建筑结构试验

1. 根据不同的实验目的，结构试验一般分为研究性试验和鉴定性试验2. 研究性实验的目的：1）通过结构试验验证结构计算理论或通过结构试验创立新的结构理论2）通过结构试验制定工程技术标准3. 鉴定性试验的目的：1）通过结构试验检验结构构件或结构部件质量2）确定已建结构的承载能力3）验证结构设计的安全度4. 结构试验一般可分为：实验规划与设计实验技术准备实验实施过程实验数据分析与总结四个阶段5. 结构试验设计的基本原则：1）真实模拟结构所处的环境和结构所受的荷载2）消除次要因素的影响，3）把结构反应视为随机变量4）合理选择试验参数5）统一测试方法与评价标准6）降低试验成本提高实验效率6. 传感器是一种转换器件他能把物理量或化学量转换为可以观测记录并加以利用的信号，在结构试验中，被转换的量一般为物理量，如：力位移速度加速度等7. 测量可分为直接测量和间接测量8. 加载设备和利用加载设备所施加的实验荷载必须满足下列基本要求：1）试验荷载的作用方式必须使被实验结构或构件产生预期的内力和变形方式2）加载设备产生的荷载应该能够以足够的精度进行控制和测量3）加载设备不参与结构工作，不影响结构或构件的的受力状态4）加载设备本身应有足够的强度和刚度9. 绞盘卷扬机和手动葫芦常用于结构现场的检验性试验，对实际结构施加斜向或水平荷载10. 在结构设计中，常见的支座或边界条件为简支边界或固定边界，结构试验的铰支座：固定铰支座活动铰支座柱式试件的铰支座11. 应变测试方法分为：机测和电测，机测法的原理是利用机械式仪表，测量试验结构上两点之间的相对线位移，然后再转换为应变值。

最常用的的应变电测法是电阻应变片法12. 电阻应变仪的测量原理是通过惠斯登电桥，将微小电阻变化转换为电压或电流的变化13. 消除温度影响的方法称为温度补偿法，有桥路补偿法和应变片补偿法两种14. 电阻应变片的安装及测量技术要点：1）根据实验要求正确选用电阻应变片和类型和规格2）正确的选用粘贴电阻应变片的胶粘剂3）粘贴工艺步骤为：测点部位打磨并干燥处理定位划线涂抹底胶用胶粘剂粘贴应变片及接线端子焊接出引线应变片表面的防潮及防护处理15. 灵敏度：仪器仪表的输出量的变化Δy与相应输入量的变化Δx的比值16. 静力性能主要是指结构在经理何在作用下形态的的变化，而反应结构性能变化的是定量数据17. 量程：仪器仪表所能测量的物理量的范围18. 分辨率：仪器仪表的显示装置所显示的最小变化量的测量值19. 结构试验中仪器仪表的选用原则（基本要求）：1）根据被测量的物理性质选择仪器仪表的基本功能2）预估被测物理量的变化范围选择仪表的量程的精度3）选用可靠性程度较高的仪器仪表20. 电阻应变式位移传感器的测杆通过弹簧与一固定在传感器内的悬臂梁相连，在悬臂梁的根部粘贴电阻应变片，测杆移动时带动弹簧使悬臂梁受力产生变形，通过电阻应变测量电阻应变片的应变变化，在转化为位移量21. 利用粘贴在混凝土受拉区的电阻应变片，当混凝土开裂时，如果裂缝穿过电阻应变片，该应变片的读数突变，从而可以判断开裂的部位22. 结构静载实验的大纲内容：1）概述2）试件设计与制作工艺3）家在方案与设备4）测试方案与内容5）安全性措施6）实验组织管理7）附录23. 试件的数量由实验目的和试验参数决定，试验参数的数目称为因子数，因子数可能取值的数目称为水平数。

正交试验采用正交表设计试件数量24. 以研究构件或截面的力学性能为主要目的时，预应力混硬土和钢筋混凝土时间的尺寸由材料特性所要求的最小尺寸控制25. 结构静载实验可分为短期荷载实验和长期荷载试验。

在短期荷载试验中又可分为单调加载静载实验和反复加载静载试验，后者常用来近似模拟地震对结构的反复做用26. 在分级加载制度中，每一级荷载增量的大小的分级的数量，应根据实验目的和试件类型来确定。

对于混凝土结构，试验荷载应按下列规定分级加载和卸载：1）根据构件的受力特点和要求，计算时间的使用状态短期荷载值。

在达到短期荷载值以前，没机加载值不宜大于短期荷载值的20%，超过短期荷载值后，每级荷载值不宜大于短期荷载值的10% 2）为了较准确的捕捉开裂荷载，对于研究性试验，加载到达开裂荷载计算值的90%后，每级加载值不宜大于短期荷载值的5%；对于检验性试验，荷载接近抗裂检验荷载时，每级荷载不宜大于该荷载值的5%：裂缝出现后，仍按第1条的要求加载3）对于研究性试验，加载到达承载力试验荷载计算值的90%以后，每级加载值不宜大于短期荷载值的5%；对于检验性试验，加载接近承载力检验荷载时，每级荷载不宜大于承载力检验荷载设计值5% 4)每级卸载值可却为短期荷载值的20%•30%：每级卸载后在构件上的剩余值宜与加载时的某一荷载值对应，以便在同一荷载值下进行测试数据的比较27. 再混凝土结构域的分级加载制度中，应按统一的标准来选取每级加载和卸载的何在持续时间，具体操作可按下列规定执行：1）每级荷载加载或卸载后的持续时间不少于10min，且宜相等2）如果实验要求得到的结构或构件的正常使用极限状态的性能指标，在使用状态短期荷载作用下的持续时间不少于30min 3）对于预应力混凝土结构或构件，在开裂试验荷载计算值作用下的持续时间宜适当延长4）在现场对混凝土结构进行试验时，对新型结构或构件、大跨度结构或其他重要结构，在使用短期荷载作用下的持续时间不少于12h28. 结构静力实验的项目包括：荷载、位移、转角、应变、裂缝分布与裂缝宽度29. 实验观测方案包括：1）确定观测项目2）选择测量范围30. 测点的选择必须具有代表性，也就是说在所测点得到的数据能够说明结构的受力性能。

31. 为了保证测试数据的可靠性，应布置一定数量的校核性测点，防止偶然因素导致测点数据失效。

如条件容许，宜在已知参数的部位布置校核性测点，以便校核测点数据和测试系统的工作状态32. 试验中选择的仪器仪表必须能够满足观测所需的精度和量程要求，不必盲目追求高精度的测试手段，尽量避免因仪器仪表量程不足在试验过程重新安装调整33. 结构动荷载试验可根据荷载作用的时间和反复作用次数分为：1）爆炸或冲击荷载试验2）结构抗震试验---地震模拟振动台试验3）结构疲劳试验4）结构振动试验34. 结构动力特性参数：自振频率、振型和阻尼比等35. 结构动荷载试验与静荷载试验不同之处：1）动载试验中，荷载随时间连续变化2）动载作用下结构反应与自身的动力特性密切相关3）动力条件下结构的承载能力和使用性能的要求发生变化4）冲击或爆炸作用下，结构在很短的时间内达到其极限承载能力36. 频率是描述动态信号变化速度的主要变量，其单位为赫兹（Hz），即信号每秒反复的次数。

土木工程结构动力反应的典型频率范围一般在100Hz 以内37. 结构振动测试的目的：1）掌握结构的动力特性2）掌握作用的结构上的动荷载特性3）对已建结构进行损伤诊断和健康监测38. 时域信号的测量环节：1）确定结构的支撑方式和便捷条件2）选择振动测试仪器设备3）安装传感器4）采集记录数据39. 试件安装可分为自由悬挂和强制固定两种40. 测定结构固有频率和阻尼系数的方法可分为频域法和时域法。

频域法测定结构固有频率的基本原理分为振型分解和模态叠加法41. 结构抗震试验分为四类：结构拟静载试验、结构拟动试验、模拟地震振动台动载实验和原型结构动载试验42. 常用的加载制度可分为三种：变形控制加载，力控制加载和力--位移混合控制加载43. 抗震试验，加载基本原则：1）实验结果应该能反应试验结构的主要特征，得到特征点的实验数据2）实验过程中，应保证反复加载的连续性和均匀性，加载速度、卸载速度和反向加载速度应一致3）试验应采用荷载—变形双控制的加载速度4）施加反复荷载的次数可根据实验目的确定，一般在结构屈服前反复一次，屈服后反复三次44. 地震模拟振动台的主要技术参数：1）台面尺寸和台面最大负载2）台面运动的自由度3）频率范围、最大位移、速度和加速度4）输入波形45. 地震引起房屋结构倒塌破坏的主要因素是地震时地面加速度运动。

结构在地震作用下的性能：1）承载能力2）结构的延性3）消耗地震能量的能力4）反复加载对结构性能的影响46. 按强度个弹性模量接近的原则，采用砂浆或特制的微粒混凝土制作模型，钢筋则用不同直径的钢丝或铁丝替代47. 利用回弹仪检测混凝土结构构件中混凝土抗压强度的方法称为回弹法48. 回弹仪使用时应注意以下几点：1）混凝土碳化将增加混凝土表面硬度，但强度不一定增加，根据碳化深度不同修正混凝土强度推定值2）回弹仪与水平方向夹角将会影响回弹值3）硬度分布不均匀，应多次回弹取平均值4）注意其限制条件，龄期超过3年的老混凝土、强度等级超过C60级时不能用回弹法5）必须预先知道回弹值与混凝土强度的关系49. 根据实验的不同静载实验一般可分为单调静载实验，低调反复荷载试验和拟动力试验50. 结构动载试验包括：疲劳试验、动力特性试验、地震模拟振动试验、风洞试验51. 静载实验又称静力荷载试验，是指对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能的试验52. 电阻应变片的主要性能指标：敏感栅长度、基底尺寸、应变片电阻值、使用温度、灵敏系数、应变极限53. 仪器仪表的主要性能指标：量程、灵敏度、分辨率、准确率、线性度、漂移量54. 热电偶温度计一般使用于500摄氏度以上的较高温度，在结构防火抗火试验试验中用，点温度较低时可采用金属丝热电阻或热敏电阻温度计55. 以研究构件或截面力学性质为主要目的时，预应力混凝土和钢筋混凝土试件的尺寸由材料特性所要求的最小尺寸控制，钢结构一般选用与实际结构相同或相近的尺寸，砌体结构必须满足块体和灰缝尺寸的基本要求。

对于整体结构试验，往往只采用缩尺比例较大的模型试件56. 试件设计和制作应注意以下几个方面的构造措施：1）对于钢筋混凝土和预应力混凝土试件，在集中荷载作用点和支座部位预埋钢板，防止局部破坏2）对于砌体受压构件，上下表面的平整度不能满足直接承压的要求，一般将砌体砌在预制的钢筋混凝土垫快上，上表面采用坐浆的方法安装承受荷载作用的垫块，是作用力均匀的传到砌体上3）刚接结构试件一般在杆件的端部应焊接钢板以便传力，在钢结构节点实验中，还应在杆件的端部焊接链条4）为测混凝土内部的应变。

钢筋应变或温度，需要在浇筑混凝土前预埋应变传感器或温度传感器，并应有可靠的防护措施57. 在结构抗震试验中，还有两种试验也常被归入动载试验：低周反复荷载试验和结构拟动力试验58. 动态信号测试系统的评价指标和性能参数与静态试验测试系统有很大的产别主要方应在以下几个方面1）与平率相关的特性2）信号的滤波和衰减3）信号放大和衰减的表示方法4）动测仪器的输入输出和阻抗匹配5）绝对振动测量和相对振动测量的概念6）测量仪器的分辨率59. 利用现在设备以很快的加载速度进行结构低周反复荷载试验的必要性：1）由于材料种类、构件受力条件、构造连接方式的不同，结构表现出各种各样的非弹性性能2）二工程结构的抗震设计与这些非弹性性能，特别是结构的延性和耗能性能有十分密切的关系3）迄今为止，已经建立的结构理论体系还不能完全预测结构在遭遇地震时的非弹性行为60. 低周反复荷载试验得到的典型实验结果为荷载—位移曲线，在反复荷载作用下，曲线形成滞回环，又称滞回曲线。