建筑结构试验

1、建筑结构试验（第二版）宋戎张贵文主编重庆大学出版社目录第1章建筑结构试验概述 1.1建筑结构试验的任务 1.2建筑结构试验的作用 1.3建筑结构试验的分类 1.4建筑结构试验的发展第2章建筑结构试验组织计划 2.1建筑结构试验组织计划理论概述 2.2试验前期工作方案设计 2.3试验构件方案设计 2.4试验荷载方案设计 2.5试验观测方案设计 2.6结构试验与材料力学性能的关系 2.7结构试验的技术性文件第3章建筑结构试验荷载 3.1概述 3.2重力荷载 3.3机械力荷载 3.4电磁荷载 3.5液压荷载 3.6惯性力荷载 3.7气压荷载 3.8人力激振荷载 3.9随机荷载 3.10荷载反力设备第

2、4章建筑结构试验测试技术 4.1概述 4.2电阻应变片 4.3应变测量 4.4传感器的分类 4.5常用传感设备 4.6试验记录方法 4.7建筑结构现场测试技术第5章建筑结构试验相似模型设计基础5.1概述5.2相似概念5.3相似原理5.4量纲分析5.5模型设计第6章建筑结构试验数据处理基础 6.1概述 6.2数据整理和换算 6.3数据误差分析 6.4数据的表达 6.5学术论文写作格式第7章结构试验科研示例试验1钢筋混凝土连续梁调幅限值的试验 研究试验2框筒结构动力分析方法的模型试验 研究试验3砖砌体伺服加载器周期性动力加载 试验研究第1章建筑结构试验概述内容提要：本章的目的是把建筑结构试验的大致

3、轮廓交代给读者，通过建筑结构试验的任务、作用、分类和发展过程的学习，使读者了解什么是建筑结构试验。教学重点：建筑结构试验的分类及其相关概念的区别。1.1建筑结构试验的任务1.2.1建筑结构试验是发展结构理论的重要途径-1.2.2建筑结构试验是发现结构设计问题的主要手段(b)结构计算简图01.1钢筋碇剪力撑结构雏形示意图图1.2钢筋磴剪力撑结构设计示意图1.2.3建筑结构试验是验证结构理论的惟一方法1.2.4建筑结构试验是建筑结构质量鉴定的直接方式-1.2.5建筑结构试验是制定各类技术规范和技术标准的基础 1.2.6建筑结构试验是自身发展的需要1.3建筑结构试验的分类 1.3.1生产性试验和科研

4、性试验 1.生产性试验 2.科研性试验 1.3.2静力试验和动力试验 1.静力试验 2.动力试验 1.3.3伪静力试验和拟动力试验 1.伪静力试验图1.3结构伪静力试验示意图图1.4结构拟动力试验示意图 2.拟动力试验 3.伪静力试验与拟动力试验的区别表1.1伪静力试验与拟动力试验的比较序号伪静力试验拟动力试验)1每一步加载目标是已知的下一步的加载目标是由上一步的测量结果和计算结果通过递推公式得到的，递推公式是建立在被测结构的离散动力方程基础之上的2每一步的加载都是单调静力加载,加载与时程没有关系每一步的加载都是单调静力加载，但加载的全过程是.某地震力的慢动作过程,与时程有关系3测试结果用滞回

5、曲线表示测试结果用时程波线表示'4荷载本质是静力荷载本质是失真的动力1-1.3.4真型试验与模型试验 1.真型试验 2.模型试验 3.模型的分类 (1)设计比例存在个性 (2)设计理论存在差异 (3)试验结果分析方法存在区别-1.3.5短期荷载试验和长期荷载试验-1.短期荷载试验 2.长期荷载试验 1.3.6试验室试验和现场试验 1.实验室试验 2.现场试验1.4建筑结构试验的发展小结建筑结构试验是通过试验组织、使用测试设备、测试一组参数，从而判断结构承载能力的一门学科。其作用有：发展结构理论、发现结构设计问题、验证结构理论、鉴定结构质量、规范结构技术、发展测试技术等。结构试验的类别有

6、：生产性试验和科研性试验、静力试验和动力试验、伪静力试验和拟动力试验、真型试验与模型试验、短期荷载试验和长期荷载试验、试验室试验和现场试验等。第2章建筑结构试验组织计划2.1建筑结构试验组织计划理论概述 2.1.1建筑结构试验组织计划的意义-1.建筑结构试验组织计划是组织工作的需要 2.建筑结构试验组织计划是结构试验特点的要求 (1)建筑结构试验没有固定的模式。 (2)建筑结构试验耗资较大。 (3)建筑结构试验周期长。 3.建筑结构试验组织计划关系到试验的成败(a)鶴族(b)正輛案02.1某钢管空心磴受弯构件抗弯试验组织方案对比图aL-a(a)aLd(b)aLq图2.2位移增量分析简图4.建筑

7、结构试验组织计划是体现技术水平和管理水平的窗口2.1.2PPIS循环概念1.PPIS循环 2.PPIS循环的应用范围 3.PPIS循环的特点 (1)连续性。 (2)有序性。 (3)层次性。 (4)嵌套性。 (5)广泛性。 (6)关键性。 (7)重复性。 (8)进步性。图23PPIS循环内容及其关系图2.4PPIS循环特点示意图 2.1.3结构试验的PPIS循环规律 1计划阶段 2.准备阶段 (1)试件的制作。 (2)试件质量检查。 (3)试件安装就位。. (4)安装加载设备。 (5)仪器仪表的率定。 (6)作辅助试验。 (7)仪表安装、连线试调。 (8)记录表格的设计准备。 (9)算岀各加载阶

8、段试验结构各特征部位的内力及变形值以备在试验时判断及控制。 (10)在准备工作阶段和试验阶段应每天记工作日志。计划阶段p=>准备阶段P=>实施阶段I=>总结阶段S02.5结构试验PPIS循环四阶段的内容及关系示意图 3.实施阶段 (1)加载试验。 (2)试验资料整理。试验总结阶段的工作内容包括以下几个方面的内容：试验数据处理。试验结果分析。完成试验报告。2.2试验前期工作方案设计 2.2.1调研方案设计 2.2.2研究路线方案设计 1.研究路线的含义 2.研究路线的作用 3.研究路线的内容 4.研究路线的制定 2.2.3其他工作方案设计2.3试验构件方案设计 2.3.1试件形

9、状1一匚J(a)J.(b)1D|1111cJ11D|(f)(g)图2.6框架结构中的梁柱和节点试件 2.3.2试件尺寸 (1)真型试验。 (2)小试件或模型试验。 2.3.3试件数目-1.优选设计法 2.因子设计法试验数二水平数因子数表21用因子法计算试验数量因子数水平数234512345249162538276412541681256625532243102431253.正交设计法表2.2钢筋混凝土柱剪切强度试验分析因子与水平数主要分析因子因子档次（因子数）代号因子名称123A钢筋配筋率0.40.81.2B配箍率0.20.330.5C轴向应力2060100D剪跨比234E混凝土强度等级C20

10、13.5Mpa表2.3试件主要因子组合试件数量ABCDE配筋率配箍率轴向应力剪跨比碗强度10.40.20202C2020.40.33603C2030.40.501004C2040.80.20604C2050.80.331002C206().80.50203C2071.20.201003C2081.20.33204C2091.20.50602C20试验数二（水平数）2试验数二（水平数1）如（水平数2尸XL试验数（水平数1相应因子数x水平数2相应因子数）注意:上面的“水平数1相应因子数x水平数2相应因子数”不是计算公式。4均匀设计法.试验数=最大水平数表2.4U6(64)使用表s列号D2130.1

11、87531230.2656412340.2990D值表示刻划均勻度的偏差，偏差值越小,表示均匀度越好。表2.5U6(64)设计表列号123411236水2246533624平.44153数55312665412.3.4结构试验对试件设计的构造要求图2.7试件设计时考虑加荷需要的构造措施2.4试验荷载方案设计 2.4.1荷载设计的一般要求 2.4.2单调加载静力试验-1.荷载图式的选择与设计 2.试验荷载制度 (1)荷载程序。 (2)荷载大小。02.8单调静力荷载试验加载程序3试验装置6图2.9受弯构件试验装置示意图1.荷载2.荷载传感器3垫块4.垫块5.支墩6.承载台7试件8垫块9支座10垫块

12、11分配梁2H2.10受压构件试验装置示意图1荷载2垫块3荷载传感器4支座5试件6承载台2.4.3结构低周反复加载试验1. 单向反复加载制度(1)控制位移加载法。图2.11控制位移的变幅加载制度02.12控制位移的等幅加载制度S2.13控制位移的变幅等幅混合加载制度图2.14种专门设计的变幅等幅混合加载制度(2)控制作用力加载法。(3)控制作用力和控制位移的混合加载法。国厶.2丁工巾LTIF/±MJH(力口软刀耒 2.双向反复加载制度 (1)X、Y轴双向同步加载。 (2)X、Y轴双向非同步加载。(a)(b)(c)(d)(e)(f)图2.16双向低周反复加载制度3.2）墙休试验袈青02

13、.17几种典型的伪静力试验加载装置2.4.4结构拟动力试验图2.18计算机数值分析控制试验加载图2.19联机试验系统原理图 1.工作原理 2.工作流程 (1)输入地震地面运动加速度运动方程：mxn+cxn+Fn=一mxQfl (2)计算下一步的位移值Aim+c2n乎-矶）_1-m2X(3)位移的转换 (4)测量恢复力化+及位移值观+1 (5)由数据采集系统进行数据处理和反应分析运动方程能够简化为：m讥+F*二一加0.逊ii结构拟动力试验的工作流程图Xn+=2%-Xn_l-+Xm/ 3.试验装置 2.4.5结构动力特性试验 1频率 (1)自由振动法。 (2)强迫振动法。 (3)随机荷载激振法。L

14、_JLJLJLJLTS2.21有阻尼自由振动曲线02.22结构受强迫振动时的共振曲线(1)(2.1)(2.2)(2.3)(2.4) 2.振型 3.阻尼 (1)自目振马法确定阻尼mxf+cxf+kx-Qx+2nxr+co2x-0x二AeHl+a)x=一和sin(dz+a) n为衰减系数"二尹“为有阻尼时的斶频率二二3为不考虑阻尼时的圆频率”氏阻尼比佔仝5S2.23有阻尼自由振动波形图则相邻周期振幅之比为：Y4n“川。e-鈕(G-G+1)小泗心+1-/“)叙纠=2时(V%+iAe"Zz,+1(2.5)In=In"二gajT-心+】所以阻尼比伪(2.6)结构的阻尼系数为

15、平均衰减系数"°二Ao/r二吉111丄(2.8)x2x,1xA=2In=In或入二46052logKjKxn+kKxk阻尼比A2?rTTTS2.24无零线的有阻尼自由振动波形图(2)按强迫振动的共振曲线确定结构的阻尼。(2.9)(2.10)(2.11)(2.12)mx"+cxf+kx二p（£）=psinGtxr+2coxf+（x）2x=psinOl/mx=4e"'sin（+a）+sin（0£+0）稳态强迫振动的振幅值为：x=Bsin（0t+P）B=P（）/m/£+（2證）哪=誇动力系数（放大系数）卩为丄2f丄2f1.

16、/2图2.25动力系数曲线图衰减系数5一Aw结构的阻尼比2/O>2一1&)0)2a)23(3)由动力系数”(e)求阻尼比。当0=0).结构共振，这时动力系数为 2.4.6结构动力荷载试验 1.周期性动力荷载试验的加载制度 (1)强迫振动共振加载。 (2)有控制的逐级动力反应测试试验。 2.非周期性动力荷载试验的加载设计 (1)地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。 (2)人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。 (3)对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待天然地震对结构的动力影响。 2.4.7结构疲劳试验图226疲劳应力与荷载次数关系图-1.疲劳测试项目 (1)抗裂性及开

17、裂荷载； (2)裂缝宽度及其发展； (3)最大挠度及其变化幅度; (4)疲劳极限值。 2.疲劳测试荷载 (1)疲劳测试荷载取值。 (2)疲劳测试的荷载频率。<0.5或1.3<00 （3）疲劳循环次数。中级制吊车梁n=2xl06次重级制吊车梁71=4x106次 3.疲劳测试程序 4.疲劳试件安装要求图2.27疲劳测试步骤示意 2.4.8试验加载装置的设计-1.强度要求 2.刚度要求 3.真实性要求 4.简便性要求 2.4.9试验设备准备计划图228柱弯剪试验装置11110-宀11101rnI(a)(b)图2.29偏压剪短柱的试验装置2.5试验观测方案设计2.5.1观测项目的确定构称结

18、构分类混凝土等非金属结构金属结构梁1荷载、支座反力；2.支座位移、最大位移.位移曲线.曲率、转角、裂缝;3睑应变、钢筋应变、箍筋应变、梁裁面应力分布；4.破坏特征。1（同左）；2.（同左）；3跨中及支座减面应力分布；4（同左）。板（参考上）柱1荷载；2支座位移、水平弯曲位移、裂缝；3碗应变、钢筋应变、箍筋应变、柱截面应力分布；4.破坏待征。1.（同左）;2（同左）;3跨中及柱头减而应力分布；4（同左）。墙1荷载；2支座位移、平而外位移曲线、曲率、转角、裂缝；3. 磴应变、纵横钢筋应变、纵横截面应力分布.剪切应变；4. 破坏特征。屋架1荷载、支座反力;2.支座位移、整体最大位移、裂缝；3上下弦杆

19、以及腹杆碇应变、钢筋应变、箍筋应变、屋架端头以及节点磴剪切应力分布；4破坏特征。1（同左）;2（同左）；3.上下弦杆以及腹杆碗应变、屋架端头以及节点处剪切应力分布；4（同左）0排架I荷载；2.支座位移、最大位移、位移曲线、曲率、转角裂缝；3址应变、钢筋应变、掘筋应变、梁截面应力分布；4破坏特征。1. （同左）;2. （同左）；3构件截面应力分布；4.（同左）。桥1. 荷载：2. 支座初移、最大位移、位移曲线、裂缝；3 根摇测试冃的确定测试构件及其应力（应变）的分布点；4 破坏特征。1（同左）；2.（同左）;3（同左）;4（同左）。表2.6结构静力试验中常用参虽汇总表表2.8结构拟动力试验、振动

20、台试验的常用参量汇总表分类检测内容杆件1荷载、支座反力；2. 支座位移、最大位移、曲率、转角、裂缝；3. 杆件截面应力分布；4.滞回曲线，破坏特征。节点1荷载；2. 支座位移、转角、裂缝；3. 根据测试目的确定节点应力（应变）的分布点；4. 滞回曲线，破坏特征。结构1荷载、支座反力；2. 支座位移、最大位移、曲率、转角、裂缝；3. 根据测试目的确定结构的测试部位及其应力（应变）的分布点；4滞回曲线，破坏特征。分类检测内容杆件1. 输入的加速度(或速度、或位移)时程曲线；2. 输出的加速度(或力、或速度、或位移、或应变)时程曲线；3. 裂缝开展状况，结构破坏特征。2.5.2测点的选择与布置2.5

21、.3仪器的选择与测读的原则(1)仪器的选择J(2)读数的原则 2.5.4仪器仪表准备计划2.6结构试验与材料力学性能的关系2.7结构试验的技术性文件 2.7.1试验大纲 2.7.2试验记录 2.7.3试验报告第3章建筑结构试验荷载3.1概述3.2重力荷载 3.2.1重力直接加载方法 1.加荷作用方式图31用重物作均匀加载实验1重物2试件3支座4支墩2. 不同荷载的特点(1) 散状材料。(2) 块体材料。(3) 吸湿材料。(4) 液体材料。图3.2用水作均匀加载的试验装置1水2防水布3斜撑4试件3.2.2杠杆加载方法BC(a)承压平衡式S(b)拉杆平衡式(c)桁架式杠杆图3.3杠杆加载装置3.3

22、机械力荷载3.3.1卷扬机、绞车加载P=(p-77-Kp图3.4拉力测力装置布置图 3.3.2螺旋千斤顶加载 3.3.3螺旋、弹簧加载 3.3.4倒链3.4电磁荷载 3.4.1电磁激振器根据电磁感应原理F=0.102BL/x10-4图3.5电磁式激振器的构造图1外壳2顶杆3励磁线圈4动圈5支撑弹簧6铁芯n5图3.6电磁激振器的工作原理图1信号发生器2励磁电源3功率放大器4电磁激振器5试件3.4.2电磁式振动台图3.7电磁振动台组成系统图1信号发生器2自动控制仪3功率放大器4电磁激振器5振动台台面6测振传感器7记录系统8试件9台坐3.5液压荷载3.5.1液压加载器图3.8单、双向作用液压加载器图

23、1端盖2进油出油口3油封装置4活塞杆5活塞6工作油缸7固定环 3.5.2液压加载系统 3.5.3大型结构试验机 3.5.4电液伺服液压系统 1.电液伺服加载系统的工作原理图3.9电液伺服液压系统的基本闭环回路1.指令信号2调整放大系统3油源4.伺服阀5.加载器6传感器7反馈系统 2.电液伺服阀的工作原理 3.5.5地震模拟振动台下面对地震模拟振动台的组成和工作原理作一扼要说明： 1振动台台体结构 2.液压驱动和动力系统 3.控制系统 4.测试和分析系统(c)图3.10地震模拟振动台加速度控制系统图a>b、c表示加速度、速度、位移信号输入（a）、（b）、（c）表示加速度、速度、位移信号反馈

24、1信号输入控制器2油源3试件4伺服放大器5伺服阀6加载器7振动台8位移传感器9加速度传感器3.6惯性力荷载3.6.1冲击加载1. 初位移加载法(b)图311用张拉突卸法对结构施加冲击力荷载1.结构物2.钢拉杆3保护索4钢丝绳5.绞车6.实验模型7钢丝8滑轮9支架10重物11减振垫层(b)(a)2. 初速度加载法30I45|iII人K03.12用摆锤或落重法施加冲击力荷载1摆锤2结构3落锤4垫层5试件3. 反冲激振法图3.13反冲激振器结构示意图1燃烧室壳体2底座3喷管4火药5点火装置图3.14反冲激振器输出特性曲线1升压段2高峰段3平衡压力工作段4后效段P=Wsv/g362离心力加载图3.15

25、机械式激振器的原理图3.6.3直线位移惯性力加载双向加载器荷重低摩擦直线滚轮钢轨图3.16直线位移惯性力加载系统3.7气压荷载3456匚n匚2(_>横梁陵梁纵梁LL纵梁支撑12蓄气室气压计图3.17气压加载装置示意图自上而下共有6层装置：1螺母2压梁3拼合木板4气囊5试件6试验支座 3.8人力激振荷载3.9随机荷载 3.10荷载反力设备 3.10.1支座 (1)必须保证结构在支座处能自由转动和结构在支座处能正确地传递力。支承垫板的长度1可按下式进行计算：mm(a)滚动铉支座(c)嵌固端支座(b)固定钱支座IIz图318较支座的形式和构造(2)较支座处的上下垫板要有一定刚度。垫板厚度d可按

26、下式计算：丽d=mm(3)滚轴强度的要求。并按下式进行强度验算表3.1滚轴直径选用表滚轴受力/(kNmm,)<22446滚轴直径d/mm4060608080-100(4)滚轴的长度3.10.2分配梁(a)正确的设置形式(b)错误的设置形式图3.19分配梁设置示意图1图3.20竖向分配梁示意图1试验模型2支撑架3调节系统4分配梁 3.10.3荷载架 1.竖向荷载架 2.水平荷载架 3.反力墙重IXX学出版a22(a)竖向荷载架(b)水平荷载架(c)钢筋栓反力墙KIQ91荷载架示音冈1.横梁2.千斤顶3地脚螺栓1.三扁架2.千斤顶3.压梁1试件2伺服千斤顶3地脚螺栓 3.10.4结构试验台座

27、 1.抗弯大梁式台座和空间桁架式台座03.22抗弯大梁台座的荷载试验装置图3.23空间桁架式台座7(b)地脚螺丝式2.地面试验台座7wlwl(a)槽式03.24两种板式试验台图3.25箱式试验台座示意图1实验试件2荷载架3千斤顶4液压操作台5台座孔3.10.5现场试验的荷载装置nn12345图3.26现场试验加荷方案图1实验试件2荷载架3平衡重4铺板5横梁第4章建筑结构试验测试技术4.1概述 4.1.1仪器设备的分类 4.1.2试验仪器仪表的主要技术性能指标 (1)刻度值。 (2)量程。 (3)灵敏度。 (4)分辨率。 (5)线性度。 (6)稳定性。 (7)重复性。 (8)频率响应。 4.1.

28、3结构试验对仪器设备的使用要求4.2电阻应变片. 4.2.1电阻应变片的工作原理图4.1金属丝的电阻应变原理1 受力前的金属丝2 受力后的金属丝dR-(1+2©)$+血或丄P£dRdR(4.1)dR一亞色_塑下二p!人(4.2)R=p飞二1+2。+丄血£P(4.3)4.2.2电阻应变片的构造电阻应变片的主要技术指标如下;(1)电阻值R(Q)o(2)(3)标距1。灵敏系数K。图4.2电阻应变片构造示意图1.引出线2电阻线3覆盖层4.基底层表4.1应变片的粘贴方法.步骤等技术要求4.2.3电阻应变片的种类和粘贴方法23OO567849图4.3几种电阻应变片1,2,3,

29、7,9箔式电阻应变片4半导体应变片5丝绕式电阻应变片6短接式电阻应变片8焊接电阻应变片序号工作内容方法要求1应变片的检査分选外观检查借助放大镜肉眼检查应变片无气泡、霉斑、锈点，栅极应平直、整齐、均匀阻值检查用单臂电桥测量电阻值并分组同一测区应使用阻值基木一致的应变片，相对误差应小于0.5%表4.1续表wrMi4.3应变测量 4.3.1电阻应变仪测量应变 1.应变仪工作原理图4.4惠斯登电桥的桥路图二（勺一刃+巧一印）(4.7)/?1人3-R2R4(/?+人2)(人3+RJ(4.4)A1?2AV°=(R+人2)珥&A7?IA/?2+AA3他)v一一r4/(4.5)Ar=1o匕/

30、人2他4（'R'R+才-A)匕=才K（C-乞+巧-$4）人2人3(4.6) 2.桥路组成的类别 (1)等臂桥路。 (2)1/4电桥桥路。 (3)半桥桥路。 (4)全桥桥路。 3.桥路读数值构成特点二£aD_DC+&CBBA(4.8)(4.9) 4.温度补偿技术 （1）同一桥路具有相同的温度效应，即S1_5253_S4_七£9 （2）外补桥路补偿片的荷载效应为零，即勺=°o/二（£“1+）一（勺2+%）+（勺3+®3）一（+%）（4.10） 5.桥路的连接技术表4.2电阻应变片的布置与桥路的连接方法序号测试项目补偿技术&#

31、171;1<轴向力&轴力应变外设补偿片半桥OVOQJ£=%2轴向力12D=轴力应变互为补偿片半桥11号序同|£7)7+IX11/(/(X一一二r£他朋倍y5,七匕0Nz6H)/LM较响+11-门用S®(偏精除量表4.2续衣42续续表序号测试项目补偿技术7弯曲与扭转-他-C/c弯曲应变互为补偿片3号亠予r/同2£+1g£2=S弯曲与扭转M驾扭转应变互为补偿片半桥3号序同2£+1&£2=二r£6.一片多补技术的工作原理BRlR2R3R4R5R6R7R8I?9D图4.5半桥外补一片多补工作

32、原理桥路示意图7.应变仪半桥与全桥切换技术的工作原理两个无感电阻；两个无感电阻图4.6半桥桥路图4.7全桥桥路 4.3.2其他方法测量应变 1.位移方法e=Al/l(4.11) 2.光测法4.4传感器的分类 4.4.1传感器的分类 4.4.2传感器的组成 1.机械式传感器上机械式传感器利用机械原理进行工作，主要由以下4部分组成： (1)感受装置。 (2)转换装置。 (3)显示装置。 (4)附属装置。 2.电测传感器电测传感器主要由以下4部分组成: (1)感受装置。 (2)转换装置。 (3)传输装置。 (4)附属装置。 3.其他传感器4.5常用传感设备4.5.1测力传感器(a)钢环拉力计(b)环

33、箍压力计(d)拉压传感器图48几种测力计及传感器4.5.2线位移传感器23(d)差动式位移传感器(a)百分表(千分表)(b)电阻应变式位移传感器(c)滑阻式位移传感器Hill7图4.9几种常用位移传感器构造原理图1测杆2外壳3弹簧4电阻应变片5电阻丝6线圈7电缆4.5.3倾角传感器(a)长水准式倾角测量仪78ABRbCanbnc)DC10水准器工作原理(b)电阻应变式倾角传感器图4.10倾角传感器示意图1.长水准管2.水准泡3.读数盘4.测微轮5.试件6圆水准器7.电阻应变片8.质量块4.5.4裂缝观测仪昌合S4.11应变片或导电漆膜观测裂缝示意图4.5.5测振传感器-1.测振传感器工作原理K

34、2>传感器iy体动振%图4.12测振传感器力学原理y二hsin(©_Q)(4.17)sina)t(4.12)d"兀+y)dx胪+山+c尘+Ay二mX(M2sincot胪ckDy=necos-n29t+a+Fqsin(G£_(f>)-,cb=arctan-2十10)3“(4.13)(4.14)(4.15)(4.16)2传感器的频率特性图4.13幅频特性曲线图4.14相频特性曲线YT二-光osina)tdr(4.19)(4.20)(4.21)3.21.61.00.80.40.20.10.20.40.81.01.65图4.15加速度传感器的幅频特性曲线3.磁

35、电式速度传感器E-Bnlv(4.22)战重锤LIUL图4.16磁电式速度传感器1信号输出2线圈3磁钢4阻尼器5弹簧片图4.17摆式传感器1弹簧2信号输出3线圈4磁钢5外壳4. 压电式加速度传感器(m(1) 灵敏度。1(2) 安装谐振频率。2(3) 频率响应。3(4) 横向灵敏度比。4(5) 幅值范围。图4.18加速度传感器原理1夕卜壳2硬弹簧3质量块4压电晶体4.6试验记录方法 4.6.1概况 4.6.2XP记录仪6图4.19XY记录仪工作原理1传感器2桥盒3应变仪4.电源5绘图笔6大车7小车8记录仪463光线不波器图4.20光线示波器的工作原理1张丝2线圈3磁场4镜片5光源6输入线7记录线8

36、频闪灯464磁带记录仪记录放大器记录磁头重放磁头重放放大器输入信号一石豆刃磁带运动方向_盘星R_输出信号图4.21直接记录式磁带记录仪原理图 4.6.5数据采集系统 1数据采集系统的组成I传感器II数据采集仪II计算机'对应接口各类传感器图4.22组合式数据采集系统的组成2.数据采集过程开始试验传感器数据采集仪计算机图4.23数据流通过程 4.7.1混凝土结构现场检测试验 1.回弹法检测混凝土强度 (1)回弹法的基本原理。ME二二二1X1S4.24回弹原理示意图x100%(2) 回弹值与强度值的关系。直线方程fl=ABRm幕函数方程fL=ARl抛物线方程fl=A+BRm+CR2rn二元

37、方程/cu=欽10“4(3) 测试方法。(4)数据处理。2.超声脉冲法检测混凝土强度图4.25混凝土超声波检测系统指数函数方程/cu=A'幕函数方程f=AvB抛物线方程/cu=A+Bv+Cv2测区声波传播速度v=y-,其中，t人+小3人m33.超声回弹综合法检测混凝土强度平面型方程fl=A+Bv+CRm曲面型方程/L=BRcm4.钻芯法检测混凝土强度表4.3芯样试件混凝土强度的换算系数高径比h/d1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.0系数a1.001.041.071.101.131.151.171.191.201.221.245.拔出法检测混凝土强度/L=a

38、F十b 6.超声法检测混凝土缺陷 (1)混凝土裂缝检测。图4.26平测法检测裂缝深度dC=212345tH小12345图4.27斜测法检测裂缝深度02波幅/mmTR图4.28钻孔检测裂缝深度图4.29裂缝-力坐标图4.30混凝土缺陷对测(2)混凝土内部空洞缺陷的检测。平面图U-立面图%图4.31混凝土缺陷检测钻孔法测点布置图4.32混凝土内部空洞尺寸估算2m一1混凝土无损结构区图4.33平测法检测混凝土表层损伤厚度04.34混凝土表层损伤“时距”图(3)混凝土表层损伤的检测。 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。I/T钢筋图4.35钢筋影响感应电流示意图2(2)钢筋锈

39、蚀的检测。图4.36钢筋锈蚀测试仪原理图1毫伏表2铜棒电极3硫酸铜饱和溶液4多孔接头5钢筋表4.4钢筋锈蚀状况的判别标准电位水平/mV钢筋状态()100未锈蚀-100-200发生锈蚀的概率10%，可能有锈斑-200-300锈蚀不确定，可能有坑蚀-300-400发生锈蚀的概率90%，全面锈蚀-400以上（绝对值）肯定锈蚀，严重锈蚀如果某处相临两测点值差大于150mV,则电位变负的测值处判为锈蚀 8冲击回波法检测混凝土内部缺陷及厚度长期以来，人们一直寻求以声波反射(回波)的方法来探测混凝土内部缺陷。这种方法有以下优占八、 (1)可单面测试，扩大应用范围； (2)可获得缺陷明确的反射信号，直观，测一

40、点即可判断一点； (3)勿需丈量测距，测试方便；. (4)可以很方便的测量结构厚度。 9.雷达法检测技术雷达波检测具有如下的技术特点： (1)对混凝土有较强的穿透能力，可测较大深度。 (2)可实现非接触探测，可作实时检测，探测速度快。 (3)以减小波长和增大频率宽度，实现高分辨率的探测。 (4)微波有极化特性，可确定缺陷的形状和取向。 4.7.2钢管混凝土质量检测 4.7.3红外成像无损检测技术 4.7.4钢结构现场检测 (1)钢材强度测定f=3.6HfiN/mm2(2)超声法检测钢材和焊缝缺陷s图4.37脉冲反射法探伤示意图S4.38斜向探头测缺陷位置 4.7.5砌体结构现场检测 （1）砖砌体强度的间接测定法1）冲击法。单位功的表面积增量与试样强度之间的关系为f=AB 2）回弹法。 3）推岀法。 4）筒压法。 5）砂浆片剪