土木工程结构试验与检测
土木工程结构试验与检测
研究性试验：验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者为了创造某种新型结构体系及计算理论，而系统地进行的试验研究。
静力试验：所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动均加速度效应（惯性力效应）可以忽略不计。
单调静力荷载试验：试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。
拟静力试验：也叫低周期反复荷载试验或伪静力试验。
利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似，属于结构抗震试验方法，但其加载速度远低于实际结构在地震作用下所经历的变形速度。
结构动力试验主要包括：①动荷载的特性试验方法：直接测定法、间接测定法、比较测定法。
②结构动力特性试验；③结构的动力反应试验；④模拟振动地震台试验；⑤风洞试验；⑥疲劳试验。
实体试验和模型试验；试验室试验和现场试验；非破坏性试验和破坏性试验。
结构检测：是为了评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。
研究性试验包括哪几个阶段？设计阶段→准备阶段→实施阶段→总结阶段。
试验阶段试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）称为加载图示。
试验装置：①试验装置应有足够的刚度，在最大的试验荷载作用下，应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。
②试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。
③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。
④应满足试件就位支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。
加载制度：是指试验进行期间荷载与时间的关系。
测点的选择与布置：用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的量测时，测点的选择与布置应满足以下原则。
仪器选择与测读原则：①选择的仪器，必须能满足试验所需的精度与量程要求。
土木工程结构试验与检测
4-8、电阻应变计的主要技术指标
1）电阻值 R（n） ，120Ω。 2）标距L，即敏感栅的有效长度。3）灵敏系数 K。4）使用面积以标距l 乘以敏感栅宽度 a 表示。5）线性输出时，所能量测的最大应变值。6）机械滞后。7）疲劳寿命。8）绝缘电阻。
4-9、电阻应变计的工作原理
：电阻应变片的工作原理是基于应变效应。电阻应变片的测量原理为：金属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与金属丝的长度，横截面积有关。将金属丝粘贴在构件上，当构件受力变形时，金属丝的长度和横截面积也随着构件一起变化，进而发生电阻变化。
11 液压加载系统有哪几部分组成？电液伺服加载的关键技术及其优点是什么？ 液压加载系统通常是由油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座等组 成电液伺服加载系统主要采用了电液伺服阀进行闭环控制。电液伺服技术可以较为精确地 模拟试件所受的实际外力，产生真实的试验状态，它可以将荷载、应变、位移等不同力学参 量直接作为控制参数，实行自动控制，并在试验过程中进行控制参量的转换。 可获得高精度的加载机位移控制。
2-3
3-1、重物加载方法的作用方式及其特点、要求是什么？ 答：重物加载有重力直接加载和间接加载。 重力直接加载是将物体的重力直接作用于结构上的一种加载方法，即在结构表面堆放重物模拟构件表面的均布荷载；或在结构表面围设水 箱，利用防水膜止水，再向水箱内灌水。水的重力作用最接近于结构的重力状态，易于施加和排放，加载卸便捷，适合大面积的平板试件。但 用水加载要求水箱具有良好的防水性能，且对结构表面平整度较高，同事观测仪表不知较为困难。 重力间接加载常利用杠杆原理把荷载放大作用在结构试件上。利用杠杆支点间的比例关系，可减少劳动工作量 5倍以上。杠杆加载装置应 根据实验室或现场试验条件按力的平衡原理设计试验时杠杆和挂篮的自重是直接作用于试件上的荷载，试验前需称其重量，并作为第一级荷载加于试件上，杠杆各支点位置必须准确测量，实际加载值需根据各支点的比例关系计算得到。
土木工程结构试验与检测技术1土木工程结构试验与检测概论
（4）处理工程突发事故
如连霍高速义昌大桥事故鉴定。 （5）产品质量检验。 如预制构件抽样检测。
1.3 试验检测方法的重要性
方法的选择关键在于———— 试验中实际的约束条件
与计算假定一致。 如简支梁试验。 生产性试验中的方法错误可能带来致命的风险。
实验室试验和现场试验
结构检测
• 结构工程质量的检测（ structure quality inspection） • 既 有 结 构 性 能 的 检 测 （ existing structure quality inspection）
1.2 土木工程结构试验与检测的目的和任务
1.2.1 研究性试验
（1）验证结构设计假定，寻求更合理的计算方法 如结构设计规范中的相关修正系数。
非破坏性试验和破坏性试验
短期荷载试验和长期荷载试验
土木工程结构试验与检测
TESTING AND INSPECTION FOR CIVIL ENGINEERING STRUCTURE
上课了！！！
1 土木工程结构试验与检测概论
本章系统地介绍了土木工程结构试验与检测分类， 介绍了结构试验与检测的发展过程，其中试验与检测 的定义和分类是本章的重点内容。 学习本章后应明确试验与检测的定义和分类，了解 本门课程的课程内容与学习方法，提高对本门课程重 要性的认识。
（2）为一些大型特种结构谋求设计依据
如海洋石油平台、核电站、网壳结构等。 （3）为采用新结构、新材料、新的施工工艺进行试验研究
如粉煤灰砖代替烧结砖的过程。
1.2 土木工程结构试验与检测的目的和任务
1.2.2 生产性试验
（1）验证新的施工工艺和竣工验收试验 如实际工程建成后的实际荷载试验。
土木工程结构试验与检测技术
土木工程结构试验与检测技术一、填空1、结构试验按实验对象可分为真型试验与模型试验，按荷载性质可分为静力试验与动力试验，按试验场所可分为实验室试验与现场试验，按持续时间分为短期荷载试验与长期荷载试验。
2、结构试验的四个阶段包括试验的规划设计阶段、准备阶段、实施阶段和完成阶段。
3、结构试验存在误差，在试验设计的各个环节中需对其加以控制，以提高测试精度，保证试验质量。
4、测试结构和构件混凝土内部缺陷的方法有对测法，斜测法和钻孔法。
5、用回弹仪测量混凝土的强度建立回弹曲线时碳化深度是一个重要影响因素。
6、试验加载常用的方法有重物加载与液压加载。
7、相同强度的混合砂浆与水泥砂浆相比，混合砂浆的和易性更好。
8、墙体破坏的三个阶段为：单砖出现裂缝，裂缝伸长出现多道裂缝，出现通缝。
9、砌体结构强度的检测方法主要有扁顶法、原位轴压法、原位单剪法、原位单砖双剪法。
10、用载荷试验法进行地基承载力检测时，浅层平板载荷试验适用于浅层地基土，深层平板载荷试验适用于埋深大于3m和地下水位以上的地基土，螺旋板载荷试验适用于深层地基土或地下水位以下的地基土。
11、基桩承载力检测时，单桩承载力易通过现场静载试验确定，在同一条件下试桩数量不宜少于总桩数的1%，并且不少于3根。
12、基桩承载力检测中荷载系统的加载能力至少不低于破坏荷载或最大加载量的1.5倍，最好能达到1.5~2.0倍。
二、选择1、回弹法检测混凝土强度每一个结构和构件测区数不少于（ B ）个，对某一方向尺寸小于4.5m切另一方向尺寸小于0.5m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于（）个。
A15 5 B 10 5 C 20 10 D 20 52、回弹法检测混凝土强度时当测区有一对平行侧面时，则在每个侧面各测取8个回弹值；若侧区仅有一个侧面时，在该侧面需测取（ C ）个回弹值，相邻两测区的间隔控制在2m 以内，测区面积不宜大于（）㎡。
A10 0.2 B 15 0.02 C 16 0.04 D 16 0.0253、混凝土结构的检测内容除钢筋强度、混凝土强度之外还包括（ D ）A混凝土构件外观质量与内部缺陷B 混凝土构件的尺寸偏差、变形与损伤C 钢筋的位置、锈蚀D 以上皆是4、用钻芯法检测砼强度时，钻取芯样的数量一般不少于（A）个。
土木工程结构试验与检测论文
土木工程结构试验与检测论文首先，结构试验与检测是指通过对结构的实际力学性能进行测试和测量来获取其力学特性和承载能力的方法。
它是土木工程设计和施工的重要环节，旨在确保结构的安全可靠性。
结构试验与检测主要包括物理试验、数值模拟和现场监测三种方法。
其中，物理试验是通过对结构模型或样品进行加载和观测来获取数据；数值模拟是借助计算机软件对结构进行建模和仿真，以模拟结构的受力行为；现场监测是利用传感器和仪器对实际结构进行实时监测和数据采集。
其次，结构试验与检测的方法是多种多样的。
在物理试验方面，常用的方法包括静力试验、动力试验、破坏试验和极限荷载试验。
静力试验是通过加载并测量结构的位移、应变和应力来评估其受力性能；动力试验是通过对结构施加动态载荷来研究结构的振动特性和动力响应；破坏试验是为了评估结构的破坏机制和抗震能力，通常采用超静定试验或随机加载试验；极限荷载试验是为了确定结构的承载能力和极限状态，通常采用逐次增加荷载的方法进行。
在数值模拟方面，常用的方法包括有限元法、无限元法和边界元法等。
这些方法可以有效地模拟结构的力学行为和响应。
最后，结构试验与检测在土木工程中具有广泛的应用。
它不仅可以用于结构设计和优化，还可以用于检测和评估已有结构的安全性能。
在结构设计方面，试验与检测可以通过提供精确的力学数据和实际的工程性能来指导设计过程，确保结构的稳定性和安全性。
在结构检测方面，试验和检测可以用于评估结构的健康状况、监测结构的变形和病害，并提供及时的结构保养和维护建议。
此外，结构试验与检测还可以用于研究和验证新的结构材料和技术，提高结构的抗震性能和节能性能。
综上所述，土木工程结构试验与检测是一项关键的研究内容，它通过实验和检测的方法来验证和评估结构的力学性能和安全性。
它不仅具有重要的理论意义，还具有广泛的实际应用。
在未来的研究中，我们可以进一步探索新的试验方法和检测技术，提高结构试验与检测的精度和效率，并将其应用于更多的实际工程中，促进土木工程的发展和进步。
土木工程结构试验与检测技术课程设计
土木工程结构试验与检测技术课程设计1. 简介本文档为土木工程结构试验与检测技术课程设计的报告文档。
课程设计主要涉及土木工程结构试验的基本概念、实验方法、试验数据处理和结构检测技术等内容。
2. 实验内容本次课程设计包括以下内容：2.1 材料性能测试材料性能测试是土木工程结构试验不可或缺的一部分。
在这个实验中，我们将测试水泥和混凝土的性能参数，包括抗压强度、抗拉强度、弹性模量等。
首先，我们收集了不同品牌的高强度水泥和普通水泥，测量了它们的密度和柔软度。
然后进行标准试样的制备，并在强度测试机上进行抗压和抗拉强度测试。
最终获得了实验数据，并对其进行统计分析。
同样地，我们也进行了混凝土材料性能测试实验。
我们制备了标准试块并进行强度测试。
在试验中，我们记录了时间和温度对混凝土强度的影响。
通过这些数据，我们可以更好地了解混凝土的性能特征。
2.2 结构负载试验结构负载试验是一个模拟结构承载能力的实验。
在这个实验中，我们使用负载试验机对结构进行加载，以获得结构的负载性能。
我们选择了小型跨度梁做为试验结构，结构的尺寸和材料符合实际需求，以确保数据的可靠性。
在试验过程中，我们通过传感器记录了梁的变形情况。
我们使用钢丝绳和重物对梁进行加载，记录加载量和对应的变形情况，并对其进行统计分析。
2.3 结构健康监测结构健康监测是一种用于评估结构状况的技术。
我们使用无损检测技术对梁进行评估，以获得结构的健康信息。
我们使用金属探伤仪、温度记录仪、应力应变传感器等设备对梁进行测试。
通过温度记录仪，我们可以了解结构的热循环情况，以及有无异常情况。
通过应力应变传感器，我们可以了解结构承载能力和负载条件下结构变形情况。
最终，我们获得了结构健康监测的相关数据，并对其进行了分析。
3. 实验结果通过实验数据的分析，我们得到了以下结论：3.1 材料性能测试水泥和混凝土性能满足设计要求。
高强度水泥和高强度混凝土的强度指标较高，并且具有较好的韧性。
3.2 结构负载试验在加载到达极限状态时，梁出现明显的塑性变形。
土木工程结构试验与检测
土木工程结构试验与检测土木工程结构试验与检测是指对土木工程结构进行各种试验和检测，以评估、验证和保证结构的安全性、可靠性和持久性。
土木工程结构试验与检测是土木工程中的重要环节，对于确保结构的安全运行具有重要意义。
下面将从试验方法、试验内容和检测技术等方面进行介绍。
一、试验方法1.非破坏试验：非破坏试验是指在不破坏结构的情况下，通过测量结构的变形、应力和振动等参数进行试验和检测。
常用的非破坏试验方法包括振动试验、应变测量、声发射、红外热像法等。
2.破坏试验：破坏试验是通过对结构进行一定负荷或冲击，直至结构失效，从而得到结构的极限承载力和破坏模式。
常用的破坏试验方法包括静载试验、冲击试验、疲劳试验、地震模拟试验等。
二、试验内容1.静力试验：静力试验是通过对结构施加静力负荷来测量结构的变形、应力和变形。
静力试验可以评估结构的承载力、抗侧扭刚度、抗震性能等。
2.动力试验：动力试验是通过对结构施加动力负荷，例如地震波或施加冲击负荷，来模拟结构在实际使用中的动态响应。
动力试验可以评估结构的动态性能、抗震性能等。
3.环境试验：环境试验是对结构在不同环境条件下的性能进行测试，例如高温试验、低温试验、湿度试验等。
环境试验可以评估结构在不同环境条件下的耐久性和可靠性。
三、检测技术1.传统试验测量技术：传统试验测量技术主要包括应变测量、变形测量、振动测量等。
这些技术通过悬挂传感器或安装测量仪器对结构的变形、应力和振动等参数进行实时监测和测量。
2.无损检测技术：无损检测技术是指在不破坏结构的情况下，通过使用电磁、超声波、红外线等方法，对结构进行缺陷检测和强度评估。
常用的无损检测技术包括超声波检测、磁粉检测、涡流检测等。
综上所述，土木工程结构试验与检测是土木工程中的重要环节，通过对结构进行试验和检测，可以评估结构的安全性、可靠性和持久性。
试验方法包括非破坏试验和破坏试验两种，试验内容包括静力试验、动力试验和环境试验，检测技术包括传统试验测量技术和无损检测技术。
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三．试件数量
生产性试验：按试验任务的要求来确定试件数量。 科研性试验： ������ (1) 单因素根据因素的水平数来确定试件数量； ������ (2) 多因素采用正交试验设计法来进行试验设计并对试验结果
正交试验设计：指利用事先制好的正交表来安排多因素试验， 并进行试验结果分析的一种试验设计方法。 正交表是正交试验设计法中合理安排试验并对试验结果进行 统计分析的一种特殊表格。 常用正交表有L4 (23 )、L9 (34 )、L12 (31 ×24 )等。
试验次数
因素数
因素的水平数
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土木工程结构试验与检测
一．模型的相似要求和相似常数
相似常数的独立性与相关性
几何相似
������ 要求模型和真型之间所有对应部分尺寸成比例。
Sl （长度）、SA （面积）、Sw （抗弯模量），SI （惯性
矩），Sx（位移m bp
lm lp
SA
S
试件制作与安装
试验人员组织分工
仪器设备的检测与率定
材料力学性能的试验与确定
试验加载 试验反应观测与数据采集 试件变形、裂缝与破坏形态记录
数据处理 结构破坏机制分析 结构性能与承载能力分析
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试件设计 试件加载方案设计 试验观察、量测方案设计
土木工程结构试验与检测
设计试件的形状和尺寸 确定试件的数量 设计构造措施
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Sp S Sl2 Sw S Sl Sq S SM S Sl3
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学习本章后，学生重点掌握结构试件的形状、尺 寸与数量的基本要求；了解结构模型设计的基本概念 和方法，并能进行结构模型的设计；重点掌握结构试 验荷载的加载图示和试验荷载的取值；能够正确地确 定量测项目，合理地选择量测仪器；并能提出试验的 安全措施。
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2.1 概述
结构试验全过程包括：试验设计、试验准备、试验 实施和试验分析等几部分。
一．试件形状
������ 基本原则：受力条件和边界条件的模拟。 ������ 如框架节点的试验方案，板柱结构的受力特征（板带宽度 的选取）。
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二．试件尺寸
缩尺模型与足尺模型 缩尺模型必须满足严格的相似条件。
尺寸效应（构件与结构）；如混凝土抗压强度试验 100×100×100 0.95 200×200×200 1.05 150×150×150 1.0������
结构试验设计定义
对结构试验进行全面的设计与规划； 设计的计划和试验大纲对试验起着统管全局和具体指导的
作用。
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结构试验目的 结构试验设计 结构试验准备 结构试验实施 结构试验分析
结论
试件设计
试件加载方案设计
试验观察、量测方案设计
试验误差控制措施
试验安全措施
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上课了！！！刘明 教授 Nhomakorabea沈阳建筑大学
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第2章 结构试验设计 Chapter 2 Structural Test Design
确定试验荷载图式 设计试验加载装置 选择试验方法和设备 设计试验加载制度
确定试验观测项目 确定测点部位与数目 选择测试仪器设备
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2.2 试件设计
试件设计的内容及要求 内容：试件形状的选择、试件尺寸与数量的确定、构造措施等； 要求：结构与受力的边界条件、试验的破坏特征、试验的加载 条件。
缩尺比例关系： 静力试验：构件试验 1/4~1; 整体结构试验：1/10~1/2 动力试验：1/50~1/4
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三．试件数量
生产性试验：按试验任务的要求来确定试件数量。 科研性试验： ������ (1) 单因素根据因素的水平数来确定试件数量； ������ (2) 多因素采用正交试验设计法来进行试验设计并对试验结果 进行科学分析。 多因素试验存在的问题： ������ (1) 全面试验的次数（试件数量）与实际可行的试验次数之间 的矛盾。n个因素，m个水平，则全面试验次数mn 。 ������ (2) 实际所做的少数试验与全面掌握内在规律的要求之间的矛 盾。
SI Sl4
Sx S Sl
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质量相似
������ 在动力问题中，要求模型和真型的质量分布相似。
Sm （质量）、Sρ（比重）
Sm
mm mp
S
Sm SV
Sm Sl3
荷载相似
要求模型和真型在对应点荷载方向一致，荷载大小成比例。
SP （集中力）、Sw （线力）、Sq （面力）、SM （弯矩）
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一．模型的相似要求和相似常数
相似常数的独立性与相关性
几何相似
������ 要求模型和真型之间所有对应部分尺寸成比例。
Sl （长度）、SA （面积）、Sw （抗弯模量），SI （惯性
矩），Sx（位移）、Sε（应变）
Sl
hm hp
bm bp
lm lp
SA Sl2 SW Sl3
节点与梁柱构件的强度问题、防止粘结滑移的措施。 试验测量的要求：预埋件、预留孔道、预贴应变片。 辅助试件的要求：试件材料的材性试件、节点或局部结构
构件的单体试件。
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2.3 结构试验的模型设计
科研性试验中常采用小型试件，即缩尺模型。 结构模型设计要求按相似理论进行设计，以保证“试验过程 与试验结果相似” 几何相似 材料相似 物理相似 荷载相似
试验次数
因素数
因素的水平数
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四．试件的构造措施
试件支承条件的要求：支承点的水平、局压、支承点的明 确（跨度）。
试件加载点的要求：分配梁（简支梁型式）、局压。 试件破坏型式和破坏机制的要求：如弯与剪的破坏问题、
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相似原理 ������ 相似原理是研究自然界相似现象的性质和鉴别相似现象的基 本原理，由三个相似定理组成： ♦第一相似定理：彼此相似的现象，单值条件相同，其相似准数也 相同，由牛顿在1786年首先提出，它确定了相似现象的性质。 ♦第二相似定理：某一现象各物理量之间的关系方程式，都可表示 为相似准数之间的函数关系。相似准数常用π表示。第二相似定理 也称π定理，为模型设计提供了理论基础。 ♦第三相似定理：现象的单值条件相同，并且由单值条件导出的相 似准数相等，是现象彼此相似的充要条件。
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正交试验设计：指利用事先制好的正交表来安排多因素试验， 并进行试验结果分析的一种试验设计方法。
正交表是正交试验设计法中合理安排试验并对试验结果进行 统计分析的一种特殊表格。 常用正交表有L4 (23 )、L9 (34 )、L12 (31 ×24 )等。
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试验人员组织分工
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材料力学性能的试验与确定
试验加载 试验反应观测与数据采集 试件变形、裂缝与破坏形态记录
数据处理 结构破坏机制分析 结构性能与承载能力分析
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试件设计 试件加载方案设计 试验观察、量测方案设计
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设计试件的形状和尺寸 确定试件的数量 设计构造措施