结构试验技术教学大纲

结构试验技术教学大纲
《结构试验技术》
The experiment technology of civil engineering structure 本课程是面向结构工程和防灾减灾工程及防护工程等硕士点专业开设的专业课程。

本课程系统介绍结构试验技术的经典理论以及近年来本领域的最新试验技术成果，主要包括结构试验设计结构试验的荷载设备、结构试验的数据采集和测量仪器、结构单调加载静力试验、结构拟静力试验、结构动力特性试验、结构抗震动力加载试验、结构试验现场检测技术和结构试验的数据处理及模型试验等。

《结构试验技术》教学大纲
课程名称：结构试验技术
（The experiment technology of civil engineering structure）任课教师：管品武职称：教授
适用专业：结构工程、防灾减灾工程及防护工程
总学时：40学时授课学时：38学时参观：2学时
建议选用教材：①姚谦峰等编著，《土木工程结构试验》，中国建筑工业出版社
②易伟建等编著，《建筑结构试验》，中国建筑工业出版社
③姚振纲等编著，《建筑结构试验》，同济大学出版社
一、本课程的目的和任务
本课程是面向水工结构工程、结构工程和防灾减灾工程及防护工程等硕士点专业开设的专业课程。

在整个课程体系中，其作用是使学生了解结构试验技术的基本原理，掌握常见工程结构实验技术的主要试验原理、试验方法以及试验环节等内容，具备基本的结构试验技术与能力，初步具备独立从事科学研究的试验能力与技巧。

二、本课的基本要求
通过本课程的学习，学生要达如下基本要求：
1、了解结构试验技术在土木工程技术中的应用情况及发展趋势。

2、掌握常见工程结构实验方法的的主要试验原理、试验方法、主
要试验环节等；
3、运用结构试验基本原理，根据工程结构实验目的，能合理确定相应的试验方案，并能在老师的指导下独立完成相应试验研究工作。

三、课程内容简介
本课程系统介绍结构试验技术的经典理论以及近年来本领域的最新试验技术成果，主要包括结构试验设计结构试验的荷载设备、结构试验的数据采集和测量仪器、结构单调加载静力试验、结构拟静力试验、结构动力特性试验、结构抗震动力加载试验、结构试验现场检测技术和结构试验的数据处理及模型试验等。

四、教学内容及学时分配
第一章结构试验技术概论1学时包括结构试验的分类及主要实验技术简介。

第二章建筑结构试验设计3学时包括结构试验设计的概念、模型设计的相似理论、试件设计、荷载设计、观测设计等实验准备内容。

第三章结构试验的荷载设备与反力装置2学时包括产生荷载的方法、加载设备种类、各种加载装置的特点及组成等内容。

第四章结构试验的数据采集和测量仪器4学时包括结构试验测量仪器设备的主要技术性能指标及概念、结构试验对仪器设备的使用要求、主要传感器的基本原理与种类、电阻应变计以及应变测量的基本桥路特性等。

第五章结构单调加载静力试验8学时主要介绍结构单调加载静力试验的基本原理、特点与方法，并系统总结各种主要受力构件以及结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第六章结构伪静力试验6学时主要介绍结构伪静力试验的基本原理、特点与方法，并系统总结各种主要受力构件以及结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第六章结构拟动力实验4学时主要介绍结构拟动力试验的原理、特点与方法，并系统总结各种主要受力构件以及结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第七章结构动力特性试验4学时主要介绍结构动力特性试验的原
理、特点与方法，并系统总结各种结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第八章建筑结构抗震动力试验2学时主要介绍结构抗震动力试验的基本原理、特点、方法与实用试验技术。

第九章结构非破损检测技术2学时主要包括各种常用的结构非破损检测方法的基本原理、实验方法、数据处理以及各方法对应的相关规范（规程）的基本介绍。

第十章结构模型试验2学时主要包括结构模型试验的相似定律以及模型设计方法与要求。

结构试验室参观及现场讲解：2学时对上述讲授内容的总结、讨论以及对结构试验技术发展的讨论。

五、各章内容重点、深度和广度
第一章结构技术概论：掌握结构试验的分类
第二章结构试验设计
1、掌握结构试验设计的概念与重要性、模型设计的相似理论及试件设计内容；
2、结构试验所用试件的尺寸和大小，总体上分为真型（实物或足尺结构）和模型两类。

何为缩尺模型试验与实物和真型试验；
3、理解模型设计的尺寸要求；
4、何为单因数试验与正交试验，其适用范围如何？
5、等效荷载的基本概念及采用等效荷载试验原则；
6、试验加载装置的设计原则与方法；
7、结构试验的加载制度基本概念；
8、测点的选择与布置原则；
9、仪器的选择与测读原则。

第三章结构试验的荷载设备与反力装置
1、产生荷载的方法与加载设备有哪些种类？
2、正确地选择试验所用的荷载设备和加载方法，对顺利地完成试验工作和保证试验的质量，有着很大的影响，应满足哪些要求？
3、了解各种加载装置的特点及组成。

第四章结构试验的数据采集和测量仪器
1、结构试验测量仪器设备的主要技术性能指标及概念。

（刻度值(最小分度值)、量程（1.25~2.0倍最大测量值）、灵敏度、精度（≤5%，一般以满程相对误差表示）、线性度（以最大偏差与满程输出的百分比表示）、稳定性、重复性、频率响应（常以幅频与相频特性曲线表示））；
2、结构试验对仪器设备的使用要求有哪些？
3、传感器的基本原理与种类；
4、电阻应变计的主要技术指标哪些？
5、掌握电阻应变计的粘贴；
6、常用的应变测量传感器有电阻应变计、手持应变仪、位移传感器等，还可以用光测法(云纹法、激光衍射法、光弹法)等；
7、电阻应变计测量应变（采用惠斯登电桥）
)(4
143210εεεε-+-=K V V i 8、桥路连接方式种类及特点（1／4电桥、半桥接法、全桥接法）；
9、数据采集系统的硬件由三个部分组成：传感器部分、数据采集仪部分和计算机控制器)部分。

第五章建筑结构单调加载静力试验
结构单调加载静力试验是结构试验中最基本和最大量的试验。

静力试验主要是模拟结构承受静荷载作用下观测和研究结构构件的强度(稳定)、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机制。

1、何为试验加载制度与试验荷载值？
2、何为典型的静力试验加载制度？
3、掌握分级加载和卸载的原则与数值（含级间间歇时间）
第六章建筑结构伪静力试验
主要掌握结构伪静力试验的基本原理、特点与方法，理解各种主要受力构件以及结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

1、结构伪静力试验概念、作用及特点。

2、规范推荐的结构伪静力试验的加载制度？
3、结构伪静力试验的加载装置设计
4、结构伪静力试验的观测设计和量测仪器
5、结构伪静力试验的观测设计
第六章建筑结构的拟动力实验
主要掌握结构拟动力试验的原理、特点与方法，理解各种主要受力构件以及结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第七章建筑结构动力特性试验
了解结构动力特性试验的原理、特点与方法、各种结构形式分别对应的试验研究方法与实用试验技术。

第八章建筑结构抗震动力加载试验
了解结构抗震动力试验的基本原理、特点、方法与实用试验技术。

第九章结构非破损检测技术
理解各种常用的结构非破损检测方法的基本原理、实验方法、数据处理以及各方法对应的相关规范（规程）的基本介绍。

第十章结构模型试验
1、理解结构模型试验的相似定律以及模型设计方法与要求；
2、了解弹性模型特点及强度模型特点；
3、了解弹性模型特点及强度模型特点。

六、本课程与其它课程间的联系与分工
本课程的先修课程为材料力学、结构力学、结构动力学、高等混凝土结构、砌体结构、钢结构、工程结构抗震、建筑材料等主要专业课及专业基础课。

要求主要专业课能使学生了解各种结构方面的研究基本理论、计算方法和工程应用等。

本课程可为研究生毕业论文的选题、试验研究等提供相关研究基本理论和方法。