工程结构试验作业朱尔玉课后题答案

一、选择题
1、建筑结构试验根据不同要素有多种分类方法,下列哪种试验就是按荷载性质分类的？()
A、结构模型试验
B、结构静力试验
C、短期荷载试验
D、现场结构试验
2、基本构件性能研究的试件大部分就是采用()。

A、足尺模型
B、缩尺模型
C、结构模型
D、近似模型
3、科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺寸与数量的确定及构造措施的考虑,同时必须满足结构与受力的()的要求。

A、边界条件
B、平衡条件
C、支撑条件
D、协调条件
4、下列试验中可以不遵循严格的相似条件的就是()。

A、缩尺模型试验
B、相似模型试验
C、足尺模型试验
D、原型试验
5、下列哪个不属于生产性试验？()
A、鉴定预制构件的产品质量
B、现有结构的可靠性检验
C、为制定设计规范提供依据进行的试验
D、工程改建与加固试验
6、对科研性试验,决定试件数量的主要因素就是()。

A、试件尺寸
B、试件形状
C、加荷方式
D、分析因子与试验状态数量
7、对科研性试验,要求在开裂试验荷载计算值作用下恒载时间为()。

A、15分钟
B、30分钟
C、45分钟
D、60分钟
二、填空题
1、在科研性试验时,为了保证试件在某一预定的部位破坏,以期得到必要的测试数据,试件设计就需要对其她部位事先加强或进行局部加固。

2、模型就是仿照原型并按照一定比例关系复制而成的试验代表物。

相似模型试验要求比较严格的相似条件,即要求满足几何相似、力学相似与材料相似相似。

3、在结构模型试验中,模型的支承与约束条件可以由与原型结构构造相同的条件来满足与保证。

4、在结构设计的方案阶段进行初步探索比较或对设计理论计算方法进行探讨研究时,较多采用比原型结构小的模型。

5、当模型与原型相似时,人们可以由模型试验的结果,按照相似条件得到原型结构需要的数据与结果。

因此,求得模型结构的相似条件就成为模型设计的关键。

6、钢筋混凝土梁板构件的生产鉴定性试验一般只测定构件的承载力、抗裂度与各级荷载作用下的挠度及裂缝开展情况。

7、建筑结构试验就是以试验方式测试有关数据,反映结构或构件的工作性能、承载能力及相应的可靠度,为结构的安全使用与设计理论的建立提供重要的依据。

8、动力试验包括振动试验与疲劳试验。

三、简答题
1、简述工程结构试验的任务与作用就是什么？
在结构物或试验对象(实物或模型)上,利用设备仪器,采用各种试验技术,在荷载(重力、机械扰动力、地震作用、风力等)或其她因素(温度、变形)作用下,通过量测与结构工作性能有关的各种参数(变形、挠度、应变、振幅、频率等),从强度(稳定性)、刚度与抗裂性及结构实际破坏形态来判断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,并用以检验与发展结构的计算理论。

作用:①工程结构试验就是发展结构理论的重要途径;②工程结构试验就是发现结构设计问题的主要手段;③工程结构试验就是验证结构理论的唯一方法;④工程结构试验就是工程结构质量鉴定的直接方式;⑤工程结构试验就是制定各类技术规范与技术标准的基础;⑥工程结
构试验就是自身发展的需要。

2、工程结构试验按不同因素可分为哪几类？各有何作用？
试验目的:生产性试验:①鉴定结构设计与施工质量的可靠程度;②为工程改建或加固判断结构的实际承载能力;③为处理工程事故提供技术根据;④检验结构可靠性、估算结构剩余寿命;⑤鉴定预制构件的质量。

科研性试验:①验证结构计算理论的假定;②为制定设计规范提供依据;③为发展与推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验。

试验对象:原型试验:可以对结构构造、各构件之间的相互作用、结构的整体刚度及结构破坏阶段的实际工作性能进行全面的观测与了解。

模型试验:减少投资、周期短,可在实验室试验,测量精度高、受环境影响小。

荷载性质:静力试验:给人们以最明确与清晰的破坏概念。

动力试验:了解结构在动力荷载作用下的工作性能。

试验时间:短期荷载试验:短时间内得出结构在静力荷载作用下的工作性能。

长期荷载试验:研究结构在长期荷载作用下的性能。

试验场地:试验室试验:减少或消除各种不利因素对试验结果的影响。

现场试验:解决生产中的问题。

3、在模型试验中应满足的条件有哪些？
满足相似理论,即几何相似、力学相似与材料相似。

4、静力试验包括哪些内容？静力试验与动力试验的联系与区别就是什么？
①试验的准备工作;②加载方案设计;③测点设置与测试;④加载控制与安全措施;⑤试验结果分析与承载力评定;⑥试验报告编写。

动力试验的加载设备与测试手段与静力试验有很大的差别,并且要比静力试验复杂得多。

5、生产性试验常用来解决哪些有关问题？
①鉴定结构设计与施工质量的可靠程度;②为工程改建或加固判断结构的实际承载能力;
③为处理工程事故提供技术根据;④检验结构可靠性、估算结构剩余寿命;⑤鉴定预制构件的质量。

6、结构试验按试验对象的尺寸如何分类？
真型、模型与小试件三类
第二章
一、选择题
1、试件的尺寸要求要比一般的工程结构构件严格,制作尺寸偏差应控制在()以内。

A、5%
B、10%
C、2%
D、20%
2、结构试验中最重要的就是哪一个阶段？()
A、试验规划阶段
B、试验准备阶段
C、加载试验阶段
D、试验资料整理分析与总结阶段
3、采用控制荷载或变形的低周反复加载的加载制度的试验称为()。

A、结构静力试验
B、结构拟动力试验
C、结构抗震伪静力试验
D、结构抗震动力试验
4、结构模型设计中所表示的各物理量之间的关系式均就是无量纲的,它们均就是在假定采用理想()的情况下推导求得的。

A、脆性材料
B、弹性材料
C、塑性材料
D、弹塑性材料
5、10cm×10cm×10cm尺寸立方体试件抗压强度的换算系数为()。

A、0、95
B、1、0
C、1、05
D、1、1
二、填空题
1、为了探求节点的强度与刚度,使其应力状态能充分反映,避免在试验过程中梁柱部分先于节点破坏,在试件设计时必须事先对梁柱部分进行足够的加固
2、试件设计应包括试件形状选择、试件尺寸与数量的确定以及构造措施的考虑,同时必须满足结构与受力的边界条件、试件的破坏特征、试验加载条件的要求,最后以最少的试件数量获得最多的试验数据,以反映研究的规律性并满足研究任务的需要。

3、加载试验阶段就是整个试验过程的中心环节,应按规定的加载顺序与量测顺序进行。

4、结构试验所用试件的尺寸与大小,从总体上可分为真型、模型与小试件三类。

5、试验数量的设计方法有4种,即优选法、因子法、正交法与均匀法。

这4种方法就是四门独立的学科。

6、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、环境条件的改变与结构的变形而发生变化,保证试验荷载变化量的相对误差不超过±5%。

7、加载设备不应参与结构工作,以改变结构的力状态或使结构产生次应。

三、简答题
1、简述工程结构试验设计的主要环节及其内容。

①结构试验设计:试件设计、试件加载设计、试验观测设计、试验误差控制措施、试验安全措施。

②结构试验准备:试件制作与安装、试验人员组织分工、仪器设备的检测与率定。

③结构试验实施:材料力学性能的试验与测定、试验加载、试验反应观测与数据采集、试件变形、裂缝与破坏形态记录。

④结构试验分析:试验观测与采集数据的处理、结构参数的识别、结构破坏机制分析、结构性能与承载能力分析。

2、根据结构试验所用试件的尺寸与大小可分为哪几类？
结构试验所用试件的尺寸与大小,从总体上可分为真型、模型与小试件三类。

3、对于生产性试验与科研性试验分别怎样确定试件数量？
对于生产性试验,一般按照试验任务的要求有明确的试验对象。

对于预制厂生产的一般工业与民用建筑钢筋混凝土与预应力混凝土预制构件的质量检验与评定,可以按照《混凝土结构工程施工质量验收规范》中的结构性能检验的规定,确定试件数量。

对于科研性试验,其试验对象就是按照研究要求而专门设计制造的,这类结构的试验往往就是属于某一研究专题工作的一部分,特别就是对于结构构件基本性能的研究,由于影响构件基本性能的参数较多,所以要根据各参数构成的因子数与水平数来决定试件数目,参数多则试件的数目也自然会增加。

4、试述测点的选择与布置原则。

①在满足试验目的的前提下,测点宜少不宜多。

②测点的位置要有代表性,以便于分析与计算。

③应该布置一定数量的校核性测点。

④测点的布置应有利于试验时的操作与测读。

5、试述选择试验荷载与加载方法时的要求。

①试验荷载的作用,应符合实际荷载作用的传递方式。

②产生的荷载值应当明确,满足试验的准确度。

③加载设备本身应有足够的承载力与刚度,并有足够的安全储备,保证使用安全可靠。

④加载设备不应参与结构工作,以致改变结构的受力状态或使结构产生次应力。

⑤应能方便调节与分级加(卸)载,易于控制加(卸)速率,分级值应能满足精度要求。

⑥尽量采用先进技术,满足自动化加载的要求,以减轻劳动强度,方便加载,提高试验效率与质量。

6、思考观测整体变形的重要性区别。

整体变形能够概括结构工作的全貌,可以基本上反映出结构的工作状况。

局部变形则可以直接说明细节性能指标。

7、应该怎样选择仪器与测读？
①避免选用高准确度与高灵敏度的精密仪器。

②仪器的量程应该满足最大应变或挠度的需
要。

③合理选择电测仪表与机械式仪表。

④选择仪表时必须考虑测读方便省时,必要时须采用自动记录装置。

⑤量测仪器的型号、规格、种类应尽可能少。

⑥对动测试验使用的仪表,尤其应注意仪表的线性范围、频响特性与相位特性,要满足试验量测的要求。

8、非破损实验法与半破损试验法各有什么特点？
非破损试验法就是采用某种专用设备或仪器,直接在结构上测量与材料强度有关的另一物理量,如硬度、回弹值、声波传递速度等,通过理论分析或经验公式间接测得材料的力学性能。

半破损试验法就是在结构或构件上进行局部微破损或直接取样的方法推算出材料的强度,有试验所得的力学性能直接鉴定结构构件的承载力。

第三章
一、选择题
1、当使用砂石等松散颗粒材料加载时,如果将材料直接堆放于结构表面,将会造成荷载材料本身的(),而对结构产生卸荷作用。

A、损失
B、下沉
C、起拱
D、压密
2、使用液压加载器时,有时荷载量与油压间不呈严格的线性关系,因此,确定荷载量时应该()。

A、用油压压强乘以活塞面积确定
B、按事先制作的标定曲线确定
C、用油压表确定
D、采用计算机修正确定
3、结构试验中数据采集的仪器种类很多,其中利用机械进行传动、放大与指示的仪器称为()。

A、电测式仪器
B、复合式仪器
C、机械式仪器
D、伺服式仪器
4、利用油压能使液压加载器产生较大的荷载,并具有试验操作安全方便的优点,就是结构试验中应用比较普遍与理想的一种加载方法,称为()。

A、重力加载
B、液压加载
C、机械加载
D、气压加载
5、使用油压表测定荷载值,选用油压表的精度不应低于()。

A、1、0级
B、1、5级
C、2、0级
D、2、5级
6、用垂直落重冲击加载时,为防止重物回弹再次撞击与结构局部受损,需在落点处铺设()的砂垫层。

A、100~200mm
B、150~250mm
C、200~300mm
D、250~350mm
7、用弹簧作持久荷载时,为控制弹簧压力减少值在允许范围内,应事先估计到结构()的大小。

A、变形
B、应变
C、徐变
D、位移
8、使用液压加载器时会出现荷载量与油压间不呈严格的线性关系的状况,这就是由于()。

A、油压的影响
B、内部摩阻力的影响
C、温度的影响
D、空气的影响
9、振动台使用频率范围由所做试验模型的()而定。

A、第一频率
B、第二频率
C、第三频率
D、第四频率
10、如果测量振动体的位移,振动体的振动频率很低,难以找到频率低很多的惯性式位移传感器,就可以选用(),通过两次积分得到振动位移。

A、荷载传感器
B、位移传感器
C、速度传感器
D、加速度传感器
11、利用杠杆原理施加荷载时,杠杆比例不宜大于()。

A、1:12
B、1:10
C、1:8
D、1:6
12、弹簧加载法常用于构件的()。

A、持久荷载试验
B、短期荷载试验
C、疲劳荷载试验
D、冲击荷载试验
13、离心力加载就是根据旋转质量产生的离心力对结构施加()。

A、自由振动荷载
B、随机振动荷载
C、简谐振动荷载
D、脉动荷载
14、当用试验机标定液压加载器时,应按照下列哪种方式进行？()A、试验机推压加载器活塞
B、在加载器的回程过程中标定
C、加载器的活塞顶升试验机
D、由试验机加压
15、电液伺服液压系统中,控制液压油流量与流向的就是()。

A、电液伺服阀
B、液压加载器
C、数据采集系统
D、高压油泵
16、当结构刚度不大时,用落重对结构施加冲击荷载,要注意附加质量引起的()影响。

A、干扰
B、附加振动
C、局部振动
D、结构振动
17、在对液压加载器制作标定曲线时,至少应在液压加载器不同的行程位置上加卸荷载重复循环()。

A、一次
B、二次
C、三次
D、四次
18、下列哪种不就是重力加载法的加载设备？()
A、砝码
B、杠杆
C、水箱
D、卷扬机
19、结构疲劳试验机脉动频率可根据试验的不同要求,在()min1范围内任意调节选用。

A、100~500
B、100~5000
C、100~50000
D、100~500000
20、结构长柱试验机就是大型结构试验的专门设备,其液压加载器的吨位一般在()。

A、2000kN以上
B、3000kN以上
C、5000kN以上
D、10000kN以上
21、为提高液压加载器的加载精度与准确性,应优先采用()量测荷载值。

A、压力表
B、荷载传感器
C、位移计
D、压力传感器
22、当电磁式激振器工作时,为在铁芯与磁极板的空隙中形成一个强大的磁场,需在励磁线圈中通入稳定的()。

A、交流电
B、直流电
C、感应电
D、高压电
23、()不仪可以对建筑物施加静力荷载,也可以施加动力荷载。

A、重物加载
B、机械式加载
C、气压加载
D、液压加载
24、惯性力加载法常用于结构动力试验中,由于荷载作用的方法不同,可分为冲击力加载与()加载两种方法。

A、向心力
B、静压力
C、电磁力
D、离心力
25、当结构受地震、爆炸等特殊荷载作用时,整个试验加载过程只有几秒甚至就是微秒或毫秒级的时间,这实际上就是一种瞬态的冲击试验,它属于()。

A、静力试验范畴
B、动力试验范畴
C、伪静力试验范畴
D、拟动力试验范畴
26、在结构试验中能够支承结构构件,正确传递作用力,模拟实际荷载图式与边界条件的设备就是()。

A、试件支承装置
B、荷载传递装置
C、荷载支承装置
D、试验辅助装置
27、杠杆加载试验中,杠杆制作方便,荷载值(),对于做持久荷载试验尤为适合。

A、变化较大
B、变化较缓
C、变化较小
D、稳定不变
28、()不仅可以对建筑物施加静力荷载,也可以施加动力荷载。

A、重物加载
B、机械式加载
C、气压加载
D、液压加载
29、()与控制系统投资较大,维修费用较高,使用条件比较苛刻,对试验人员的试验技能要求较高,因此,它的使用受到限制。

A、电液伺服作动器
B、单向作用液压加载器
C、双向作用液压加载器
D、液压千斤顶
二、填空题
1、卷扬机与倒链就是通过钢丝绳或链条对结构或构件施加拉力荷载;螺旋千斤顶可用来施加压力荷载。

2、采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。

3、结构地震模拟振动台整体结构模型试验时,为量测试件在地震作用下的加速度反应,一般在结构各楼层的楼面与屋面处布置位移与速度传感器,并可由此求得该处的地震作用。

4、液压加载的最大优点就是利用油压使液压加载器产生较大的荷载,试验操作安全方便。

5、液压加载器标定时,一般就是将加载器安置在荷载支承装置内,用力值量测仪表测定加载器的作用力。

6、正确地选择试验所用的加载设备与试验装置,对顺利完成试验工作与保证试验质量,有很大的作用。

7、在墙板与砖墙试验时,若使用若干个液压加载器通过卧梁转变为均布荷载,作用于试件上作竖向加载,则卧梁的抗弯刚度直接影响受压应力的均匀性。

8、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。

9、冲击力加载的特点就是荷载作用时间极为短促,在它的作用下使被加载结构产生自由振动,适用于进行结构动力特性的试验。

三、简答题
1、直接作用与间接作用包括哪些内容？
直接作用主要就是荷载作用,包括结构的自重、建筑物楼面的活荷载、雪荷载、灰载、施工荷载;作用与工业厂房上的吊车荷载、机械设备的振动荷载;作用于桥梁上的车辆的振动荷载;作用于海洋平台上的海浪冲击荷载等;在特殊情况下,还有地震、爆炸等荷载。

间接作用主要有温度变化、地基不均匀沉降与结构内部物理或化学作用等。

2、常用的加载方法与加载设备有哪些？
重力加载、液压加载、电液伺服加载、机械力加载、气压加载、惯性力加载、电磁加载、振动台加载与其她激振方法。

加载设备有杠杆、液压加载器、结构长柱试验机、绞车、卷扬机、倒链葫芦、螺旋千斤顶、弹簧、空气压缩机、反冲激振器、偏心轮起振机、电磁式激振器、电液式振动台等。

4、液压加载系统主要由哪些设备组成？工作原理就是什么？常用的液压加载设备有哪些？液压加载器加载系统主要由液压加载器、油泵、阀门等通过油管链接起来,配以测力计与载荷架等组成一个加载系统。

工作原理就是利用高压油泵将一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸,使之推动活塞,对结构施加荷载。

荷载值由油压表示值与加载器活塞受压面积求得,也可以由液压加载器与荷载承力架之间所放置的测力计直接测读,或用传感器将信号传输给电子秤来显示或由记录器直接记录。

常用的液压加载器有:手动液压千斤顶,同步液压加载系统,双向液压加载千斤顶与结构试验机加载设备。

5、电液伺服加载系统由哪几部分组成？其自控系统的工作原理就是怎样的？
主要由液压源、控制系统与执行系统三大部分组成。

它可将荷载、应变、位移等物理量直接作为控制参数,实行自动控制。

6、对支座与支墩有什么要求？支座形式有几种？
对铰支座的基本要求:①必须保证结构在支座处能自由转动②必须保证结构在支座处力的传递。

支墩截面大小应能保证抗压强度与稳定性,最好在顶部铺设钢板,支墩底面还应满足地基承载力要求。

支座分滚动铰支座、固定铰支座、球铰支座与刀口支座。

7、试验台座的台面形式常用的有几种？各有什么优缺点？
槽式试验台座,优点就是加载点位置可沿台座的纵向任意变动动,不受限制,已适应试验结构加裁位置的需要。

缺点就是要求槽轨的构造适应台座的混凝土部分不能拔出。

地脚螺丝式试验台,优点就是通常设计成预应力与钢筋混凝土结构,可以节省材料,不仅用于静力试验,同时
可以安装结构疲劳试验机进行结构构件的动力疲劳试验,其缺点就是螺丝受损后维修困难,此外,由于螺丝与孔穴位置已经固定,所以试件安装的位置就受到限制,没有槽式台座灵活方便。

箱式试验台座: 优点就是加载点位置可沿台座纵向任意变动,因而场地空间利用率高,加载器设备管路易布置,台面整洁不乱,主要缺点钢用量大,抄轨施工精度要求高,安装与移动设各较困难。

槽锚式试验台座,兼有槽式及地脚螺丝式台座的特点,同时由于抗震试验的需要,利用错栓一方面可以固定试件,另一方面可承受水平剪力。

抗侧侧力试验台座:优点可以承受与抵抗水平荷载所产生的反作用力,缺点就是材料用量大,连接锚固较为复杂。

8、
垛宽小于计算跨度的1/6,即576×1/6=96cm
双向跨度分布相同,则垛宽可以为24cm,48cm,96cm,垛为矩形,同时满足垛间保持5-15cm。

最终选择垛宽为48cm,沿边长方向为10垛,垛间距为32/3=10、67cm
每垛为8块砖平铺组合而成。

9、此杠杆的放大率为(1、5+0、5)/0、5=4倍,即400%
单位长度杠杆量800/(1、5+0、5)=400N/m
由杠杆原理可知F*0、5=800×(1、5+0、5)/2+400*(1、5+0、5)
则F=3200N
10、什么就是气压加载？它有哪些优缺点？试验的关键就是什么？
利用气体压力对结构加载有两种方式,一种就是利用压缩空气加载,另一种就是利用抽真空产生负压对结构构件施加荷载。

气压加载产生的就是均布荷载,所以对于平板或壳体结构的试验尤为适合。

优点就是加卸载方便,压力稳定,安全,构件破坏时能自动卸载,构件外表面便于观察与安装仪表,其缺点就是内表面无法直接观察。

试验的关键在于压力大小的控制,当试件为脆性破坏时,气囊可能发生爆炸。

11、机械力加载的优缺点有哪些？机械力加载适用在什么试验中？
机械加载的优点就是设备简单,容易实现。

其缺点就是荷载数值不大,当结构在荷载作用点处产生变形时,会引起荷载值的改变,当通过索具加载时,很容易改变荷载作用的方向。

在建筑物,柔性构筑物(桅杆,塔架等)的实测或大尺寸模型试验中,常用此法加水平荷载。

12、地震模拟振动台有什么特点？
地震模拟振动台具有自动控制与数据采集及处理系统,采用电子计算机与闭环伺服液压控制技术,并配合先进的振动测量仪器,就是结构动力试验水平提到了一个新的高度。

13、量程=350000/(π/4×125×125)=28、52 MPa,
灵敏度S=△L/△x=270°/28、52 MPa=9、5°/MPa
第四章
一、选择题
1、在选择仪器的量程时,要求最大被测值宜在仪器满量程的()。

A、1/5～1/3
B、1/3～2/5
C、1/5～2/3
D、2/5～2/3
2、薄壳结构都有侧边构件,为了测量垂直与水平位移,需在侧边构件上布置()。

A、应变计
B、速度计
C、挠度计
D、温度计
3、在电测仪器中,能够将信号放大,并能使电路与传感器、记录器与显示器相匹配的仪器称为()。

A、显示器
B、示波器
C、传感器
D、放大器
4、在惠斯顿电桥中,通过测量可变电阻调节值来测量应变的方法称为()。

A、零位读数法
B、直接读数法
C、偏位读数法
D、差位读数法
5、在结构实验中,任何一个测点的布置都应该就是有目的的,应该服从于结构分析的需要,不应错误地为了追求数量而不切实际地盲目()。