结构试验与检测技术(第一章)
土木工程结构试验与检测知识点整理
土木工程结构试验与检测知识点整理(别太依赖……书还是要看个一两遍的……)
第一章绪论
【选择】
研究性试验【目的】
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试验依据
检验性试验【目的】
①检验预制构件或部件的结构性能,判定预制构件的设计及制作质量
②检验结构工程质量,确定工程结构的可靠性
【名词解释】
①拟静力试验:利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移,使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似
②拟动力试验:将地震实际反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上,使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震作用下所经历的真实过程完全一致
【选择】结构实验分类
①根据试验目的:研究性试验与检验性试验
②根据荷载性质:静力试验与动力试验
③根据试验对象:实体试验与模型试验
第二章结构试验设计
【填空】研究性试验包括4个阶段:设计、准备、实施、总结
【填空】试件形状与尺寸要满足:在试验时形成和实际工作相一致的应力状态
【选择】试件数量决定了:试验目的与试验的工作量
试验数量受限于:试验研究、经费预算、时间期限
【名词解释】加载图式:试验荷载在试验结构构件上的布置(包括荷载类型和分布情况)【简答】采用等效荷载时,必须全面验算由于荷载图式的改变对结构构件造成的各种影响;必要时应对结构构件做局部加强,或对某些参数进行修正;取弯矩等效时,需验算剪力对构件的影响,同时要把采用等效荷载的试验结果所产生的误差控制在试验允许范围内。
【简答】试验装置具体要求
①应具有足够刚度
第1章 试验检测概述
二、当遇到下列情况时,可通过现场检测砖砌体 和砂浆的质量判定其强度: (1)砂浆试块缺乏代表性或试件数量不足。 (2)对砂浆试块的试验结果有怀疑或争议,需 要确定实际的砌体抗压、抗剪强度。 (3)繁盛工程事故或工程质量有怀疑或争议, 需进一步分析转、砂浆或砌体的质量。 (4)大修前的可靠性鉴定。 (5)房屋改变用途、改建、加层或扩建前鉴定。 (6)静力安全鉴定、危房鉴定、抗震鉴定等。
(8)标养试块:是指试块放在20℃正负3℃ 标养室里养护的试块。 (9)同条件养护试块:是指放在同体构件上 同体养护的试块。 (10)塌落度:是指混凝土拌合物在自重作 用下的流动性。
(11)碳化:水泥水化后游离出氢氧化钙,受空 气中二氧化碳作用生成硬度较高的碳酸钙,即混 凝土的碳化。碳化对混凝土和钢筋造成一定影响。 混凝土振捣的密实程度、混凝土强度等级和混凝 土暴露在空气中的时间长短是决定碳化深度的重 要原因。 (12)混凝土外加剂:如减水剂、泵送剂、缓凝 剂、引气剂、抗冻剂、防锈剂等,外加剂一般不 应超过水泥重量的5%。 (13)水灰比:混凝土配和比中的用水量与用灰 量的比值(W/C)。
三、砌体结构常用检测方法 1. 回弹法:用于推定烧结普通砖砌体 中的砌筑砂浆强度。 (1)原理:通过测定砂浆表面硬度即 回弹值和碳化深度,换算砂浆强度。
(2)技术要求 ① 测位宜选在承重墙的侧面,并避开洞口及 预埋件等,每个测位面积宜大于0.3㎡。 ② 测位表面应平整清洁,相邻弹击点应相距 20mm以上。 ③ 每个弹击点连续弹击3次,仅读第3次的回 弹值,每个测位取12个回弹值。 ④ 回弹仪应处于水平状态,其轴线垂直于砂 浆表面。
结构实验与方法教学大纲
研究生《结构实验与方法》教学大纲
第一部分大纲说明
一、课程的性质与任务
建筑结构试验课程是《结构实验与方法》是土木工程大类专业房屋结构、桥梁结构以及建筑结构课程的重要补充部分,是学习建筑结构及其相关课程的重要补充环节,是结构工程专业研究生的一门专业基础课程;是电学、光学、光电子学、力学、钢筋混凝土结构和钢结构等学科相互交叉的、实用性很强的一门学科。通过试验培养学生科学试验的能力和严谨求实的科学态度。通过分析试验结果及其影响因素巩固和丰富理论知识,提高分析实际工程问题和解决问题的能力。
二、课程的目的与要求
1.《结构实验与方法》是在物理学和结构力学的基础上,利用试验测试手段对建筑结构新的设计理论进行验证性检验,对新结构、新工艺、新材料和施工现场结构进行质量检测。本课程的内容包括:试验装置与加载设备、测试仪表、无损检测技术、试验设计、结构静荷载试验、结构动荷载试验、结构抗震试验等。要求学生对基本检测方法的原理和检测技能做到重点掌握,对具体结构的检测全过程有整体的认识和了解。
2.本课程的重点之一是各种试验装置的使用原理和使用功能,特别要求熟练掌握施工现场进行检测和科学研究中经常使用的重物加载、液压加载和支承装置。重点之二是要求熟练掌握结构检测中各种物理量的测试原理和测试技术,特别是熟练掌握电阻应变测量方法、振弦式应变计测量方法、测量高远处位移的光学测量方法和加速度传感器测量方法等。
3.掌握结构检验的前期准备工作程序,为结构检测的顺利进行准备测试方案;熟练掌握典型结构静荷检测的测试内容、测试方法的全过程。
第一章 工程测试与结构检验
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第三节 建筑结构试验的分类
2、 动力试验 对于在实际工作中主要承受动力作用的结构或构件,为 了研究结构在施加动力荷载作用下的工作性能,一般要进行 动力试验。
动力试验的特点:由于荷载特性不同,动力试验的加载 设备和测试手段与静力试验有很大的差别,而 且要比静力试 验复杂得多。
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第三节 建筑结构试验的分类
五、静力试验和动力试验(按荷载性质分) 1、静力试验 静力试验是结构试验中最大量、最常见的基本试验,因 为大部分土木工程的结构在工作时所承受的是静力荷载,一 般可以通过重力或各种类型的加载设备来实现和满足加载要 求。 分类:(1)结构静力单调加载试验 (2)结构低周反复静力加载试验
真型试验适用于生产检验性试验;有些研究 结构整体性能的试验。
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第三节 建筑结构试验的分类
真型试验的特点:通过试验可以对结构构造、各构件 的相互作用、结构的整体刚度以及结构破坏阶段的实际工 作进行全面观测了解; 但是,真型结构试验的投资大、周期长、测量精度受 环境影响较大。
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第三节 建筑结构试验的分类
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ASTM C1202装置简图
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各种试验方法对比
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结构试验现场检测技术
结构试验现场检测技术
1.结构试验现场检测技术是用来检查结构实际状态的技术。它通过对
结构的外观、尺寸和一定程度上的性能,运用诸如检查、测量、跟踪的方法,来诊断结构的当前状况,以及发现结构可能存在的问题,以实现安全、可靠、及时的施工。
2.现场检测技术是把结构的实际条件作为重点,而不是根据设计图纸
进行检测,通过实时观察,获取结构的当前状况,以便及时了解结构实际
状况,及时纠正施工质量问题。它可以采用诸如现场拍照、拐角检查、结
构尺寸测量、支撑体系检查、螺栓紧固度测量等多种方法,检测结构抗力
及结构稳定性的性能,以确保结构物的安全使用。
3.使用结构试验现场检测技术的过程,基本上包括:现场有关结构的
检查,现场测量,结构图纸比对,结构及其设备检查,结构强度检查,结
构分析,结构元素检查,结构完整性检查等。根据结构材料、构件类型和
结构类型,选择并结合各种不同测试技术,对结构的给定性能进行检测。
4.现场检测技术不仅可以及时掌握结构的实际情况,而且还能够对结
构的抗力性能和稳定性进行检测。
《结构检验》
1.结构试验的目的及主要任务是什么?
目的:科学研究性试验、生产鉴定性试验。结构试验的任务是:以结构试验为手段,通过使用测试仪器和试验设备,对结构物受作用后的性能进行观测,通过对量测数据的分析(如荷载、应力、变形、应变、温度、振幅、频率、裂缝宽度等)了解并掌握结构的力学性能,并对试验对象的结构性能做出评价,为验证和发展结构计算理论提供试验依据。
2.结构试验如何分类?
按实验对象:真型试验、模型试验
按荷载性质:静力试验,动力试验
按实验时间:短期荷载试验,长期荷载试验按试验场合:实验室实验、现场试验
按破坏程度:破坏性试验,非破坏性试验3.科研性试验与鉴定性试验有何区别?试验对象有何不同?
科研性试验:具有研究、探索、开发的性质,针对事件而不一定是具体结构。应用场合:验证结构计算理论及有关假定、推断等;为编制有关设计规范提供依据;推广应用新结构、新材料、新工艺。
生产性试验:非探索性、有比较成熟的计算理论、针对实际结构或构件。应用场合:检验结构设计和施工质量;检验已有建筑物的可靠性,推断剩余寿命;鉴定加固,改造工程的实际受力性能;为工程事故鉴定处理提供技术依据;检验结构构件或部位的受力性能。
4.生产性结构试验一般常用于解决哪些问题?
检验结构设计和施工质量;检验已有建筑物的可靠性,推断剩余寿命;鉴定加固,改造工程的实际受力性能;为工程事故鉴定处理提供技术依据;检验结构构件或部位的受力性能。
5.结构试验的过程分为哪几个阶段?准备阶段的主要内容是什么?
结构试验的四个阶段1.试验规划与设计2.试验准备阶段3.试验实施阶段4.试验数据分析与总结。准备阶段内容为:试件的制作与安装、试验
工程结构检测与试验技术(重点)
1、土木工程结构检测与试验的目的:通过各种不同的手段及方法,确定结构工作性能和实际承载能力、检测机构的内在质量、分析结构病害原因及其变化规律等,并准确判断结构的实际工作情况。
2、土木工程结构试验用于科学研究性试验,结构检测用于生产鉴定性检测。(单选)
3、土木工程结构试验研究内容:验证结构计算理论的假定;为制定设计、检测规范提供依据;为发展和推广新结构新材料与新工艺提供实践经验;为开发研制新型检测理论、方法与仪器提供技术支持。结构检测内容:综合鉴定结构设计和施工的可靠程度;检验预制构件或部件的结构性能,判定构件的设计及制作质量;判断既有结构的实际承载能力,估计结构的剩余寿命,为工程改建和加固提供依据;为处理工程事故提供技术依据。(多选)
4、整个结构或试件从弹性到塑形直到极限破坏各阶段工作性能的全过程,分析结构超载后的工作情况、破坏机制并获得结构安全储备,因此一般试验需要进行到结构破坏阶段。
5、结构和构件的试验可以在有专门设备的实验室内进行,也可以在现场进行。
6、结构检测与试验一般都包括规划设计、现场准备、正式实施及分析评定四个阶段。
7、检测与试验的规划设计阶段内容:明确试验目的;阅读有关文献;收集相关资料;确定试验检测技术依据;明确试验检测对象的形式、尺寸、数量以及构造要求;确定试验检测内容与量测项目,选定试验加载方法和量测设备;计算各加载阶段试件各特征部位的内力及变形值;明确试验检测人员的组织分工;制订安全措施;确定试验期限;明确经费预算;明确辅助试验内容;制订详细的试验检测方案。(多选)
工程结构试验与检测实验报告
实验一静态应变测量原理
在电阻应测量中,如在电桥中仅接入一个电阻应变片,则实际测量值中含有由于温度变化时构件产生的应变,这是实验中所不希望的,通过适当的接线方式,可消除温度的影响,在课本中有许多不同的接线方式,主要分为两大类,一是设置专门温度补偿片,这种方式又可分为公共补偿与单片补偿两种,二是通过工作片间互相补偿,称为互相补偿或自补偿,接线要有一定的技巧。掌握电阻应变测量中的温度补偿方式及不同接线方式的测量结果的区别是很重要的。
一、实验目的
1、熟悉电阻应变仪的操作规程;
2、掌握电阻应变仪测量的基本原理;
3、学会用电阻应变片作半桥测量的方法;
4、掌握温度补偿的基本原理。
二、实验设备及仪表
1、DH3819型静态电阻应变仪;
2、等强度梁;
3、电阻应变片,导线。
三、实验内容
进行两种电阻应变测量接线方法的实验,掌握电阻应变测量的不同接线基本原理,以及消除温度影响的方法,根据实验结果分析两种接线不同测量数值理论依据。
四、试验方法
1、1/4桥接线+公共补偿:
单片补偿接线方法:将应变片R1接于应变仪1组,Eg、接线柱,温度补偿片R2接于、0接线柱,则构成外半桥,另内半桥由应变仪内部两个标准电阻构成。输入应变片灵敏度系数,导线电阻,应变片电阻。
公共补偿接线方法:断开补偿组的连线,将公共补偿接线连接于该组,将等强度梁的上侧应变片R1接于1组的Eg、接线柱,将等强度梁下侧应变片R3接、0接线柱。
2、半桥接线
按应变仪的设计原理更换公共补偿端的接线方式,然后在每个测量桥路中接入两个电阻应变片。本试验中,在一个测量桥路中按半桥方式接入等强度梁的上下测应变片。
建筑结构试验复习资料
建筑结构试验02448
第一章结构试验概论
1.1 结构试验的任务
1.简述结构试验的任务
建筑结构试验的任务:在结构物或实验对象上以各种仪器设备为工具利用实验技术手段,在荷载作用下通过测试与结构工作性能有关的参数(变形挠度位移应变振幅频率),从强度刚度抗裂性和破坏形态判断实际工作性能,估计承载能力,确定结构对使用要求的符合程度,用来检验发展结构的计算理论。
2.剑术结构试验在科学发展中的作用和意义
以实验方式测试有关数据。反映结构构件的工作性能、承载能力、可靠度,为结构的安全使用、设计理论提供依据。
1.2 结构试验的目的
结构试验从目的出发分为生产性试验和科研型试验。
A.生产性试验
1.具有直接生产的目的,以实际建筑物或者构件为试验鉴定对象,通过试验对结构作出正确的技术结论。
2.生产性试验可以解决哪些问题?
(1).综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量。
(2).鉴定预制构件的产品质量(比如生产的纲吉你混凝土预制构件出场或安装前必须用科学抽样试验的原则按照质量检验评定标准和试验规程推断其质量)
(3).既有结构可靠性检验推断和估计结构剩余寿命(大多采用非破损检测试验法,采用与实际结构相符的分析模型和分析方法进行评判)
(4).工程改建加固通过试验判断既有结构实际承载能力。
(5).处理受灾结构或者工程质量事故通过试验鉴定提供技术依据。
B.科研型试验
1.目的是验证结构设计计算的假定,通过制定各种设计规范发展新的设计理论并改进计算方法,为发展和推广新结构新材料新工艺提供理论依据和实践经验。
2.科研型试验可以解决哪些问题?
土木工程结构试验--第一章
简支梁纯弯段截面的应力分布情况的 验证过程
受弯梁断面的应力分布的研究,经历了由假设—— 简单试验——理论分析——试验检验的阶段,前后 经历了二百多年的时间。这充分说明了试验在理论 发展中的作用和地位。
• 1638年 伽利略 • 1685年 马里奥托 • 1767年 法-容格密里 • 1821年 法-拿维叶 • 20 多年后 法-阿莫列恩
课程安排
• 课堂教学:24学时
• 试验:12学时(共包括4个实验)
1、电阻应变片测量应变技术实验 2、钢桁架静力荷载实验 3、结构自振特性测量实验 4、混凝土结构的非破损检验技术实验
考核方式
• 平时成绩 • 试验报告 • 考试
综合评价
土木工程结构试验课程特点
先修课程:
材料力学、结构力学、钢筋混凝土结构、钢结构等
检验或鉴定结构设计和施工质量
效果图
天津柳林桥位于海河上,该桥为“蜻
蜓点水”创意的大型特种桥梁。该方案由 荷兰DHV工程咨询有限公司提出,天津市 政工程设计研究院方案的基础上进行初步 设计和施工图设计。
柳林桥主桥跨径为2×100米,主桥全宽 44米。主桥结构除基础外,均为钢结构。
广州电视塔高600米,由高450米的主塔和高150米的天线桅杆构成。 塔体由椭圆型钢结构外筒和混凝土核芯筒以及连接这两者的钢-混凝土组合 结构楼面组成。钢结构外筒由24条斜向立柱、水平斜向环和斜撑组成。底层 长短轴尺寸分别为80米和60米,顶部为50米和45米,中部“纤纤细腰”为 27.5米和20.65米。底部和顶部轴心位置不重合,中轴线倾斜。桅杆天线为 钢结构。目前是世界第一高塔。
工程结构试验与检测课程实验教学大纲
《工程结构试验与检测》课程实验教学大纲
(Engineering Structure Experimentation and Measuring)
一、基本信息
课程编号:G1113106
课程类别:专业教育必修课
适用层次:本科
适用专业:土木工程、工程管理
开课学期:6
总学分:0.5
总学时:8学时
考核方式:考查
二、教学目的
《工程结构试验与检测》是一门实践性很强的课程,实验是这门课的一个重要组成部分,学生实验的目的在于:一是熟悉、验证、巩固所学的理论知识,增加感性认识;二是了解所使用的仪器设备,掌握所学建筑各种结构的试验方法;三是进行科学研究的基本训练,培养分析问题和解决问题的能力;四是培养学生严肃认真实事求是的学风。
三、基本要求
实验课是教学的重要环节之一,在实验过程中,对于仪器操作、记录格式、试验成果的检核、计算等,应向学生提严格要求。对具体的实验内容要求见表1。
表1 试验内容与要求
四、实验内容
本课程实验以在实验室试验为主,以多媒体教学和现场观察测试为辅。实验主要包括六个实验内容,除必修实验外(实验一、五),学生可以在选修实验(实验二、三、四、六)中任选一个实验。
实验一电阻应变片的粘贴、静态电阻应变仪的使用及桥路连接试验
实验目的:
(1)参观试验室,了解基本的大型试验仪器,了解试验的基本过程;
(2)掌握应变片的粘贴技术,学会防潮层的制作;
(3)掌握半桥、全桥及四分之一桥的接法;
(4)掌握静态电阻应变仪的使用。
实验要求和实验内容:
(1)正确处理基层、会进行应变片的粘贴与防潮;
(2)学会单点、多点测量方法,半桥、全桥接法及四分之一桥接法;
【免费下载】土木工程结构试验与检测
1-1土木工程试验分类结构试验目的:
分类研究性试验和检验性试验(实验目的)、静力试验和动力试验(荷载性质)、实体(原型)试验和模型试验(实验对象)、实验室试验和现场试验(试验场地)、破坏性试验和非破坏性试验(结构或构件破坏与否)。
、短期荷载试验和长期荷载试验(时间长短)
目的:结构试验是指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(荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、风力、温度、变形等)的工况下,通过量测与试验对象工作性能有关的
各种参数(应变、变形、振幅、频率等)和试验对象的实际破坏形态,来评定试验对象的刚度、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。3
2-1
2-2 如何确定研究性试验的试验荷载?加载装置的设计应符合哪些要求?
A 对于混凝土结构,试验荷载值确定时一般应考虑下列情况: 1)对结构构件的刚度、裂缝宽度进行试验时,应
确定正常使用极限状态的试验荷载值; 2)对结构构件的抗裂性进行试验时,应确定开裂试验荷载值; 3)对结
构构件进行承载能力试验时,应确定极限承载能力试验荷载值; 4)按荷载作用时间的不同,正常使用极限状态
的试验荷载值可分为短期试验荷载值和长期试验荷载值。由于大部分试验是在短时间内进行,故应按规范要求,考虑长期效应组合影响进行修正。在进行结构动力试验时,试验荷载值确定还应考虑动力荷载的动力系数。
B 为保证试验工作的正常进行,试验装置必须进行专门设计。具体要求如下: 1)试验装置应有足够刚度。在最大试验荷载作用下,应有足够承载力(包括疲劳强度)和稳定性; 2)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,且在整个试验过程中保持不变; 3)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,且不应阻碍结构构件变形的自由发展; 4)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
建筑结构试验复习
建筑结构试验复习整理
第一章:结构试验概要
一、结构工程发展依靠结构试验、结构理论和数值计算三部分组成;结构试验是检验理论与计算正确与否的重要手段;
二、结构试验的任务
就是在结构物或试验对象上,使用仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载重力、机械扰动力、地震力和风作用下,以及其它因素作用下温度、腐蚀等通过测量结构工作性能有关的各种参数强度、变形、挠度、应变、振幅、频率从强度、刚度以及结构变形等实际破坏状态来判断建筑结构的实际工作性能,估计结构的承载能力,确定结构对使用要求的符合程度,并用以检验和发展新的结构计算理论;对象、荷载、参数、性能
三、结构试验的目的
根据不同的试验目的,结构试验归纳为两大类:
一类为工程鉴定性试验,另一类为科学研究性试验;
工程鉴定性试验:
一般具有直接生产目的,以实际建筑物或结构构件为鉴定对象,经过试验对具体结构作出正确的技术结论,如结构承载力是否足够,变性能力是否达到设计要求等;
生产性试验一般解决以下问题:
1. 结构设计和施工通过试验进行鉴定
主要对一些重要建筑,在设计阶段要做一些试验来判断设计是否存在不足,如东方明珠电视塔、目前新建的国际金融大厦,都作了振动台试验,考察设计结构的
抗震性能;有一些结构建成后,通过试验鉴定其质量的可靠度,如一些大桥,南浦大桥、杨浦大桥和刚建成的东海大桥,都在建成后经过实际车辆施压,验证其可靠性; 2. 工程改建或加固、通过试验判断具体结构的实际承载能力;
对旧有建筑进行改造加固,由于旧有建筑材料性能的变化、环境的影响、使用过程中受荷历史、基础的变化等因素,使的很难单凭理论计算确定其实际承载力,所以有的时候需要通过试验来确定结构的实际能力;
建筑结构检测与试验2022-2023-1学习通课后章节答案期末考试题库2023年
建筑结构检测与试验2022-2023-1学习通课后章节答案期末考试题库2023年
1.利用杠杆原理施加荷载时,杠杆比例不宜大于()
参考答案:
D.1:5
2.试验荷载图式可以与计算的荷载图式不同。()
参考答案:
对
3.电阻应变片可以重复使用。()
参考答案:
错
4.下列关于结构应变测点的布设错误的是
参考答案:
D.对于箱形断面,顶板和底板测点应布设单向应变片
5.荷载是否恒定,对裂缝的开展与闭合影响很小。()
参考答案:
错
6.下列测点的选择和布置中正确的是
参考答案:
D.以上均正确
7.工作油缸中的油经测力油缸上腔使测力活塞受到一个向下的作用力,此力等
于测力活塞与工作活塞有效面积的比值。()
参考答案:
A.试样所受力乘以
8.试验对加载设备有以下的基本要求不包括以下哪项
参考答案:
B.产生的荷载值应当明确,满足试验的准确度,除模拟动力作用之外,荷
载值应能保持相对稳定,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±10%
9.万能材料试验机是大型结构试验机的一种。()
参考答案:
对
10.下面哪个选项不属于单向周期性静力反复加载试验的加载制度。()
参考答案:
D.变速度加载
11.下面哪个选项不属于固定式反力墙采用的结构。()
参考答案:
D.钢结构
12.电液伺服液压系统可以较为精确地模拟试件所受的实际荷载,产生真实的受
力状态。()
参考答案:
对
13.试验机分为主机与()两大部分。
参考答案:
C.测力系统
14.检定材料试验机的示值进回程差是为了检查()的摩擦。
参考答案:
A.加荷系统
15.万能材料试验机在旋紧回油阀油针时,两缸中的高压油就流回油箱。()
土木工程结构试验与检测技术课程设计 (2)
土木工程结构试验与检测技术课程设计
一、课程设计背景
土木工程结构是人们生产生活中必不可少的一种工程结构。如今,各种各样的土木工程结构遍布全国各地,如桥梁、隧道、大坝、水库、高层建筑等。随着时代的发展,这些工程结构需要不断地进行维修和检测,以保证其安全性和稳定性。本课程为土木工程学生提供基本的结构试验与检测技术的知识和基本技能,为学生今后的研究和工作打下坚实的基础。
二、课程设计目标
1.掌握基本的土木工程结构试验与检测技术;
2.能够运用所学知识进行结构试验与检测;
3.培养学生的动手能力和实际操作技能;
4.培养学生的团队合作精神和创新思维;
5.增强学生对土木工程结构安全检测的认识和意识。
三、课程设计主要内容
1. 结构承载实验
主要包括材料试验、构件静载试验和结构静载试验。学生需要掌握基本的实验方法和技能,以及读取实验数据的能力。
2. 结构非承载实验
主要包括振动试验、温度试验、湿度试验和腐蚀试验等。学生需要掌握相应的实验方法,同时能够根据实验数据进行分析和判断。
3. 结构安全检测
主要包括视觉检测、无损检测和结构动力学检测。学生需要掌握基本的检测原
理和方法,能够根据检测结果对结构进行及时的修缮。
四、课程设计实践环节
1.安排学生进行实验和检测;
2.学生自行设计结构试验方案,进行试验并撰写实验报告;
3.小组合作完成检测方案设计,对某一现有结构进行检测,并汇总报告;
4.学生进行结构数值模拟,并与实验结果进行对比分析。
五、课程设计评分标准
1.实验报告和结构检测报告各占50分,共计100分;
2.学生的结构试验和检测综合得分占总评分的60%;
结构检测考点
1.1.1 土木工程结构试验(structural testing)
土木工程结构试验是在结构物或试验对象(杆件、构件、子结构或其模型)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(荷载、机械扰动力、模拟的地震作用、风力、温度、变形……)的工况下,通过量测与试验对象工作性能有关的各种参数(应变、变形、振幅、频率……)和试验对象的实际破坏形态,来评定试验对象的刚度、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。
根据不同的试验目的、荷载性质、试验对象、试验场合、构件破坏与否、荷载作用时间等不同因素进行分类。可分为研究性试验和检验性试验、静力试验和动力试验、实体(原型)试验和模型试验、实验室试验和现场试验、破坏性试验和非破坏性试验,以及短期荷载试验和长期荷载试验。
根据试验的荷载性质,可分为静力试验和动力试验两大类。
(1)静力试验(static testing)
静力试验是结构试验中最常见的试验。所谓“静力”一般是指试验过程中,结构本身运动的加速度效应(惯性力效应)可以忽略不计。根据试验性质的不同,静力试验可分为单调静力荷载试验,拟静力试验和拟动力试验。
单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标,研究结构受力性能的试验。
拟静力试验也称低周反复荷载试验或伪静力试验。它是利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移,使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程的基本相似,属于结构抗震试验方法,但其加载速度远低于实际结构在地震作用下所经历的变形速度。
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四、何为结构试验检测
用人为控制的方式对结构施加预定的影响因素(荷载等),提取结 构响应信息(参数)、对结构性能进行评定的方法 应用领域:土木、房建、汽车、航空航天……,涉及领域很宽广 研究对象:主要承重结构 研究内容:生产鉴定、设计计算理论、施工/健康监测…
试验类型:原型试验检测、模型试验研究
七、桥梁结构现场试验检测方法
(一)桥梁结构检查及技术状况评价 1、桥梁检查分为经常检查、定期检查和特殊检查 2、经常检查:全面巡查,目测为主,桥梁管理部门承担 3 、定期检查:技术状况全面检查,为使用功能评定,制订 管养计划提供依据。目测辅以必要设备,具有检测资质单位承 担。推荐用各部件权重及综合评定方法,技术状况等级分五类 4、特殊检查:为查清病害原因、破损程度,评价承载能力、 抗灾能力,确定桥梁技术状况的一系列工作,分专门检查和应 急检查,具有检测资质单位承担。荷载试验属特殊检查 5、规范依据:《公路桥涵养护规范》(JTG H11-2004 )、 《公路桥梁技术状况评定标准》(JTG/T H21-2011)
动力参数
检验和发展结构的计算理论、假定、方法
为新结构、新材料、新工艺的开发和推广应用提供依据
二、结构试验流程
1.2
试验目的和任务
三、研究性试验 1、任务和目的 (1)发展、验证或提出设计计算理论、假定 (2)开发或验证新结构、新技术、新材料、新工艺 (3)为规范修订提供基础数据 (4)解决重大工程技术问题 2、特点
3、应用:技术状况评定,专项检测 4、规范依据
八、工程学科发展对试验检测技术的推动作用
1、大规模工程建设,试验需求日益增大 2、工程问题日趋复杂 3、更多采用整体结构和足尺结构试验 4、试验手段多样化,试验模拟更加准确 5、测试分析技术不断完善
九、试验检测技术的发展
1、计算机技术发展和应用
2、新型传感器的发展和应用
主要手段:结构加载 获取相应参数 性能评价
主要目的:基于实测的结构性能评价、工程鉴定、科学研究…… 应用:桥梁结构试验,构件试验,科学研究
五、理论分析与试验研究的关系
1、荷载对结构(系统)的作用 输入 永久荷载 基本可变荷载 环境引起附加荷载 系统特性 结构形式、连接方式 材料特性、截面特性 刚度、质量 响应(约束条件) 位移 应力 抗裂性能
七、桥梁结构现场试验检测方法
(三)桥梁荷载试验 1、适用:新桥或旧桥 2、方法
(1) 通 过 必 要 的 试 验 计 算 , 以 设 计 活 载 为 控 制 , 对 控 制 部 位
(截面)对结构施加荷载(静力) (2)模拟桥梁在设计活载作用下的最不利受力状况
(3)通过量测应变(应力)、挠度、裂缝宽度等力学指标
三、本课程的地位
本专业主干课程 与毕业设计密切相关,是顺利完成毕业设计的基础 毕业设计的主要内容
大多以原型桥梁为对象
结构分析 试验方案制订 桥梁荷载试验、技术状况检测评定 数据处理和结构性能分析(或结构检算) 根据对象的特性,进行有针对性的加固维护设计 主要研究对象:桥梁承重结构 以现场试验检测技术为主要讨论对象
第一章 结构试验与检测技术绪论
1.1 概述
一、课程要求
熟悉简单桥梁结构试验方案制订
熟悉试验加载方法和手段
熟悉常用量测仪器的原理和应用 熟悉数据处理方法
熟悉结构性能分析和评价方法
熟悉桥梁结构技术状况评价方法(承载力评定) 了解桥梁施工监测与健康监测
二、考查方式
考试成绩60% 平时成绩(考勤、课堂表现、作业) 25% 实验成绩15%
七、桥梁结构现场试验检测方法
(二)基于技术状况检测的结构检算评定 1、适用以下情形 (1)技术状况等级为四、五类的桥梁 (2)拟提高荷载等级的桥梁 (3)需通行大件运输车辆的桥梁 (4)遭受重大自然灾害或意外事件的桥梁 2、方法 (1)引入检算系数Z1或Z2 (2)考虑影响承载力的各种因素(承载能力恶化、截面折减、 配钢筋截面折减)及活载影响修正系数,必要时需进行荷载试验 (3)按两类极限状态计算抗力效应和作用效应,是一种引入分 项检算系数修正极限状态设计表达式检测与检算相结合方法 3、依据:《公路桥梁承载能力检测评定规程》(JTG/T J21-2011)
3、无损检测技术的发展和应用 4、试验加载手段更加先进
1.2
试验目的和任务
一、结构试验任务(目的)
针对实际结构物或模型,以车辆荷载、模拟地震作用、风力、
温度变化等作为影响因素
以各种试验技术为手段,以量测仪器仪表为工具,测定结构在
荷载作用下的响应参数(指标)
评定结构的刚度、强度、抗裂性能、承载力以及营运性能 获取理论计算无法确定的参数,如桥梁的阻尼比、冲击系数等
加固维护设计和施工
试验检测技术是评价加固维护效果的主要手段
试验检测是加固技术的组成部分(如加固过程的效果和安全监测)
试验检测技术在结构维护中应用广泛,如:
通过试验检测获取的信息,为维护、养管提供决策依据
重大结构安全运行监测 特殊车辆通行的结构检测和维护
交通事故、自然灾害后的检测与维护加固
动力荷载
2、理论分析 输入已知
Βιβλιοθήκη Baidu
自振特性
动力性能
系统设计和结构分析
计算结构响应 重新设计,直至满足
响应是否满足约束条件(规范限定) 否 3、试验分析
试验研究
测试系统实际响应
求解系统实际特性
验证和发展计算理论
研究系统特性与设计要求符合性
六、试验检测与加固维护技术的关系
试验检测是加固维护技术的基础 只有客观获取(检测)结构的现状(特征),才可能有针对性地进行
(4)依据现有试验评价方法对桥梁承载力做出分析评定
3、特点:应用十分广泛、比较直观可靠,但评价体系不够完备, 主要基于活载增量的比较分析 4、规范依据:《公路桥梁荷载试验规程》(JTG/T J21-01-2015)
(四)无损检测
1、技术特点 2、内容
(1)混凝土裂缝深度 (2)混凝土强度和碳化深度 (3)混凝土结构内部缺陷 (4)混凝土结构结合面质量 (5)基桩完整性 (6)氯离子含量 (7)钢筋锈蚀(电化学法和电阻率法) (8)混凝土内部钢筋位置、保护层厚度、钢筋直径 (9)钢结构探伤和焊缝质量