土木工程结构试验考试重点归纳

土木工程结构试验考试重点归纳
一，名词解释
1.实用鉴定法：采用实际调查取得的荷载和试验取得的结构材料强度，对结构计算分析，按规范或规程要求进行综合性鉴定的一种方法。

2.结构振动变位图：是结构在动荷载作用下的变形曲线。

3.振型：结构自由振动状态下的振动形状，是结构的自振特性。

4.频率范围：（p61）是指在灵敏度为一常量或不超过某一允许值时，所对应的仪器可使用的频率范围。

5.原位试验：试验的构件处于实际工作状态，它的支承情况与实际工作状态完全一致。

6.推出法：是利用推出仪从砖砌体中推出单块丁砖，测得水平推力及推出丁砖下部砂浆饱满度，利用砂浆抗压强度与水平灰缝砂浆抗压强度、砂浆饱满度之间的相关关系，推算砂浆的抗压强度。

7.正交试验设计法：利用正交表来安排多因子试验。

8.标距：敏感栅的有效长度，一般在2-120mm。

9.应变计温度效应：贴在试件测点上的应变计总处在温度场中，当温度变化时，应变计的阻值也变化。

由于温度变化造成应变计阻值变化，进而使应变仪应变读数变化，这种现象称为应变计的温度效应。

10.表面硬度法：是利用布氏硬度计来测定钢材表面的硬度，然后根据表面硬度间接推断钢材强度。

11.回弹法：采用回弹仪弹击混凝土表面，测量混凝土的表面硬度来推算其抗压强度。

12.超声波法：P119
13.尺寸效应：反应结构构件和材料强度随试件尺寸的改变而改变的性质。

14.加荷图示：是试验荷载在试件上的布置形式。

15.几何相似：就是要求模型与真型结构之间所有对应部分的尺寸成比例。

16.第一相似定理：是彼此相似的物理现象，单值条件相同，其相似准数的数值也相同。

17.相似准数：是联系相似系统中各物理量的一个无量纲组合。

18.等效荷载：是指加在试件上，使试件产生的内力图形与计算简图相近，控制截面的内力值相等的荷载。

19.单值条件：是决定于一个现象的特性并使它从一个群现象中区分出来的那些条件。

20.相似条件：是指原型和模型之间相对应的各物理量的比例保持常数（相似常数），并且这些常数之间也保持一定的组合关系（相似条件）。

21.工程结构静力试验：是对结构施加静力荷载以模拟结构工作状态的试验。

22.结构动力系数：在动力荷载作用下，结构动挠度与静挠度之比。

23.相关分析：是指研究两个参数之间的相关性，它包括自相关和互相关
24.频谱分析：是研究振动的某个物理量与频率之间的关系
25.功率谱：纵坐标的某个物理量的均方值与频率之间的关系图谱
25量程指仪器的测量上限值与下限值的代数差。

26.量纲：被测物理量的种类。

27.加载制度：试验进行期间荷载与时间的关系。

二：选择题
1.要测量正负弯矩控制截面的应变分布规律，测点数量不少于5个。

2.回弹法每个测区的测点个数一般为16个。

3.超声波是一种频率超过20KHz的机械波。

4.同一系统的多个加载器放置高度不超过
5.千分表的刻度值为：0.001
6.原位单砖双剪法可测砌体抗剪强度。

7.压电式传感器测量的参数是加速度。

8.动荷载的特性主要有：大小方向频率和作用规律。

9.非破损检测法的特点是不破坏结构。

10.扁顶法可测砖砌体强度。

11.结构动力反应试验中，测量的动参数主要有动应力、振动变位图、动力系数等。

12.磁电式拾振器测量的参数是速度。

13.土木工程结构试验中，常用生产坚定性试验解决的问题是处理工程事故，提供技术依据。

14.工程结构试验的四个阶段中，试验加载测试阶段是整个试验工作的中心环节。

15.在结构试验中优先选择的就位形式是正位试验。

16.结构试验中，钢结构的荷载持续时间一般不少于：10分钟。

17.对于量测振动频率，加速度等参数的动测仪表，要求仪表的频率加速度范围大于被测动态参数的上限。

18.工程结构的模型试验与实际尺寸的足尺结构相比，具备的特点是：经济性好，试验数据准确，针对性强，可以在实验室内进行大型结构和整体的模型试验。

19.集中荷载相似常数与长度相似常数的二次方成正比。

20.弯矩或扭矩相似常数与长度相似常数的的三次方成正比。

21.金属结构模型的制作关键是材料的选取和节点的链接。

砌体结构模型的制作关键是灰缝的砌筑质量。

主要包括灰缝的厚度和饱满程度。

22.强度模型材料中，模型钢筋需要经过退火处理。

23.支座的型式和构造与试件的类型和实际受力与边界条件有关。

24.结构静力试验的加载制度是采用包括预加载，设计试验荷载和破坏荷载的一次单调加载。

25.超声回弹综合法检测混凝土强度时可以
26.当用一个液压加载器施加两点或两点以上的同步荷载时，可以通过分配梁实现。

27.超声波检测混凝土的基本原理是采用低频超声波检测仪
28.电阻应变仪、手持应变仪、位移计和读数显微镜中不能测量应变的是读数显微镜。

29.缩尺模型试验，足尺模型试验，原型试验和相似模型试验中可以不遵循严格的相似条件的是缩尺模型试验。

30.在确定结构静力试验的观测项目时，应首先考虑整体变形。

31.当使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时，必须配置各种（支承系统），来承受液压加载器对结构加载时产生的反作用力。

32.实践证明，结构的尺寸效应、构造要求、试验设备和经费条件等因素将制约试件的（尺寸）。

33.使用应变计测应变值时，对于混凝土试件，标距应大于骨料粒径的（4）倍。

34.试件安装中，简支结构的两支点应在同一水平面上，高差不宜超过（1/50）跨度.
35.利用回弹法检测混凝土质量时，当碳化深度小于（ 0.5 ）mm 时按无碳化进行处理，当碳化深度大于6mm 时，按6mm 计算.
36.动力系数总是大于1的。

37.描述随机过程某一时刻1t 的数据值与另一时刻（τ+1t ）的数据值之间的依赖关系称之为（ 自相关 ）函数
38.在进行柱静力试验时，为了减少支座与柱端的转动摩擦以及加载过程中避免出现施力位置改变，柱子试验支座通常采用（ 刀口铰支座 ）。

39.超声回弹综合法检测混凝土强度时可以，既能反映混凝土的弹塑性，又能反映混凝土的内外层状态
三填空题
1.确定相似条件的方法有方程式分析法和量纲分析法。

2.测量系统一般由感受，放大和显示三个基本部分组成。

3.测量仪器的主要技术指标有量程，刻度值，灵敏度，精确度和滞后等。

4.惠斯顿电桥的连接主要有两种方法，分别是全桥和半桥，
5.数据采集系统包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括传感器，数据采集仪和计算机三部分。

6.建筑结构的可靠性鉴定方法有 传统经验法，实用鉴定法，和概率法。

（P134）我国目前主要采用实用鉴定法。

7.混凝土结构的强度检测有回弹法，超声法，回弹超声综合法。

钻芯法和拔出法常用了验证上述方法的 检验结果。

对于混凝土内部缺陷则较多的采用超声法检测。

8.钢结构的材料强度采用表面硬度法检测，钢材内部缺陷和焊缝的检测采用超声法。

9.对于砌体结构抗压和抗剪强度的检测分别采用扁顶法和单砖双剪法，而砂浆强度较多采用回弹法，推出法，和点荷法检测。

10.结构的非破损检测技术是结构鉴定时常用的检测方法，用来检测材料强度和内部缺陷，最大特点是不破坏结构。

11.建筑结构模型分为弹性模型和强度模型，模型材料也分为弹性模型材料和强度模型材料，弹性模型材料主要用于研究原型在弹性阶段的应力状态和动力特性，有金属材料，塑料（缺
点是徐变较大），石膏（缺点是抗拉强度低）。

强度模型材料主要用于研究结构的极限承载力和极限变形能力，有水泥砂浆，微粒混凝土，环氧微粒混凝土，钢材（要退火处理），模型钢筋（要退火处理），模型砌块。

12.试件的就位形式有正位试验，卧位试验，反位试验，原位试验。

13.结构试验中采用的试验模型分为相似模型和缩尺模型。

14.试件的数量确定方法有全面试验法，正交试验设计法。

15.结构自振特性有三个主要参数：自振频率，阻尼，振型。

16.应变量测仪器：电阻应变仪，手持应变仪，千分表测应变装置。

17.变形测量仪器：位移量测仪器
18.裂缝测量仪器：贴应变计，白石灰水涂层，导电漆膜
19.裂缝宽度测量仪器：读数显微镜，裂缝读书卡。

20.动荷载的测定方法包括直接测定法和比较测定法。

21.电阻应变片的温度补偿技术有两种方法，是温度补偿片补偿和工作片互补偿。

22.选用仪器仪表必须满足量测所需的精度和量测要求。

23.荷载分级的目的一方面是控制加荷速度，另一方面是便于观察结构变形，为读取各类试验数据提供必要的时间。

24.工程结构试验所用试件的尺寸和大小，分为模型和原型两种。

25.双向应变场下，由于应变计的横向效应，使得应变计的灵敏度系数K一般比单丝灵敏度系数小。

26.结构试件设计包括试件形状，试件尺寸与数量以及构造措施，同时还必须满足结构受力的边界条件，试验的破坏特征，试验加载条件的要求。

27.建筑试验大致包括结构试验设计，结构试验准备，结构试验实施以及结构试验分析。

28.矩形截面柱的破坏特征是拉压型破坏，异形截面柱的破坏特征是剪切型破坏由重力加载逐步改进为液压加载，进而过渡到低周反复加载（拟静力试验），拟动力加载，地震模拟振动台试验。

29.建筑结构试验研究的重要内容：工程结构静力试验和动力试验的加载模拟技术，工程结构变形参数的量测技术，试验数据的采集、信号分析及处理技术，以
及对实验对象作出科学的技术评价和理论分析。

30.为了保证试验量测的可靠性和仪表安装的方便，在试件内必须预设埋件或预埋孔洞。

为测定混凝土内部应力预埋元件或专门的混凝土应变计、钢筋应变计等，应在混凝土浇筑前，按相应的技术要求用专门的方法就位，固定埋设在混凝土内部。

31.按不同的荷载效应值进行承载力计算以及稳定，变形，抗裂和裂缝宽度验算。

当进行承载力极限状态试验时，应确定承载力的试验荷载值，对构件的刚度，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。

当试验混凝土的抗裂性时，应确定构件的开裂荷载试验值。

32.试验加载制度是指试验进行期间荷载与时间的关系。

包括加载速度的快慢，加载时间间歇的长短，分级荷载大小和加卸载循环的次数。

对于结构静力试验，一般采用包括预加载，设计试验荷载或变形的低周反复加载，结构拟动力试验则由计算机控制，按结构受地震地面运动加速度作用后的位移反应时程曲线进行加载试验。

一般结构动力试验采用正弦激振试验，而结构抗震的地震模拟振动台则采用模拟地震地面运动加速度地震波的激振试验
33.试件的形状，尺寸和试验加载速度对试验结果的影响尤为显著。

34.电阻应变计选用的指标主要有标距l，电阻值R，栅宽b，灵敏系数K。

35.过失误差的剔除中，推荐的方法有3 准则肖维纳准则格拉贝准则
36.结构动力反应测量的参数有振幅，频率，速度，加速度，动应力和动力系数，结构振动变位图。

37.砌体砂浆强度检测方法有回弹法，推出法，点荷法。

38.系统误差称之为经常误差和可测误差。

39.动力试验的震源有自然震源和人工震源。

40.超声波可测量混凝土强度，钢材和焊缝缺陷，混凝土内部缺陷。

41.混凝土裂缝可采用钻孔法测量。

42.系统误差来源有方法误差，工具误差，条件误差，调整误差，主观误差。

四简答题
1.柱子试验前应该如何对中？P46
2.在结构动力特性测量中，使用自由振动法和共振法测量结构振型有什么不同？
自由振动法是借助于外荷载使结构产生意思初位移（或初速度），使结构由于弹性而自由振动起来，由此记录下它的振动波形，从而得出其自振特性。

共振法是利用专门的激振设备（电磁式激振器，偏心式起振机等），对结构施加一简谐荷载使结构产生一恒定的强迫简谐振动，借助共振原理来得到结构自振特性的方法。

3.混凝土结构试验中，在何处、如何测量最大裂缝宽度？P46
4.受弯构件，要使仪器输出应变提高4倍，如何贴片及接桥（画图）？P39
5.如何测量铁路桥梁的动力系数？P71
6.静力试验中，结构承载力的取值有哪些规定？P55
7.衡量仪器性能的主要指标有哪些？他们之间有何关系？P33
8.如何确定开裂荷载？P46
9.土木工程结构试验的任务是什么？
土木工程结构试验的任务是在结构或试验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其它因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

10.土木工程结构试验设计中，试件设计的基本要求是什么？
试件设计的基本要求是构造一个与实际受力相一致的应力状态，当从整体结构中取出部分构件单独进行试验时，特别是对在比较复杂的超静定体系中的构件，必须要注意其边界条件的模拟，使其能反映该部分结构构件的实际工作状态。

11.在试验前对试件进行预加载的目的是什么？
（1）使试件各部分接触良好，进入正常工作状态。

经过若干次预加载，使荷载与变形关系趋于稳定。

（2）检查全部试验装置是否可靠。

（3）检查全部测试仪器仪表是否正常工作。

（4）检查全体试验人员的工作情况，使他们熟悉自己的任务和职责以保证试验工作正常进行。

12.结构模型设计的程序是什么？
（1）选择模型类型；（2）确定相似条件；（3）确定模型尺寸；（4）模型构造设计。

13.工程结构静力试验中，试验荷载系统必须满足的基本要求是什么？
（1）符合试件受力方式和边界条件的要求，以确保试验的准确。

（2）加载值稳定，不受试验环境或结构变形的影响，相对误差不超过±5%，以保证测试的准确度。

（3）加载设备应有足够的强度和刚度，并有足够的安全储备。

（4）应能方便调节和分级加（卸）载，以便控制加（卸）载速率。

14.试验前的准备工作包括哪些？
（1）测定材料性能；（2）估算试件特征值；（3）试件准备；（4）设备与场地准备；（5）试验安装。

15.结构动力测试的主要内容有哪些？
（1）动荷载特性的测定；（2）结构自振特性的测定；（3）结构在动荷载作用下反应的测定。

16.回弹法的基本原理是什么？
回弹法的基本原理是使用回弹仪的弹击拉簧驱动仪器内的弹击重锤，通过中心导杆，弹击混凝土表面，并测得重锤反弹的距离，以反弹距离与弹簧初始长度之比为回弹值R，由它与混凝土强度的相关关系来推定混凝土强度。

17.生产性试验解决的问题：
①综合鉴定重要工程和建筑的设计与施工质量。

②对已建结构进行可靠性试验，推断估计结构的剩余寿命。

③工程改建和加固，通过试验判断具体结构的实际承载能力。

④处理受灾结构和工程质量事故，通过试验鉴定提供技术依据。

⑤鉴定预制构件的产品质量。

18.试验时也常常采取不同于设计计算所规定的荷载图示，原因是:
①对试验结构原有设计计算所采用的荷载图示的合理性有所怀疑，因而在试验荷载设计时可采用某种更接近于结构实际受力情况的荷载布置方式。

②在不影响结构工作和荷载分析前提下，由于受试验条件的限制和为了加
载的方便，可以改变加载图示，要求采用与计算简图等效的荷载图示。

19.测点布置原则：
①满足试验目的的前提下，宜少不宜多，简化试验内容，节约经费开支，并使重点观测项目突出。

②测点的位置必须有代表性。

③为保证量测数据的可靠性，布置一定数量的校核性测点。

④测点布置对试验工作的进行应该是方便，安全的。

20试验加载设备应满足的要求：
①荷载值准确稳定且符合实际荷载作用模式及传递模式，产生内力或在要分析部位产生的内力与设计计算等效。

②荷载易于控制，能够按照设计要求的精度逐级加载和卸载。

③加载设备本身应具有足够的承载力、刚度，确保加载和卸载安全可靠。

④加载设备不应参与试验结构或构件的工作，不影响结构自由变形，不影响试验结构受力。

⑤试验加载方法力求采用先进技术，减少人为误差，提高工作效率
21.简述采用回弹法测定混凝土强度的步骤？（更多细节见P110）
①测区布置
②回弹值测量
③碳化深度测量
④回弹值计算和修正
⑤混凝土强度评定
22.试验试件为钢筋混凝土，实验室设备有千斤顶，力传感器，应变片，位移传感器，支座等，试设计一套钢筋混凝土受弯性能试验加载装置。

23.结构静力试验的目的和意义是什么？
目的：
①通过荷载试验，了解结构在试验荷载作用下的实际工作状况，判断结构的安全承载能力和使用条件。

②对某些理论上难以计算的部位，通过试验分析可达到直接了解其受力状态应力分布规律的目的。

③通过结构试验有助于发现在一般性检查中难以发现的隐蔽性病害。

④通过试验也可检验结构的设计和施工质量的优劣。

意义：
1)是分析判定结构的工作状态与受力情况的重要手段。

2)是发展和验证结构理论的重要途径。

3)是发现结构设计问题的主要手段。

4)是建筑结构质量鉴定的直接方式。

5)是制定各类规范和各类标准的基础。

24.一般结构静荷载试验的加载程序分为哪几个阶段？预加载的目的是什么？对预载的荷载值有何要求？
加载程序分为预加载，标准荷载（正常使用荷载），破坏荷载。

预加载的目的是：一是使试件的支承部位和加载部位加载良好，进入正常工作状态。

二是检查全部试验装置的可靠性。

三是检查全部观测仪表工作正常与否。

预加载一般分为五级加载，每级荷载约为使用荷载的20%。

25.对结构或构件进行内力和变形测量时，对测点的选择和布置有哪些要求？
①满足试验目的的前提下，宜少不宜多，简化试验内容，节约经费开支，并使重点观测项目突出。

②测点的位置必须有代表性。

③为保证量测数据的可靠性，布置一定数量的校核性测点。

④测点布置对试验工作的进行应该是方便，安全的。

26.如何计算和修正受弯构件的实测挠度值？
构件的挠度是构件自身的变形，我们所测的是构件某点的沉降，因此要扣除支座
影响。

此外，计算构件实测挠度时还应加上构件自重，加载设备重产生的挠度。

由于仪表初读数是在试件和试验装置安装后读取，加载后测量的挠度值中未包括自重引起的挠度，因此计算时应予以考虑。

27.量测数据的整理包括哪些内容？试验结果的表达方式有哪几种？
量测数据的整理包括数据的整理和换算，数据的误差分析，异常数据的剔除，数据的表达以及结构性能评定。

试验结果的表达方式有表格，图像和函数三种方式。

28.静载试验数据资料的采集内容包括哪些内容？
①试验对象的考察记录、图例和照片
②试验大纲，材料力学性能试验结果。

③仪表的测度数据记录及裂缝记录图
④试验情况记录。

⑤破坏形态描述，图例和照片。

29.进行预制混凝土构件性能检测时，对不允许出现裂缝的预应力构件应检测哪些项目？对允许出现裂缝的构件应检测哪些项目？
对于鉴定性试验，不允许出现裂缝的构件应进行抗裂、挠度、承载力检测。

允许出现裂缝的构件应进行挠度，承载力和裂缝宽度检测。

对于科研性试验，一般还要测量开裂荷载，截面应变大小，截面应变分布规律，有时还要测量截面曲率。

30.试验数据的误差有哪几种？如何控制试验数据误差？
试验数据的误差有系统误差，偶然误差和过失误差三种。

①系统误差由某些固定原因造成，按来源分为方法误差，工具误差，条件误差。

控制系统误差应确保采用完善的测量方法和数学处理方法，采用结构完善的测量仪器，并保证测量时温度湿度等条件不发生变化。

②偶然误差由不确定的随机因素造成。

偶然误差的数据有一定的统计规律，因此控制偶然误差的方法是保证一定数量的样本数并使这些样本数具有随机性，以及重复试验。

③ 过失误差是人为错误造成的误差。

控制过失误差的方法是保证工作认真仔细，按试验规程办事。

31.异常试验数据的舍弃有哪几种方法？
① 3σ准则。

一般大于3σ则可视为过失误差，需要舍弃。

② 肖维纳准则。

具体方法：（见书本P205）
③ 格拉贝准则。

（见P205）
32.试件的就位形式有？
正位试验，卧位试验，反位试验和原位试验
33.工程结构试验所用试件的尺寸和大小，总体上分为哪两类？
原型和模型
五．计算题
1.利用回弹法检测混凝土结构某测区的混凝土强度时，该测区16个测点的回弹值分别为38、39、37、37、38、43、39、38、37、41、42、39、35、38、36、35。

该测区平均碳化深度m d =7mm 。

求该测区混凝土的强度c cu f 。

(题中c cu f =m Cd B m AR 10，其中A =0.0250,B =2.0108,C =-0.0358,m R 为该测区平均回弹值) 解：去掉回弹值的三个最高值和三个最低值后，平均回弹值
()1.383839373839383737393910
1=+++++++++=m R MPa
f c cu 2.215616.08157.1509025.0101.38025.07
0358.00108.2=⨯⨯=⨯⨯=⨯-
2.简支梁构件受均布荷载q 作用产生变形，已知支座1和支座2在荷载作用下的沉降量分别为1∆=0.12mm,2∆=0.09mm ，梁的跨度L =12m ，支座1右侧x =4m 处A 点的挠度测量值
A ∆=2.11mm ，求A 点的真实挠度f 。

解：
()()mm
A f 09.202
.011.209.012.03
211.2213
2=-=--=∆-∆-∆= 3.某结构在受动力荷载作用后，测得振动记录曲线如下图所示，试根据图示振动曲线所标明的数据，计算该结构的振动频率和阻尼比。

（π
λξλ2,ln 2==+k n n x x k ）
解：（1）如图所示，振动曲线的半周期为s T 1.02
=，所以频率 Hz T f 52
.011=== （2）如图所示，在计算区间中4=k ，25=n x ，194=+n x ，所以
14.019
25ln 42
==λ 02.0214.0==π
ξ
4.在简支梁的挠度测量中，已知支座1和支座2及梁中心处测得的位移分别为0.1mm 、0.56mm 和6.8mm ，求梁中心处的挠度值。

解：根据几何关系，梁中心处的挠度为：
()()mm f 47.656.01.02
18.62
12121=+-
=∆+∆-
∆=
5.在静力模型试验中，若几何相似常数41==p m L L L S ，线荷载相似常数101==p m q q S ω，且应变的相似常数1=εS ，求原型结构和模型结构材料弹性模量的相似常数E S 。

（提示：εσS S S E =，σS 为应力相似常数）
解：根据量纲分析，弹性模量的相似常数为：
5
24
1101
====L E S S S S ωσ。