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结构检验 机场学院 土木工程教研室 徐金 第一章 绪论 土木工程结构试验简介 结构试验的目的 结构试验的分类 结构试验的一般过程 结构试验技术的发展 结构试验设计原则 研究性试验 验证结构计算理论或创立新的结构理论 制定工程技术标准 鉴定性试验 检验结构、构件的质量 确定已建结构的承载力 验证结构设计的安全度 原型试验和模型试验 静力试验 动力试验 疲劳试验 动力特性试验 地震模拟震动台试验 风洞实验 短期荷载试验和长期荷载试验 实验室试验和现场试验 试验规划阶段 试验目的试件设计与制作要求 支承、加载 量测要求 安全、进度、费用 验试准备阶段 试件的制作 试件安装就位 加载设备的安装 仪表的率定 加载试验阶段 试验资料整理分析和提出试验结论 结构试验设计的基本原则 1、真实模拟结构所处的环境和结构所受的荷载 2、消除次要因素 3、将结构反应视为随机变量 4、合理选择试验参数 5、统一测试方法和评价标准 6、降低试验成本和提高试验效率 第二章 试验荷载与加载方法 试验荷载 静荷载 动荷载 一、静载试验的加载设备 1、重物加载法 优点：荷载值稳定、不影响结构自有变形、 适用于作长期荷载和均布荷载试验 1）重物直接加载 2）杠杆加载 3）气压加载 4）机械机具加载法 5、液压加载法 优点 利用油压使液压千斤顶产生较大的荷载、试验操作安全方便。 带有脉动油泵的千斤顶还可对试件进行疲劳试验。 对于大型结构试验可采用多点同步加载。 电液伺服技术在液压加载设备中的应用，为结构模拟地震荷载试验创造了有利条件。 液压加载系统的组成：油泵、油管系统、千斤顶、加载控制台、加载架和试验台座 电液伺服液压系统 “伺服”：跟随的意思，即被控的电机忠实地执行频繁变化的位置或速度指令，精确地控制机械系统运动的位移或角度，这种自动系统称伺服系统或随动系统。 优点工作精度高、调速性能好、带负载能力强、响应速度快、稳定性和可靠性高 地震模拟振动台 二、动力激振加载方法 1、惯性力加载法 在结构动力试验中，利用物体质量在运动时产生的惯性力对结构施加动力荷载。 分类： 冲击力加载、离心力加载和直线位移惯性力加载 1）冲击力加载 （1）初位移加载法（张拉突缷法） (2)初速度加载法（突加荷载法） 2）反冲激振法（火箭激振） 3）离心力加载 4）直线位移惯性力加载 2、电磁加载法 3、现场动力试验的激振方法 1）人激振加载法 2）人工爆炸激振法 3）环境随机振动激振法 第三章 试验量测技术与仪表 量测技术 量测方法 、量测仪器、量测误差 量测内容 外部作用和外部作用下的结构反应 一、量测仪表 量测仪表的基本组成 1、量测仪表的基本量测方法 偏位测定法 （百分表、双杠杆应变仪、动态电阻应变仪、体重计） 零位测定法 （静态电阻应变仪、天平） 3、量测仪表的主要技术性能指标 刻度值（最小分度值）： 是指示或显示装置所能指示的最小测量位，即每一最小刻度所表示的测量数值。 精确度： 仪器指示值与被测值的符合程度。常用最大量程时的相对误差来表示。 量程： 仪器仪表可以测量的最大范围。 3、量测仪表的主要技术性能指标 灵敏度： 单位输入量所引起的仪表示值的变化。 分辨率： 仪器仪表的显示装置所显示的最小变化量。 滞后： 同一输入量正反两个行程输出值间的偏差。 飘移： 测量系统的输入不变时，系统的输出量随时间变化的最大值。 零位温漂和满量程热漂移： 3、量测仪表的主要技术性能指标 线性度： 测量系统的实际输入输出特性曲线相对于理想线性输入输出特性曲线的接近程度。 频响特性： 仪器在不同频率下灵敏度的变化特性。（频响曲线） 相移特性： 振动参量经传感器转换成电信号或经放大、记录后在时间上产生的延迟. 3、量测仪表的主要技术性能指标 稳定性： 指量测数值不变，仪器在规定时间内保持示值与特性参数也不变的能力。 重复性： 在同一工作条件下，用同一台仪器对同一观测对象进行多次重复测量，其测量结果保持一致的能力。 4、量测仪表的选用原则 1）符合量测所需要的量程和精度要求。 2）动态量测仪表，线性范围、频响特性以及相移特性要满足试验要求。 3）测量仪器不应该影响结构的工作，要求仪器自重轻，尺寸小，尤其是对模型结构试验还要考虑仪器的附加质量和仪器对结构的作用力。 4）安装使用方便，稳定性和重复性好。 5）同一试验中选用的仪器仪表种类尽可能少。 6）考虑试验的环境条件。 5、量测仪表的率定 率定：将仪表示值和标准量进行比较。 率定设备的精确度等级应比被率定的仪器高。 没有专用率定设备时，用“标准”仪器进行率定。 利用标准试件进行率定。 新生产的或出厂的，正在使用的定期率定；损坏后经检修的仪器；重要试验前。 二