結構試驗方法的發(fā)展趨勢第1頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四《建筑結構試驗》是一門什么性質的課程？

《建筑結構試驗》是一門必修的專業(yè)基礎課程（30學時，1.5學分），是電學、光學、光電子學、力學、鋼筋混凝土結構和鋼結構等學科相互交叉的、實用性很強的一門學科，是用試驗的方法研究和測量建筑結構的強度、結構受荷載作用后的反應及評估建筑結構產(chǎn)品質量的一門學科。第2頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四《建筑結構試驗》課程的學習應達到的基本要求是什么？

通過本課程的學習應達到的基本要求是:1．掌握經(jīng)常使用的各種測試方法的基本原理和測量技術，結合土木工程專業(yè)的特點，培養(yǎng)建筑結構試驗的試驗技能，使之具有從事一般建筑結構的檢測能力，為進行現(xiàn)場結構檢測和科學研究的試驗打下良好的基礎。2．掌握建筑結構試驗的前期準備工作程序，為結構試驗的順利進行準備測試方案。3．掌握典型建筑結構試驗的測試內容、測試方法、數(shù)據(jù)處理及書寫測試報告的全過程。4．熟練掌握建筑結構無損檢測的原理和檢測方法。第3頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四《建筑結構試驗》課程內容體系《建筑結構試驗》課程主要是講述建筑結構試驗中的試驗準備工作，加載方法的選擇，測點和測試方法的選擇，試驗過程、數(shù)據(jù)處理及測試報告的書寫等內容。教學內容按教材的章節(jié)的模塊化進行設計:建筑結構試驗準備工作、試驗裝置和加載設備、測試技術、無損檢測技術、試驗模型設計，試驗數(shù)據(jù)的處理。第4頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四應用

1．建設工程質量監(jiān)督站、試驗室

2．建筑工程管理處、房屋鑒定單位

3．建筑公司、市政公司、建筑樁基公司

4．各級工程檢測、鑒定機構，材料試驗室

5．各級建委（建設局）、舊城改造管理單位

6．各建設監(jiān)理公司、各工程建設單位、施工企業(yè)

7．各建筑構（配）件生產(chǎn)企業(yè)、商品混凝土公司、建材試驗室

8．各建筑科研、設計院（所）第5頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第一章建筑結構試驗概述1.1建筑結構試驗的任務1.2建筑結構試驗的作用1.3建筑結構試驗的分類1.4建筑結構試驗的發(fā)展第6頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第一節(jié)建筑結構試驗的任務建筑結構試驗研究對象：建設工程的結構物建筑結構試驗的任務：在試驗研究對象上應用科學的試驗組織程序，使用儀器設備為工具，利用各種實驗為手段，在荷載或其它因素作用下，通過量測與結構工作性能有關的各種參數(shù)，從強度、剛度和抗裂度以及結構實際破壞形態(tài)來判明結構的實際工作性能，估計結構的承載能力確定結構對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展結構的計算理論。第7頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

所謂建筑結構試驗，就是對建筑結構或者是它的構件施加一定的荷載，這個荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測試手段對它引起來的各種反應，比如說：變形、位移、應變等等進行測量，通過這些測量來觀測結構對荷載的反應能力，考查它是否符合使用和設計要求，同時，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關系，為計算提供實踐根據(jù)。第8頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四例如：鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載作用下，可以通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應變和裂縫寬度等參數(shù)，來分析梁的整個受力過程以及結構的強度、撓度和抗裂性能。適筋受彎構件截面受力的幾個階段:第一階段——截面開裂前階段（抗裂驗算）第二階段——從截面開裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開始屈服階段（變形和裂縫寬度驗算）第三階段——破壞階段（承載力計算）

第9頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結論建筑結構試驗是以實驗方式測定有關數(shù)據(jù)，由此反映結構或構件的工作性能、承載能力和相應的安全度，為結構的安全使用和設計理論的建立提供重要根據(jù)的學科。第10頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第二節(jié)建筑結構試驗的作用一、建筑結構試驗是發(fā)展結構理論的重要途徑二、建筑結構試驗是發(fā)現(xiàn)結構設計問題的主要手段三、建筑結構試驗是驗證結構理論的唯一方法四、建筑結構試驗是建筑結構質量鑒定的直接方式五、建筑結構試驗是制定各類技術規(guī)范和技術標準的基礎六、建筑結構試驗是自身發(fā)展的需要第11頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第三節(jié)建筑結構試驗的分類

建筑結構試驗按試驗目的、荷載性質、試驗對象、試驗周期、試驗場合等因素進行分類。

（一）按照試驗目的分類試驗可以按照各種方法來分類，但最基本的就是按照試驗目的來分類。按試驗目的可以將結構試驗分成下面兩類：一生產(chǎn)檢驗性試驗，二科學研究性試驗.。由于試驗目的不同，整個試驗安排和某些試驗方法、試驗要求都有很大的不同，所以這是建筑結構試驗分類里面最基本的一種分類方法。第12頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四1、生產(chǎn)性試驗

特點：具有直接的生產(chǎn)目的，以實際建筑物或結構構件為試驗對象，經(jīng)過試驗對具體結構作出正確的技術結論。

解決下列問題：（1）鑒定結構設計和施工質量的可靠程度。（2）為工程改建或加固判斷結構的實際承載能。（3）為處理工程事故提供技術根據(jù)。（4）檢驗結構可靠度、估算結構剩余壽命。（5）鑒定預制構件的質量。第13頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四工程事故處理的一般程序:

1、基本情況調查2、結構及材料檢測3、復核分析4、專家會商5、調查報告第14頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結構及材料檢測內容1、地基基礎2、建筑物所用材料的實際性能檢測3、建筑物表面缺陷的觀測4、對結構內部缺陷的檢查5、必要時可作模型試驗或現(xiàn)場加載試驗，通過試驗檢查結構或構件的實際承載力。第15頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、科研性試驗

目的:（1）驗證結構設計計算的各種假定；（2）制定各種設計規(guī)范；（3）發(fā)展新的設計理論；（4）為發(fā)展和推廣新結構、新材料及新工藝提供理論與實踐的經(jīng)驗。第16頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（二）按照荷載性質、試驗對象、試驗持續(xù)時間、試驗場所等不同因素進行分類。1、按荷載性質來分類（1）靜力試驗（2）動力試驗第17頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（1）靜力試驗*結構靜力單調加載試驗：試驗加載過程是從零開始逐步遞增一直到結構破壞為止，也就是在一個不長的時間段內完成試驗加載的全過程。*低周反復靜力加載試驗（偽靜力試驗）：為了探索結構抗震性能，采用結構抗震靜力試驗的方式來模擬地震作用的動力試驗，它是一種控制荷載或控制變形的周期性的反復靜力荷載。靜力試驗的優(yōu)點：加載設備相對來講比較簡單，荷載可以逐步施加，還可以停下來仔細觀察結構變形的發(fā)展，給人們以最明確、最清晰的破壞概念。第18頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、動力試驗對于在實際工作中主要承受動力作用的結構或構件，為了研究結構在施加動力荷載作用下的工作性能，一般要進行動力試驗。例如：研究廠房承受吊車及動力設備作用下的動力特性；吊車梁的疲勞強度與疲勞壽命問題；多層廠房由于機器設備上樓后產(chǎn)生的振動影響；高層建筑和高聳構筑物在風荷載作用下的動力問題；結構抗爆炸、抗沖擊問題;抗震動力試驗采用電液伺服加載設備或地震模擬振動臺動力試驗的特點：由于荷載特性不同，動力試驗的加載設備和測試手段與靜力試驗有很大的差別，而且要比靜力試驗復雜得多。第19頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四在結構的抗震性能研究中，除了采用結構低周反復靜力加載試驗外，更為理想的是直接施加動力荷載進行試驗?？拐饎恿υ囼灢捎秒娨核欧虞d設備或地震模擬振動臺等設備來進行。如廣州大學抗震研究中心、同濟大學抗震中心第20頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、按試驗對象分類

（1）真型試驗

（2）模型試驗

（3）小構件試驗第21頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（1）真型試驗試驗對象：（1）實際結構（2）實物結構足尺復制的結構或構件。（1）實際結構試驗一般均用于生產(chǎn)性試驗。例如：秦山核電站安全殼加壓整體性的試驗就是一種非破壞性的現(xiàn)場試驗。又如對工業(yè)廠房結構的剛度試驗、樓蓋承載能力試驗等均在實際結構上加載量測。（2）足尺結構或構件試驗試驗對象是一根梁、一塊扳或一榀屋架之類的實物構件，它可以在試驗室內試驗，也可以在現(xiàn)場進行。第22頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（2）模型試驗模型試驗：采用比真型結構縮小的模型進行試驗。模型的設計制作與試驗是根據(jù)相似理論，要求做到幾何相似、力學相似和材料相似等等。第23頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（3）小構件試驗

小構件試驗是結構試驗常用的研究形式之一。試驗不要求滿足嚴格的相似條件，只是用試驗結果與理論計算進行對比校核的方式來研究結構的性能，驗證設計假定與計算方法的正確性。第24頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四3、按試驗持續(xù)時間分類（1）短期荷載試驗（2）長期荷載試驗第25頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（1）短期荷載試驗荷載從零開始施加到最后結構破壞或到某階段進行卸荷的時間總和只有幾十分鐘、幾小時或者幾天。第26頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（2）長期荷載試驗

對于研究結構在長期荷載作用下的性能就必須要進行靜力荷載的長期試驗，它將連續(xù)進行幾個月或幾年時間。如：混凝土的徐變、結構受溫度變化的影響、預應力結構中的鋼筋的松弛等試驗。

第27頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四4、按試驗場所分類（1）試驗室試驗（2）現(xiàn)場試驗1、試驗室試驗適宜于研究性試驗。2、現(xiàn)場試驗多用于解決生產(chǎn)性的問題。

第28頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)結構試驗的發(fā)展從無到有，從小到大?，F(xiàn)在，全國各地進行的各種類型的結構試驗日益增多。第29頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四《建筑結構試驗》課程的學習內容為了獲得解決一般建筑結構設計及施工中所遇到的結構檢測問題的基本知識和基本技能，并在科研方面得到初步的訓練，必須在掌握結構工程專業(yè)理論和其它有關專業(yè)技術知識的基礎上，學習下列內容：（1）規(guī)劃、組織和進行結構檢測的一般原則、方法和技術；（2）結構檢測中常用的量測儀器和加載設備的原理、性能和使用方法；（3）收集、整理、計算和評定檢測資料的原理和方法。第30頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第二章建筑結構試驗組織計劃2.1概述2.2試驗前期工作方案設計2.3試驗構件方案設計2.4試驗荷載方案設計2.5試驗觀測方案設計2.6結構試驗和材料力學性能關系2.7試驗大綱及其他文件第31頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第一節(jié)建筑結構試驗組織計劃理論概述

一、建筑結構試驗組織計劃的意義1、建筑結構試驗組織計劃是組織工作的需要2、建筑結構試驗組織計劃是結構試驗特點的要求建筑結構試驗特點：（1）結構試驗沒有固定的模式；（2）結構試驗耗資大；（3）結構試驗周期長。3、建筑結構試驗組織計劃關系到試驗的成敗4、建筑結構試驗組織計劃是體現(xiàn)技術水平和管理水平的窗口

第32頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、PDCA循環(huán)的基本內容美國質量管理專家戴明（W.E.Deming)50年代初提出一項質量管理循環(huán)體系，稱為PDCA循環(huán)，是一項提高工程質量、改善企業(yè)經(jīng)營管理十分有效的科學方法，被工程界廣泛應用。PDCA質量循環(huán)體系的基本思想是把質量管理的工作過程分為四個階段：（1）計劃階段（Plan）（2）實施階段（Do）（3）檢查階段（Check）（4）處理階段（Action）第33頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、PDCA循環(huán)的存在范圍和特點1、存在的范圍：無處不在處處在，無時不存時時存2、特點：有序性、嵌套性、關鍵性、重復性

PDCA循環(huán)的關鍵是在P階段，即計劃階段。它是標準化的基礎，是指導同級其它環(huán)節(jié)的關鍵。第34頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第35頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四四、結構試驗組織計劃的內容1、試驗設計階段（1）反復研究試驗目的，充分了解體會試驗的具體任務，進行調查研究，搜集有關資料；（2）確定試驗的性質與規(guī)模。對于研究性試驗，應提出本試驗擬研究的主要參量以及這些參量在數(shù)值上的變動范圍，并根據(jù)試驗室的設備能力確定試件的尺寸和量測項目及量測要求；（3）提出試驗大綱2、試驗準備階段試驗準備階段要占全部試驗工作的大部分時間，工作量也最重。試驗準備工作的好壞直接影響到試驗能否順利進行和能獲得試驗結果的多少。第36頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四試驗準備階段的主要工作有：（1）試件的制作在制作試件時應注意材性試樣的留取、編號，還要作施工日志，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都是最后分析試驗結果不可缺少的參考資料。（2）試件質量檢查包括試件尺寸和缺陷的檢查，應作詳細記錄，納入原始資料。（3）試件安裝就位試件的支承條件應力求與計算簡圖一致。一切支承零件均應進行強度驗算，并使其安全儲備大于試驗結構可能有的最大安全儲備。（4）安裝加載設備加載設備的安裝應滿足“一穩(wěn)二準三方便，四強五剛六安全“的要求，即就位要穩(wěn)定準確方便，固定設備的支撐系統(tǒng)要有一定的強度、剛度和安全度。第37頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四（5）儀器儀表的率定對測力計及一切量測儀表均應按技術規(guī)定要求進行率定，各儀器儀表的率定記錄應納入試驗原始記錄中，誤差超過規(guī)定標準的儀表不得使用。（6）作輔助試驗輔助試驗多半在加載試驗階段之前進行，以取得試件材料的實際強度，便于對加載設備和儀器儀表的量程等作進一步的驗算。（7）儀表的安裝、連線試調儀表的安裝位置、測點號，在應變儀或記錄儀上的通道號等等都應嚴格按照試驗大綱中的儀表布置圖實施，如有變動，應立即做好記錄，以免時間長久后記憶不清而將測點混淆。第38頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

（8）記錄表格的設計準備在試驗前應根據(jù)試驗要求設計記錄表格，其內容及規(guī)格應周到詳細地反映試件和試驗條件的詳細情況，以及需要記錄和量測的內容。

記錄表格的設計反映試驗組織者的技術水平，切勿養(yǎng)成試驗前無準備地在現(xiàn)場臨時用白紙記錄的習慣。記錄表格上應有試驗人員的簽名并附有試驗日期、時間、地點和氣候條件。（9）算出各加載階段試驗結構各特征部位的內力及變形值以備在試驗時判斷及控制。（10）在準備工作階段和試驗階段應每天記工作日志。第39頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四3、試驗實施階段（1）加載試驗加載試驗是整個試驗過程的中心環(huán)節(jié)，應按規(guī)定的加載順序和量測順序進行。重要的量測數(shù)據(jù)應在試驗過程中隨時整理分析并與事先估算的數(shù)值比較，發(fā)現(xiàn)有反常情況時應查明原因或故障，把問題弄清楚后才能繼續(xù)加載。在試驗過程中，結構所反映的外觀變化是分析結構性能的極為寶貴的資料，對節(jié)點的松動與異常變化，鋼筋混凝土結構裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展，特別是結構的破壞情況都應作詳盡的記錄及描述。這些容易被初做試驗者忽視，而把主要注意力集中在儀表讀數(shù)或記錄曲線上，因此應分配專人負責觀察結構的外觀變化。第40頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

試件破壞后要拍照和測繪破壞部位及裂縫簡圖，必要時，可從試件上切取部分材料測定力學性能，破壞試件在試驗結果分析整理之前不要過早毀棄，以備進一步核查。（2）試驗資料整理試驗資料整理是將所有的原始資料整理完善，其中特別要注意的是試驗量測數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，都作為原始數(shù)據(jù)經(jīng)負責記錄人員簽名后，不得隨便涂改。經(jīng)過處理后得到的數(shù)據(jù)不能和原始數(shù)據(jù)列在同一表格內。一個嚴格認真的科學試驗，應有一份詳盡的原始數(shù)據(jù)記錄，連同試驗過程中的觀察記錄，試驗大綱及試驗過程中各階段的工作日志，作為原始資料，在有關的試驗室內存檔。第41頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四4、試驗完成階段（1）試驗數(shù)據(jù)處理因為從各個儀表獲得的測量數(shù)據(jù)和記錄曲線一般不能直接解答試驗任務所提出的問題，它們只是試驗的原始數(shù)據(jù)，需對原始數(shù)據(jù)進行科學的運算處理才能得出試驗結果。（2）試驗結果分析試驗結果分析內容是分析通過試驗得出了哪些規(guī)律性的東西，揭示了哪些物理現(xiàn)象。最后，應對試驗得出的規(guī)律和一些重要現(xiàn)象作出解釋，分析它們的影響因素，將試驗結果和理論值進行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，并作出結論，寫出試驗總結報告?？偨Y報告中應提出試驗中發(fā)現(xiàn)的新問題及進一步的研究計劃。第42頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)試驗前期工作方案設計1、調研方案設計

調研工作的內容是相關研究項目已有的研究成果和試驗方法。2、研究路線方案設計

研究路線（技術路線）：指完成一項試驗任務要經(jīng)過的起始點、中轉點和結束點等若干個技術環(huán)節(jié)上所有內容順序的方式。在試驗研究階段，一條清晰的技術路線是研究工作能夠有條不紊地進行的依據(jù)。第43頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四研究路線的內容：1、項目研究能夠順利進行的條件；如已經(jīng)建立的基礎，包括理論基礎和試驗基礎。2、完成本項目研究內容必須經(jīng)過的技術途徑或理論依據(jù)，以及針對難點問題的對策。第44頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)試驗構件方案設計1、試件形狀2、試件尺寸3、試件數(shù)目第45頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第四節(jié)試驗荷載方案設計一、荷載設計的一般要求選擇試驗荷載和加載方法應滿足下列要求：1、荷載圖式應與結構設計計算荷載圖式極為接近；2、荷載傳力方式和作用點明確，產(chǎn)生的荷載數(shù)值要穩(wěn)定；3、荷載分級的分度值要滿足試驗量測的精度要求，加載設備要有足夠的強度儲備，而且還必須滿足剛度要求；4、加載設備要求操作方便，便于加載和卸載，并能控制加載速度，又能適應同步加載或先后加載的不同要求。第46頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、單調加載靜力試驗1、荷載圖式的選擇與設計

加載圖式：試驗荷載在試驗結構構件上的布置形式（包括荷載類型和分布情況）。加載圖式設計要求：（1）加載圖式應與理論計算簡圖一致；（2）可采用與計算簡圖等效的荷載圖式，即等效荷載。例如：常用幾個集中荷載代替均布荷載，但集中荷載的數(shù)量和位置應盡可能使結構所產(chǎn)生的內力值與均布荷載所產(chǎn)生的內力值符合。第47頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、試驗荷載制度試驗荷載制度是試驗進行期間荷載與時間的關系。正確制定試驗的加載制度和加載程序，才能正確了解結構的承載能力和變形性質，才能將試驗結果相互進行比較。荷載制度包括：加載卸載程序、加載卸載的大小。靜力試驗的加載程序：預載、標準荷載（正常使用荷載）、破壞荷載三階段。第48頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四預載試驗：分三級進行，每級不超過標準荷載值的20%，然后再分級卸載，2~3級卸完。標準荷載試驗：每級加載值宜取標準荷載的20%，一般分為五級加到標準荷載。破壞試驗：在標準荷載后，每級荷載不宜大于標準荷載的10%；當荷載加到計算破壞荷載的90%后，為了求得精確的破壞荷載值，每級應取不大于標準荷載的5%。第49頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、結構低周反復加載靜力試驗（建筑結構抗震試驗）試驗目的：（1）研究結構在地震荷載作用下的恢復力特性，確定結構構件恢復力的計算模型?；謴土μ匦?荷載和變形之間的關系。（2）研究結構在地震作用下的破壞特征。

通過低周反復加載試驗，可以獲得結構構件荷載變形的工作性能，即恢復力特性和破壞特征，從而比較或者驗證抗震構造措施的有效性和確定結構的抗震極限承載能力。為建立數(shù)學模型，通過計算機進行結構抗震非線性分析，為改進現(xiàn)行抗震設計方法、修訂設計規(guī)范提供依據(jù)。第50頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第51頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結構低周反復加載制度1、單向反復加載制度（1）控制位移加載法（2）控制作用力加載法（3）控制作用力和控制位移的混合加載法2、雙向反復加載制度為了研究地震對結構構件的空間組合效應，克服結構構件采用單方向加載時不考慮另一方向地震力同時作用對結構影響的局限性，可在X、Y兩個主軸方向同時施加低周反復荷載。反復加載同樣可以是控制位移、控制作用力和兩者混合控制的加載制度。第52頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結構低周反復加載靜力試驗優(yōu)點：1、設備簡單

2、可以人為控制

3、可以停下來觀察結構開裂和破壞狀態(tài)缺點：加載完全是人為的，變形完全是對稱的，因而與地震作用完全不同。第53頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結構低周反復加載靜力試驗結果1、結構各個階段強度

(1)開裂強度Mf(2)屈服強度My

(3)極限強度Mmax

(4)破壞強度MP

第54頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四結構低周反復加載靜力試驗結果2、剛度（1）線性剛度K0（2）開裂剛度Kc

（3）屈服剛度Ky（4）屈服后剛度Ks（很?。丨h(huán)第55頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一般鋼筋混凝土結構都有可能產(chǎn)生這四種典型的滯回曲線。每一種滯回環(huán)的產(chǎn)生都與結構的受力狀態(tài)、結構的構造有關。第56頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四1、梭形一些偏心受壓構件、不發(fā)生剪切破壞的受彎構件。2、弓形跨度比較大，剪力較小并且配有一定箍筋的彎剪構件和偏壓構件。3、反S形一般的框架、梁柱結點、剪力墻4、Z形小剪跨并且斜裂縫可以充分發(fā)展的構件、錨固鋼筋有較大滑移的構件。第57頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四四、結構動力特性測試試驗

結構動力特性是反映結構本身所固有的動力性能，主要包括結構的自振頻率、阻尼系數(shù)和振型等，它們與外荷載無關。測量結構動力特性參數(shù)是結構動力試驗的基本內容，在研究建筑結構或其他工程結構的抗震、抗風或抵御其它動荷載的性能和能力時，都必須要進行結構動力特性試驗。結構動力特性試驗方法主要有：（1）人工激振法（2）環(huán)境隨機振動法第58頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四1、人工激振法測量結構自振頻率（1）自由振動法在試驗中采用初位移或初速度的突卸或突加載的方法，使結構受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動。試驗時將測振傳感器布置在結構可能產(chǎn)生最大振幅的部位，通過測量儀器的記錄，可以得到結構的有阻尼自由振動曲線，在曲線上量取振動波型的周期，由此求得結構的自振頻率。（2）強迫振動法（共振法）一般采用慣性式機械離心激振器對結構施加周期性的簡諧振動，當干擾力的頻率與結構的自振頻率相等時，結構產(chǎn)生共振。利用激振器可以連續(xù)改變激振頻率的特點，試驗中結構產(chǎn)生共振時振幅出現(xiàn)極大值時激振器的頻率即是結構的自振頻率。第59頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、人工激振法測量結構阻尼（1）自由振動法確定阻尼（2）按強迫振動的共振曲線確定結構的阻尼（3）由動力系數(shù)求阻尼比3、振型測量測定結構振型時必須對結構施加一激振力，并使結構按某一階固有頻率振動，當測得結構這時各點位移值并連成變形曲線，即可得到對應于該頻率下的結構振型。第60頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四五、結構抗震動力加載試驗（1）周期性的動力加載試驗試驗方法有：偏心激振器、電液伺服加載器、單向周期振動臺、結構疲勞試驗機等。（2）非周期性動力加載試驗試驗方法主要有：模擬地震振動臺試驗、人工地震（人工爆破）試驗、天然地震試驗、計算機——加載器配合加載等。第61頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四計算機——加載器聯(lián)機試驗擬動力試驗或者稱作偽動力試驗，或者叫做計算機加載器聯(lián)機試驗，它總的想法就是使控制整個結構反復加載的位移，能夠和某一次已經(jīng)發(fā)生的能夠確定的地震，或者是我們人工產(chǎn)生的某一個地震波產(chǎn)生的位移能夠相一致。但是，它和真正地震也有出入，它出入在什么地方呢？雖然這么做是按照動力分析來做的，但是整個做的速度實際上還是很慢的，假如說一個二十秒長的地震，可能要做幾十分鐘，甚至幾十個小時才能夠做完。所以，它反應的位移實際上沒有阻尼的影響，但是它比低周反復試驗更進一步了。它的試驗設備是很復雜的，因為電液伺服控制系統(tǒng)本身就是一個很龐大的系統(tǒng)。第62頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四六、試驗加載裝置設計1、強度要求2、剛度要求3、真實要求4、簡便要求七、試驗設備準備計劃試驗荷載方案完成后，需進行制定試驗設備準備計劃，說明設備的型號、數(shù)量、來源以及準備方式。第63頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)試驗觀測方案設計測試方案通常包括的內容有：（1）按整個試驗目的要求，確定試驗測試的項目；（2）按確定的量測項目要求，選擇測點位置；（3）綜合整體因素選擇測試儀器和測定方法。第64頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、觀測項目的確定

在確定試驗的觀測項目時，首先應該考慮反映結構工作狀況的整體變形，如梁的撓度。而在條件許可的情況下，根據(jù)試驗目的，也經(jīng)常需要測定一些局部變形，如應變、裂縫和鋼筋滑移等。總的來說，破壞性試驗本身能夠充分地說明問題，觀測項目和測點可以少些，而非破壞性試驗的觀測項目和測點布置，則必須滿足分析和推斷結構工作狀況的最低需要。第65頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、測點的選擇與布置在測量工作之前，應該利用已知的力學和結構理論對結構進行初步估算，然后合理地布置測量點位，力求減少試驗工作量而盡可能獲得必要的數(shù)據(jù)資料。測點的位置必須要有代表性，測點的布置應有利于試驗時操作和測讀，另外，還應該布置一定數(shù)量的校核性測點。三、儀器的選擇與測讀原則1、儀器的選擇在選擇儀器時，必須從試驗實際需要出發(fā)，使所用的儀器能很好地符合量測所需精度與量程要求，但是防止盲目選用高準確度和高靈敏度的精密儀器。一般的試驗，要求測定結果的相對誤差不超過5%，同時，應使儀表的最小刻度值小于5%的最大被測值。第66頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四儀器的量程應該滿足最大測量值的需要。儀器最大被測值宜小于選用儀表最大量程的80%，一般以量程的1/5~2/3范圍為宜。選擇儀表時必須考慮測讀方便省時，必要時采用自動記錄裝置。2、讀數(shù)的原則在進行測讀時，一條原則是全部儀器的讀數(shù)必須同時進行，至少也要基本上同時。目前如能使用多點自動記錄應變儀進行自動巡回檢測，則對于進入彈塑性階段的試件跟蹤記錄尤為合適。第67頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第六節(jié)結構試驗與材料力學性能的關系建筑材料的性能直接影響到結構或構件的質量，因此對于結構材料性能的檢驗與測定是結構試驗中的一個重要的組成部分，特別是充分了解材料的力學性能，對于在結構試驗前或試驗過程中正確估計結構的承載能力和實際工作狀況，以及在試驗后整理試驗數(shù)據(jù)、處理試驗結果等工作中都具有非常重要的意義。在結構試驗中按照結構或構件材料性質不同，必須測定相應的一些基本的數(shù)據(jù)，如混凝土的抗壓強度、鋼材的屈服強度和抗拉極限強度、磚石砌體的抗壓強度等。第68頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四確定材料力學性能的方法：（1）直接試驗法把材料按規(guī)定做成標準試件，然后在試驗機上用規(guī)定的試驗方法進行測定。（2）間接試驗法（非破損試驗法）采用某種專用設備或儀器，直接在結構上測量與材料強度有關的另一物理量，如硬度、回彈值、聲波傳播速度等，通過理論關系或經(jīng)驗公式間接測得材料的力學性能。半破損試驗：在結構或構件上進行局部微破損或直接取樣的方法，推算出材料的強度，由試驗所得到的力學性能直接鑒定結構構件的承載力。

第69頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第七節(jié)試驗大綱及其它文件試驗報告內容一般包括：1、試驗目的2、試驗對象的簡介和考察3、試驗方法及依據(jù)4、試驗過程及問題5、試驗成果處理與分析6、技術結論7、附錄第70頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第三章建筑結構試驗荷載

第一節(jié)概述如何確定建筑結構試驗荷載?1、根據(jù)試驗的目的和要求，以能更好地模擬原有荷載等因素來選擇。2、在決定試驗荷載時，應該根據(jù)試驗室的設備條件和現(xiàn)場所具備的試驗條件，正確和合理地進行荷載設計。第71頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四產(chǎn)生荷載的方法與加載設備有一、靜力試驗1、重力加載法利用重物直接加載或通過杠桿作用間接加載。2、液壓加載法利用液壓加載器和液壓試驗機加載。3、機械加載法利用絞車、滑輪組、彈簧和螺旋千斤頂?shù)葯C械設備加載。二、動力試驗利用慣性力或電磁系統(tǒng)激振，比較先進的設備是由自動控制、液壓裝置與計算機相結合而組成的電液伺服加載系統(tǒng)和由此作為振源的地震模擬振動臺加載設備等。第72頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第二節(jié)重力荷載一、重力直接加載方法重物荷載可直接堆放在結構表面形成均布荷載或置于荷載盤上通過吊桿掛于結構上形成集中荷載，假如荷載再大，就可以通過杠桿來加載。

優(yōu)點：試驗荷載可就地取材，可重復使用，針對試驗結構或試件的變形，可保持恒載，可分級加載，容易控制。缺點：加載過程中需要花費較大的勞動力，占據(jù)較大的空間，安全性差，試驗組織難度大。第73頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四重物加載實現(xiàn)均布荷載重物間隙要大于5cm，保證重物間不搭接，以防止形成拱的作用。第74頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

在正規(guī)實驗室里一般要準備好些荷重塊，要用鑄鐵或者鑄鋼，把它們鑄成適合于人搬動的一些小的加荷塊，一般用它的質量來衡量，所以可以鑄成1公斤的、5公斤的、10公斤的、20公斤的等等。事先把它稱量準確。如果你事先也可以把它加工的很準確，當然這樣試驗時很方便，但是制造成本就高了，假如說你不加工準確，但是你要把它稱量準確，把它標在加荷塊上，試驗的時候就適當?shù)慕M合，也可以把它組合的很準確。如果在現(xiàn)場，或者是你的加荷塊不夠了，也可以臨時取用些沙子、石頭等做成沙袋或者碎石的袋。把每一袋的重量都稱量準確，也可以用來加荷。所以說重物加荷是一種很方便的加荷方式，它對于施加均布荷載是很方便的。第75頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四這個圖表示的也是重物加荷，但是它用的是水，比如說做雙向板或者做網(wǎng)架的試驗，需要一個很大面積的均布荷載的時候，可以用一個水槽，這個水槽不要底，就光要四周，把它圈起來。給底面試件來加荷，然后用防水的膠布做成一個水槽，里面加水，用水的重量作為荷載。第76頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四但是用水加荷的時候，當加荷的面積很大的時候，就有一個什么問題呢？就是當面積很大，底下試件有一定的撓度，它向下變形，所以水深，實際上中間深，邊上淺。使得均布荷載不是很均布的，中間可能荷載要大，邊上可能荷載要小。這也是一種重物加荷。第77頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四重物加載實現(xiàn)集中荷載這張圖表示的是用重物加荷來施加集中荷載，也是一根梁要加兩個集中荷載，那么這時候我們就用兩個荷載料斗，或者把它叫做吊籃，在吊籃里可以施加各種重物，來實現(xiàn)集中荷載的加荷。當荷載很大，直接用吊籃加荷，達不到它的荷載值的要求的時候，可以通過杠桿來使這個荷載值增大。第78頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

杠桿加載也屬于重力加載的一種。利用杠桿原理，將荷載放大作用于結構上。優(yōu)點：杠桿制作方便，荷載值穩(wěn)定不變，當結構有變形時，荷載可以保持恒定，對于作持久荷載試驗尤為合適。

二、杠桿加載方法第79頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)機械力荷載

機械力加載常用的機具有吊鏈、卷揚機、絞車、花籃螺絲、螺旋千斤頂及彈簧等。一、卷揚機、絞車加載卷揚機、絞車主要配合鋼絲或繩索對結構施加拉力，拉力的大小通常用拉力測力計測定。二、螺旋千斤頂加載螺旋千斤頂是利用齒輪及螺桿式蝸桿機構傳動原理，當搖動千斤頂手柄時，蝸桿就帶動螺旋桿頂升，對結構施加頂推壓力，加載值的大小可用測力計測定。第80頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、螺旋、彈簧加載常用構件的持久荷載試驗。當荷載值較小時，可直接擰緊螺帽以壓縮彈簧；當荷載值很大時，需用千斤頂壓縮彈簧后再擰緊螺帽。彈簧加載用于長期荷載，比如說要做梁的長期剛度，或者是觀察它的裂縫的時候，那么就要加幾個月，甚至幾年的荷載。那么做長期荷載的時候可以通過彈簧來保持經(jīng)常的荷載值。

第81頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第四節(jié)液壓荷載液壓加載是目前結構試驗中應用比較普遍和理想的一種加載方法。它的最大優(yōu)點是利用油壓使液壓加載器（液壓千斤頂）產(chǎn)生較大的荷載，試驗操作安全方便，特別是對于大型結構構件，當試驗要求荷載點數(shù)多、噸位大時更為合適。第82頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、液壓加載器液壓加載器主要工作原理是用高壓油泵將具有一定壓力的液壓油壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動活塞，對結構施加荷載。荷載值可以用液壓加載器與荷載承力架之間所置的測力計直接測讀，或用傳感器將信號輸給應變儀顯示。液壓加載器有普通工業(yè)用的手動液壓加載器，有專門為結構試驗設計的單向作用和雙向作用的液壓加載器。液壓加載很難滿足多點同步加載卸載，尤其需要恒載時更難保持穩(wěn)壓狀態(tài)。第83頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、液壓加載系統(tǒng)

液壓加載系統(tǒng)是能夠變荷的同步液壓加載設備。它是由儲油箱、高壓油箱、液壓加載器、測力裝置和各類閥門通過高壓油管連接組成的操作臺。液壓加載系統(tǒng)尤其適用于大噸位、大撓度、大跨度的結構試驗，它不受加荷點數(shù)的多少、加荷點的距離和高度的限制，并能適應均布和非均布、對稱和非對稱加荷的需要。第84頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、大型結構試驗機

結構試驗室內進行大型結構試驗的一種專門設備，比較典型的是結構長柱試驗機，主要用來進行柱、墻板、砌體、節(jié)點與梁的受壓與受彎試驗。這種設備的構造原理與一般材料試驗機相同，但噸位要比材料試驗機大。目前國內普遍使用的長柱試驗機的最大噸位是5000KN，最大高度可為3m。第85頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第86頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第87頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四四、電液伺服液壓系統(tǒng)

電液伺服液壓系統(tǒng)是目前結構試驗研究中一種比較理想的試驗設備，它可以較為精確地模擬試件所受的實際外力,產(chǎn)生真實的試驗狀態(tài),特別是用來進行抗震結構的靜力或動力試驗尤為合適。電液伺服液壓系統(tǒng)采用閉環(huán)控制，其主要組成有：電液伺服加載器、控制系統(tǒng)和液壓源等三大部分，它能將荷載、應變、位移等物理量直接作為控制參數(shù)，實行自動控制。第88頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

電液伺服加載系統(tǒng)的主要工作過程是:

根據(jù)控制指令信號,油泵從液壓源輸出高壓油進入伺服閥,由伺服閥驅動雙向加載器對試件施加試驗所需要的荷載。根據(jù)不同的控制類型,由起控制作用的傳感器測量試件反饋信號,將指令與反饋信號在伺服控制器中進行比較,其差值即為補差信號,經(jīng)放大后再次控制伺服閥驅動加載器繼續(xù)工作,從而完成全系統(tǒng)閉環(huán)控制。目前電液伺服液壓系統(tǒng)大多數(shù)與電子計算機配合使用，從而使整個系統(tǒng)由程序控制。

第89頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

五、地震模擬振動臺地震模擬振動臺是再現(xiàn)各種地震波對結構進行動力試驗的一種先進試驗設備，其特點是具有自動控制和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，采用了電子計算機和閉環(huán)伺服液壓控制技術，并配合先進的振動測量儀器，使結構動力試驗水平提高到了一個新的高度。

地震模擬振動臺主要由以下幾部分組成:(1)振動臺臺體結構(2)液壓驅動和動力系統(tǒng):給振動臺以巨大推力的結構,一般采用電液伺服系統(tǒng).(3)控制系統(tǒng):有模擬控制和數(shù)字計算機控制兩種。(4)測試和分析系統(tǒng):除了對臺身進行控制而測量位移、加速度等外，還必須對試驗模型進行多點測量，一般是測量位移、加速度和應變等，總測點數(shù)可達百余點。

第90頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第五節(jié)慣性力荷載

在結構動力試驗中，利用物體質量在運動時產(chǎn)生的慣性力對結構施加動力荷載，也可以利用彈藥筒或小火箭在炸藥爆炸時產(chǎn)生的反沖力對結構進行加載。第91頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、沖擊加載1、初位移加載法（張拉突卸法）2、初速度加載法（突加荷載法）3、反沖激振法二、離心力加載

根據(jù)旋轉質量產(chǎn)生的離心力對結構施加的簡諧振動荷載，當作用力的大小和頻率按一定規(guī)律產(chǎn)生變化時，能使結構產(chǎn)生強迫振動。三、直線位移慣性力加載

加載系統(tǒng)的主要動力部分是電液伺服加載系統(tǒng)。第92頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第六節(jié)氣壓荷載利用氣體壓力對結構施加荷載有兩種方式：一是利用壓縮空氣加載，另一種是利用抽真空產(chǎn)生負壓對結構構件施加荷載。由于氣壓加載所產(chǎn)生的是均布荷載，所以，對于平板或殼體試驗尤為合適。第93頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第七節(jié)電磁荷載在磁場中通電的導體要受到與磁場方向相垂直的作用力，電磁加載就是根據(jù)這個原理，在強磁場中放入動圈，通入交變電流，則可使固定于動圈上的頂桿等部件作反復運動，對試驗對象施加荷載。若在動圈上通以一定方向的直流電，則可產(chǎn)生靜荷載。目前常見的電磁加載設備有電磁式激振器和電磁振動臺。第94頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第八節(jié)人力激振荷載利用人自身在結構物上有規(guī)律的活動，產(chǎn)生足夠大的人力慣性力，就有可能形成適合做共振試驗的振幅。這對于自振頻率比較低的大型結構來說，完全有可能被激振到足以進行測量的程度。第95頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第九節(jié)荷載反力設備1、支座支墩、鉸支座2、荷載架豎向反力架、水平反力架、反力墻3、結構試驗臺座第96頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第四章結構試驗測試技術

第一節(jié)概述輸入數(shù)據(jù)----------系統(tǒng)------------輸出數(shù)據(jù)作用————試件————反應————數(shù)據(jù)采集（力、位移、溫度等）（位移、速度、應力、應變、裂縫等）數(shù)據(jù)采集：用各種方法，對試驗輸出的數(shù)據(jù)進行測量和記錄。數(shù)據(jù)采集是結構試驗的重要步驟，是結構試驗成功的必要條件之一。只有采集到可靠的數(shù)據(jù)，才能通過數(shù)據(jù)處理得到正確的試驗結果，達到試驗預期目的。為采集到準確、可靠的數(shù)據(jù)，應該采用正確的采集方法，選用可靠的儀器設備。在實際試驗時，數(shù)據(jù)采集方法應該根據(jù)試驗目的和要求以及儀器的實際條件來確定，應該按照用最經(jīng)濟的代價來獲取最多最有用數(shù)據(jù)的原則來確定。第97頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、儀器設備的分類1、按功能和使用情況分：傳感器、放大器、顯示器、記錄器、分析儀器、數(shù)據(jù)采集儀或系統(tǒng)各類儀器功能：傳感器——感受各種物理量（力、位移、應變等），并把它們轉換成電量（電信號）或其它容易處理的信號；放大器——把從傳感器得到的信號放大，使信號可以被顯示和記錄；顯示器——把信號用可見的形式顯示出來；記錄器——把采集得到的數(shù)據(jù)記錄下來，作為長期保存；分析儀器——對采集得到的數(shù)據(jù)進行分析處理；數(shù)據(jù)采集儀——用于自動掃描和采集，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的執(zhí)行機構；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)——集成式儀器，包括傳感器、數(shù)據(jù)記錄儀和計算機或其他記錄器、顯示器等，可用來進行自動掃描、采集，還能進行數(shù)據(jù)處理等。第98頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四2、按儀器儀表的工作原理分：機械式儀器、電測儀器、光學測量儀器、復合式儀器、伺服式儀器（帶有控制功能的儀器）3、按儀器儀表的用途分：測力傳感器、位移傳感器、應變計、傾角傳感器、頻率計、測振傳感器。4、按儀器儀表與結構的關系分：附著式與手持式、接觸式與非接觸式、絕對式與相對式5、按儀器儀表顯示與記錄方式分：直讀式與自動記錄式、模擬式與數(shù)字式。第99頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、試驗儀器儀表的主要技術性能指標1、刻度值：指示或顯示裝置所能指示的最小測量值。2、量程：儀器儀表可以測量的最大范圍。3、靈敏度：儀器儀表對被測物理量變化的反應能力和反應速度。4、分辨率：儀器儀表測量被測物理量最小變化值的能力。5、線性度：儀器儀表使用時的校準曲線與理論擬合線的接近程度。6、穩(wěn)定性：指測量值不變，儀器在規(guī)定時間內保持示值與特性參數(shù)也不變的能力。7、重復性：在同一工作條件下，用同一臺儀器對同一觀測對象進行多次重復測量，其測量結果保持一致的能力。8、頻率響應：動測儀器儀表輸出信號的幅值和相位隨輸入信號的頻率而變化的特性，常用幅頻和相頻特性曲線來表示。第100頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第二節(jié)電阻應變片

在結構試驗中，電阻應變片的用途：（1）測量試件應變；（2）作為轉換元件，組成電阻應變式傳感器，測量各種物理量的變化。第101頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、電阻應變片的工作原理電阻應變片的工作原理是利用金屬導體的“應變電阻效應“，即金屬絲的電阻值隨其機械變形而變化的物理特性。

R=ρ*L/A

當金屬絲受力而變形時，其長度、截面面積和電阻率都將發(fā)生變化。

dR/R=K*ε

式中K為金屬絲的靈敏系數(shù)，表示單位應變引起的相對電阻變化。第102頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、電阻應變片的構造電阻應變片的構造如圖，在拷貝紙或薄膠膜等基底與覆蓋層之間粘貼合金敏感柵，敏感柵的兩端焊上引出線。

l為柵長（標距），b為柵寬，l、b是應變片的重要技術尺寸。第103頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第104頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四電阻應變片的主要技術指標如下（1）電阻值（Ω）由于應變儀的電阻值一般按120Ω設計，所以應變片的電阻值一般也是120Ω。但也有例外，選用時，應考慮與應變儀配合。（2）標距l(xiāng)

用應變片測得的應變值是整個標距范圍內的平均應變，測量時應根據(jù)試件測點的應變梯度的大小來選擇應變片的標距。（3）靈敏系數(shù)K

K表示單位應變引起應變片的電阻變化。應使應變片的靈敏系數(shù)與應變儀的靈敏系數(shù)設置相協(xié)調。第105頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、電阻應變片的種類和粘貼方法電阻應變片的種類很多，按敏感柵的種類分，有箔式、絲繞式、半導體等；按基底材料分，有紙基、膠基等；按使用極限溫度劃分，有低溫、常溫、高溫等。

箔式應變片是在薄的膠膜基底上鍍合金薄膜，然后通過光刻技術制成，具有絕緣度高，耐疲勞性能好，橫向效應小等特點，但價格較高。

絲繞式應變片多為紙基，雖有防潮性能，但有耐疲勞性能差，橫向效應大等缺點，但價格較低，且易粘貼，可用于一般的靜力試驗。第106頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四應變片的粘貼方法1、應變片的檢查分選：外觀檢查、阻值檢查。2、測點處理：測點檢查、打磨、清洗、打底、劃線定位。3、片的粘貼：上膠、擠壓、加壓。4、固化處理：自然干燥或人工固化。5、粘貼質量檢查：外觀檢查、阻值檢查、絕緣度檢查6、導線連接：引出線絕緣、固定點設置、導線焊接。7、防潮防護第107頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四第三節(jié)應變測量結構試驗中，經(jīng)常測量試件的應變，常用的應變測量傳感器有電阻應變儀、手持應變儀、百分表引伸計等，還可以用光測法（云紋法、激光衍射法、光彈法）。第108頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、電阻應變儀測量應變電阻應變片可以把試件的應變量轉換成電阻變化，但在一般情況下試件的應變量較小，由此引起的電阻變化也非常微弱，難以進行直接測量。采用惠斯登電橋，能夠把電阻變化信號轉換為電壓或電流的變化信號，并使信號得以放大，橋路還可以解決測量值的溫度補償問題。電阻應變儀就是根據(jù)橋路原理構成的測試系統(tǒng)。靜態(tài)電阻應變儀、動態(tài)電阻應變儀二、位移方法測量應變常用測量應變的位移方法有：手持應變儀、百分表引申計。應變的定義是單位長度上的變形。在結構試驗中，可以用兩點之間的相對位移來近似地表示兩點之間的平均應變。第109頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第四節(jié)常用的傳感設備一、傳感設備的組成傳感設備的作用是感受所需要測量的物理量（或信號），按一定規(guī)律把它們轉換成可以直接測讀的形式直接顯示，或者轉換成電量的形式傳輸給相應的測量儀器。1、機械式傳感器利用機械原理進行工作，主要由以下四部分組成：感受機構、轉換機構、顯示機構和附屬機構。2、電測傳感器電測傳感器利用某種特殊材料的電學性能或某種裝置的電學原理，把所需測量的非電量變化轉化成電量的變化，如力、應變、速度、加速度等轉換成與之對應的電流、電阻、電壓或電感、電容等。電測傳感器主要由以下四部分組成：感受部分、轉換部分、傳輸部分和附屬裝置。第110頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四二、測力傳感器在結構試驗中，測力傳感器是用來測量結構的作用力、支座反力的儀器。類型：機械式、電測式基本原理：用一彈性元件去感受拉力或壓力，這個彈性元件即發(fā)生與拉力或壓力成相對關系的變形，用機械裝置把這些變形按規(guī)律進行放大和顯示即為機械式傳感器，用電阻應變片把這些變形轉變成電阻變化后再進行測量的即為應變式傳感器。此外，還有利用壓電效應制成的壓電式傳感器。讀數(shù)方式：（1）機械式傳感器為直讀儀器，可以直接從傳感器上讀到力值；（2）應變式傳感器應與應變儀或數(shù)據(jù)采集儀連接，從應變儀上讀到應變值再換算成力值，也可由數(shù)據(jù)采集儀或通過數(shù)據(jù)采集儀接入計算機，自動換算成力值輸出；（3）壓電式傳感器應與電荷放大器連接，然后輸給記錄儀。第111頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四三、線位移傳感器位移傳感器可用來測量結構的位移和支座位移，它測到的位移是某一點相對于另一點的位移，即測點相對于位移傳感器支架固定點的位移。通常把傳感器支架固定在試驗臺或地面的不動點上，這時所測到的位移表示測點相對于試驗臺座或地面的位移。類型：機械式百分表、電子式百分表、滑阻式傳感器、差動電感式傳感器工作原理：用一可滑動的測桿去感受線位移，然后把這個位移量用各種方法轉換成表盤讀數(shù)或電變量。例如：機械式百分表是用一組齒輪把測桿的滑動位移轉換成指針的轉動。四、傾角傳感器傾角傳感器附著在結構上，隨結構一起發(fā)生位移。常用的傾角傳感器有長水準管式傾角儀、電阻應變式傾角傳感器等。第112頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四五、裂縫觀測器

結構試驗中，結構或構件裂縫的發(fā)生和發(fā)展、裂縫的位置和分布、長度和寬度，是反映結構性能的重要指標。特別是混凝土結構、砌體結構等脆性材料組成的結構，裂縫測量是一項必要的測量項目。裂縫測量主要有三項內容：（1）開裂，即裂縫發(fā)生的時刻和位置；（2）度量，即裂縫的寬度和長度；（3）走向，即裂縫發(fā)展的過程和趨勢。第113頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

1、發(fā)現(xiàn)裂縫最常用的發(fā)現(xiàn)裂縫的簡便方法是借助放大鏡用肉眼觀察，為便于觀察可先在試件表面刷一層白色石灰或涂料。2、測量裂縫寬度測量裂縫寬度通常用讀數(shù)顯微鏡，它是由光學透鏡與游標刻度等組成，將透鏡的“+”字標點從裂縫的一邊移到另一邊，游標的末讀數(shù)與初讀數(shù)之差則為裂縫寬度。裂縫寬度還可以用印有不同寬度線條的裂縫標尺與裂縫對比來確定，相當于用一組具有不同厚度的標準塞尺進行插試，正好插入裂縫的塞尺厚度即為該裂縫的寬度。裂縫標尺和塞尺的測量結果較粗略，但能滿足一定的使用要求。3、裂縫的走向通過繪制裂縫圖反映裂縫的發(fā)展和走向，記錄裂縫的發(fā)展趨勢。第114頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第五節(jié)試驗記錄方法一概況數(shù)據(jù)采集時，為了把數(shù)據(jù)保存、記錄下來，必須使用記錄器。記錄器把這些數(shù)據(jù)按一定的方式記錄在某種介質上，需要時可以把這些數(shù)據(jù)讀出或輸送給其他分析處理儀器。數(shù)據(jù)的記錄方式有兩種，即模擬式和數(shù)字式。（1）模擬式記錄從傳感器送到記錄器的數(shù)據(jù)一般都是模擬量，模擬式記錄就是把這個模擬量直接記錄在介質上。模擬式記錄的數(shù)據(jù)一般都是連續(xù)的。（2）數(shù)字式記錄數(shù)字記錄是把模擬量轉換成數(shù)字量后再記錄在介質上，數(shù)字式記錄的數(shù)據(jù)一般都是間斷的。記錄介質：普通記錄紙、光敏紙、磁帶和數(shù)字光盤等。第115頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四常用的記錄器有：X-Y記錄儀、光線示波器、磁帶記錄儀、磁盤驅動器、光盤刻錄器等。二、X-Y記錄儀X-Y記錄儀是一種常用的模擬式記錄器，它用記錄筆把試驗數(shù)據(jù)以X-Y平面坐標系中的曲線形式記錄在紙上，得到的是試驗變量的關系曲線，或試驗變量與時間的關系曲線。三、光線示波器光線示波器也是一種常用的模擬式記錄器，主要用于振動測量的數(shù)據(jù)記錄，它將電信號轉換為光信號并記錄在感光紙或膠片上，得到的是試驗變量與時間的關系曲線。四、磁帶記錄儀磁帶記錄儀是一種較理想的記錄器，可以用于振動測量和靜力測量的數(shù)據(jù)記錄，它將電信號轉換成磁信號并記錄在磁帶上，得到的是試驗變量與時間的變化關系。第116頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成硬件由三個部分組成：傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、計算機。（1）傳感器部分包括各種電測傳感器，其作用是感受各種物理變量。傳感器輸出的電信號可以直接或間接（通過放大器后）輸入數(shù)據(jù)采集儀。（2）數(shù)據(jù)采集儀部分數(shù)據(jù)采集儀部分的作用是采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給計算機。（3）計算機部分包括主機、顯示器、存儲器、打印機、繪圖儀和鍵盤等。計算機的主要作用：作為整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制器，控制整個數(shù)據(jù)采集過程。第117頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以對大量數(shù)據(jù)進行快速采集、處理、分析、判斷、報警、直讀、繪圖、儲存、試驗控制和人機對話等，還可以進行自動化數(shù)據(jù)采集和試驗控制，它們的采樣速度可高達每秒幾萬個數(shù)據(jù)或更多。第118頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四

第六節(jié)建筑結構現(xiàn)場測試技術生產(chǎn)性結構試驗特點：1、大多數(shù)屬于結構檢驗性質試驗；2、具有直接的生產(chǎn)目的，經(jīng)常用來驗證和鑒定結構的設計和施工質量；3、判斷和確定已建結構現(xiàn)有的實際承載能力；4、為工程質量事故和受災結構的處理提供技術依據(jù)；5、為預制構件產(chǎn)品作質量鑒定。已建結構的可靠性鑒定：指對已建結構的作用、結構抗力及相互關系進行測定、檢測、試驗、判斷和分析研究并取得結論的全部過程。第119頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四對已建結構可靠性鑒定的意義：

目前世界各國對于建筑物使用壽命，特別是建筑物的剩余壽命極為關注。這主要是因為現(xiàn)存的已建結構逐漸增多，有的已到了老齡期，臨近退役，需要更換，有的則已進入了危險期。由于以上原因，近十幾年來，建筑物使用壽命可靠性的評價和剩余壽命的預測技術有了很大的發(fā)展。這對于保證建筑物的安全使用，延長使用壽命和防止建筑物重大破壞或倒塌事故的發(fā)生，以及減少經(jīng)濟上和社會影響上的損失，產(chǎn)生了重大的效果。對已建結構可靠性鑒定的方法：非破損檢測方法和半破損檢測方法，其中主要是材料強度檢測和內部缺陷損傷探測兩個方面。

第120頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四*混凝土結構的現(xiàn)場檢測——無損檢測技術1、非破損檢測混凝土強度方法測量混凝土的某些物理特性，如混凝土表面的回彈值、聲速在混凝土內部的傳播速度等，并按相關關系推出混凝土的強度來作為檢測結果。目前回彈法、超聲法和回彈—超聲綜合法在實際工程中應用的較多，其中回彈法和綜合法已制定出相應的技術規(guī)程。2、半破損檢測混凝土強度方法在不影響結構構件承載能力的前提下，在結構構件上直接進行局部的微破損試驗，或直接取樣試驗，以所得的數(shù)據(jù)推算出混凝土強度作為檢測結果。目前使用較多的是鉆芯法和拔出法，其中鉆芯法已頒布了技術規(guī)程。第121頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四3、非破損檢測混凝土內部缺陷的方法用以測定結構在施工過程中因澆搗、成型、養(yǎng)護等造成的蜂窩、孔洞、溫度裂縫或干縮裂縫、保護層厚度不當?shù)热毕荩约敖Y構在使用過程中因火災、腐蝕、受凍等非受力因素造成的混凝土損傷。目前應用最為廣泛的是超聲脈沖法探測結構混凝土的內部缺陷，并已制訂出超聲法檢測混凝土缺陷的技術規(guī)程。非破損試驗技術還被應用于混凝土結構中檢測鋼筋位置和鋼筋銹蝕。第122頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四*鋼結構的現(xiàn)場檢測超聲波檢測技術被廣泛應用于檢測鋼材及焊縫的質量。*砌體結構的現(xiàn)場檢測多采用砌體原位半破損方法測定砌體強度。第123頁，共184頁，2023年，2月20日，星期四一、混凝土結構現(xiàn)場檢測試驗

1、回彈法檢測混凝土強度

通過測量混凝土表面硬度來推算其抗壓強度，是混凝土結構現(xiàn)場檢測中常用的一種非破損試驗方法?；貜椃ǎ河没貜梼x彈擊混凝土表面時，由儀器