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试验与检测复习 潘志庚 第一章 绪论1.结构试验：结构试验是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。根据实验目的，分为研究性试验和检验性试验。1）研究性试验：一般在室内进行，需要使用专门的加载设备和数据测试系统，以便对受载试件的变形性能作连续观察、测量和全面的分析研究，从而找出其变化规律，为验证设计理论和计算方法提供依据。2）检验性试验：对象一般是真实的结构或构件，其目的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施工验收规范的要求，并对检验结果做出技术结论。根据试验的荷载性质，分为静力试验和动力试验。按荷载作用时间的长短，分为短期荷载试验和长期荷载试验。长期荷载试验：混凝土结构的徐变，预应力结构中钢筋的松弛，混凝土受弯构件的裂缝开展与刚度退化等。2. 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。检测包括检查和测试。前者一般是指利用目测了解结构或构件的外观情况，如结构是否有裂缝，基础是否有沉降，混凝土结构表面是否存在蜂窝、麻面，钢结构焊缝是否存在夹渣、气泡，连接构件是否松动等，主要是进行定性判别；后者是指通过工具或仪器测量了解结构构件的力学性能和几何特征。对观察到的情况要详细记录，对测量的数据要做好原始记录，并对原始记录进行必要的统计和计算。 第二章 1. 研究性试验主要包括：设计、准备、实施和总结4个阶段。2. 在设计试件尺寸时，一般可分为原型和模型两大类。原型试件：可很好的反映实际构造，是最为理想的，但由于原型试件都是足尺的，势必导致试验的规模很大，所需加载设备的吨位很高，制作试件的材料费、加工费也随之增加。模型试验：（优点同上缺点），但与实际存在差距。为保证试验工作的正常进行，试验装置必须专门设计，具体要求：2. 试验装置应有足够的刚度，足够承载力和稳定性。3. 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简图，在整个试验过程中保持不变。4. 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。应满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求5. 荷载作用下的变形可分为：整体变形（梁的挠度、转角、支座偏移）和局部变形（应变、裂缝、钢筋滑移等）。6. 用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的测量时，测点的选择与布置应满足：l 在满足试验目的的前提下，应使重点观测项目突出，测点宜少不宜多l 测点的位置必须有代表性，以便能测取最关键的数据l 测点的布置应有利于试验时操作和测度l 应布置一定数量的校核性测点，以便校核量测数据的准确性7. 仪器选择与测度原则：必须能满足试验所需的精读与量程要求，防止盲目选用高准确度和高灵敏度的精密仪器，必须考虑测度方便、省时，必要时采用自动记录装置；量测仪器的型号规格应尽可能一致，种类越少越好。8.安全措施：1) 试验前对工作人员进行安全交底2) 安装、拆除及试验设备仪器的操作均应符合有关的安全技术规程的规定3) 试验使用的设备应有操作规程，并应严格遵守4) 试验地区宜设置明显标志5) 防止试验结构构件和设备的倒塌，并应设置安全托架或支墩6) 当荷载达到承载力试验荷载计算值的85%时，宜拆除可能损坏的仪表准备阶段工作约占全部试验工作量的1/2 1/3以上。 第三章1. 加载方式：重物加载、气压加载、机械器具加载、液压加载、动力加载法（惯性力加载法、电磁加载、现场激振方法）2. 重力加载：可以采用的重物有专门制作的标准铸铁砝码、混凝土试块和水箱等；在现场试验可以就地取材如砖、砂、石和袋装水泥等建筑材料。3. 螺旋千斤顶和弹簧均适用于长期荷载试验。4. 电液伺服闭环控制：P235. 水平反力装置主要由反力墙及千斤顶水平连接件等组成6. 竖向反力装置主要由荷载架、千斤顶连接杆件组成7. 支座有活动铰支座、固定铰支座、球铰支座和刀口支座。8. 对铰支座的基本要求：保证试件在支座处能自由转动、保证试件在支座处力的传递、支座处铰的上下垫板要有一定的刚度、滚轴的长度、一般取等于试件支承处截面宽度b、滚轴的直径进行强度验算。9. 支墩和地基要求在试验荷载下的总压缩变形不宜超过试件构件挠度的1/1010. 单向简支试件的2个支墩的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件跨度的1/50 第四章1. 结构试验所用量测仪器一般采用偏位测定法和零位测定法两种2. 量测仪器的主要指标：量程、刻度值、分辨率、灵敏度、精确度3. 量测仪器的选用：a) 符合量测所需的量程及精度要求（一般应使最大被测值控制在仪器的2/3量程范围附近；为保证量测精度，应使仪器的最小刻度值不大于最大被测值的5%）b) 动力试验量测仪器，其线性范围、频响特性及相移特性等都应满足试验要求c) 对于安装在结构上的仪器或传感器，要求自重轻、体积小、不影响结构的工作d) 同一试验中选用的仪器种类应尽可能少，以便同一数据的精度e) 选用仪器时应考虑试验的环境条件4. 结构的应力梯度较大时，应变计标距应尽可能小；但对混凝土结构，应变计的标距应大于23倍最大骨料粒径5. 电阻应变仪的测量原理是通过惠思登电桥，将微小电阻变化转变为电压或电流变化6. 贴有应变片的构件总处在某一温度场中。当温度有变化时，会造成应变片敏感栅电阻的变化；此外，当电阻丝的线胀系数与构件材料不同时电阻丝受到附加的拉伸(或压缩)，从而造成电阻的变化，引起应变仪指示电表的示值变动。这些现象叫做应变片的温度效应。这种非被测应变，在严重时每温升1、可达几十微应变()，必须设法排除。排除混度效应影响的措施，称为温度补偿。7. 温度补偿片可采用温度补偿片法、工作片互补法和温度自补法三种。8. 振动量测设备是由感受、放大和显示记录三部分组成。 第五章1. 一般结构静载试验的加载程序分为预载、正常使用荷载、极限荷载三个阶段，每个阶段应分若干级加载。2. 预载的目的在于：n 使试件各部分接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定 n 检验全部试验装置的可靠性 n 检验全部量测仪表工作正常与否 n 检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用。3. 预加荷载不宜超过计算开裂荷载的70%（含自重）4. 计算：实际挠度值 P725. 裂缝量测主要包括测定开裂荷载、裂缝位置，裂缝的宽度和深度，以及描述裂缝的发展和分布 第七章1. 结构或构件混凝土抗压强度的检测，可采用回弹法、钻芯法、超声法、超声回弹综合法、后装拔出法等2. 回弹法：测试应在事先划定的测区内进行，每一构件测区数不少于10个，每个测区面积200mm200mm，每一测区设16个回弹点，相邻两点的间距一般不小于30mm，一个测点只允许回弹一次，然后从测区的16个回弹值中分别剔除3个最大值和3个最小值，取余下10个有效回弹值的平均值作为该地区的回弹值。3. 碳化深度的测量：a) 原因：随着砼龄期的增长，混凝土表面的氢氧化碳与空气中的二氧化碳起化学作用形成碳酸钙结硬层，这样，使用回弹仪测混凝土强度会偏高，应进行修正b) 原理：混凝土中的氢氧化碳遇酒精浓液会变红色4. 用合适的工具在测区表面形成直径15公分的孔洞，其深度大于混凝土的碳化深度，然后除净孔洞中的粉未和碎屑，不得用水冲洗，用浓度为1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁边缘处，再用深度测量工具测量出已碳化与未碳化混凝土交界面到砼表面的垂直距离多次，不少于3次，取平均值，精确到0.5毫米，碳化层深度测点不少于构件测区数的30%5. 一、建筑结构检测（试验）的任务、目的和定义（重点）6. （1）检测任务：通过仪器设备，依据有关的检测技术规程和标准，有计划地采取某种试验技术手段，对结构或构件在某种荷载或其它因素作用下的工作性能进行观测和测量，对其相关参数的实测数据进行处理、分析。7. （2）检测目的：由实测结果和相关鉴定标准，对结构或构件的工作性能（承载力、刚度、抗裂性等）作出评价，对结构或构件的承载力作出正确的估计；或者为检验四新结构的各项性能及技术指标是否符合相关标准提供评定的依据，同时也为验证和发展结构计算理论提供可靠依据。8. （3）建筑结构检测的定义：9. 以工程结构、构件或者结构模型为对象，以试验仪器设备为工具，以各种测试技术为手段，通过试验方式量测结构受载后的各种参数（位移、应力、应变、裂缝、振幅、频率、加速度），据此，对结构物的工作性能作出评价，对建筑物的承载能力、安全性能作出正确的评定，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。以减少混凝土龄期和含水率的影响 2. 回弹法通过混凝土表层的弹性和硬度反应混凝土的强度，超声法通过整个截面的弹性特性反应混凝土的强度，采用超声回弹综合法，可以内外结合，互相弥补各自不足，较全面的反映了混凝土的实际质量。10. 混凝土构件外观质量与缺陷的检测：裂缝检测，内部缺陷的检测与表层损伤的检测11. 钢筋检测：混凝土结构钢筋检测主要内容主要包括钢筋的配置、钢筋的材质和钢筋的锈蚀。12. 钢筋配置的检测可分为钢筋位置、保护层厚度、直径、数量等项目13. 钢筋锈蚀过程： P164重点一、建筑结构检测（试验）的任务、目的和定义（重点）（1）检测任务：通过仪器设备，依据有关的检测技术规程和标准，有计划地采取某种试验技术手段，对结构或构件在某种荷载或其它因素作用下的工作性能进行观测和测量，对其相关参数的实测数据进行处理、分析。（2）检测目的：由实测结果和相关鉴定标准，对结构或构件的工作性能（承载力、刚度、抗裂性等）作出评价，对结构或构件的承载力作出正确的估计；或者为检验四新结构的各项性能及技术指标是否符合相关标准提供评定的依据，同时也为验证和发展结构计算理论提供可靠依据。（3）建筑结构检测的定义： 以工程结构、构件或者结构模型为对象，以试验仪器设备为工具，以各种测试技术为手段，通过试验方式量测结构受载后的各种参数（位移、应力、应变、裂缝、振幅、频率、加速度），据此，对结构物的工作性能作出评价，对建筑物的承载能力、安全性能作出正确的评定，确定结构对使用要求的符合程度，并用以检验和发展结构的计算理论。二加载设备及加载方法应满足下列要求：a) 加载值稳定，准确，除了模拟动力作用之外，荷载值能保持相对稳定，不会随时间、环境条件的改变和结构的变形而变化，保证荷载量的相对误差不超过5%，b) 加载能力有一定的储备，设备有相当的强度和刚度，保证使用安全可靠。c) 能分级加载，卸载，分级值明确且满足要求。d) 加载设备不应对结构有额外的约束（改变结构的受力状态或使结构产生次应力），即不参与结构的工作。三重力加载法：是指利用物体的重量作为静荷载加于结构上的加载方法。四液压加载的优缺点：优点：他可以施加向上、水平、向下的荷载，施加荷载可以很大；易于控制，易于现代化的仪器设备联机，从而实现作用力大小的数据传输和采集，并能实现多点同步加载；能随被测结构或构件的变形导致抗力减弱而自动随之卸载。缺点：对油路、油管控制系统要求严格，要严格杜绝油路漏油现象，因为油路则可造成加载加不上去，恒载不稳定；控制系统要有良好的控制精度。另外，要注意油路油管的老化以确保人员及设备的安全。五电阻应变片的工作原理金属丝的电阻值R与其长度L成正比，与其截面积A成反比;当金属丝受拉伸(压缩)而伸长(缩短)dL时，其横截面面积将相应减小(增大)dA，电阻率因金属晶格发生变形等因素的影响，也将改变，这种现象称为金属丝的“应变电阻效应”。 六电阻应变片的粘贴工艺 电阻应变片通过黏结剂直接黏结在测试点上，直接感受测点由于外力作用的变形。所以粘贴质量的好坏至关重要。其粘贴工艺过程为：1) 选片。用放大镜做外观检查，观察片内有无气泡、霉斑缺陷。用万用电表检查有无开路或短路现象。检查阻值，要使一批使用的电阻应变片阻值相差在0.5欧姆以内。2) 测点表面处理。对于钢材测点，用铁砂纸将测点打出45交叉斜纹，使其测点除锈并使电阻应变片粘贴牢固。而后用棉球蘸丙酮或酒精将打磨的测点擦拭清洗干净。对于混凝土测点可用铁砂纸或砂轮机打磨除去表面麻面、气孔、浮浆等，使其表面光洁，而后用棉球蘸丙酮或酒精将打磨的测点擦拭清洗干净。3) 粘贴应变片。在测点处作出定位轴线，裁剪出电阻应变片稍大的塑料薄膜，用手捏住电阻应变片的导线，将塑料薄膜垫在应变片下方，将电阻应变片的背面涂上黏结剂，而后将电阻应变片粘贴在测点所画轴线上，利用塑料薄膜作为手指与电阻应变片黏结剂的隔离膜，用手指垂直向下挤压赶走气泡，使应变片牢牢粘在测点上。4) 固化处理。使黏结剂尽快固化，可自然干燥或人工固化（红外线灯照射或热电吹风加热）5) 导线连接。先用黏结剂固定接线端子，利用接线端子用烙铁将电阻应变片的引线与导线焊接，引出导线待接电阻应变仪。6) 绝缘检查。树脂打底，引出线绝缘胶带固定。7) 防潮处理。一是在测点表面处理时用极薄的环氧树脂加适量的低分子胶刷在测点上，作防潮打底；二是在电阻应变片粘好后，如不是即粘即刷，则需用环氧树脂加适量的低分子胶或用704硅胶覆盖在应变测点上作防潮处理。8) 粘贴质量检查。万用表（短路、电阻），兆欧表（绝缘性500兆欧）七温度效应的补偿贴有应变片的构件总处在某一温度场中当温度有变化时，会造成应变片敏感栅电阻的变化；此外当电阻丝的线胀系数与构件材料不同时电阻丝受到附加的拉伸(或压缩)，从而造成电阻的变化，引起应变仪指示电表的示值变动。这些现象叫做应变片的温度效应。这种非被测应变，在严重时每温升1、可达几十微应变()，必须设法排除。排除混度效应影响的措施，称为温度补偿。八掌握回弹法检测混凝土强度回弹法的基本原理是根据混凝土的抗压强度与混凝土表面强度存在一定关系，可以从测定混凝土表面硬度来推算混凝土的强度、回弹仪的工作原理是利用重锤敲击与混凝土表面接触的冲杆，重锤在冲杆的反作用下回弹一段距离，并带动刻度盘指针，在刻度盘上指示出回弹值N，回弹值N是回弹距离与起跳点距离之间的百分比值。九回弹仪使用时应注意的有关问题1. 检测面应为混凝土表面2. 测点表面要处理，要求清洁、平整、干燥3. 测区位置：a) 测区应优先选布置在砼浇筑的两侧面，只有当侧面无法布置测区时，可以选在浇筑的表面或底面，相邻测区应控制在2米之内。b) 测区离构件端件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5