建筑结构试验02448自考点整理知识

建筑结构试验02448自考点整理知识内容摘要：

页 共 25 页 物理相似：模型与原型的各相应点的应力和应变，刚度和变形间的关系相似。 时间相似：模型和原型 在对应的时刻要求对应的时间成比例。 边界条件相似：模型和原型在与外界接触的区域内的各种条件保持相似。 初始条件相似：初始状态下的初始几何位置、质点的位移、速度和加速度相似。 （ 2）模型设计相似条件 四 、结构试验的荷载设计 结构试验的荷载设计主要取决于试验的目的要求、试验对象的结构形式、试件承受荷载的类型和性质以及实验室或现场所具有的加载条件等因素。 它要求研究和考虑的问题有试验设备和加载方法的选择、试件就位与加载方案的确定、试验荷载图式的设计、试验荷载装置的设计以及试验荷载值的计算和加载制度的设计等。 （ 1）试件就位与加载方案 正位试验：试验结构构件与实际工作状态相一致的情况下进行，是结构试验中最常见的型式。 异位试验： 结构构件安装位置与实际工作状态不一致的情况下进行的试验 ① 反位试验：与正位试验 在空间位置上 相差 180度，构件受拉区在上部，受压区在下部。 ② 卧位试验：与正位试验在空间位置上相差 90 度试验时构件平卧，平行于地面 原位试验：检验已建结构性能进行现场荷载试验唯一使用的方法，他在生产或施工现场处于实际工作的位置，它的支承情况，边界条件和实际工作状态完全一致。 （ 2）试验荷载图式的选择与设计 试验时常常采用不同于设计计算所规定的荷载图式，其原因是： （ a）对设计计算时采用的荷载图式的合理性有所怀疑，因而在试验时采用某种更接近于结构实际受力情况的荷载 布置方式。 （ b）在不影响结构的工作和试验成果分析的前提下，由于受试验条件的限制和为了加载的方便，要求改变加载的 图式，即允许采用与计算的荷载图式不同的等效荷载图式。 等效荷载：指结构构件的控制截面和控制部位上能产生与原来荷载作用时相同的某一作用效应的荷载。 （ 3）试验荷载装置设计 试验荷载装置设计的要求： （ a）试验荷载装置要有足够的强度储备。 （ b）试验荷载装置要满足刚度要求。 （ c）试验荷载装置要满足试件的边界条件和受力变形的真实状态。 （ 4）试验荷载值计算和加载制度的设计 试验加载制度的定义和内容： 定义：结构试验进行期间荷载与加载时间的关系。 内容：加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小、加载卸载循环的次数。 加载图式：试验中荷载的空间布置。 五 、结构试验的观测设计 在结构试验设计时，必须拟定测试方案。 测试方案通常包括： A按整个试验的目的要求，确定试验测试的项目。 B按确定的量测项目的要求，选择测点位置。 C选择测试仪器和数据采集方法。 （ 1）观测项目的确定 结构静力试验的观测项目： 结构低周反复加载静力试验和结构拟动力试验的观测项目： 结构动力试验和抗震动力试验的观测项目： 第 10 页 共 25 页 （ 2）测点的选择与布置 （ 3）仪器的选择与数据采集 （ a） 测试仪器的选择 （ b） 仪表测读和数据采集 静力试验中应注意 事项： ① 结构在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。 ② 试验时，在分级荷载作用下在规定的荷载持续时间结束时量测结构构件的变形。 结构各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，测度时间间隔不宜过长。 最好是所有的仪器度数都在同一时间段内进行。 ③观测时间一般选在荷载过程中的加载间歇时间内，最好在每次加载完毕后的某一时间开始按程序测读一次，到加下一级荷载前在观测一次读数。 ④当荷载维持较长时间不变时应该按规定时间 ，以后每隔 3~6 小时记录读数一次，当结构卸载完毕时，也按规定时间 记录结构变形的恢复情况。 ⑤每次记录仪器读数时，应该同时记录周围环境的温度。 六 、结构试验的误差控制 在试验设计工作中必须对各个环节可能产生的误差加以控制，使之提高测试精度，保证试验质 量。 需要控制的误差有：试件制作误差、材料性能误差、试件按照误差、试验装置和试验加载误差、仪器使用和测试方法误差等。 七、结构试验的安全与防护措施 对结构试验安全与防护的基本要求是 ： 试验工作中必须采取切实有效的措施，贯彻“安全第一”和“预防为主”的方针。 在试验前对试验人员进行安全教育，请有经验和熟悉试验工作的人员负责安全检查工作，这对于大型结构试验和抗震动力破坏试验等尤为重要。 答：试验工作中必须采取切实有效的措施，贯彻“安全第一”和“预防为主”的方针。 在试验前对试验人员进行安全教育，请有经验和熟悉试验工作的人员负责安全检查工作，这对于大型结构试验和抗震动力破坏试验等尤为重要。 （ 1）结构静力试验的安全与防护 （ 2）结构动力试验的安全与防护 二、本章难点 模型的相似要求和相似常数 模型需和原型结构满足相似要求，才能按相似条件由模型试验推算出原型结构的相应数据和试验结果。 模型的相似要求有：几何相似、质量相似、荷载相似、物理相似、时间相似、边界条件相似和初始条件相似。 应熟记静力、动力试验模型的相似常数之间的关系。 试件就位型式的分类 按照结构试验时结构构件在空间就位型式的不同，可以有正位、异位和原位试验等几种方案。 正位试验指试验结构构件是在实际工作状态相一致的情况下进行的试验。 异位试验是在结构构件安装位置与实际工作状态不一致的情况下进行的试验，可分为反位试验和卧位试验。 原位试验 是为检验已建结构性能进行现场荷载试验唯一使用的方法，试验的结构构件在生产或施工现场处于实际工作的位置，它的支承情况、边界条件和实际工作状态完全一致。 测点的选择与布置 在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多。 任何一个测点的布置都应该是有目的的，服从于结构分析的需要。 测点的位置必须有代表性。 在最大值出现的部位上必须布置控制测点。 为了保证测量数据的可信度，还应该布置一定数量的校核性测点。 测点的布置应有利于试验时操作和测读。 三、名词解释 控制测点：结构物的最大绕度和最大应力等数据，通常是设计和试验工 作者最感兴趣的数据，因此在这些最大值出现的部位上必须布置测量点位，称之为控制测点。 四、简答题 第 11 页 共 25 页 在采集等效荷载加载时有哪些注意事项。 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造成的各种影响，必要时应对结构构件作局部加强，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的范围以内。 结构试验中，对测试仪器的选择有哪些要求。 答： A在选择仪器时，必须从试验实际需要出发，使所用仪器能很好地符合所需的精度要求，要防止盲目选用 高准确度和高灵敏度的精密仪器。 B仪器的量程应满足最大变形和各种被测量的需要。 C如果测点的数量很多而且测点又位于很高很远的部位，应采用电测仪表进行多点测量或远距离测量。 D选择仪器必须考虑测读的方便、快速、省时，必要时需采用巡回检测和自动记录装置。 E量测仪器的型号规格应尽可能选用一样的，种类愈少愈好。 F动测试验使用的仪表的线性范围、频响特性和相位特性要满足试验量测的要求。 采用什么方法可以减少混凝土试件制作误差产生的影响。 答：为减少试件制作误差产生的影响，试验前必须量测试件主要受力区的实际外形尺寸，试验后 打开混凝土实测主筋位置和保护层厚度。 结构试验中，测点的布置应该注意哪些问题。 答： A 测点的位置必须有代表性。 B为了保证测量数据的可信度，还应布置一定数量的校核性测点。 C测点的布置应有利于试验时操作和测读。 D结构动力试验中测点应布置在要求结构反应的最大部位。 E结构地震模拟振动台整体结构模型试验时，一般在结构各楼层的楼面和屋面处布置加速度传感器。 结构试验中，仪表测读应注意哪些问题。 答： A结构在试验加载前，应在没有外加荷载的条件下测读仪表的初始读数。 B试验时，在每级荷载作用下，应在规定的荷载持续时间 结束时量测结构构件的变形。 C观测时间一般选在载荷过程中的加载间歇时间内，最好在每次加载完毕后的某一时间开始按程序测读一次，到加下一级荷载前，再观测一次读数。 D当荷载维持较长时间不变时，应该按规定时间以后每隔 3— 6小时记录读数一次。 E每次记录仪器读数时，应该同时记录周围环境的温度。 第五章结构静力试验 一、概述 结构静力试验 静力试验一般是指在不长的时间内对试验对象进行平稳的连续加载，荷载从零开始一直加到结构构件破坏或达到预定荷载，或是在短时间内平稳地施加若干次预定的重复荷载后，再连续增加荷载直到结构构件破坏。 单调加载：荷载从零开始，一直加到结构构件破坏的一次性连续加载方法。 二、结构静力试验的加载设计 结构静力试验的加载设计主要包括：加载制度、加载图式两方面设计。 （ 1） 加载制度 试验加载制度指的是试验进行期间荷载的大小和方向与时间的关系。 采用分级加载一方面可控制加载速度，另一方面便于观测结构变形随荷载变化的规律，了解结构各 个阶段的工作性能。 荷载分级大小和分级的多少，可根据试验的目的、试验期间和结构类型来确定。 结构静力试验时，采用分级加卸载的好处： 采用分级加载一方面可以控制加载速度，另一方面便于观测结构变形随荷载变化规律，了解结构各个阶段的工作性能。 从操作上看，分级加载也为加载和观测提供了方便的条件。 （ 2）加载图式 三、 受弯构件的试验 （ 1）时间安装和加载方法 （ 2）试验项目和测点布置 第 12 页 共 25 页 A挠度的测量 梁的挠度值是试验数据中最能反映其总体工作性能的一项指标，因为梁的任何部位的异常变形或局部破坏都将通过挠度或在挠度曲线中反映出来。 对于受弯构件，最主要的是测定跨中最大挠度值及挠度曲线。 B 应变的测量 （弯曲应力测量、剪切应力测量、钢箍和弯筋应力测量、翼缘与孔边应力的测量、校核测点） 试验时，通过测量由于弯曲产生的应变，进而得到应力。 一般在梁承受正负弯矩最大的截面或弯矩有特变的截面上布置测点；对于变截面的梁，则应在抗弯控制截面上布置测点。 有时，也需要在截面急骤变化的位置上设计测点。 C 裂缝的测量 裂缝测 量包括确定开裂的位置和时间、描述裂缝的发展和发布及测量裂缝的宽度和深度。 在钢筋混凝土梁试验时，经常需要测定其抗裂性能，由此在要估计裂缝可能出现的截面或区域内，沿裂缝的垂直方向连续地或交替地布置测点，以便准确地测量开裂的发生，确定梁的抗裂性能。 D 转角和取率的测量 转角和取率是反映梁工作性能的重要指标。 试验中常常要测量某些截面的转角和曲率，如简支梁支座处的转角、弯矩最大处的曲率等。 四、受压构件的试验 （ 1）试件安装和加载方法 （ 2）试验项目和测点布置 对于常用的各种预应力钢筋混凝土屋架一般的试验项目有 : （ 1）屋架的整体变形和杆件局部变形、挠度、转角。 （ 2）屋架的抗烈度及承载力 （ 3）屋架主要杆件内力。 （ 4）屋架节点的变形及节点刚度对屋架杆件的次应力影响。 （ 5）屋架端节点的应力分布。 （ 6）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压应力。 （ 7）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。 （ 8）预应力锚头工作性能。 五、屋架的试验 （ 1）试件安装和加载方法 （ 2）试验项目和测点布置 （ A）屋架的整体变形和杆件局部变形、挠度、转角。 （ B）屋架的抗烈度及 承载力 （ C）屋架主要杆件内力。 （ D）屋架节点的变形及节点刚度对屋架杆件的次应力影响。 （ E）屋架端节点的应力分布。 （ F）预应力钢筋张拉应力和对有关部位混凝土的预压应力。 （ G）屋架下弦预应力钢筋对屋架的反拱作用。 （ H）预应力锚头工作性能。 六、薄壳和网架试验 （ 1） 试件 安装和加载方法 薄壳结构：实际支承形式类似双向板，有四角支承和四边支承，试验支承可以用固定铰、活动铰及滚轴。 网架结构：实际支承在框架或柱顶，试验时支承在刚性较大的型钢圈梁上。 边支座一般受压，角支座及其附近支座可能受拉。 加载方法： 重物直接堆载、水池加载或通过吊篮加载。 也可用气压加载，需要较大荷载时常使用液压加载器和分配梁加载。 （ 2）试验项目和测点布置 ： 1）观测项目：主要测量位移和应变。 2）测点布置：常利用对称性减少测点数量。 同时布置一些校核测点。 网架测点布置：（ 1）利用对称性分区（ 2）位移下弦节点，应力布置在杆件上（杆件中间或节点附近） （ 3）校核测点。 七、整体结构静力试验 整体结构静力试验是指对已经建成的建筑物进行结构试验，试验范围可以是整体结构、部分结构。 整体结构试验一般都在现场进行，由于试验条件较差，难度较大，整体结构试验往往规模很大，组织工作复杂，要花费大量的人力第 13 页 共 25 页 物力。 （ 1）钢筋混凝土平面楼盖试验 ：由楼板、次梁、主梁组成。 施工工艺有整体现浇、装配式。 （ a）试验荷载布置①楼板的试验 ②次梁的试验 ③ 主梁的试验 ④柱的试验 （ b）试验观测：平面楼盖整体试验通常是非破坏性。