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建筑结构试验考点整理

一、填空、判断、选择1.建筑结构试验的分类:1)按荷载性质分:静载与动力试验;(1). 静载试验的分类目的、加载方式方法、各个阶段A.一般静载试验(单调加载)B.伪静力试验(低周反复加载)(2).动力试验:动力特性测试、拟动力试验、抗震试验(地震模拟振动台)、疲劳试验2)按试验对象的性质分:原型(真型)与模型试验。

原型与模型均可统称——试件3)按试验目的分:研究与检验性试验;(1)科研研究性试验:对象——模型,需要设计制作,具有探索性、发展性等。

(2)生产检验性试验:对象——原型,现有结构、构件,评定其质量及工作性能。

2、结构试验的一般过程(简答)(1)、试验阶段划分:主要工作环节答:结构试验包括结构试验设计、结构试验准备、结构试验实施和结构试验分析等主要环节。

(2)、试验(规划)设计的内容:答:结构试验设计的内容包括:试件设计、试件加载设计、试验观测设计、试验误差控制措施、试验安全措施等。

3、建筑结构试验的方法、技术手段和具体过程。

(1)、以规范为依据、试验人员、仪器设备、计算分析总结A、根据需要验证的理论计算(或假设):各种方案→设计、制作试件(试验对象)→施加荷载(试件、加载设备安装,)→量测仪器标定调试、安装→试验实施→数据信号分析及结论报告。

B、根据需检测的结构、构件:试件(试验对象)资料收集,准备→各种方案设计→施加荷载(试件、加载设备安装,)→量测仪器标定调试、安装→试验实施→数据信号分析及结论报告。

(2)、结构质量与承载力决定结构工作性能。

工作性能参数涉及:强度、刚度、抗裂度(3)、以测试结构正常工作破坏状态来判明结构的实际工作性能,研究结构工作性能,检验是否满足设计使用要求。

①、生产性试验:结构的设计和施工通过试验进行鉴定;工程改建加固,通过试验判别实际承载能力处理;工程事故,通过试验鉴定提供技术根据;已建结构的可靠性检验,通过试验推断和估计结构的剩余寿命;鉴定预制构件产品质量;4、应力、应变、位移、挠度之间的关系结构试验测量思路:应先考虑整体问题、后考虑局部,即先大后小。

(1)反映结构整体(宏观)变形刚度问题:位移、挠度;(2)反映结构局部(微观)受力强度问题:应力、应变;(3)重点关注普通碳素结构钢材料弹性模量E(Pa、MPa、)、剪切模量G(Pa、MPa、),及泊松比µ(量纲)。

5、电阻应变测量(1).电阻应变片工作原理及主要性能指标(3项)电阻应变计的工作原理是利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”,即这种金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。

其电阻值与其长度和截面面积的关系如lR A=ρ.。

当金属丝受力而变形(伸长或缩短)时,其长度,截面积和电阻率都将发生变化。

电阻应变计的主要技术指标如下:①、电阻值R ,一般应变仪均按120Ω设计,应变计的电阻值一般也为120Ω; ②、标距l ,即敏感栅的有效长度。

用应变计测得的应变值是整个标距范围的名义平均应变,应根据试件测点处应变梯度的大小来选择应变计的标距。

③、灵敏系数K ,表示单位应变引起应变计的电阻变化(灵敏系数越大,单位应变引起的电阻变化就越大)。

应使应变计的灵敏系数与应变仪的灵敏系数设置相协调,如不一致时,应对测量结果进行修正。

(2)电阻应变测量系统组成(3)应变片与应变仪的灵敏系数K :表示单位应变引起应变计的电阻变化,灵敏系数越大,单位应变引起的电阻变化就越大。

(4)惠斯登电桥桥路、各种桥路特性:(a )四分之一桥,(b )半桥(e 、f )全桥,多点测量用四分之一桥,泊松比εμ=ε横纵B C DR 仪R 仪R 1R 7(a)D(b)R 仪R 1BR 仪R 3C 0R 3R 1(e)DR 4R 6BC 0R 4R 2R 5(f)DR 1BC 0A 、各种接桥方式,桥臂系数,对臂相加、邻臂相减 εr = ε 1 – ε 2 + ε 3 – ε 4B 、 利用加减特性可以解决温度补偿、提高测量灵敏度、达到不同的量测目的(如可以求不同性质的应力)C 、读数值与实测值区分6、 电阻应变测量中温度效应、如何消除温度效答:电阻应变片一般是由金属材料制成,它的阻值随着温度的变化也将产生变化。

另外,由于试件和电阻应变片的热膨胀系数不同,从而会使电阻片的阻值发生变化。

实际测量时温度变化引起的电阻变化是客观存在的,但可以通过温度补偿电路减小测量造成的误差 7、 电阻应变测量中何为多点测量?8、 钢筋受拉时的应力应变、弹性模量E 及泊松比µ测试计算方法 等强度梁在离梁端某一距离的挠度计算: 21)L X (EJ 2PL f -=3121bh J = (cm 4)等强度梁截面的应力计算:σx =2266x x x M PX PXb h W b h == 三点挠度应变计的应变值计算:ε24hf l'=h ―――梁片的平均厚度;l ―――三点挠度应变计的跨度(l =100 mm )f '―――千分表的读数差泊松比εμ=ε横纵,理论应变xEσε=二、判断题1.引起结构振动的各种震源 (1)固定震源:如机床设备 (2)移动震源:交通工具 (3)特殊震源:爆炸、地震等 2、结构的振动方式:周期与非周期、冲击振动,单一振动与复杂振动(几种振动叠加,如:拍现象),简谐振动,随机振动,脉冲振动。

3、结构动力特性参数,实测时使用的激振方法?多自由度结构体系的自振。

结构动力特性参数:梁的自振频率;对数衰减系数;阻尼比。

自振频率f 自=NT h (N :周期个数;T h : N 个周期的时间)圆频率2= 2 =f Tπωπ自 对数衰减系数 1 =l n n n k A kA λ+ ;阻尼比 2λξπ= n A 第n 个波的峰值;n k A + 第n+k 个波的峰值。

结构动力特性实验的方法主要有人工激振法和环境随机振动法(脉动法)。

人工激振法又分为自由振动法和强迫振动法。

4、伪静力试验(低周反复加载)的各种加载制度? (1).控制位移法(最常用)有变幅、等幅、混合加载,循环次数不同等 (2)控制力加载法:此法不易控制,易使结构破坏(3)、低周反复加载试验有哪些优点和不足? 答:低周反复加载试验的三个主要优点是:1)试验设备比较简单;2)加载历程可人为控制,并可按需要加以改变或修正;3)在试验的过程中,可以停下来观察结构的开裂和破坏状态,便于检验、校核试验数据和仪器设备工作情况。

低周反复加载试验的不足是由于对称的、有规律的低周反复加载与某一次确定性的非线性地震相差甚远,不能反映应变速率对结构的影响,所以无法再现真实地震的状况。

5、振动台抗震试验、拟动力试验、伪静力试验的特点与区别拟动力试验与振动台抗震试验弱点:前者按步骤进行、无法实时再现模拟地震作用;后者无足够的时间观测结构性能变化和受损破坏的过程。

6、静载试验中常用的加载方法,根据荷载作用性质特点,会根据实际试验类型情况选择应用。

液压加载.、重力直接加载、机械力加载、气压加载的特点及优缺点:重力直接加载法:优点是实验用的重物容易取得,并可重复使用;缺点是加载过程中需要花费较大的劳动力。

液压加载法:最大的优点是利用液压加载器(千斤顶)产生较大的荷载,试验操作安全方便。

机械力加载法的优点是设备简单,容易实现,容易改变荷载作用的方向;缺点是荷载值不大,当结构在荷载作用下变形时,会引起荷载值的改变。

气压加载法的优点是加载卸载方便,压力稳定,缺点是结构受载面无法观测。

动力参数试验中动力加载方法有:初位移加载法、初速度加载法、反冲激振法。

7、工程结构静力试验中,试验荷载系统必须满足的基本要求是什么?答:(1)符合试件受力方式和边界条件的要求,以确保试验的准确。

(2)加载值稳定,不受试验环境或结构变形的影响,相对误差不超过±5%,以保证测试的准确度。

(3)加载设备应有足够的强度和刚度,并有足够的安全储备。

(4)应能方便调节和分级加(卸)载,以便控制加(卸)载速率。

(5)尽可能构造简单,装拆方便,适用性强,能满足多种试验要求。

8、简要说明结构试验测点布置原则。

(简答)(1).在满足试验目的的前提下,测点宜少不宜多;(2).测点位置要有代表性,以便与计算和分析;(3).为保证测量数据的可靠性,还应该布置一定数量的校核测点;(4).测点的布置应有利于实验时操作和测读。

9、不同尺寸简支梁、板的受弯试验的测点布置要求,柱?在实验时由于荷载的作用,简支梁两端支座会有沉降,致使梁产生刚性位移,因此,如果跨中的挠度是相对于地面进行测定的话,则必须测定梁两端相对于同一地面的沉陷值,所以最少布置三个测点。

对于跨度较大的梁,为了保证测量结果的可靠性,并求得梁在变形后的弹性挠度曲线,则相应的增加5--7个测点,并沿梁的跨间对称布置,对于宽度较大的梁,必要时应考虑在截面的两侧布置测点。

由于宽度较大的单向板,一般均需在板宽的两侧布点,当有纵肋的情况下,挠度测点课按测量梁的挠度的原则布置于肋下。

对于肋形板的局部挠度,则可相对于板肋来进行测定。

10、等强钢梁构件在某一截面位置上下表面分别贴有应变片,如何测量钢梁应变?电阻应变片的工作原理是利用某种金属丝导体的“应变电阻效应”,即这种金属丝的电阻值随着其机械变形而变化的物理特性。

其电阻值与其长度和截面面积的关系如lRA=ρ.。

当金属丝受力而变形(伸长或缩短)时,其长度,截面积和电阻率都将发生变化。

当等强梁受荷载作用时,发生弯曲,贴在等强梁上部和下部的应变片被拉伸或压缩,导致其电阻值变化,并且直接可从应变仪上读出应变值。

11、静力试验结构变形测量,位移测点布置如何选择基准。

位移、挠度联系与区别?基准应不受加载过程中结构支座沉降变形的影响;相对与绝对静止问题。

为了测得简支梁的挠度,在实验时由于荷载的作用,简支梁两端支座会有沉降,致使梁产生刚性位移,因此,如果跨中的挠度是相对于地面进行测定的话,则必须测定梁两端相对于同一地面的沉陷值,所以最少布置三个测点。

12、根据测量对象、要求选择百分表、千分表、游标卡尺测量长度时,它们的最小刻度值和测量结果单位。

百分表:0.01mm;千分表:0.001mm;游标卡尺:0.02mm;测量结果单位均是mm。

13、常用无损检测方法(1)回弹法:原理及适用范围、混凝土回弹仪、碳化问题、测区与测点。

限于混凝土表面强度、受操作、碳化影响大。

(2)超声法:原理及适用范围、仪器与换能器,声时、波速、波形、频率。

可反映结构内部,但波速受材料品种、级配等影响大。

(3)超声回弹综合法检测混凝土强度原理及应用依据专用、地区或统一的关系曲线推定混凝土强度;先超声再回弹测试,避免弹击点变形影响。

14、破损、半破损检测方法:钻芯取样法(半破损,多用)、拔出法(破损,少用)。

三、选择1.动力与静力试验中常用的加载方法(1)动力:冲击(惯性力)振动—初速度法、张拉释放—初位移法、反冲振动法;强拍振动与自由加载法、环境随机振动(脉动法)古建筑试验研究常采用环境随机激振法(有对结构不产生影响优点)。

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