结构试验技术
试验-02-结构实验技术讲稿静力部分1
✓ 实验室试验的支墩：用钢材或钢筋混凝土制成专 用支墩，支墩的高度一般在400～600mm，以满 足仪表安装、观测和加卸荷载的要求
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2、荷载传递装置
§3.2 试验加载系统
➢ 作用：将加载设备产生的荷载按试验荷载图式的 要求传递到试验的结构上，同时满足分配和荷载 作用形式转换的要求。有分配梁和卧梁。
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Rmax
§3.2 试验加载系统
➢ 上下垫板要有一定刚度，厚度可按下式计算：
fcl2
式中：fc—混凝土抗2压f 强度设计值 MPa；
l—板长； f —钢材计算强度。
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Rmax
§3.2 试验加载系统
➢ 滚轴选择：滚轴的长度，一般取等于试件支
承处截面宽度b，滚轴直径参照下表选用
滚轴受力 <2
16
§3.2 试验加载系统
二、液压加载 （1）工作原理：是用高压油泵将具有一定压力
的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之 推动活塞，对结构施加荷载。荷载值由油压 表示值和加载器活塞受压底面积求得，也可 由液压加载器与荷载承力架之间所置的测力 计直接测读。 （2）常见形式：手动液压加载器；单作用液压 加载器；双作用液压加载器。
常用几种支座的形式
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Rmax
§3.2 试验加载系统
铰支座设计
➢ 上下垫板尺寸应分别按试验和支墩局部承压考虑， 梁类构件，上垫板宽度不应小于梁的底面宽度。 垫板长度按下式计算：
l Rmax b fc
式中： Rmax ——最大支座反力； b ——上垫板宽度；
fc ——试件材料抗压强度设计值 MPa
本章主要讲述内容为： ➢ 静载加载系统：加载设备、装置及加载方法 ➢ 静载量测系统：量测仪器和量测方法 ➢ 常见结构静载试验方法：梁板、柱、桁架、墙体
结构试验与检测技术的现状和发展趋势
结构试验与检测技术的现状和发展趋势随着科学技术的不断发展，结构试验与检测技术在工程领域中扮演着重要的角色。
结构试验与检测技术是研究结构物力学性能和健康状况的一种手段，通过对结构物进行试验和检测，可以评估结构物的性能，预测结构物的寿命，并提供准确的结构健康监测数据，为结构的设计、施工和维护提供科学依据。
目前，结构试验与检测技术已经取得了很大的进展。
传统的结构试验主要依赖于传感器和测量设备，通过对结构物进行物理加载和数据采集，得到结构物的力学性能数据。
随着计算机技术的发展，数字化试验技术逐渐兴起，利用计算机模拟结构的加载和响应过程，可以更准确地预测结构物的性能。
另外，无损检测技术也得到了广泛应用，利用声、热、电等非破坏性手段对结构物进行检测，可以实现对结构物内部缺陷的探测和定位。
然而，结构试验与检测技术仍然存在一些挑战和不足之处。
首先，传统的试验方法需要消耗大量的人力和物力资源，时间成本较高。
其次，试验数据的处理和分析也面临一些困难，需要借助复杂的数学模型和算法。
最后，现有的无损检测技术对于复杂结构和特殊材料的应用还存在局限性。
为了克服这些挑战，结构试验与检测技术正朝着自动化、智能化和高效化的方向发展。
一方面，利用机器学习、人工智能等技术，开发智能化的试验和检测系统，可以自动化地进行试验和数据采集，减少人力和时间成本。
另一方面，结合虚拟现实技术，可以实现对复杂结构的数字化建模和仿真，提高试验数据的准确性和可靠性。
此外，基于无线传感器网络和互联网技术的远程监测系统也在逐渐应用于结构试验与检测领域，可以实现对结构物的实时监测和远程数据传输。
总之，结构试验与检测技术在工程领域中具有重要的应用价值。
随着科技的不断进步，结构试验与检测技术正朝着自动化、智能化和高效化的方向发展，这将为工程设计、施工和维护提供更可靠和准确的技术支持。
结构试验与检测
一、名词解释1、结构试验：实在结构物或试验对象上，利用设备仪器为工具，以各种试验技术为手段，在施加各种作用的工况下，通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载力、稳定和耗能能力等，并用以检验和发展结构的计算理论。
2、单调静力荷载试验是指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。
3、结构检测：是为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。
4、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）。
5、试验加载制度：是指试验实施过程中荷载的施加程序和步骤。
（加载制度也可认为是试验进行期间荷载与时间的关系。
包括：加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加卸载循环的次数等。
）6、惯性力加载法：是在结构动力试验中，利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动荷载。
7、拟静力试验：也称低调周期反复荷载试验或伪静力试验。
其基本原理：是用低周期往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作用下的受力过程。
8、屈服变形：混凝土构件受拉主筋应力屈服时的荷载或相应变形。
9、重物加载是利用本身的重量施加在结构上作为模拟荷载。
10、环境随机振动法：俗称脉动法，利用脉动，采用高灵敏度的传感器、放大记录设备，量测结构的反映，借助于随机信号数据处理的技术，分析确定结构的动力特性的方法。
二、考点1、（P11）研究性试验的4个阶段：设计、准备、实施和总结。
2、研究性试验装置要求：①应有足够刚度。
在最大试验荷载作用下，应有足够承载力和稳定性。
②试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算图，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。
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。
14结构试验量测技术及实验内容
量测仪表的性能指标
量程：仪表所能量测的最小至最大的量值范围。 最小分度值：仪器的指示或显示装置所能指出 的最小测量值。 精确度：仪表的指示值与被测值的符合程度， 常用满程相对误差表示。 灵敏度：被测量的单位变化引起仪器示值的变化值。 滞后：在恒定的环境条件下，仪器在整个量测 范围内，从起始值到最大值来回输出中 的最大偏差值或该值与量程的百分比。
电阻应变计－原理及构造
L
引出线 覆盖层
基底 敏感栅
B
电阻应变片的主要技术指标
标距：敏感栅在纵轴方向的有效长度 规格：敏感栅的有效使用面积L×B 电阻值：产品标准为120Ω 灵敏系数：由出厂前抽样试验确定，使用 时应变仪的灵敏系数一般应与 应变片相同 温度适用范围：取决于胶合剂的性质
应变测量的原理-物理学和数学知识
资料整理(续)
根据百分表的读数 ，计算各级荷载作用下试验 图。 梁的实测跨中挠度值，作 绘制试验梁的裂缝分布图。 根据《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》， 计算试验梁开裂弯矩、最大裂缝宽度、跨中挠度 和正截面受弯承载力，并与试验实测结果进行比 较分析。
受弯梁承载力计算
α1 f c bx = f y As
进行温度补偿的原因：
(1)温度改变使电阻应变片的导电率ρ发生改变； (2)应变片与构件测点粘贴在一起，温度改变使构件 发生变形。
温度对测量结果的影响程度：
贴在钢结构上的应变片，当应变片的电阻丝为镍铬 合金时，温度变动1度，如果不进行补偿，将引起应 力的偏差为14.7MPa。
温度补偿技术－温度补偿应变片法
F E
G
400
2∠40×40×4mm
800
400
400
混凝土结构风洞试验技术
混凝土结构风洞试验技术混凝土结构在建筑工程中扮演着至关重要的角色。
为了确保混凝土结构的安全可靠，风洞试验技术被广泛应用于建筑设计和结构分析领域。
本文将探讨混凝土结构风洞试验技术的原理、应用和发展前景。
一、原理混凝土结构风洞试验技术是通过模拟真实风场条件，对混凝土结构在风载荷作用下的响应进行研究和评估的一种实验方法。
其基本原理是利用风洞设备产生一定的风速和风压，对混凝土构件进行受力测试，从而获取其在风荷载作用下的性能数据。
二、应用混凝土结构风洞试验技术在建筑工程领域有着广泛的应用。
首先，它可以用于混凝土建筑的结构优化设计。
通过不同的风洞试验方案，可以评估不同设计参数对结构响应的影响，从而找到最优的设计方案。
其次，混凝土结构风洞试验技术还可以用于结构的性能评估和安全性分析。
通过对不同工况下混凝土结构的受力响应进行试验研究，可以评估结构的安全性能，为工程实施提供可靠的依据。
此外，该技术还可以用于新材料和新结构的研究和开发，以及已有结构的维护和加固。
三、发展前景随着建筑工程对混凝土结构安全性和可持续性的要求越来越高，混凝土结构风洞试验技术的应用前景非常广阔。
首先，随着风洞试验设备的不断改进和先进传感器的应用，混凝土结构风洞试验技术将更加精确和可靠，为结构设计和分析提供更多数据支持。
其次，随着计算机模拟技术和人工智能的发展，将能够更好地将风洞试验结果与数值模拟相结合，进一步提高试验精度和效率。
此外，随着混凝土材料和结构技术的创新，混凝土结构风洞试验技术将不断应用于新型结构和复杂场景的研究，为建筑工程的安全性和可持续发展提供更加可靠的保障。
结论混凝土结构风洞试验技术以其独特的实验手段和可靠的结果，在混凝土结构设计和分析领域发挥着至关重要的作用。
其通过模拟真实风场条件，对混凝土结构在风荷载作用下的性能进行测试，为结构的优化设计、性能评估和安全性分析提供科学的依据。
随着技术的不断发展和创新，混凝土结构风洞试验技术将在未来发挥更加重要的作用，为建筑工程的发展做出更大的贡献。
建筑结构试验结构试验现场检测技术
>500mm的裂缝检测
♦ 钻孔探测还可用于钻孔灌注桩的质量检验。
9.2 混凝土现场检测技术
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2、混凝土内部空洞缺陷的检测
具体检测方法有：声速法、波形法、振幅法、频率
法等。
有缺陷处：变慢 波形畸变首波滞后 减小 高频分量减少低频分量增加
3、混凝土表层损伤的检测
混凝土结构由火灾、冻害、化学侵蚀等引起的混凝
土表层损伤，其损伤厚度可用表面平测法检测。
此外，超声法还可测定施工缝的质量、加固修补结构面
质量、混凝土匀质性的检测。
9.2 混凝土现场检测技术
9.2.7混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的检测
❖ 1、钢筋位置的检测
❖ 钢筋位置测试仪：利用电磁感应原理，可以检测钢
形的混凝土芯样，并由芯样的抗压强度推算结构混
凝土的强度。
❖ 特点：①属于半破损检测方法，需及时修补；
②试验结果直观可靠，从某种意义上比预留混凝土
试块更能反映实际情况；③试验费用高，试验周期
长（需取芯，芯样需处理）；④不宜用于混凝土强
度低于C10的情况。
❖
9.2 混凝土现场检测技术
9.2.5 拔出法检测混凝土强度
第九章 结构试验现场检测技术
❖ 主要内容
❖
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❖
9.1 概述
9.2 混凝土结构现场检测技术
9.3 砖砌结构的现场检测技术
9.4 钢结构现场检测技术
9.1 概述
结构现场检测结构可靠性鉴定
❖ ♦ 结构现状及剩余寿命预测
❖ ♦ 加固工程，改造工程（发达国家的热点，我国今
结构试验现场检测技术
结构试验现场检测技术
1.结构试验现场检测技术是用来检查结构实际状态的技术。
它通过对
结构的外观、尺寸和一定程度上的性能，运用诸如检查、测量、跟踪的方法，来诊断结构的当前状况，以及发现结构可能存在的问题，以实现安全、可靠、及时的施工。
2.现场检测技术是把结构的实际条件作为重点，而不是根据设计图纸
进行检测，通过实时观察，获取结构的当前状况，以便及时了解结构实际
状况，及时纠正施工质量问题。
它可以采用诸如现场拍照、拐角检查、结
构尺寸测量、支撑体系检查、螺栓紧固度测量等多种方法，检测结构抗力
及结构稳定性的性能，以确保结构物的安全使用。
3.使用结构试验现场检测技术的过程，基本上包括：现场有关结构的
检查，现场测量，结构图纸比对，结构及其设备检查，结构强度检查，结
构分析，结构元素检查，结构完整性检查等。
根据结构材料、构件类型和
结构类型，选择并结合各种不同测试技术，对结构的给定性能进行检测。
4.现场检测技术不仅可以及时掌握结构的实际情况，而且还能够对结
构的抗力性能和稳定性进行检测。
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《单自由度结构的子结构拟动力实验》实验指导书
一. 实验目的
1．理解结构拟动力抗震实验方法及过程。
2．计算、实验得到结构在强迫振动情况下的动力反应。
3．初步了解电液伺服加载实验设备及加载方法。
二. 实验内容
研究简化单自由度结构在地震激励下的位移反应。
下面以中心差分法为例研究结构的动力特性。
图 1 单自由度结构计算简图。
在进行子结构拟动力实验时，无法反映出速度相关型试件的性能，因此假定C E =0。
假设数值子结构的阻尼力、回复力为线性，子结构拟动力试验离散时间运动方为：
N 1N 1N 1E 11
()i i i i i ++++++++=M a C v K d R d F (1)
其中角标N 表示数值子结构，角标E 表示试验子结构；d 、v 、a 分别为位移、速度、加速度向量，M 、C 分别为质量、阻尼矩阵，R 为恢复力向量，F 为外荷载向量。
实验内容包括对结构进行数值模拟、确定试件的刚度、通过实验检验结构在地震作用下性能。
图 1 单自由度结构计算简图
中心差分法假定：
t
i i i ∆-=
-+21
1d d v (2)
2
1
12t i i i i ∆+-=
-+d d d a (3)
其中∆t 为积分时间间隔。
将式(2)和(3)带入(1)式得：
()1
N N N N N 1N 1
E 222222i i i i i t t t t t -+-⎡⎤⎛⎫⎛⎫⎛⎫
=++-K +-- ⎪ ⎪ ⎪⎢⎥∆∆∆∆∆⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎣⎦
M C M C M d F d d R d (4) 选弹簧为试件，实验中弹簧的示意图见图2。
确定所选实验结构模型的参数。
本实验
选为M N =1.2007⨯105 kg 、K N =2.37⨯106 N/m 、∆t=0.02s 、结构阻尼比为5％(阻尼为7.5439⨯104 Ns/m)。
进行拟动力实验时，每个积分时间步运行0.02s ，地震动输入为El Centro (NS,1940)地震记录，峰值加速度为0.015 g 。
结构起始位移、速度和加速度为零。
图2弹簧试件照片
三. 实验步骤
1.确定结构参数、推导实验公式、对结构进行数值模拟。
2.编制、调试实验程序。
3.把弹簧试件安装在实验机上，测试试件刚度。
4.开启加载设备油源，启动实验程序。
5.对试件进行加载，采集数据，完成实验。
6.实验数据分析与处理。
四. 数据整理
1．根据实测得到的试件力-位移关系曲线确定试件刚度
将测得试件的位移和反力画在一张图上，采用拟合的方法得到试件的刚度K。
Y KX B
(5)
=
2．结构性能评价
分别以结构位移、速度、加速度为纵坐标，时间为横坐标，画出结构位移、速度、加速度反应时程。
位移反应示意图见图4。
《单自由度结构的子结构拟动力实验》实验报告一.实验目的
二.实验方法简述
三.记录和计算
1．根据记录确定弹簧刚度
2．根据记录绘制结构位移、速度、加速度反应时程曲线，并与数值模拟结果对比。
3．中心差分法数值模拟程序(Matlab程序)
4．对方法的评价。