浅谈土木工程结构的抗风研究发展现状

王宇飞

摘要：本文介绍了结构抗风研究的发展现状，包括频域范围内的抗风分析和时域范围内的抗风分析，具体又包括风洞试验、现场测试以及数值风洞方法。文中指出了这些研究、分析结构抗风方法的优缺点并对未来的发展方向做了展望。

关键词：风荷载抗风高层建筑大跨结构风洞风工程频域时域

随着经济技术的发展与社会的进步以及生产生活的需要，高层、超高层建筑以及大跨空间结构形式越来越受到人们的青睐，显示出极具竞争力的发展前景。而随着新材料, 新工艺, 新技术, 新形式以及新的设计方法的应用使得这些结构

形式的体型更加复杂, 结构更加轻柔,从而使得其对于风荷载的作用也更加敏感。因此土木工程结构抗风研究变得日益重要化和迫切化。本文就目前结构抗风研究的发展现状进行简要介绍并分析各种方法的优缺点，提出对未来的展望。

一、频域范围内的抗风分析

1.风洞试验

风洞试验是开展结构抗风研究的重要基础。风与结构相互作用十分复杂,在理论上还不能建立完善的数学模型来描述实际问题。而现行荷载规范风荷载条文中，关于结构的风荷载计算规定和说明虽为建筑结构的风荷载计算提供了实用的方法，但由于规范所提供的体型系数没有具体考虑所处的周围环境、大气边界层等的影响，加上结构体型的不规则性等复杂因素，计算结果误差较大。

风洞主要是用来做缩尺模型试验的设备，物体在介质中运动时，若一个模型与全尺寸事物具有相同的雷诺数和马赫数，则模型上作用的力和力矩与实物上的力和力矩成一定比例。对于体形特殊、高度较大、周围地形复杂及周围建筑较多的高层建筑及大跨建筑，规范不能明确地提供体型系数并建议进行风洞试验。风洞可以采用模型来做试验，且随时可以使用，因而是一种方便、准确的研究结构抗风性能的方法。目前，风洞己成为专用的试验设备，其理论和试验技术日臻完善和成熟。

风洞试验有显著的优点:试验条件、试验过程可以人为地控制、改变和重复；在实验室范围内测试方便并且数据准确而且直观。

风洞试验也有缺点，如风洞本身造价昂贵、动力消耗巨大;从模型制作到试验完成的周期较长；试验都是针对特定的工程结构进行，结构模型利用率低;某些

工程经费不是很充裕、工期要求较短，限制了该试验方法在工程实践中的应用。

2.现场测试

现场实测指观测实际建筑物表面的风压分布，测量结构各个部分的位移、变形等。通过现场实测，可获得详细全面、可信度较高的数据资料，加深对结构抗风性能的认识，优化设计阶段所采用的试验模型或计算模型，为制定建筑荷载规范提供依据。此外，现场实测能够及时发现问题，以便采取相应的处理措施。前述各种风速谱都是基于大量翔实的观测资料，如Davenport 谱是在不同地点、不同条件下测得的90 多次强风记录基础上归纳出来的,大多数国家建筑荷载规范都采用此水平风速谱公式。我国工程界对超高层建筑上的风向、风速、风压测试工作非常重视,曾在深圳地王大厦、香港中国银行大厦等开展过连续观测。

然而，场实测也受到一些条件的限制：一是自然风变化不定，工作环境可能不安全；二是现场测试组织和安排比较复杂，耗时耗资大，实验成本高；三是实测数据的精度问题，及到传感器的质量、数据的采集与传递、信息的存贮与后处理等方面。此外，现场实测一般在工程建成并投入使用后才能开展，只能为今后同种类型的工程结构设计提供参考。因此通常只对重大科研项目开展现场测试。

3.计算风工程

计算风工程（C W E）又称为数值风洞方法，是利用计算流体力学（C FD）方法在计算机上模拟结构周围风场的变化并求解结构表面的风荷载。这是近十几年来发展起来的一种结构风工程研究方法，并逐渐形成了一门新兴的结构风工程分支——计算风工程学（C W E）。与直接的风洞试验相比较，数值风洞具有模拟真实风环境的能力，可以构造与建筑物实际尺寸相当的计算模型，这样可以按实际的风环境进行仿真和模拟，避免了风洞试验只能进行缩尺试验的不足。

计算风工程（C W E）的核心内容是计算流体动力学（C FD ），计算流体动力学在风工程中的应用己经得到迅速发展。经过许多学者的努力，计算风工程领域己经取得了许多成就。但是，目前其研究还是属于比较困难的领域，由于建筑物或结构物总是在地表边界层内的流场中存在，成为风流动的障碍物，在这些障碍物的拐角处具有尖边，称为“钝体”。钝体周围的流场很复杂，它由撞击、分离、再附、环绕和漩涡等确定。“钝体”的影响还较难确定清楚。不过，近年来国外出现的一些有影响的商业软件，如FLU EN T，C FX ，PH O EN IC S 等，已可以形象而细致地再现许多复杂的流动现象。关于湍流的研究也取得一定的进展，一般认为现在用 C FD 技术得到的风压平均值较为可信。

目前，此类研究主要存在两方面的困难：一，相关研究领域的滞后。如湍流模型，虽有不少模型，但或多或少带有经验成分。用这些模型计算形体复杂的实际结构，计算量巨大，且结果的可信度会受到置疑。二，专业研究人员的匾乏。数值风洞技术是一门边缘学科，需要研究者精通流体力学和结构力学两个截然不同的领域。而目前国内的现状是，搞结构的人不懂流体力学，搞流体的人又不具有工程背景，因此真正从事数值风洞研究的人非常少。

二、时域抗风分析

目前工程上的结构抗风分析大多只在频域范围内进行，但对结构进行时域分析仍是有必要的。首先，频域法只能对结构进行线性分析，要较精确地进行非线性分析，只能借助于时域法；其次，时域法可使人更直接了解结构的特性，可不必在结构抗风分析中做结构的数学模型简化等大量工作，而直接计算出设计所需要的力和位移的最大值；第三，在缺乏实测或者试验资料的情况下，各种简化计算方法可以和精确的时域方法进行比较验证；第四，时域法可比频域法获得更多有关可能发生的疲劳问题信息。

三、结论

综上所述，虽然结构的抗风性能研究在数值风洞技术方面取得了较大进展，数值风洞的计算结果也相对比较准确，但是由于目前实际工程的工期和经费等方面面临很多实际问题，对每个实际工程都进行数值风洞的模拟研究和计算目前来讲比较难以实现，大部分形状不规则的建筑物的风荷载体型系数的确定还是借助于刚性模型的风洞试验来确定。时域法在结构抗风计算中有很多优点，尽管时域分析费时，但随着计算技术的不断发展，这个问题是可以克服的。而随着计算机技术的日益发展，人工模拟结构将得到极大的发展与应用，结构抗风分析的时域法也将得到更为广阔的发展空间。

参考文献

[1] 中华人民共和国标准. 建筑结构荷载规范（G

BJ50009-2001）.中国建筑工业出版社.1989.

[2] 王健,刘波,陈宏,韩友强,超高层钢结构的抗风分析综述,《钢结构》2004增刊.

[3] 薛慧莲.建筑风洞大气边界层模拟.建筑风洞鉴定资料.广东省建筑科研设计所.1986.

建筑结构抗风设计

建筑结构抗风设计在如今经济高速发展的同时，建筑的高度也飞速增高，而且建筑体型越来越复杂。高楼引来“风速杀手”。由于高层、超高层建筑鳞次栉比而引发峡谷效应，使城市街道风速加大，以致危及行人和行车安全。这种峡谷效应还表现在某些高楼部分外墙表面因风速过大产生巨大负压，玻璃幕墙或大墙板块会像雪崩一样脱落，高档门窗等也常常会发生突然崩塌、坠落伤人事故。所以，建筑高度的增高和复杂的体型使得建筑结构抗风设计的难度也在不断提高。我们要明白风对建筑的危害机理才能更好地进行抗风设计。风是紊乱的随机现象。风对建筑物的作用十分复杂，规范中关于风荷载值的确定适用于大多数体型较规则、高度不太大的单幢高层建筑。目前还没有有效的预测体型复杂、高柔建筑物风作用的计算方法；摩天大楼可能造成很强的地面风，对行人和商店有很大影响；当附近还有别的高层建筑时，群体效应对建筑物和建筑物之间的通道也会造成危害。风对建筑物表面的作用力大小，与建筑物体型、高度、建筑物所处位置、结构特性有关。我国是世界上遭受台风灾害最为严重的国家之一,每年因台风灾害造成的经济损失十分惨重。城市各类建筑物的损坏与倒塌是风灾直接损失的主要组成部分,快速预测和评估城市建筑物遭受风灾后的损伤情况,对城市防灾减灾工作至关重要,也是目前土木工程领域急待解决的一个问题。接下来让我们看一些比较成功的抗风设计的实例。 1974年美国芝加哥建成443m高（加上天线达500m）110层的西尔斯大楼成为当时世界最高的建筑，纽约的世界贸易中心大厦(412m，110层)只能让位，退居第二。大楼由9个标准方形钢筒体(22．9mx22．9m）组成。该结构由SOM设计．建筑师为FazlurKahn。建造到52层减少2个简体．到67层再减少2个简体．到92层再

大跨度结构的抗风设计

大跨度结构的抗风设计摘要：大跨度结构设计中风荷载是控制荷载之一。由于其在风荷载和结构特性方面的复杂性，至今还没有建立像高层建筑那样有效的风荷载分析方法。本文回顾总结国内外大跨度结构抗风设计方法，并指出其存在的不足，进一步分析这种结构的破坏形式及有关的抗风措施。关键字：风荷载，风压分布，风振响应，风洞试验，抗风措施 Abstract: the big span structure design stroke is one of the load load control. For the wind load and structure characteristics of complexity, so far no set up like that effective high-rise building wind load analysis method. This paper reviewed and summarized up big span structure wind design method, and points out the existing problems and further analyses the structure, the destroy form of wind resistance and relevant measures. Key word: wind loading, wind pressure distributions, wind vibration response, wind tunnel test, wind measures 1. 引言借着2008年北京奥运会和2010年上海世博会的契机，在中国掀起了一股修建大跨度体育馆（场）的热潮，出现了像“鸟巢”、“水立方”等跨度大、建筑新颖、结构复杂的建筑物。DavenPort[1]曾经说过，如果没有风，结构尤其是大型结构的设计将会容易很多，造价也会低很多。这些大跨度结构受力复杂，质量较轻、阻尼较小，处于湍流度高的低矮大气边界层中，其风致动力响应较为明显，很多时候已经不能单纯地依据规范进行设计，特别是这些结构的抗风设计几乎是无据可依。这时，大跨度空间结构的抗风设计成为衡量结构师水平的一个重要标志。 2大跨度结构抗风设计基本方法建筑结构的抗风研究是个系统工程[2]，在大跨度结构的抗风研究中，风工程研究人员的主要任务就是从外形迥异的建筑形式中归纳出结构表面风压分布的规律，解释风压分布的机理，通过结构风致响应的分析获得等效静风荷载。图2.1结构抗风研究的主要流程

高层建筑结构的抗风设计

高层建筑结构的抗风设计【摘要】随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已成为控制结构安全性能和使用性能的关键因素。根据建设规模，我国城市建设中占据比例最大的是高层建筑，而高层建筑结构的多变性和复杂性，使得结构设计工作成为建筑施工的重点和难点。面对高层建筑结构设计的相关问题，本文将对高层建筑抗风结构常见结构的问题进行分析。【关键词】高层，建筑结构，抗风设计一.前言随着我国经济的快速发，在建筑方面高层建筑结构与低层建筑结构一样，需要同时承受结构自身自重（及其他荷载）产生的垂直作用和风荷载产生的水平作用，相对于低层建筑结构水平荷载对整个结构受力影响通常较小的状况，在高层建筑结构中水平风荷载会成为高层（超高层）建筑结构设计的受力控制因素。针对我国高层建筑结构的抗风设计进行深入的研究和探讨。二.高层建筑结构抗风设计中存在的问题 1.设计风压等级的确立设计风压等级的建立需要考虑多种因素的影响。目前，我国还没有对结构设计风压等级给出明确定义，具体的划分原则和范围界定还需进一步的研究探讨。 2.风振系数的确定我国目前确定结构风震系数时采用的阻尼比是按已建建筑在微振下所获取的阻尼比实测值确定的，而抗风设计所取的风载是30-100年一遇的大风荷载。此时，结构的振动将不是微小振动，而是有较大位移的振动，而大位移振动与微振的结构阻尼比是不同的，一般前者比后者大;而阻尼比增大，将使风振系数减小。因此目前我国进行高层建筑钢结构抗风设计所取的风振系数可能偏大。 3.风振舒适度的考虑《高规》中规定重现期为10年的最大加速度限值为：公共建筑0.28m/s2；公寓建筑0.20m/s2。本文认为存在如下有待完善之处：首先，重现期取为10年已不能满足要求。《建筑荷载设计规范》中对一般结构基本风压重现期已规定为50年，且对特殊结构还要进行重现期为100年的舒适度验算；其次，该规定只将民用建筑分为公共建筑和公寓建筑两类，不够具体；再次，将峰值加速度限值仅定为0.28m/s2和0.20m/s2，不够精确。三.高层建筑的抗风设计

土木工程结构设计

东南大学土木工程结构设计作业如图所示，预应力混凝土两跨连续梁，截面尺寸b×h = 350mm×900mm，预应力筋线性布置如图所示（二次抛物线），且已知有效预应力为1200kN （沿全长）。（9根直径为15.2mm 低松弛1860级钢绞线）混凝土的弹性模量为MPa E c 4103.25?=，（C40混凝土），抗拉强度MPa f tk 3=。（1）若作用60m kN /向下均布荷载（含自重），试计算此时跨中挠度；（2）若均布荷载增加到120m kN /（含自重），此时跨中挠度是否为60m kN /均布荷载下跨中挠度的两倍？如恒载与可变荷载各为60m kN /，梁跨中需要配HRB400钢筋的面积为多少？单位：mm 100 100 100 10000 10000 1. 预应力梁等效荷载法由题意，预应力钢筋的轴线为二次抛物线，则有效预加力N Pe 产生一个与均布荷载作用下梁的弯矩图相似的弯矩图。预应力筋的轴线为单波抛物线，则有效预加力N Pe 在单波抛物线内的梁中将产生一个等效的均布荷载q e ，其值:

（1-1） e pn为该抛物线的垂度，即单波抛物线中点到两端点所连成直线的距离，即：（1-2）l为该抛物线在水平线上的投影长度。对称结构选取单跨梁进行分析，其中，，，，，，代入式（1-1）和式（1-2），得：，。作用在双跨连续梁上的等效均布荷载如图1-1所示。 p=50.4 KN/m 图1-1：双跨连续梁等效均布荷载图 2.连续梁弯矩等效荷载q e及恒活荷载q均为作用在双跨连续梁上的均布荷载，计算简图如图2-1所示，根据结构力学相关知识，对称双跨梁在对称荷载作用下，可以等效为一半结构进行分析，约束可以简化为一端简支、一端固定，如图2-2所示，其弯矩、剪力、支座反力及挠度如下

土木工程专业设计

目录一.工程概况- 1 - 二.设计资料与设计依据- 1 - （一）基本条件- 1 - （二）设计依据- 1 - 三.建筑设计- 1 - （一）办公区- 1 - （二）大厅部分- 2 - 四.结构设计- 2 - （一）结构布置- 2 - （二）荷载计算- 5 - （三）内力分析- 12 - （四）内力组合- 22 - （五）截面设计- 24 - （六）框架部分板配筋计算- 36 - （七）楼梯设计- 39 - （八）檩条设计- 41 - （九）牛腿设计- 42 - （十）柱的吊装验算- 43 - （十一）抗风柱设计- 45 - （十二）基础设计- 47 - 致谢- 54 - 参考文献- 55 -

土木工程专业毕业设计一.工程概况本工程为某大学土木馆结构试验室，包括实验大厅与办公楼两部分，总建筑面积5232.49㎡，主要建筑功能为结构试验与办公，设有150kN 中级制A2级桥式吊车。总长48m ，厂房跨度15m ，室内外高差600mm 。二.设计资料与设计依据（一）基本条件 1、气象条件基本风压0.55kN/m 2，基本雪压为0.4 kN/m 2。 2、设计标高室内设计标高±0.000m,与绝对标高相当，室内外高差0.6m. 3、地质条件地下水埋深0.3-1.5m ，各土层为：杂填土平均厚度1.36m ，主要成分为碎石.坡积土；粉质粘土平均厚度1.57m ，含水量28.9%-13.0=w ，比重 2.74-2.7=s G ，重度19.6kN/m -18.8=γ,塑性指数4.185.8-=I p ，液性指数0.69--0.68=I ，承载力标准值为kPa f k 100=；中砂平均厚度2.7m ，承载力标准值为kPa f k 85=；淤泥质粉土平均厚度7.86m ，塑性指数 9.102.6-=I p ，液性指数2.222.1-=I ，承载力标准值为kPa f k 60=；粘土在地面下13.02m ，塑性指数9.253.10-=I p ，液性指数33.031.0--=I 4、抗震设防抗震设防烈度为七度，设计基本加速度为0.1g ，属第一组（二）设计依据 1、建筑结构荷载规范（GB5009-2001） 2、混凝土结构设计规范（GB50010-2002） 3、山东省建筑标准设计-建筑做法说明（DBJT14-2） 4、建筑地基基础设计规范（GB50007-2002） 5、建筑设计防火规范（GBJ16-87） 6、抗震设计规范（GB50011-2001）三.建筑设计（一）办公区 1、屋面做法现浇楼板上铺膨胀珍珠岩保温层（檐口处厚30mm ，2%自檐口向中间找坡， 102水泥砂浆找平层厚20mm ，二毡三油防水层，撒绿豆砂保护。 2、楼面做法楼板顶面20mm 厚水泥砂浆找平，5mm 厚1：2水泥砂浆加“107”胶水着色粉面层，楼板底面为15mm 厚纸筋面石灰抹底，涂料两度。 3、墙面做法墙身为粉煤灰砌块，用M5混合砂浆砌筑，内粉刷为混合砂浆底，纸筋灰面

太阳能路灯抗风设计

2.3.2 抗风设计在太阳能路灯系统中，结构上一个需要非常重视的问题就是抗风设计。抗风设计主要分为两大块，一为电池组件支架的抗风设计，二为灯杆的抗风设计。下面按以上两块分别做分析。 ⑴太阳能电池组件支架的抗风设计依据电池组件厂家的技术参数资料，太阳能电池组件可以承受的迎风压强为2700Pa。若抗风系数选定为27m/s（相当于十级台风），电池组件承受的风压只有365Pa。所以，组件本身是完全可以承受27m/s的风速而不至于损坏的。所以，设计中关键要考虑的是电池组件支架与灯杆的连接。在本套路灯系统的设计中电池组件支架与灯杆的连接设计使用螺栓杆固定连接。 ⑵路灯灯杆的抗风设计路灯的参数如下：电池板倾角A = 16o 灯杆高度= 5m 设计选取灯杆底部焊缝宽度δ= 4mm 灯杆底部外径= 168mm 如图3，焊缝所在面即灯杆破坏面。灯杆破坏面抵抗矩W 的计

算点P到灯杆受到的电池板作用荷载F作用线的距离为 PQ = [5000+（168+6） /tan16o]×Sin16o = 1545mm =1.545m。所以，风荷载在灯杆破坏面上的作用矩M = F×1.545。根据27m/s的设计最大允许风速，2×30W的双灯头太阳能路灯电池板的基本荷载为730N。考虑1.3的安全系数， F = 1.3×730= 949N。所以，M = F×1.545= 949×1.545= 1466N.m。根据数学推导，圆环形破坏面的抵抗矩W = π× （3r2δ＋3rδ2＋δ3）。上式中，r是圆环内径，δ是圆环宽度。破坏面抵抗矩W = π×（3r2δ＋3rδ2＋δ3） =π×（3×842×4＋ 3×84×42＋43）= 88768mm3 =88.768×10－6 m3 风荷载在破坏面上作用矩引起的应力= M/W = 1466/（88.768×10－ 6）=16.5×106pa=16.5 Mpa＜＜215Mpa 其中，215 Mpa是Q235钢的抗弯强度。所以，设计选取的焊缝宽度满足要求，只要焊接质量能保证，灯杆的抗风是没有问题的。

建筑结构抗风设计

体育场网架屋盖结构风振浅析 XXX （学校，南京，210016）摘要：伴随着的材料科学发展和土木工程施工工艺的进步，新建的体育场看台多用外形美观、结构新颖的大跨度柔性结构方向发展，这不仅满足了结构使用功能的需要，同时也给观众提供了开阔的视野。大跨度网架屋盖结构在风荷载下会受到强大的吸力，并引起柔性屋面的振动。本文简要介绍了大跨结构表面风压分布特征，风致破坏机理和风洞试验在大跨屋盖结构的应用。关键词：大跨网架屋盖结构；风致破坏；风洞试验 A Brief Analysis of Study on Wind Induced Dynamic Response of Long Span Grid Roof Structures XXX ( College of Aerospace Engineering, Nanjing University of Aeronautics ＆ Astronautics, Nanjing, 210016, China) Abstract：Along with the development of science and technology，the stands of stadium are often covered with long—span flexible roof structures with beautiful shapes and new structural systems.It not noly meets the function of use,but also provide the audience with good view.When wind flows around roofs,the airflow will be separated to form a high suction zone，and the flexible roofs will suffer from wind—induced buffeting response.The article made a brief introduction of the issue Key words：Long-span grid structures；wind damage；wind tunnel test 引言风灾是自然灾害的主要灾种之一，虽然其作用幅度比一般地震荷载小，但其作用频度却比地震荷载高得多。随着结构规模的增加，风荷载变得越来越重要，以至于最后成为结构设计中控制性荷载，近年来，国内外建造了大量的重大工程建筑结构，在这些重大工程的设计中，强风作用下结构的风荷载往往决定着结构的安全性能。典型的实例是大跨度网架屋盖结构，此类结构不断出现在体育场馆、机场、文体活动中心和展览馆等大型公共建筑中。国内著名的大悬挑屋盖体育场有上海虹口足球场、青岛体育中心、上海八万人体育场以及台州体育中心主体育场等，国外实例有意大利罗马体育场、美国亚特兰大奥运会主体育场、加拿大蒙特利尔奥林匹克体育场等。此类建筑造价颇高，作为公共建筑，社会效益显著，多为当地标志性建筑。此类体育场屋盖具有质量轻、跨度大、柔性大、阻尼小、自振频率低的特点，而且这类结构往往比较低矮，在大气边界层中处于风速变化大、湍流度高的区域，再加上屋顶形状多不规则，绕流和空气动力作用十分复杂，风在体育场内形成了一个大的三维空间的非定常湍流场，体育场内风流动的机理很复杂，所以这种大跨屋盖对风荷载十分敏感。风荷

高层建筑结构的抗风设计刘桐良

高层建筑结构的抗风设计刘桐良发表时间：2019-07-19T16:03:20.703Z 来源：《基层建设》2019年第12期作者：刘桐良 [导读] 摘要：随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已成为控制结构安全性能和使用性能的关键因素。身份证号码：41048219900729XXXX 河南汝州 467599 摘要：随着高层建筑高度的增加，结构对风荷载更加敏感，在不少地区，抗风研究和设计已成为控制结构安全性能和使用性能的关键因素。根据建设规模，我国城市建设中占据比例最大的是高层建筑，而高层建筑结构的多变性和复杂性，使得结构设计工作成为建筑施工的重点和难点。面对高层建筑结构设计的相关问题，本文将对高层建筑抗风结构常见结构的问题进行分析。关键词：高层；建筑结构；抗风设计 1 前言随着我国经济的快速发，在建筑方面高层建筑结构与低层建筑结构一样，需要同时承受结构自身自重（及其他荷载）产生的垂直作用和风荷载产生的水平作用，相对于低层建筑结构水平荷载对整个结构受力影响通常较小的状况，在高层建筑结构中水平风荷载会成为高层（超高层）建筑结构设计的受力控制因素。针对我国高层建筑结构的抗风设计进行深入的研究和探讨。 2 高层建筑结构抗风设计中存在的问题 2.1 设计风压等级的确立设计风压等级的建立需要考虑多种因素的影响。目前，我国还没有对结构设计风压等级给出明确定义，具体的划分原则和范围界定还需进一步的研究探讨。 2.2 风振系数的确定我国目前确定结构风震系数时采用的阻尼比是按已建建筑在微振下所获取的阻尼比实测值确定的，而抗风设计所取的风载是30-100年一遇的大风荷载。此时，结构的振动将不是微小振动，而是有较大位移的振动，而大位移振动与微振的结构阻尼比是不同的，一般前者比后者大；而阻尼比增大，将使风振系数减小。因此目前我国进行高层建筑钢结构抗风设计所取的风振系数可能偏大。 2.3 风振舒适度的考虑《高规》中规定重现期为10年的最大加速度限值为：公共建筑0.28m/s2；公寓建筑0.20m/s2。本文认为存在如下有待完善之处：首先，重现期取为10年已不能满足要求。《建筑荷载设计规范》中对一般结构基本风压重现期已规定为50年，且对特殊结构还要进行重现期为100年的舒适度验算；其次，该规定只将民用建筑分为公共建筑和公寓建筑两类，不够具体；再次，将峰值加速度限值仅定为0.28m/s2和 0.20m/s2，不够精确。 3 高层建筑的抗风设计 3.1 高层建筑结构在风荷载作用下的破坏形式主体结构开裂或损坏，如位移过大引起框架、剪力墙、承重墙裂缝或结构主筋屈服；层间位移引起非承重隔墙开裂；局部风压过大引起玻璃、装饰物、围护结构破坏；建筑物的频繁、大幅度摆动使居住者感到不适；长期的风致振动引起结构疲劳，导致破坏。 3.2 高层建筑结构抗风的一搬设计原则保证结构具有足够的强度，能可靠地承受风荷载作用下的内力；结构必须具有足够的刚度，控制高层建筑在水平荷载作用下的位移，保证良好的居住和工作条件；选择合理的结构体系和建筑外形。采用较大的刚度可以减少风振的影响；圆形、正多边形平面可以减少风压的数值；尽量采用对称平面形状和对称结构布置，减少风力偏心产生的扭转影响；外墙、玻璃、女儿墙及其它围护构件必须有足够的强度并与主体结构可靠地连接，防止局部破坏。 3.3 风荷载的计算我国规范GB50068-2001《建筑结构可靠度设计统一标准》对荷载统计采用50年设计基准期，并且用平稳二项随机过程来描述荷载的随机过程。气流遇到建筑物时，在建筑物表面上产生压力或吸力，即形成风荷载，其大小主要与近地风的性质、风速、风向有关，也与建筑的高度、形状和地表面状况有关。根据新规范进行主体结构计算时，垂直于建筑物表面的风荷载标准值按下式计算，风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积。 3.4 风荷载作用下高层建筑的振幅、震动速度和加速度控制根据现行的建筑结构设计规范，对于高层建筑结构在风荷载作用下的变形响应主要作以下两方面的限制：（一）限制结构的顶端水平位移u与总高度H的比值（u/H），目的是控制结构的总变形量。（二）限制相邻两层楼盖间的相对水平位移Δh与层高h的比值（Δu/h），一般Δu /h在结构的各层中具有不同的比值，且往往最大的Δu/h 要超过u/H的限值。限制最大的Δu/h目的是防止填充墙、装饰部件的损坏，避免电梯轨道和管道等设施产生过大的变形。高层建筑结构的变形控制对于控制风振侧移是非常重要的，结构侧移特别是层间侧移是决定建筑物破坏程度的因素，因此能否将侧移控制在允许限度内，是检验抗侧力体系有效性的重要指标。 3.5 高层建筑结构抗风加固的方法（一）增大截面法。增大构件的截面面积，提高承载能力及截面刚度，改变自振频率，减小结构的动力风荷载效应。多用于加固结构中的梁、板、柱和钢结构中的柱及屋架以及砖墙、砖柱等。此法会减小使用空间，增加结构自重。（二）外包钢加固法。在结构构件四周包以型钢进行加固，分干式外包钢和湿式外包钢两种形式。在保持原构件截面尺寸的同时提高构件承载力、延性和刚度，适用于混凝土柱、梁、屋架和砖窗间墙以及烟囱等结构构件的加固。但用钢量较大、维修费用较高。（三）预应力加固法。外加预应力钢拉杆对结构进行加固。在几乎不改变使用空间的条件下，提高构件的承载力。广泛用于受弯构件以及混凝土柱、钢梁及钢屋架的加固。加固效果好而且经济，很有发展前景；不足的是增加了施加预应力的工序和设备。（四）改变受力体系加固法。增设支点或采用托梁拔柱的办法改变结构的受力体系。大幅度提高结构构件的承载力，减小挠度、裂缝宽度。多用于大跨度结构。（五）外部粘钢加固法。用胶粘剂在构件外部粘贴钢板。施工简易周期短，加固后几乎不改变构件的外形和使用空间，大大提高构件

土木工程结构试验学习心得

土木工程结构试验学习心得 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

土木工程结构试验学习心得土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。通过本课程的学习，使我获得土木工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。《土木工程结构试验》是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。通过本门课程的学习，在理论上我学到许多关于结构试验的知识，工程结构试验的量方法、程结构试验过程、可靠性鉴定等。工程结构试验的量方法土木工程结构试验中的试验荷载要与结构在实际中的受力情况相一致，试验时的荷载应使结构处于某一种实际可能的最不利的工作情况。当采用等效荷载时，试验荷载的大小要根据相应的等效条件换算得到，同时要注意荷载图式的改变对结构的各种影响。结构试验的加载制度要根据不同的结构按照相应的规范或标准的规定进行设计。测量方法：机测法。利用机械仪表测量所需的数据或参数，机测法适应性强、简便、可靠、经济，是结构试验中最常用的测量手段。 ②电测法。通过传感元件把试验需要测量的数据或参数，转换为电阻、电容、电感、电压或电流等电量参数，经放大器放大，然后进行测量，由指示记录设备记录和显示，这种转换和测量技术称为非电量电测技术，具有准确、快速测量、自动控制、连续记录和远距离操纵等优点。与计算机联机，还可根据测量结果自行判断和运算。③光测法。利用光的准直性对测量参数放大、转换、实现连续记录，阻尼小、响应快（如光线示波记录仪）。也可利用光敏材料的物理化学原理和力学特性在偏振光作用下产生的光学效应，测定应力场（如光弹仪），简便、可靠、直观性好；及激光测量位移和激光全息的应用。

超高层建筑结构抗风性能研究

超高层建筑结构抗风性能研究发表时间：2018-11-27T11:18:27.293Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第21期作者：白旭涛1 袁王辉2 李超然3 [导读] 在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。白旭涛1 袁王辉2 李超然3中国启源工程设计研究院有限公司陕西省西安市 710018摘要：高层建筑数量的不断增加更加充分利用土地资源，在结构设计中我们需要考虑高层建筑与多层建筑的区别，且高层建筑由于整体高度，结构内部受力情况也更加复杂。对于高层建筑而言，风荷载引起的效应在总荷载效应中所占的比重比较大，所以要做好高层建筑结构抗风设计工作，提高建筑结构的科学性和合理性，从而为人们提供一个舒适的居住环境，以此促进高层建筑的发展和进步。关键词：超高层；建筑结构；抗风；性能 1高层建筑结构抗风设计理论高层建筑一般具备较大的高宽比，同时其抗侧刚度较小；并且地震作用和风荷载都是其主要承担的水平荷载。相比较地震作用，风荷载出现的频率比较高。所以，在高层建筑结构中，主要设计的荷载是风荷载。 1.1基于性能的结构抗风设计理论基于性能的结构抗风设计理论，主要目标是在不一样强度水平风振的影响下，对建筑结构的安全和舒适度进行有效的控制，从而确定不同性能水准，确保在整个生命周期内的建筑物，在承担可能会出现的风振作用下，其总体成本费用是最小的。 1.2结构风振性能水准 1. 2.1风振系数作为我国目前使用得荷载规范的一个重要系数，风振系数对风载值的作用比较大。 1.2.2人体舒适度在侧向力的影响下，高层建筑会出现振动的情况，如果振动处于某一个限值时，人们会产生不舒服的感觉。人体得舒服度可以分为六个不同的等级，分别是无振感、轻微振感、中等振感、烦恼和非常烦恼以及无法忍受。 1.2.3结构风振性能水准性能水准，主要是指所设计的建筑物，在可能会遭受的特定风作用下，所明确的最大容许舒服度，或者所容许的最大破坏度。主要是从舒适度和变形两个方面确定性能水准的指标。 1.3结构性能目标性能目标，主要指的是所设计的建筑物，在设计风压等级的需求下，满足性能水准的总和。结构性能目标，要综合考虑建筑物的使用要求、功能要求的重要性等等要素。 1.4结构抗风计算 1.4.1理论计算在计算分析的工作中：①要充分的考量结构的线性，同时要充分的考量非线性恢复力特性，从而完成模型分析工作；②选择科学的计算方法，计算模拟风场，同时分析风振的动力时程；③按照不一样的性能目标，选择有效的分析方法；④推广实用性较强和容易掌握的计算方法，降低计算量，重视前后处理软件程序的开发和利用工作。 1.4.2风洞试验风洞试验的主要目标，是对大气边界层风对建筑物产生的作用进行测量。高楼会导致比较强的地面风，对地面的破坏作用也比较大；如果高层建筑集聚在一起，群体效应会危害建筑物和建筑物之间的通道，上述情况都可以利用风洞试验完成分析工作。 2提高超高层建筑稳定性的相关方法超高层建筑会有正常的摆动，顶层会有一个自动配重的装置，主要用于预防地震。这个配重装置的学名叫做风阻尼器(tunedmassdump-er)。这是一个几百吨重的悬挂在楼顶部的大铁球，它调整了房屋的共振频率，使房屋在强风，地震情况下减少震动幅度，调整振动频率避免共振。房屋在大风中引起的晃动，包括建造过程中，是主要靠地基来保证建筑的整体完整性的。超大型建筑的保险系数是很高的，比一般小高层之类的要稳得多。另外在结构较高时，风阻尼器的安装，会减少震动幅度，也是为了减少人在内部活动的眩晕感，对于建造好的建筑结构如何做抗震与抗风设计的。建造过程中，并不是抗震的最不利状态。所以在设计过程中，有一个原则或者方法:对最不利状态进行设计。所谓最不利，就是各种情况下，对结构物危害最大的情况。一个结构物，受力状态多种多样，设计者不可能对每一个状态都进行计算，只能选择最不利的状况进行设计计算。最不利状况没有问题了，那么其他状况也就自然满足。值得指出的是，与最优化问题类似，通常也没法找到最不利(对应全局最优)的状况，只能找到若干个次不利(对应局部最优)的状况，以此作为依据进行结构稳定设计。回到这个问题本身，在建造过程中，如果将施工辅助设施牢固的固定在建筑物上，这时候如果发生地震，似乎并不是结构的最不利状况。因为地震荷载与几个因素有关，结构物的质量，结构物的刚度，结构物的高度。在建筑物达到最高处，建造完毕时，此时结构物的质量最大，刚度最小，高度最高。这时候，似乎才是结构物的最不利状况。这时候，抗震性能满足要求，那么建造过程中的抗震性能就自然满足了。 3高层建筑结构抗风措施 3.1横向风控制高层建筑具有高而柔的特点，其一阶自振频率往往与风荷载峰值频率比较接近，在风荷载作用下很容易产生强烈的共振效应，导致结构响应放大。从横风向风力形成以及横风向响应的特点来看，控制横风向风致响应可以采用气动措施和结构措施。气动措施包括：减小横风向风力和改变建筑周边漩涡脱落频率，改变横风向风力功率分布；结构措施包括改变结构刚度或改变结构阻尼。 3.1.1气动措施

结构抗风抗震感想

结构抗风抗震感想结构抗风抗震是个庞大的学科，但最主要的是桥梁抗风与抗震，桥梁抗风抗震无论是在中国还是在国外，都有着一定的发展历史，长期的发展历程。整个世界每天都在改变，而桥梁抗风抗震也随科学的进步而发展。力学的发现，材料的更新，不断有更多的科学技术引入桥梁中。以前只能建在小的地方的桥，现在不仅可以建各种类型的大跨度桥，更要追求美观，不同的思想，不同的科学，推动了桥梁抗风抗震的发展，使其更加完美的融入结构抗风抗震中。结构抗风抗震也是一门古老的学科，它已经取得了巨大的成就，未来的桥梁抗风抗震将在人们的桥梁建设生活中占据更重要的地位。这是一门需要心平气和和极大的耐心和细心的专业。因为成千上万，甚至几十万根线条要把桥梁的每一处结构清楚的反映出来。没有一个平和的心态，做什么事情都只是浮在表面上，对任何一座桥梁的结构，对要从事的事业便不可能有一个清晰、准确和深刻的认识，这自然是不行的。从事这个行业，可能没有挑灯夜战的勇气，没有不达目的不罢休的精神，只会被同行所淘汰。这是一个需要责任感和爱心的行业。要有一颗负责的心——我一人之命在我手，千万人之命在我手。既然选择了桥梁抗风抗震建设，就应该踏踏实实的肩负起这个责任。这更是一个不断追求完美的行业。金字塔，壮观吧；长城，雄伟吧......但如果没有一代又一代人的不断追求，今天的我们或许还用那种最古老的办法来造这同样的桥梁建筑。设计一座桥梁的结构是很繁，但是这都是经历了数个世纪的涤荡，经过不断的积累，不断改良，不断创新所得到的。而且这样的追求，绝不局限于过去。试想，如果设计一座桥梁能够像计算一加一等于二一样简单而易于掌握，那何了而不为呢？因此，桥梁抗风抗震大师总是在不断的求索中。一个最简单的结构，最少的耗费，最大的功用。选择研究桥梁抗风抗震，选择了一条踏实勤奋，不断创新，追求完美的道路。随着人们生活的水平的不断提高，人们对自己所处的地球空间已经不仅仅单纯从数量上提出更高的要求，而且从速度上也提了更高的要求，要求快速，有一定抗风险能力。这就需要对桥梁进行必要的加固。如果说桥梁主体工程构成了桥梁的骨架，那么装饰后的桥梁抗风减震则成了有血有肉的有机体，最终以丰富的，完善的面貌出现在人们的面前，最佳的桥梁抗风抗震应该充分体现各种材料的有关特性，结合现有的施工技术，最有效的手法，来达到构思所要表达的效果。桥梁设

土木工程结构试验期末重点

1.土木工程结构试验的任务：是基于结构基本原理，使用各种仪器仪表和试验设备，通过有计划地对结构物受载后的性能进行观测，对测量参数（位移，应力，振幅，频率等）进行分析，达到对结构物的工作性能作出评价，对其承载能力作出正确估计，并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。 2.土木工程结构试验的作用：是结构发展理论的重要途径，是发现结构设计问题的主要手段，是验证结构理论的主要方法，是结构质量鉴定的直接方式，是制定各类技术规范和标准的基础。 3.结构试验的分类：（1）按试验目的分类：科学研究性试验、生产鉴定性试验（2）按试验对象分类：真型试验、模型试验、小构件试验（3）按荷载性质分类：静力试验，动力试验（4）按试验时间长短分类：短期荷载试验、长期荷载试验（5）按试件破坏与否分类：（6）按试验场地分类：实验室试验、现场试验 4.科学研究性试验：验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。 5.生产鉴定性试验：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依据、检验结构可靠性、估算结构剩余寿命、鉴定预制构件的产品质量。 5.1发展简史：解放前，科学技术极端落后，根本没有土木工程结构试验这门学科，解放后，迅速发展，建立一大批各种规模的结构实验室，拥有一支实力雄厚的专业技术队伍，具有一定数量的现代化仪器设备，并积累了丰富的试验技术经验。目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用，各种试验设备自动化水平的提高，越来越先进的试验技术手段会不断涌现。 5.2试验准备阶段主要工作：试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载 5.3试验实施阶段：（1）确定基本加载方案，如破坏与否、试验周期的长短等（2）荷载图式的选择，如集中荷载还是均布荷载。（3）加载顺序的确定，如直接加载还是分级加载，按几个循环进行。（4）观测注意点和测点布置。观测时应注意：首先观测试件的整体工作状态、整体工作变形能反映出整体工作的面貌，而后观测局部的变化。测点布置：要满足试验要求，便于操作和测读，数据准确等。 6.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，破坏试验一般以模型结构为对象。 7.结构试验的一般过程：结构试验规划设计、结构试验准备、结构试验实施和结构试验资料整理分析并提出试验理论。其中制定试验规划设计阶段最为重要，试验实施阶段（试验加载测试阶段）是中心环节。 8.路标实验1767年法国科学家荣格密里在没有量测的情况下，首次用简单的试验，验证了受弯梁断面上应力的存在，这位就是著名的路标试验。 8.1.静力荷载加载顺序：预加载阶段、标准荷载阶段、破坏荷载阶段。 8.2动力荷载：动荷载是指使结构或构件产生不可忽略的加速度反应的作用。对结构施加动荷载，主要用于研究结构动力性能的试验，如结构的疲劳试验，采用匀速脉动荷载，一般应使试件在试验时不产生共振，远离共振区，加载顺序应根据实际情况而定。 9.分级加载的优点：对静荷载的加载通常采用分级加载方式，可以控制加载速度、便于观察结构变形与荷载之间的相互关系，了解各阶段的承载情况、有利于各点加载统一步调。 10.预加载的目的：使结构内、外部接触良好，进入正常的工作状态；检验全部试验装置的可靠性，检查全部观测仪表的工作是否正常；起到演习的作用；总之通过预加载可以发现一些潜在的问题并将之解决在正式试验之前，这对保证试验顺利进行具有重要意义。 11.加载方法：1）预加载一般分三级进行，每级取标准荷载值得20%，加载一级停歇10min，混凝土构件预加载荷载值小于开裂荷载值的70%；2）正式加载：小于标准值时，每级不大于标准值的20%，一般分五级加至标准荷载值，超过标准值时，每级不大于标准值的10%，当所加荷载到达破坏荷载的90%时，采用标准值的5%加载至破坏。 12.间歇时间：钢结构一般不小于10min，混凝土或木结构不少于15min。满载时间：标准长期宜持续30min~24h，对于标准短期，钢试件和钢筋混凝土时间不小于 30min，木试件不小于60min，拱和砌体构件为180min，预应力混凝土满载30min，开裂持续30min。空载时间：一般钢筋混凝土构件45min，重要的跨度大于12m的构件去满载时间的1.5倍，钢结构时间不大于30min。 13.试验加载图式：试验荷载在结构构件上的布置形式。一般要求与理论计算图式一致，在实际结构试验中因条件限制无法实现，应根据试验目的与要求，采用与计算简图等效的加载图式，等效荷载。 14.等效荷载：指加在试件上，使试件产生的内力图形与计算简图相近、控制截面的内力值相等的荷载。 15.等效荷载加载图式应满足的条件：等效荷载产生的控制截面的主要内力应与计算内力相等，等效荷载产生的主要内力图形与计算内力图形相似，对等效荷载引起的变形差别应予以修正，控制截面内力等效时，次要截面上的内力应与设计值相近。 15.1采用等效荷载应注意：除了控制截面的某个效应与理论荷载相同外，该截面的其他效应和非控制截面的效应，则可能有差别，所以必须全面验算因荷载图式改变对试验结构构件的各种影响。必须特别注意结构构件是否因最大内力区域的某些变化而影响承载能力，尤其对不等强的结构，一定要细加分析和验算，采取有效的等效荷载形式。比如增加集中荷载个数，从而减少或消除影响。 16.加载方法与设备的要求：（1）选用的试验荷载图式必须是等效荷载图式（2）荷载传力方式和作用点明确，产生的荷载数值准确稳定，静荷载不随加载时间、外界环境和结构物变形而变化，保证荷载量的相对误差不超过+-5%（3）静载试验便于分级加载和卸载，能控制加、卸载速度，荷载分级的分度值要满足试验量测的精度要求（4）加载设备不参与结构工作，不影响结构的自由变形，不影响结构受力（5）加载装置本身要安全可靠，不仅满足强度要求，还需严格控制变形量（6）力求采用先进技术，减轻劳动强度，尽量提高试验效率和质量 17.静力荷载试验中常用的加载方法：重物加载、气压加载、机械加载、液压加载、电液伺服加载系统惯性力加载、电磁加载、人工激振加载。 18.液压加载器（千斤顶）的工作原理：当油泵将具有压力的液压油压入千斤顶的工作油缸时，活塞在压力油的作用下向前移动，与时试件接触后，活塞便向结构物施加荷载，荷载值的大小由油压表示值和加载器活塞受底面积求得，也可以由液压加载器与荷载承力架之间所置的测力计直接测读，或用传感器将信号输给电子秤显示或记录器直接记录。 19.液压加载系统主要由高压油泵、管路系统、操作台、液压加载器、加载架、试验台座等部分组成。 19.1液压加载：是目前结构试验中应用普遍和理想的加载方法。优点：是利用油压使液压器产生较大荷载，试验操作方便，安全，特别是对于大型结构构件试验，当要求荷载点数较多、吨位较大时更合适，尤其是电液伺服加载系统的广泛应用，为工程结构动力试验模拟地震荷载等不同特性的动力荷载创造了有利条件。 20.目前国内结构试验常用的台座主要有：板式试验台座（槽式试验台座和地脚螺丝式试验台座）、箱式试验台座、抗弯大梁式台座、空间桁架式台座。 21.离心力加载是根据旋转质量产生的离心力对结构施加简谐振动荷载：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至少在2000kN以上；机械式加载不仅可以对建筑物施加静力荷载，也可以施加动力荷载；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离心力加载两种方法。 22.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；采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法，可使结构受冲击荷载作用而产生自由振动；液压加载的最大优点是利用油压是液压加载器产生较大的荷载，试验操作方便安全。 23.结构疲劳试验机主要是脉动发生系统、控制系统、液压加载器工作系统三部分组成，结构疲劳试验机脉动频率可根据试验的不同要求，在100~500次/分范围内任意调节选用。 24.电液伺服加载系统有电液伺服液压加载器、控制系统、液压源三部分组成。 25.结构试验测量技术包括：量测方法、量测工具、量测误差分析；量测方法主要有直接测量法和间接测量法，偏位测定法和零位测定法；量测误差包括系统误差、过失误差、偶然误差；主要量测的内容暴扣外部条件（外荷载、支座反力）、结构变形（位移、应变、曲率等）、内力（应力）、裂缝以及自振频率、振型、阻尼等一系列动力特征。 26、量测仪表主要由感受部分、放大部分、纪录显示部分；主要性能指标有：刻度值、量程、灵敏度、分辨率滞后、精确度、可靠性、零位温飘和满量程热漂移、线性范围、线性度等等。 27.仪表率定的概念：为了确定仪表的精确度和换算系数，定出其误差，需将仪表示值与标准量相比较，求出被率定仪器的刻度值。方法：在专门率定设备上率定，这种设备能产生一个已知标准量的变化，把它和被率定仪器的示值做比较，求出被率定仪器的刻度值；采用和被率定仪器同一等级的标准仪器进行比较来率定；利用标准试件率定仪器。 28.索力测量的方法：电阻应变片测定法、拉索伸长量测定法、索拉力垂度关系测定法、压力表测定法、压力传感器测定法、频率法、磁通量法。 29.应变测量的主要方法有：应变机测法、应变电测法、应变光测法。 30.应变电测法：在结构试验中，因结构受到外荷载或温度及约束等原因而产生应变，应变为机械梁，用量电器量测非电量，首先必须把非电量转化为电量的变化，然后才能用量电器量测，量测由应变引起的电量的变化称为应变电测法。 31.电阻应变片的工作原理及构造：电阻丝感受的应变和它的电阻相对变化成线性关系，当构件受力变形时，敏感元件的截面、长度等尺寸将随构件的变形而变形，因而其电阻值也将发生相应的变化。只要用精密仪器测出电阻应变片电阻的变化率，即可得出构件应变的大小，从而求出其承受的应力。组成：敏感栅、引出线、覆盖层、基底、粘接剂。 32.量测仪表选用原则或试验对仪表的基本要求：（1）仪表性能应满足试验具体要求，如合适灵敏度，精度和量程。精度：最小刻度值小于等于被测值的5%；量程以选用最大被测值的1.25～2.0倍为好（2）动态量测仪表其线性范围、频响特性、相对特性等均应满足试验要求（3）对于安装在结构上的仪表或感受器，要求体积小、自重轻，不影响结构的工作性能和受力（4）同一试验中选用的仪表种类、规格尽可能少，以便统一数据的精度，简化量测数据的整理工作和避免出错（5）仪表对环境的适应性要强且使用方便，工作可靠和经济耐用 33.振动测量仪器主要由：拾振器、测振放大器、显示记录仪。 34.精确度：是精密度和准确度的综合反映，是指仪表指示值与被测值得符合程度，常用满量程的相对误差来表示。仪器精度越高说明随机误差和系统误差小，误差越小，精度越高。 35.滞后：在恒定的环境下，某一输入量从起始量程增至最大量程，再由最大量程减至最小量程，正反两个行程输出值之间的偏差称为滞后。 36.可靠性：在规定的条件下，满足给定的误差极限范围内连续工作的可靠性，或者说构成仪表的元件或部件的功能随时间的增长仍能保持稳定的程度。 37.电桥原理：相邻两臂的应变输出符号相反，相对桥臂的应变输出符号相同。 38.温度效应：用电阻应变片测量应变时，应变片除了感受试件应变外，由于环境温度变化的影响，同样也能通过应变片的感受而引起电阻应变仪指示部分的示值变动，此种变动即成作温度效应。 39.温度效应产生原因：电阻丝温度改变 Rt ，即Rt ；材料与应变片电阻思想膨胀系数不相等，但二者又粘在一起，当温度该改变t 时，引起附加电阻的变化。 40.消除温度效应方法：应变片自补偿法和桥路补偿法（温度片补偿和工作片补偿），常用为桥路补偿法。 41.常用的电桥连接有半桥连接和全桥连接：应变片的粘结步骤：计划准备、试件测点表面处理、应变片粘结、固化处理、应变片粘结质量检查、导线连接、防护处理。42.钢弦传感器工作原理：钢弦传感器被张紧的钢弦作为敏感元件，利用其固有频率与张拉力的函数关系，根据固有频率的变化来反应外界作用力的大小。 43.读数显微镜是如何测定裂缝宽度的？试件表面的裂缝经过物镜在刻度分划板上成像，然后经过目镜进入肉眼，由于微调螺丝的螺距和上分划板的分化值均为 0.5mm，所以读数鼓轮每转动一圈，下分划板上划线相对上分划板边移动一刻度值。 44.裂缝观测的主要内容：裂缝的出现时间和位置，裂缝出现的最大宽度，裂缝的基本走向描绘。 45.电阻应变片的主要技术性能指标：灵敏系数，标距，使用面积，电阻值，应变极限等。 46.电阻应变片的优缺点：优点是灵敏度高、尺寸小、重量轻、粘结牢固、适用于各种温度场和外部环境；缺点是不能重复使用，黏贴工作量大、估计参数不精确、具有近似性。 47.按基底材料应变片分为：纸基应变片、胶基应变片、金属基应变片、临时基底应变片。 48.钻心检测混凝土强度原则：钻去芯样的位置应尽量避免在结构主要受力部位避免在结构边缘，接缝处取样；混凝土强度质量有代表性的部位；便于钻芯机安防和操作的部位，避免主筋等钢筋；每个芯样应清楚的标注几号，并记录芯样在混凝土结构中的钻去位置。 49.芯样要求：芯样数量、芯样直径、芯样高度、芯样外观检查、芯样测量、芯样端面补平方法。 50.回弹法检测混凝土的基本原理及检测原则：检测原则前提是混凝土结构内外质量一致。检测原理：采用回弹仪的弹簧驱动一起内的重锤，通过弹击杆弹击混凝土表面，并检测处重锤反弹回来的距离，以反弹距离与弹簧初始长度之比，回弹值R，由R与混凝土强度的相关关系来推算混凝土的抗压强度。 51.回弹法检测混凝土强度测强曲线及用途：专用测量曲线：影响因素的干扰较少，推算强度的误差也较小；地区测量曲线：适用于某一地区情况，设计影响因素比专用曲线广泛，误差较大；通用测量曲线：覆盖面广。 52.钻心取样法检验混凝土强度方法：从施工已完成的混凝土结构中，用钻机或冲击钻钻处芯样，将芯样进行处理，通过芯样测定混凝土的劈裂抗拉强度或抗拉强度。 53.后张预应力结构的工作原理：由于预加应力和外荷载引起的应力叠加后，可能是结构中出现拉应力，或裂缝出现延缓，或将裂缝控制在一定范围内，这即是后张预应力的基本原理。 54.什么是先张和后张预应力结构？答：先张预应力结构：先张法指采用永久和临时台座在构建混凝土浇筑之前施张预应力筋待混凝土达到设计强度和龄期后，将施加在预应力筋上的拉力逐渐释放，在预应力筋回缩的过程中利用好其余混凝土之间的粘结握裹力对混凝土施加预应力。后张法是指在混凝土构件浇筑，养护和强度达到设计值后，利用预设在混凝土构件内的孔道穿入预应力筋，以混凝土构件本身为支撑采用千斤顶来张拉预应力筋，然后用特定的锚具将预应力筋锚固形成永久预应力，最后在预应力筋孔道内压注水泥浆防锈，并使预应力筋和混凝土黏结成整体。 55.穿心式千斤顶的工作原理：张拉预应力筋时，张拉缸油嘴进油，顶压缸油嘴出油，顶压油缸，连接套件和成套连成一体顶住锚环，张拉油缸、端盖螺母及堵头和穿心套连成一体带动工具锚移动张拉预应力筋，顶压锚固时，在保持张拉力稳定的条件下，顶压油缸嘴进油，顶压活塞、保护套和顶压头连成一体移动将夹片强力顶入锚固环内，此时张拉油缸嘴回油、顶压缸油嘴进油张拉缸解压回程。最后，张拉缸、顶压缸油嘴同时回油，顶压活塞在弹簧力作用下回程复位。 56.千斤顶标定的原因：油压千斤顶的作用力一般有油压表测定和控制，油压表上的指针读数为油缸内单位油压，在理论上将其乘以活塞面即为千斤顶的作用力。但是由于油缸与活塞之间有一定的摩阻力，此项摩阻力抵消一部分作用力，因此实际作用只要比理论值偏小。为正确的控制张拉力，一般均用校验标定的方法测定油压千斤顶的实际作用力与油表读数的关系。由于每台千斤顶的配合面积及尺寸和表面的粗糙程度不同，密封圈和防尘圈的松紧程度不同，造成千斤顶内摩阻力不同，而且摩阻力虽有压高和使用时间的变化而变化，所以，千斤顶要进行定期标定，且要进行配套校验，以减少累积误差，提高预应力控制张拉力的测力精度。 57.对张拉千斤顶进行校验情况：新千斤顶初次使用前；油压表指针不能退回原点；千斤顶、油压表和油压管进行过更换或者维修后；张拉二百次或连续张拉两月后；张拉应力终于仅出现多跟断裂事故或者张拉伸长值有较大误差；停放三个月不用

浅谈土木工程结构的抗风研究发展现状

建筑结构抗风设计

最新土木工程结构

大跨度结构的抗风设计

高层建筑结构的抗风设计

土木工程结构设计

土木工程专业设计

太阳能路灯抗风设计

建筑结构抗风设计

高层建筑结构的抗风设计 刘桐良

土木工程结构试验学习心得

超高层建筑结构抗风性能研究

结构抗风抗震感想

土木工程结构试验期末重点

高层建筑结构的抗风设计刘桐良