结构试验与测试.doc

原型试验是通过实际结构物或这类足尺结构物进行试验，可以对结构构造、各构件之间的相互作用、结构的整体刚体以及结构破坏阶段的实际工作性能进行全面观测了解。模型的设计制作及实验是根据相似理论，用适当的比例和相似材料制成与原型几何相似的试验对象，在模型上施加相似力系，使模型受力后重演原型结构的实际工作，最后按照相似理论由模型试验结果推算实际结构的工作。结构试验的任务： 就是在结构物或试验对象上，以仪器设备为工具、各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过量测与结构工作性能有关的各种参数，从强度、刚度和抗裂性以及结构实际破坏形态爱判断建筑结构的实际工作性能，评估结构的荷载能力，确定结构对使用要求的符合程度，检验和发展结构的计算理论。结构试验的目的： 是以实验方式测定有关数据，由此反映结构或构件的工作性能、承载能力和相应的安全性能，为结构的安全使用和设计理念的发展提供重要的依据。混凝土裂缝观测的详细要求：在混凝土构件表面涂白石灰或白色涂料；画好相应的网格线；记录第一次裂缝出现时的荷载及位置；测量裂缝宽度的裂缝数目一般不小于3条，应包括第一条出现的裂缝和开裂最大的裂缝；裂缝的描述：用铅笔在裂缝边缘1-3mm处沿裂缝走向进行描述，并注明裂缝出现时的荷载、裂缝宽度值；垂直裂缝的裂缝宽度在裂缝与主筋交汇处测量，斜裂缝的裂缝宽度在裂缝与腹筋交汇处测量；画出裂缝展开图。开裂荷载实测值的确定：定义：保持构件不开裂的最大荷载。方法：1.在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝，则将此级荷载定为开裂荷载实测值；2.在规定的荷载持续时间内出现裂缝，则将此级荷载与前一级荷载的平均值定为开裂荷载实测值。结构试验可归纳分为两大类：1：科学研究性试验：（1）验证结构计算理论的假定；（2）为制订设计规范提供依据；（3）为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验2：生产鉴定性试验：（1）检验结构的质量，说明工程的可靠性；（2）检验构件或部件的结构性能；（3）判断旧结构的实际承载能力，为改造、扩建工程提供数据；（4）检验和鉴定已建结构物的可靠性；（5）为处理工程事故提供依据。静力试验的优点：加载设备相对来说比较简单，荷载可以逐步施加，还可以定下来仔细观测结构变形的发展，给人们以最明确和清晰的破坏概念。缺点：不能反映变速率对结构的影响，特别是在结构抗震试验中与任意一次确定性的非线性地震反映相差很远。按试验的时间可分为：短期试验和长期试验。对于主要承受静力荷载的结构构件实际上荷载是长期作用的。结构静载试验的准备工作：调查研究与收集资料，试验大纲或方案制订，试件设计与制作，材料力学性能测定，试验设备与试验场地的准备，试件准备与安装就位和加载设备和测量仪表的安装。结构材料的力学性能指标的重要性：直接对结构性能产生影响是结构计算分析的重要依据，也是结构实验设计、实验数据分析的重要依据，会影响到结构承载能力、工作状态的半段和评估。荷载情况：正常使用荷载和承载能力试验荷载。荷载布置方式的情况：a根据结构实际情况按设计计算理论的荷载方式布置b按学校原则进行布置。预加载试验的目的：a检验装置各部分接触是否良好。b检验装置是否安全可靠c检验人员到位情况；检验各测点的仪表是否正常；起到预演作用。常用的加载方法：重物加载，液压加载，机械加载，气压加载以及拆除施工支架加载。气体压力对结构加载的方式：1利用压缩空气加载2利用抽真空产生的负压对结构构件施加荷载。压缩空气加载法的优点：加载卸载方便，压力稳定；缺点：结构受载无法观测。支座按作用方式不同分为：滚动铰支座，固定铰支座，球铰支座和刀口支座。检测仪器、仪表根据检测原理分类：机械式、电测式、光学式静载试验用检测仪器仪表的性能指标：量程，最小分度值，精确度，灵敏度。结构静载试验对仪器、仪表的基本要求：1.性能指标必须满足试验的具体要求；2. 重量轻、体积小；3. 对环境的适应性要强；4. 定期鉴定，并有记录。应变计的几项主要技术指标：表距l，宽度a，电阻值r，灵敏悉数k。常用温度补偿方法：温度补偿应变片法，工作应变片法温度补偿。常见的应变测试种类：电阻应变测试，千分表应变测试，振弦式应变传感器，光纤应变传感器。数据采集系统由三部分组成：传感器部分，数据采集部分，计算机部分。钢筋混凝土结构构件的承载能力极限状态标志：1.结构构件受力情况为轴心受压、偏心受压、受弯、大片新受拉时，2. 结构构件受力情况为受剪时。测点的选择与布置应遵循的原则：1. 在满足试验目的要求的前提下，测点宜少不宜多。2. 位置必须有代表性。3. 保证量测数据的可靠性。4. 应考虑试验工作的方便性和安全性。超声回弹综合法检测混凝土强度优点：能反映混凝土的表层状态，也能反映混凝土的内部构造情况，能够表叫确切的反应结构混凝土的强度状况。钻芯法不宜用于低于C10的混凝土强度检测。混凝土缺陷包括：1因施工管理不善，在结构施工过程中浇捣不密实造成的内部疏松，蜂窝空洞等2因混凝土收缩，环境温度变化，结构受力等产生的裂缝3由于化学侵蚀，冻融以及火灾等引起的损伤。混凝土裂缝深度检测：穿透法，平测法。裂缝的分类：1结构列分2变形裂缝，包括沉降裂缝，常年温度变化引起的裂缝和收缩裂缝。3钢筋锈蚀裂缝4龟裂裂缝。影响混凝土耐久性的主要因素：1冻融作用2钢筋锈蚀3碱集料反应4硫酸盐侵蚀。测碳化：用1%酚酞溶液滴于凹槽中，测试碳化深度，未碳化的混凝土将变为红色，已碳化的混凝土则不变色。碳化深度：碳化能增加混凝土表面硬度，在某些条件下还能增加混凝土的密实性，提高混凝土的抗化学腐蚀能力。但混凝土碳化后碱性降低。另外，碳化后混凝土硬度会有所提高，因此碳化深度的回弹法的测试结果影响很大，也需要测试混凝土碳化深度，修正回弹法的测试结果。钢筋位置检测：要求确定钢筋位置，布筋情况，正确测量混凝土保护层厚度和干净的直径，为在取芯部位避开赶紧，也需检测钢筋的位置。钢筋的锈蚀是一个电化学的过程，钢筋因锈蚀而在表面有腐蚀电流存在，使其电位发生变化。钢结构焊缝质量检测方法：超声波检测，射线检测，磁粉检测。钢结构螺栓连接的试验检测：1.扭剪型高强度螺栓连接副预拉力复验。2.高强度螺栓连接副拉矩系数检测，3.高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检验。副扭矩系数：扭矩系数是高强度螺栓连接的一项重要指标，他表示加于螺母上的禁锢扭矩与螺栓的轴向拉力之间的关系。钢结构构件的挠度检测方法：可以用拉线，激光测距仪，水准仪和钢尺等方法检测。钢构件或结构的倾斜检测方法：采用经纬仪、激光定位仪、三轴定位仪、全站仪或吊锤等方法检测钢结构或结构的整体垂直度和整体平面弯曲：可采用经纬仪，全站仪等测量。冲击加载的方法：突加荷载法，张拉突卸法。砌体抗压强度的检测方法：1.原位轴压法，2.扁顶法结构的动力特性：1.固有频率 2.振型 3.阻尼系数自幼振动法：是使结构产生自由振动（给结构以初速度或初位移），通过振动测试仪器记录下衰减的自由振动曲线，由此计算结构的基本频率和阻尼系数。共振法：也称强迫振动法，一般采用机械激振器对结构施加简谐动荷载，在模型试验的可采取电磁激振器激振。数