分组成:基底,电阻丝,覆盖层与引出线。 2.位移测量的最常用的方法用是经纬仪或水准仪及刻度尺。 3.被测物理量的单位变化引起测试系统输出值变化量的大小称为灵敏度,灵敏度的表示法 是:输出量与被测物理量之比。 4.贴电阻片处的应变为1000 u , 电阻片的灵敏系数K=2? 0,在这个电阻片上应产生的电 阻变化率应是0? 2%。 5.手持式应变仪测量方法适用于持久的应变测量,其特点是结构简单,易于操作,可适用 于非常恶劣的应变测试环境,测量结构混
15、凝土表面应变具有足够的精度。 6.电阻应变测量方法的主要特点是:测试灵敏度高,标距小、滞后小和在复杂的坏境屮也 可完成应变测量。 7.振弦式应变计由于测量的信号是电流信号,所以频率的测量不受反距离导线的影响, 而 且抗干扰能力较强,对测试环境要求较低,因此特别适用于反期监测和现场测量。 8.在轴向拉压状态下,外设补偿片的半桥测试方案布置应变片的形式和测量桥路的特点 是:消除了温度的影响,使用的应变片较少,不能消除偏心荷载的影响和不能提高测量灵敏度。 9.在轴向拉压状态下,测量应变片互相补偿的半桥测试方案布置应变片的形式和测量桥路 的特点是:消除了温度影响,使用的应变片较少,测量灵敏度提高了(1
16、+v)倍,不能消除偏心荷 载的影响。 10.在轴向拉压状态下,外设补偿片的全桥测试方案布置应变片的形式和测量桥路的特点 是:消除了温度的影响,也消除了偏心荷载的影响,桥路测量灵敏度提高一倍,但使用的应变片 较多。 11.在轴向拉压状态下,测量应变片互相补偿的全桥测试方案布置应变片的形式和测量桥路 的特点是:消除了温度影响,也消除了偏心荷载的影响,测量灵敏度提高了2 (1+v ) 倍,使用的 应变片较多。 12.在弯曲状态下,应变测试方案采用测量应变片互相补偿的半桥测试方案,这种布置应变 片的形式和测量桥路的特点是桥路测量灵敏度提髙一倍,使用应变片较少。 13.在弯曲状态下,应变测试方案采用测量
17、应变片互相补偿的全桥测试方案,这种布置应变 片的形式和测量桥路的特点是桥路测量灵敏度提高了4倍,使用应变片较多。 14.在电阻应变仪的全桥电路屮,Rl、R2、R3和R4按顺时针排列,R1和R3为 测量工作 应变片,R2和R4为温度补偿应变片即可起到温度补偿的作用。 15.一般情况下,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半桥测 量桥路。 第四章考核要点 1.混凝土强度越高,超声波在混凝土中传播的波速也越大,反之波速就小。 2.回弹法基准测强曲线或经验公式是回弹法检测结构和构件混凝土强度的关键。 3.用非破损检测混凝土强度等级,“用钻芯法测定混凝土强度等级”是不当的。 4.磁
18、检测法方法可测出钢筋位置。 5.电位差法可测出钢筋腐蚀。 6.钻芯法的优点是直观可靠地检测结构和构件混凝土的内部缺陷或强度指标,其缺点是对 原结构会造成局部损伤,所以,它只作为抽检结构和构件混凝土抗压强度、内部混凝土强度的均 匀性或缺陷的方法。 7.利用超声法检测技术,可在混凝土结构中用于检测混凝土的强度、检测裂缝的深度、检 测混凝土内部的缺陷,即混凝土结合面的质量检测和混凝土内部空洞和疏松等缺陷的检测。 8.回弹法是在结构和构件混凝土抗压强度与混凝土材料表面的硬度相关基础上建立的一种 检测方法。 9.回弹法与推岀法测定方法属于砌体强度的间接测定法。 10.扁顶法与原位单砖双剪法测定方法属于砌
19、体强度的直接接测定法。 11.推出法测定砂浆强度是一种间接的、局部破损的检测方法。 12.扁顶法不但可以在原位测量砌体的抗压强度,而且可以测量砌体的弹性模量和工作压 力。 13.“验证结构计算理论的假定”不是无损检测技术的主要任务。 14.测强曲线的确定是回弹法检测混凝土强度的关键,在使用测强曲线时应优先选用木单位 的专用测强曲线,其次是使用本地区的测强曲线,当没有专用和地区测强曲线时才考虑使用统一 测强曲线。 15.用回弹法检测混凝土强度吋,选用测强曲线应优先选用专用测强曲线。 16.用钢筋位置测定仪检测混凝土内部钢筋的位置、钢筋直径和钢筋保护层厚度时,不需要 破坏混凝土保护层,就可以有效地
20、达到测量的目的。 17.利用超声波检测钢材和焊缝缺陷的方法有穿透法与反射法。 18.用超声波检测混凝土裂缝,当结构和构件混凝土裂缝处有一对平行表面时,可釆用直穿 法或斜穿法进行测量。 19.用超声波检测混凝土裂缝,当结构和构件混凝土裂缝处仅有一个表面可用于超声测量 时,常采用平测法进行裂缝深度测量。 20.用超声法检测结构和构件混凝土内部缺陷,当建筑结构和构件有两对相互平行的测试面 时可采用对测法。 21.用超声法检测结构和构件混凝土内部缺陷,当建筑结构和构件仅有一对平行的测试面 时,应采用斜射法。 22.用超声法检测结构和构件混凝土内部缺陷,当建筑结构和构件的尺寸较大时,利用钻孔 法检测混凝
21、土内部的缺陷。 第五章建筑结构试验设计考核要点 1.研究结构在荷载作用下的弹性、弹塑性直至破坏各阶段全过程的工作性能,应取强度模 型进行试验。 2.试验荷载是指试验时人工施加的荷载与试件自重Z和。 3.通过预加载可使结构进入正常工作状态,使试件安装的支承部分接触密实。 4.通过预加载可以检查仪器及设备的工作可靠性。 5.结构静力试验加载分级是为了便于观察变形与荷载的关系。 6.结构静力试验加载分级是为了控制加载速度。 7.研究结构在荷载作用下的弹性、弹塑性直至破坏各阶段全过程的工作性能,应取强度模 型进行试验。 8.结构静力试验吋,安装在结构上的仪表,要求刚度小,不影响被测结构的工作性能。 9
22、.结构试验包括的主要环节:结构试验设计、结构试验准备、结构试验实施、结构试验分 析。 10.结构试验前,应进行预载,“预应力混凝土结构预载值可以超过开裂荷载计算值” 是不 正确的。 11.用量纲分析法进行结构模型设计时,质量M、长度L、时间T属于基本量纲。 12.试件制作与安装不包括在建筑结构试验设计内容之内。 13.相似第一定理:若两个物理现象相似,则相似指标必为1;或者相似判据相等,H 为常 数。相似第一定理是相似的必要条件。 14.相似第三定理:如果相似指标为1或相似判据相等且其它单值条件(边界条件、初始条 件等) 相同,则两现象必相似。相似第三定理是相似的充分条件。 15. n定理表述
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