建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)(概述)

鄭州大學(xué) 高等教育自學(xué)考試助學(xué)專業(yè)講義土木工程學(xué)院曹源博士制作《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》講義主講人：曹源博士講師碩士生導(dǎo)師單位：鄭州大學(xué)土木工程學(xué)院第1章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)概論第1講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)任務(wù)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①教材與課程介紹：姚振綱主編，武漢大學(xué)出版社出版《建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)》；其它同類教材可以作為參考教材。該課程偏重于從工程實(shí)踐的角度來(lái)理解建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中所涵蓋的理論與技術(shù)。建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)所涉及的建筑理論與工程知識(shí)非常廣泛（類似于大鍋菜，麻雀雖小五臟俱全），所需要的基礎(chǔ)知識(shí)面較廣（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)原理、彈塑性力學(xué)、結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)、結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)等等）。所以課程的講解奉行拿來(lái)主義，需要哪些基礎(chǔ)知識(shí)就只管拿來(lái)，以理解試驗(yàn)技術(shù)和試驗(yàn)理論為目的，深入淺出地進(jìn)行講解。=2\*GB3②教材目錄的理解：課程學(xué)習(xí)之前，首先要重視目錄的學(xué)習(xí)。目錄是課程的綱要，需要仔細(xì)閱讀作者的章節(jié)劃分，理解章節(jié)劃分的意義和目的。對(duì)于該教材而言，第一章為總體上的概述，讓大家在認(rèn)真學(xué)習(xí)課程之前對(duì)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)有一個(gè)總體的印象（包括范圍、現(xiàn)狀、內(nèi)容、任務(wù)、目的和分類等）。第二章和第三章為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的主體組成，包含各類結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的一些同性特征。通常情況下，結(jié)構(gòu)試驗(yàn)都需要進(jìn)行試驗(yàn)加載和數(shù)據(jù)采集。不同的試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)?zāi)康男枰捎貌煌募虞d方法和加載設(shè)備進(jìn)行加載；不同的試驗(yàn)任務(wù)需要采用不同的采集儀器進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。第四章為結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)，是進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的整體規(guī)劃，把握結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的脈搏，體現(xiàn)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)。設(shè)計(jì)過(guò)程中要求對(duì)結(jié)構(gòu)試件進(jìn)行設(shè)計(jì)、選擇適宜的加載方法與加載設(shè)備、選擇有效的測(cè)點(diǎn)和數(shù)據(jù)采集儀器，還要對(duì)試驗(yàn)的誤差進(jìn)行分析，對(duì)試驗(yàn)中的人身與設(shè)備安全采取一定的防范措施。第五章至第七章分類介紹不同試驗(yàn)類型及試驗(yàn)特點(diǎn)，重點(diǎn)透出各類試驗(yàn)的個(gè)性特征。第八章非破損檢測(cè)技術(shù)為工程實(shí)踐中實(shí)用性最強(qiáng)的試驗(yàn)技術(shù)。各施工場(chǎng)地都會(huì)或多或少地經(jīng)歷結(jié)構(gòu)的非破損檢測(cè)。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的任務(wù)：建筑結(jié)構(gòu)在承受外部荷載及內(nèi)部形成的各種作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生各種反應(yīng)?！具^(guò)程描述】輸入（外部荷載或內(nèi)部作用）→系統(tǒng)（建筑結(jié)構(gòu)）→響應(yīng)（各種反應(yīng)）【正過(guò)程】已知輸入→已知系統(tǒng)→未知響應(yīng)(KF=U){易求解}【逆過(guò)程】未知輸入←已知系統(tǒng)←已知響應(yīng){難求解}【識(shí)別過(guò)程】已知輸入→未知系統(tǒng)←已知響應(yīng){較難求解}建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)所做的工作其實(shí)是【識(shí)別過(guò)程】建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)任務(wù)的定義。荷載與作用的定義。結(jié)構(gòu)極限狀態(tài)的定義。各極限狀態(tài)下的結(jié)構(gòu)參數(shù)及其含義。第2講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)康募胺诸愖ⅲ豪碚撝R(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)試驗(yàn)?zāi)康纳a(chǎn)性試驗(yàn)與科研性試驗(yàn)的劃分是根據(jù)試驗(yàn)的目的。目的即進(jìn)行該試驗(yàn)將要起到的作用。目的能否達(dá)到直接決定試驗(yàn)的成敗。生產(chǎn)性試驗(yàn)各種作用的了解。科研性試驗(yàn)各種作用的了解。=2\*GB3②按結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)象的尺寸分類原型試驗(yàn)的定義（實(shí)際結(jié)構(gòu)）。非破壞性試驗(yàn)或動(dòng)測(cè)試驗(yàn)，考驗(yàn)真實(shí)結(jié)構(gòu)的整體性能。模型試驗(yàn)的定義（試驗(yàn)代表物）。破壞性試驗(yàn)或試驗(yàn)對(duì)象尺寸有限制的試驗(yàn)。相似模型試驗(yàn)、縮尺模型試驗(yàn)的定義足尺模型試驗(yàn)的定義及作用（破壞性）。=3\*GB3③按試驗(yàn)荷載的性質(zhì)分類結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)介紹。結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)分類及劃分依據(jù)。結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)介紹。（動(dòng)力學(xué)知識(shí)點(diǎn)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)。理解動(dòng)力學(xué)參數(shù)及其作用）結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)概括性介紹（與動(dòng)力特性試驗(yàn)的區(qū)別）結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)概括性介紹（疲勞性能參數(shù)介紹）結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的定義及分類介紹低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn)的特點(diǎn)。擬動(dòng)力試驗(yàn)及地震模擬振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)簡(jiǎn)要介紹。=4\*GB3④結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的其他分類短期荷載試驗(yàn)長(zhǎng)期荷載試驗(yàn)的定義及其與短期荷載試驗(yàn)的區(qū)分試驗(yàn)室結(jié)構(gòu)試驗(yàn)與現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的劃分結(jié)構(gòu)破壞試驗(yàn)與結(jié)構(gòu)非破壞試驗(yàn)的劃分第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的加載設(shè)備和試驗(yàn)裝置第1講靜力加載法注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)試驗(yàn)加載概述結(jié)構(gòu)的荷載試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的基本方法。荷載形式、大小和加載方式等。加載方法的選擇主要決定于試驗(yàn)的任務(wù)與試驗(yàn)對(duì)象的性質(zhì)，還取決于實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備和現(xiàn)場(chǎng)所具備的條件。靜力試驗(yàn)與動(dòng)力試驗(yàn)中加載方法與加載設(shè)備的分類介紹。選擇試驗(yàn)荷載和加載方法時(shí)，應(yīng)滿足的要求。=2\*GB3②重力加載法重力加載法的定義。重力直接加載法及裝置介紹。注意事項(xiàng)及方法優(yōu)缺點(diǎn)。杠桿加載法及裝置介紹。注意事項(xiàng)及方法優(yōu)缺點(diǎn)?？偨Y(jié)重力加載法的優(yōu)缺點(diǎn)。=3\*GB3③液壓加載法液壓加載法的特點(diǎn)。液壓加載器加載。液壓加載器類型。液壓加載器靜力試驗(yàn)加載裝置。液壓加載器荷載值的測(cè)定。液壓加載器的標(biāo)定。液壓加載系統(tǒng)加載。液壓加載系統(tǒng)的組成。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)加載。大型結(jié)構(gòu)試驗(yàn)機(jī)介紹。疲勞試驗(yàn)機(jī)介紹。電液伺服液壓加載系統(tǒng)加載。工作原理，系統(tǒng)組成。電液伺服加載器（電液伺服閥）、控制系統(tǒng)、液壓源介紹。地震模擬振動(dòng)臺(tái)加載。（動(dòng)力加載法，提前介紹）系統(tǒng)組成。振動(dòng)臺(tái)臺(tái)體結(jié)構(gòu)、液壓驅(qū)動(dòng)和動(dòng)力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、測(cè)試與分析系統(tǒng)。=4\*GB3④機(jī)械力加載法機(jī)械力加載常用設(shè)備。吊鏈、卷?yè)P(yáng)機(jī)、絞車螺旋千斤頂彈簧加載法，注意事項(xiàng)和優(yōu)缺點(diǎn)機(jī)械力加載法優(yōu)缺點(diǎn)=5\*GB3⑤氣壓加載法氣壓加載法特點(diǎn)。氣囊、密封容器真空加載氣壓加載法優(yōu)缺點(diǎn)第2講動(dòng)力加載法注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①慣性力加載法慣性力的概念。沖擊力加載的特點(diǎn)是荷載作用時(shí)間極為短促，在它的作用下使被加荷載結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動(dòng)，適用于進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)。初位移加載法（張拉突卸法）初速度加載法（突加荷載法）離心力加載是根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力對(duì)結(jié)構(gòu)施加簡(jiǎn)諧振動(dòng)荷載。其特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)具有周期性，作用力大小和頻率按一定規(guī)律變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。激振器。振動(dòng)臺(tái)。=2\*GB3②電磁加載法電磁加載原理。在磁場(chǎng)中通電的導(dǎo)體要受到與磁場(chǎng)方向相垂直的作用力。通交流電產(chǎn)生動(dòng)荷載，通直流電可產(chǎn)生靜荷載。電磁式激振器的組成。（動(dòng)圈固定在頂桿上）工作原理。當(dāng)通過(guò)工作線圈的交變電流以簡(jiǎn)諧規(guī)律變化時(shí)，則通過(guò)頂桿作用于結(jié)構(gòu)的激振力也按同樣規(guī)律變化。在磁場(chǎng)強(qiáng)度和工作線圈導(dǎo)線的有效長(zhǎng)度不變的情況下，激振力與通過(guò)工作線圈的交流電（易控制）成正比。電磁振動(dòng)臺(tái)，實(shí)際上是由電磁激振器來(lái)推動(dòng)一個(gè)活動(dòng)的臺(tái)面而構(gòu)成。電磁振動(dòng)臺(tái)的組成。電磁振動(dòng)臺(tái)是按閉環(huán)振動(dòng)試驗(yàn)要求設(shè)計(jì)的。=3\*GB3③其他加載法反沖激振器加載（火箭激振）。適用于現(xiàn)場(chǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)實(shí)物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，但小沖量的也可在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用于構(gòu)件或模型試驗(yàn)。反沖激振器的主要組成部分。反沖激振器的基本工作原理是：當(dāng)點(diǎn)火裝置內(nèi)的點(diǎn)火藥被點(diǎn)燃后，很快使主裝火藥到達(dá)燃燒溫度，主裝火藥開(kāi)始在燃燒室中進(jìn)行平穩(wěn)的燃燒，產(chǎn)生的高溫高壓氣體便從噴管口以極高的速度噴出。按動(dòng)量守恒定律得到反沖力，即為作用在被測(cè)結(jié)構(gòu)上的脈沖力。人工爆炸加載（人工地震）。地面運(yùn)動(dòng)加速度的峰值隨炸藥量的增加而增大。峰值離爆心距離愈近則愈高；加速度持續(xù)時(shí)間離爆心距離愈遠(yuǎn)而愈長(zhǎng)。模擬地震要求（炸藥量大，試驗(yàn)對(duì)象離爆心距離遠(yuǎn)）采用地面質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的最大速度的幅值為衡量標(biāo)準(zhǔn)。需確定炸藥量和試驗(yàn)距離。人激振動(dòng)加載人們利用自身在結(jié)構(gòu)物上的有規(guī)律的活動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生足夠大的慣性力，就有可能形成適合做共振試驗(yàn)的振幅。在結(jié)構(gòu)上用人激振動(dòng)的關(guān)鍵在于選擇好最容易激發(fā)振動(dòng)的空間位置。環(huán)境隨機(jī)激振加載沒(méi)有地震條件下存在著的大地微動(dòng)稱為地面脈動(dòng)，也稱之為環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)。利用高靈敏度的測(cè)振儀器，測(cè)得地面的極微小的振動(dòng)波形。千分之幾微米到幾微米。地面脈動(dòng)近于“白噪聲”，即由無(wú)限多個(gè)頻率成分的振動(dòng)組成，且各個(gè)頻率成分是等強(qiáng)的。有一定的地區(qū)和地基土壤條件具有一定的脈動(dòng)卓越周期，它表征某地區(qū)地基土壤的部分特征。建筑物坐落在地面上，地面脈動(dòng)對(duì)建筑物的作用相似于激振器產(chǎn)生的一種強(qiáng)迫振動(dòng)的激振，通過(guò)具有濾波作用的建筑物后，出現(xiàn)類似的微幅振動(dòng)，稱為建筑物的脈動(dòng)反應(yīng)。脈動(dòng)反應(yīng)的波形中包含著該結(jié)構(gòu)的自振特性。利用環(huán)境隨機(jī)激振方法可以測(cè)量建筑物的動(dòng)力特性，而它不需要任何的激振設(shè)備，又不受結(jié)構(gòu)型式和大小的限制。第3講結(jié)構(gòu)試驗(yàn)裝置注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①試驗(yàn)支撐裝置試驗(yàn)裝置：滿足試驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)荷載圖式；模擬邊界條件要求；保證試驗(yàn)加載正常進(jìn)行。支座滾動(dòng)鉸支座和固定鉸支座（滾軸式和刀鉸式）鉸支座的基本要求：結(jié)構(gòu)在支座處能自由水平移動(dòng)和自由轉(zhuǎn)動(dòng)；保證結(jié)構(gòu)在支座處力的傳遞；結(jié)構(gòu)在支承處沒(méi)有預(yù)埋支承鋼墊板，則在試驗(yàn)時(shí)必須另加墊板（防止應(yīng)力集中造成局部破壞）；滾軸長(zhǎng)度和直徑的選擇。梁、桁架；板（固定的球鉸支座）固定端支座模擬梁式構(gòu)件的固定端支座時(shí)，上下支座中心線至試件端部的距離為設(shè)計(jì)嵌固長(zhǎng)度的1/6和5/6。柱和框架構(gòu)件的固定端支座，可用螺栓直接固定于試驗(yàn)臺(tái)座。受壓構(gòu)件刀鉸支座柱或墻的試驗(yàn)，為了求縱向彎曲系數(shù)的試驗(yàn)值時(shí)，構(gòu)件兩端均應(yīng)采用刀鉸支座。單向鉸，雙向鉸（兩個(gè)方向都可能產(chǎn)生屈曲）通過(guò)調(diào)節(jié)螺絲來(lái)調(diào)整刀口與試件幾何中線的距離，滿足不同偏心距的要求。短柱軸壓試驗(yàn)，試驗(yàn)機(jī)壓板上有球鉸，則短柱兩端可不再設(shè)刀鉸支座。梁式受扭構(gòu)件轉(zhuǎn)動(dòng)支座。試件兩端架設(shè)在兩個(gè)能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的弧形支座上，支座轉(zhuǎn)動(dòng)中心與試件的扭轉(zhuǎn)中心重合。兩支座的轉(zhuǎn)動(dòng)平面互相平行，并與試件的扭軸相垂直。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)支座的型式與構(gòu)造是隨著結(jié)構(gòu)型式和試驗(yàn)要求不同而變化的。支墩現(xiàn)場(chǎng)多用磚塊砌筑或用混凝土澆筑而成。試驗(yàn)室可用鋼材或鋼筋混凝土制成專用支墩。支墩上部應(yīng)有足夠平整的支承面積，制作時(shí)要鋪以鋼板。支墩本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。試驗(yàn)荷載作用下，支墩和地基的總壓縮變形不宜超過(guò)試件撓度的1/10支墩的高度一般在400~600mm。儀表安裝、測(cè)讀、裂縫觀測(cè)和加卸載的要求。各支墩的高差不宜大于試件跨度的1/200=2\*GB3②試驗(yàn)傳遞裝置試驗(yàn)傳遞裝置的作用是將加載設(shè)備產(chǎn)生的荷載或作用力正確地按試驗(yàn)荷載圖式的要求傳遞到試驗(yàn)的結(jié)構(gòu)上，同時(shí)滿足荷載量放大、分配和荷載作用形式轉(zhuǎn)換的要求。杠桿利用放大原理。杠桿比例不宜大于1:6。支點(diǎn)、力點(diǎn)和重物重心點(diǎn)必須明確，防止杠桿本身翹屈和失穩(wěn)。分配梁分配梁的作用是將單一杠桿或液壓加載器產(chǎn)生的荷載分配成兩個(gè)或兩個(gè)以上的多點(diǎn)集中荷載。分配梁一般均為單跨簡(jiǎn)支形式，不能用多跨連續(xù)梁形式。分配梁層次不宜大于三層。需要不等比例分配時(shí)，比例不宜大于1:4，且須將荷載分配比例大的一端設(shè)置在靠近固定鉸支座的一邊，以保證荷載的正確分配、傳遞和試驗(yàn)的安全。分配梁本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度。對(duì)水平荷載進(jìn)行分配的分配梁系統(tǒng)，很少用到，需懸掛。臥梁臥梁的作用是將若干個(gè)加載點(diǎn)的集中荷載轉(zhuǎn)換成均布荷載施加于試件的端面，保證試件的受載截面獲得均勻分布的應(yīng)力狀態(tài)。臥梁必須有足夠的強(qiáng)度和剛度，與試件端面之間應(yīng)平整鋪設(shè)砂漿墊層，砂漿強(qiáng)度不應(yīng)低于試件混凝土強(qiáng)度等級(jí)的50%承受集中荷載作用的試件表面應(yīng)鋪設(shè)鋼墊板，以防止混凝土或砌體局部受壓破壞。=3\*GB3③荷載支承裝置液壓加載器的活塞只有在其行程受到約束時(shí)，才會(huì)對(duì)試件產(chǎn)生推力。杠桿加載需要支承點(diǎn)承受支點(diǎn)的上拔力。豎向荷載支承裝置橫梁和立柱組成的反力架和試驗(yàn)臺(tái)座組成。豎向反力裝置。水平荷載支承裝置水平反力架或反力墻。水平反力架通過(guò)螺栓固定于試驗(yàn)臺(tái)座，反力墻大部分是固定式的。=4\*GB3④結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座抗彎大梁式臺(tái)座，本身是一剛度極大的鋼梁或鋼筋混凝土大梁。小型構(gòu)件試驗(yàn)（跨度7m以下，寬度1.2m以下的板和梁）空間桁架式臺(tái)座，大剛度空間桁架。中等跨度的桁架和屋面大梁。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的結(jié)構(gòu)試驗(yàn)臺(tái)座是永久性的固定設(shè)備，用以平衡施加在試驗(yàn)結(jié)構(gòu)物上的荷載所產(chǎn)生的反力。試驗(yàn)臺(tái)座的剛度極大。板式試驗(yàn)臺(tái)座（槽式試驗(yàn)臺(tái)座、地錨式試驗(yàn)臺(tái)座）箱式試驗(yàn)臺(tái)座規(guī)模較大，加載與測(cè)量工作也可在箱形結(jié)構(gòu)內(nèi)部進(jìn)行，可作為實(shí)驗(yàn)室房屋的地下室或基礎(chǔ)。抗側(cè)力試驗(yàn)臺(tái)座抗側(cè)力墻與試驗(yàn)臺(tái)座聯(lián)成整體，可以提高墻體抵抗彎矩和剪力的能力。深坑中的抗側(cè)力臺(tái)座。=5\*GB3⑤試驗(yàn)輔助裝置平面外支撐、抗側(cè)移裝置。保證試驗(yàn)裝置的側(cè)向局部和整體穩(wěn)定，以保證試驗(yàn)工作的正常進(jìn)行和試驗(yàn)安全。=6\*GB3⑥結(jié)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)荷載裝置利用現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)有條件，因地制宜，采用不同的加載方法和加載設(shè)備，滿足試驗(yàn)精度，保證試驗(yàn)安全。第4講試驗(yàn)加載習(xí)題精講第3章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)采集和測(cè)量?jī)x器第1講數(shù)據(jù)采集及測(cè)量?jī)x器概述注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集就是用各種儀器和裝置，對(duì)試件系統(tǒng)的輸入和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和記錄。數(shù)據(jù)采集得到的數(shù)據(jù)是數(shù)據(jù)處理的原始資料。只有采集到準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)，才能通過(guò)數(shù)據(jù)處理和分析得到正確的試驗(yàn)結(jié)果，達(dá)到試驗(yàn)的預(yù)期目的。數(shù)據(jù)采集是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的重要步驟，是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)成功的必要條件之一。數(shù)據(jù)采集方法：最簡(jiǎn)單的量測(cè)工具、一般的量測(cè)儀器、傳感器+記錄儀器、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（最經(jīng)濟(jì)合理的代價(jià)來(lái)獲取最多的有用數(shù)據(jù)的原則）試件所受到的作用和試件的反應(yīng)，如力、溫度、應(yīng)力、應(yīng)變等都是數(shù)據(jù)采集的原始數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采集過(guò)程，應(yīng)遵循同時(shí)性、客觀性這兩個(gè)原則。數(shù)據(jù)采集儀器的分類功能和使用情況分類：傳感器、放大器、顯示器、記錄儀、分析儀器、數(shù)據(jù)采集儀或完整的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)等。功能分類還可分為：?jiǎn)渭胶图墒?。工作原理分類：機(jī)械式、電測(cè)式、光學(xué)式、復(fù)合式和伺服式。按測(cè)量用途分類：測(cè)力、測(cè)位移、應(yīng)變計(jì)、傾角儀器、頻率計(jì)、測(cè)振儀器。按與結(jié)構(gòu)試件的關(guān)系劃分：附著式和非附著式；接觸式和非接觸式。顯示和記錄方式劃分：直讀式和自動(dòng)記錄式；模擬式和數(shù)字式。模擬和數(shù)字的概念；模擬與數(shù)字之間的轉(zhuǎn)換。測(cè)量?jī)x器的技術(shù)指標(biāo)最小分度值（刻度值）；量程；靈敏度：被測(cè)量的單位物理量所引起儀器輸出或顯示裝置示值的大小，即儀器對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力。分辨率：儀器測(cè)量被測(cè)物理量最小變化值的能力。線性度；穩(wěn)定性；重復(fù)性；頻率響應(yīng)：動(dòng)測(cè)儀器輸出信號(hào)的幅值和相位隨輸入信號(hào)的頻率而變化的特性。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)對(duì)測(cè)量?jī)x器的要求和儀器標(biāo)定測(cè)量?jī)x器的要求;兩種情況的儀器標(biāo)定（單件標(biāo)定和系統(tǒng)標(biāo)定）=2\*GB3②儀器的工作原理【傳感器工作原理】傳感器的功能主要是感受各種物理量（如力、位移、應(yīng)變等數(shù)據(jù)信號(hào)），按一定規(guī)律把它們轉(zhuǎn)換成可以直接測(cè)讀的形式，然后直接顯示；或者是電量的形式，然后傳輸給后續(xù)儀器。機(jī)械式、電測(cè)式、光學(xué)傳感器、復(fù)合式和伺服式電測(cè)試：電阻應(yīng)變式、磁電式、電容式、電感式、壓電式等放大器的主要功能就是把信號(hào)放大，然后將其輸送到后續(xù)儀器。記錄器的主要功能就是數(shù)據(jù)的記錄和保存。記錄方式：模擬式和數(shù)字式。X-Y記錄儀、示波器、磁帶記錄儀和磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器。第2講靜態(tài)測(cè)量?jī)x器注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①應(yīng)變測(cè)量?jī)x器應(yīng)變的定義是單位長(zhǎng)度內(nèi)的變形（拉伸、壓縮和剪切）。線應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)的直線變形；剪應(yīng)變：?jiǎn)挝婚L(zhǎng)度內(nèi)的剪切變形。理論上，可以定義和計(jì)算試件某一點(diǎn)的應(yīng)變；實(shí)際上，只能測(cè)量該點(diǎn)處一定范圍內(nèi)的代表應(yīng)變。（平均應(yīng)變或平均應(yīng)變的近似值）電阻應(yīng)變儀：用應(yīng)變計(jì)作為應(yīng)變傳感器，和應(yīng)變儀中的電阻原件組成測(cè)量電橋，進(jìn)行應(yīng)變測(cè)量。【電阻應(yīng)變計(jì)（電阻應(yīng)變片）工作原理】利用某種金屬絲導(dǎo)體的“應(yīng)變電阻效應(yīng)”，即這種金屬絲的電阻值隨著其機(jī)械變形而變化的物理特性。這種金屬絲的電阻值與其長(zhǎng)度和截面積的關(guān)系如下：R=ρ·l/A靈敏度系數(shù)越大，單位應(yīng)變引起的電阻變化也越大。電阻應(yīng)變計(jì)的構(gòu)造電阻值R，應(yīng)變計(jì)的電阻值R一般為120Ω標(biāo)距L，即敏感柵的有效長(zhǎng)度。應(yīng)變計(jì)測(cè)得的應(yīng)變值是整個(gè)標(biāo)距范圍的名義平均應(yīng)變。靈敏度系數(shù)K，表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變計(jì)的相對(duì)電阻變化。電阻應(yīng)變計(jì)的粘貼應(yīng)該使應(yīng)變計(jì)與被測(cè)物體變形一致，才能得到準(zhǔn)確的應(yīng)變測(cè)量結(jié)果。粘貼的好壞對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響很大。禁止輕微撕扯和拉扯應(yīng)變片，粘貼前檢片（保證同一組應(yīng)變計(jì)規(guī)格型號(hào)相同），防潮絕緣處理。應(yīng)變測(cè)量電橋（惠斯頓電橋）惠斯頓電橋?qū)㈦娮枳兓D(zhuǎn)換為電壓或電流的變化，使信號(hào)得以放大，并可以解決溫度補(bǔ)償?shù)葐?wèn)題。全橋接法；半橋接法；1/4電橋。（等臂電橋，四個(gè)橋臂電阻值相等）零位讀數(shù)法：在電橋中接入一可變電阻，調(diào)節(jié)可變電阻使電橋恢復(fù)平衡，則這個(gè)可變電阻調(diào)節(jié)值與應(yīng)變計(jì)的電阻變化有對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)測(cè)量這個(gè)可變電阻調(diào)節(jié)值來(lái)測(cè)量應(yīng)變。直讀法（或偏位法）：不用可變電阻，直接測(cè)量電橋失去平衡后的輸出電壓，再換算成應(yīng)變值。應(yīng)變測(cè)量的溫度補(bǔ)償：通常在試件旁邊，與試件同樣的溫度環(huán)境中，放置一與試件同樣材料的物體，這一物體只受溫度作用，它的應(yīng)變就代表試件由于溫度引起的應(yīng)變。測(cè)量試件應(yīng)變的同時(shí)也測(cè)量該物體的溫度應(yīng)變，把試件的總應(yīng)變減去該物體的溫度應(yīng)變，就可以得到試件由于荷載作用引起的應(yīng)變。還可以在試件的零應(yīng)力部位布置應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，該測(cè)點(diǎn)只受溫度影響、與荷載無(wú)關(guān)，該側(cè)點(diǎn)的應(yīng)變也可以用于溫度補(bǔ)償。【手持應(yīng)變儀工作原理】在標(biāo)距兩端粘結(jié)兩個(gè)腳標(biāo)，通過(guò)測(cè)量結(jié)構(gòu)變形前后兩個(gè)腳標(biāo)之間距離的改變，求得標(biāo)距內(nèi)的平均應(yīng)變。【位移計(jì)方法】采用位移計(jì)測(cè)量一條直線上兩點(diǎn)之間的相對(duì)位移來(lái)表示兩點(diǎn)之間的平均應(yīng)變?！竟鈧?cè)法】=2\*GB3②位移測(cè)量?jī)x器線位移傳感器機(jī)械式百分表、電子百分表、滑阻式傳感器和差動(dòng)電感式傳感器角位移傳感器水準(zhǔn)管式傾角儀、電阻應(yīng)變式傾角傳感器及DC-10水準(zhǔn)式角度傳感器。以重力作用線為參考，以感受元件相對(duì)于重力線的某一狀態(tài)為初值。當(dāng)傳感器隨測(cè)量截面一起發(fā)生角位移后，其感受元件相對(duì)于重力線的狀態(tài)也隨之改變，把這個(gè)相應(yīng)的變化量用各種方法轉(zhuǎn)換成表盤(pán)讀數(shù)或各種電量。=3\*GB3③力值測(cè)量?jī)x器力傳感器和液壓傳感器；機(jī)械式和電測(cè)式（通過(guò)測(cè)量應(yīng)變值再換算成力值）=4\*GB3④裂縫測(cè)量裂縫的發(fā)生和發(fā)展、裂縫的位置和分布、裂縫的長(zhǎng)度、裂縫的寬度開(kāi)裂：裂縫發(fā)生的時(shí)刻和位置。度量：裂縫的寬度和長(zhǎng)度【開(kāi)裂】借助放大鏡用肉眼觀察（試件表面刷白灰）；應(yīng)變計(jì)或?qū)щ娖崮?；聲發(fā)射法【寬度】讀數(shù)顯微鏡；裂縫標(biāo)尺（裂縫比對(duì)卡）；裂縫塞尺第3講動(dòng)態(tài)測(cè)量?jī)x器注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①振動(dòng)測(cè)量?jī)x器結(jié)構(gòu)振動(dòng)時(shí)，其位移、速度和加速度等隨時(shí)間發(fā)生變化。要測(cè)量這些振動(dòng)參數(shù)，應(yīng)該使用測(cè)振傳感器。結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，取決于結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性和外荷載。測(cè)量結(jié)構(gòu)的動(dòng)力特性，也要使用測(cè)振傳感器，通過(guò)測(cè)量結(jié)構(gòu)振動(dòng)參數(shù)來(lái)獲得結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性。通常所指的測(cè)振傳感器即為慣性式測(cè)振傳感器【測(cè)振傳感器的基本原理】由慣性質(zhì)量、阻尼和彈簧組成一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)，這個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)固定在振動(dòng)體上（即傳感器的外殼固定在振動(dòng)體上），與振動(dòng)體一起振動(dòng)，通過(guò)測(cè)量慣性質(zhì)量相對(duì)于傳感器外殼的運(yùn)動(dòng)，來(lái)獲得振動(dòng)體的振動(dòng)。這是一種非直接的測(cè)量方法，傳感器動(dòng)力系統(tǒng)的動(dòng)力特性對(duì)測(cè)量結(jié)果具有很重要的影響。測(cè)振傳感器的頻率特性使用振動(dòng)測(cè)量?jī)x器時(shí)，必須考慮振動(dòng)體振動(dòng)頻率ω和測(cè)振傳感器自振頻率ωn之間的關(guān)系。如果要測(cè)量振動(dòng)體的位移，應(yīng)使ω/ωn盡可能大（5~10或更大）；如果要測(cè)量振動(dòng)體的加速度，應(yīng)使ω/ωn盡可能小。如要測(cè)量振動(dòng)體的位移，振動(dòng)體的振動(dòng)頻率很低，難以找到頻率低很多的慣性式位移傳感器，就可以選用加速度傳感器，通過(guò)兩次積分得到振動(dòng)位移?！敬烹娛剿俣葌鞲衅鳌扛鶕?jù)電磁感應(yīng)的原理制成。靈敏度高、性能穩(wěn)定、輸出阻抗低、頻率響應(yīng)范圍有一定寬度。輸出電壓與相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度成正比。電壓信號(hào)一般比較微弱，需要用電壓放大器進(jìn)行放大。傳感器質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率；靈敏度；頻率響應(yīng)；阻尼?！緣弘娛郊铀俣葌鞲衅鳌坷镁w的壓電效應(yīng)制成。壓電效應(yīng)：一些晶體材料受到壓力并產(chǎn)生機(jī)械變形時(shí)，在其相應(yīng)的兩個(gè)表面上會(huì)出現(xiàn)異號(hào)電荷，當(dāng)外力去掉后，晶體又重新回到不帶電的狀態(tài)。穩(wěn)定性高、機(jī)械強(qiáng)度高、能在很寬的溫度范圍內(nèi)使用、靈敏度較低。質(zhì)量彈簧系統(tǒng)的固有頻率很高，可達(dá)數(shù)千赫茲。當(dāng)傳感器固有頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于所測(cè)振動(dòng)的頻率時(shí)，質(zhì)量塊相對(duì)于外殼的位移就反映所測(cè)振動(dòng)的加速度。位移與剛度的乘積就是動(dòng)壓力，動(dòng)壓力與壓電晶體兩個(gè)表面所產(chǎn)生的電荷量（或電壓）成正比，因此可以通過(guò)測(cè)量壓電晶體的電荷量來(lái)得到所測(cè)振動(dòng)的加速度。靈敏度、安裝諧振頻率、頻率響應(yīng)、橫向靈敏度比、幅值范圍。電壓放大器和電荷放大器。=2\*GB3②數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成：傳感器部分、數(shù)據(jù)采集儀部分和計(jì)算機(jī)（控制器）部分。傳感器部分將各種物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，通過(guò)放大器輸入數(shù)據(jù)采集儀部分。數(shù)據(jù)采集儀的主要部分是A/D轉(zhuǎn)換器。對(duì)掃描得到的模擬量進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換、轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。計(jì)算機(jī)（控制器）部分控制整個(gè)數(shù)據(jù)采集過(guò)程，還可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理、實(shí)時(shí)打印輸出、圖像顯示和存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)采集過(guò)程。信號(hào)在數(shù)據(jù)采集過(guò)程中的轉(zhuǎn)換。第4講數(shù)據(jù)采集習(xí)題精講第4章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)第1講試件設(shè)計(jì)與模型設(shè)計(jì)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)概述結(jié)構(gòu)試驗(yàn)包括結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)準(zhǔn)備、試驗(yàn)實(shí)施和試驗(yàn)分析等主要環(huán)節(jié)。結(jié)構(gòu)試驗(yàn)總體設(shè)計(jì)主要是根據(jù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的對(duì)試驗(yàn)工作進(jìn)行全面規(guī)劃與設(shè)計(jì)，由于它起著統(tǒng)管全局和具體指導(dǎo)的作用，是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中極為重要的一項(xiàng)工作，必須予以重視。對(duì)科研性試驗(yàn)存在試件設(shè)計(jì)與模型設(shè)計(jì)問(wèn)題；對(duì)生產(chǎn)性試驗(yàn)需要更多地現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研。在整個(gè)試驗(yàn)工作中，必須十分嚴(yán)肅認(rèn)真，否則不僅主觀愿望無(wú)法實(shí)現(xiàn)，同時(shí)也會(huì)帶來(lái)人力物力與時(shí)間上的浪費(fèi)，影響試驗(yàn)結(jié)果，甚至使整個(gè)試驗(yàn)失敗或發(fā)生安全事故。準(zhǔn)備充分、了解情況具體細(xì)致、計(jì)劃全面周到，預(yù)估可能出現(xiàn)的意外情況并采取措施。=2\*GB3②結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的試件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的對(duì)象稱為試件或試驗(yàn)結(jié)構(gòu)。它可以是實(shí)際結(jié)構(gòu)的整體或是其中的一部分，也可以是單一的構(gòu)件。每一項(xiàng)試驗(yàn)中可以突出研究問(wèn)題的主要因素，而忽略一些只有次要影響的因素。試件的形狀滿足試驗(yàn)時(shí)形成和實(shí)際工作相一致的應(yīng)力狀態(tài)。必須注意邊界條件的模擬。磚石與砌塊的墻體試件，可設(shè)計(jì)成帶翼緣或不帶翼緣的單層單片墻；若縱墻墻面開(kāi)有大量窗洞，可設(shè)計(jì)成有兩個(gè)或一個(gè)窗間墻的雙肢或單肢窗間墻試件。試件形狀的邊界條件的實(shí)現(xiàn)與試件安裝、加載裝置和約束條件有密切關(guān)系，必須在總體設(shè)計(jì)中加以考慮。試件的尺寸原型（實(shí)物）和模型兩類基本構(gòu)件性能研究的試件大部分是采用縮尺模型，即縮小比例尺的小構(gòu)件。對(duì)預(yù)制構(gòu)件的鑒定都是選用原型構(gòu)件，如屋面板、吊車梁等。屋架試驗(yàn)一般是采用原型試件（構(gòu)件實(shí)物）或足尺模型?？蚣茉嚰孛娉叽鐬樵偷?/4~1/2框架節(jié)點(diǎn)一般為原型比例的1/2~1剪力墻單層墻體的外形尺寸為0.8*1.0~1.78*2.74m2多層剪力墻為原型的1/10~1/3磚石及砌塊的墻體試件一般取為原型的1/4~1/2薄殼和網(wǎng)架等空間結(jié)構(gòu)，采用比例為1/5~1/20的模型試驗(yàn)局部性的試件尺寸比例可為原型的1/4~1；整體結(jié)構(gòu)的足尺模型試驗(yàn)可取為原型的1/10~1/2結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)可在現(xiàn)場(chǎng)原型結(jié)構(gòu)上進(jìn)行。試件尺寸不能太小,需考慮尺寸效應(yīng)的影響；試件尺寸太大也沒(méi)有必要。【尺寸效應(yīng)】反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件和材料強(qiáng)度隨試件尺寸的改變而變化的性質(zhì)。試件尺寸愈小，表現(xiàn)出相對(duì)強(qiáng)度提高愈大和強(qiáng)度離散型也大的特性，所以試件尺寸不能太小。試件的數(shù)量生產(chǎn)性試驗(yàn)（抽樣檢驗(yàn)，劃分檢驗(yàn)批的要求，檢驗(yàn)批次數(shù)，每一批次構(gòu)件數(shù)量）科研性試驗(yàn)（單因素，正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法【正交表】）試件數(shù)目少而精，以質(zhì)取勝。為滿足試件安裝、加載和量測(cè)的需要，試件設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)考慮必要的構(gòu)造措施。預(yù)埋墊板、混凝土墊塊、鋼筋混凝土墊梁、鋼筋網(wǎng)片、預(yù)埋件在科研性試驗(yàn)時(shí)，為了保證試件在某一預(yù)定的部位破壞，以期得到必要的測(cè)試數(shù)據(jù)，試件設(shè)計(jì)就需要對(duì)其他部位事先加強(qiáng)或進(jìn)行局部加固。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的模型設(shè)計(jì)模型需和原型結(jié)構(gòu)滿足相似要求，才能按相似條件由模型試驗(yàn)推算出原型結(jié)構(gòu)的相應(yīng)數(shù)據(jù)和試驗(yàn)結(jié)果。模型的相似要求和相似常數(shù)【幾何相似】模型和原型之間所有對(duì)應(yīng)部分尺寸成比例，模型比例即為長(zhǎng)度相似常數(shù)。面積比、截面模量比、慣性矩比；（位移比）【質(zhì)量相似】模型與原型結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)部分的質(zhì)量成比例，質(zhì)量分布相似（動(dòng)力問(wèn)題）。質(zhì)量密度相似【荷載相似】模型與原型在各對(duì)應(yīng)點(diǎn)所受的荷載方向一致，荷載大小乘比例。集中荷載、線荷載、面荷載、彎矩或扭矩、重力【物理相似】模型與原型的各相應(yīng)點(diǎn)的應(yīng)力和應(yīng)變、剛度和變形間的關(guān)系相似。法向應(yīng)力、法向應(yīng)變、彈性模量、剪應(yīng)力、剪應(yīng)變、剪切模量、泊松比、剛度【時(shí)間相似】模型與原型在動(dòng)力問(wèn)題中相對(duì)應(yīng)的時(shí)間成比例?！具吔鐥l件相似】支承條件相似、約束情況相似、邊界上受力情況相似?！境跏紬l件相似】動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中初始時(shí)刻運(yùn)動(dòng)的參數(shù)相似。初始位移、速度、加速度。模型設(shè)計(jì)的相似條件結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)的過(guò)程客觀地反映出參與該模型工作的各有關(guān)物理量之間的相互關(guān)系。結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件模型相似常數(shù)的個(gè)數(shù)多于相似條件的數(shù)目。模型設(shè)計(jì)的程序：首先確定幾何比例，即幾何相似常數(shù)；再確定幾個(gè)物理量的相似常數(shù)，確定模型材料，即物理相似常數(shù)；再次根據(jù)模型與原型的相似條件推導(dǎo)出其他物理量的相似常數(shù)的數(shù)值。在實(shí)際工作中，人們采用人工質(zhì)量模擬的方法，即在模型結(jié)構(gòu)上用增加荷載的方法，來(lái)彌補(bǔ)材料容重不足所產(chǎn)生的影響。但附加的人工質(zhì)量必須不改變結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度的特性。模型動(dòng)力試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷南嗨茥l件要求質(zhì)點(diǎn)動(dòng)力平衡方程式相似。參與研究對(duì)象各物理量的相似常數(shù)之間必定滿足一定的組合關(guān)系，及相似條件。各物理量之間的關(guān)系式均是無(wú)量綱的，均是在假定采用理想彈性材料的情況下推導(dǎo)求得的。第2講荷載設(shè)計(jì)與觀測(cè)設(shè)計(jì)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①試件就位與加載方案正位試驗(yàn)：試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件是在與實(shí)際工作狀態(tài)相一致的情況下進(jìn)行的。異位試驗(yàn)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝位置與實(shí)際工作狀態(tài)不一致的情況下進(jìn)行的試驗(yàn)。原位試驗(yàn)：檢驗(yàn)已建結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)荷載試驗(yàn)唯一使用的方法。（它的支承情況、邊界條件和實(shí)際工作狀態(tài)完全一致，但構(gòu)件支承不理想，需要考慮鄰近構(gòu)件對(duì)試驗(yàn)部分產(chǎn)生的卸載作用。）反位試驗(yàn)正好與正位試驗(yàn)在空間位置上相差1800，構(gòu)件的受拉區(qū)在上部，受壓區(qū)在下部。便于觀測(cè)受拉區(qū)的裂縫，但須考慮構(gòu)件自重的影響。臥位試驗(yàn)與正位試驗(yàn)在空間位置上相差900，試驗(yàn)時(shí)構(gòu)件平臥，平行于地面，這特別適合于跨大矢高的屋架和高大的柱子試驗(yàn)。降低試驗(yàn)高度，便于試驗(yàn)觀測(cè)，需注意自重產(chǎn)生出的平面變形。多采用成對(duì)構(gòu)件試驗(yàn)的方法，以對(duì)稱的加強(qiáng)構(gòu)件作為荷載的平衡機(jī)構(gòu)。=2\*GB3②試驗(yàn)荷載圖式的選擇與設(shè)計(jì)試驗(yàn)時(shí)荷載圖式要根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康膩?lái)決定。試驗(yàn)時(shí)荷載圖式要與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的荷載圖式一樣。采用不同于設(shè)計(jì)計(jì)算所規(guī)定的荷載圖式的原因?！镜刃Ш奢d】指的是在它的作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的控制截面和控制部位上能產(chǎn)生與原來(lái)荷載作用時(shí)相同的某一作用（軸力、彎矩、剪力或變形等）的荷載。這時(shí)等效荷載的數(shù)值要根據(jù)其相同的某一效應(yīng)的等效條件換算得到。采用等效荷載時(shí)，必須全面驗(yàn)算由于荷載圖式的改變對(duì)結(jié)構(gòu)造成的各種影響。=3\*GB3③試驗(yàn)荷載裝置的設(shè)計(jì)試驗(yàn)荷載裝置應(yīng)有足夠的強(qiáng)度儲(chǔ)備。（特別是動(dòng)力試驗(yàn)）試驗(yàn)荷載裝置要滿足剛度要求。（變形、穩(wěn)定性。靜力試驗(yàn)）試驗(yàn)荷載裝置要滿足試件的邊界條件和受力變形的真實(shí)狀態(tài)。（必須注意試件的支承方式，盡可能使它的構(gòu)造簡(jiǎn)單）=4\*GB3④試驗(yàn)荷載值計(jì)算和加載制度的設(shè)計(jì)試驗(yàn)荷載值計(jì)算（混凝土結(jié)構(gòu)）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的剛度、裂縫寬度進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定正常使用極限狀態(tài)的試驗(yàn)荷載值。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗裂性進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定開(kāi)裂試驗(yàn)荷載值。對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行承載能力試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)確定承載能力試驗(yàn)荷載值。長(zhǎng)期試驗(yàn)荷載值：短期試驗(yàn)荷載值考慮長(zhǎng)期效應(yīng)組合影響進(jìn)行修正。生產(chǎn)性試驗(yàn)（根據(jù)荷載的標(biāo)準(zhǔn)值確定荷載短期效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值）科研性試驗(yàn)（根據(jù)實(shí)際參數(shù)計(jì)算試件控制截面上的內(nèi)力計(jì)算值）結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，尚需考慮動(dòng)力荷載的動(dòng)力系數(shù)?！驹囼?yàn)加載制度】結(jié)構(gòu)試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與加載時(shí)間的關(guān)系。它包括加載速度的快慢、加載時(shí)間間歇的長(zhǎng)短、分級(jí)荷載的大小和加卸載循環(huán)的次數(shù)等。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和變形性質(zhì)與其所受荷載作用的時(shí)間特征有關(guān)。不同性質(zhì)的試驗(yàn)必須根據(jù)試驗(yàn)的要求制定不同的加載制度。=5\*GB3⑤觀測(cè)項(xiàng)目的確定結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的觀測(cè)項(xiàng)目：整體變形（撓度、位移、轉(zhuǎn)角和支座偏移等）；局部變形（應(yīng)變、裂縫、鋼筋滑移等）。確定試驗(yàn)的觀測(cè)項(xiàng)目時(shí)，首先應(yīng)該考慮整體變形，但局部變形也是很重要的。結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗(yàn)和結(jié)構(gòu)擬動(dòng)力試驗(yàn)觀測(cè)項(xiàng)目：延性系數(shù)（由結(jié)構(gòu)的極限變形和屈服變形的比值來(lái)決定）；荷載-變形滯回曲線。位移、轉(zhuǎn)角、曲率、剪切變形、應(yīng)變等，可以是整體變形，也可以是局部變形。結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)和抗震動(dòng)力試驗(yàn)的觀測(cè)項(xiàng)目：振動(dòng)頻率（周期）、振幅（動(dòng)位移）、振型、阻尼、加速度和動(dòng)應(yīng)變等。=6\*GB3⑥測(cè)點(diǎn)的選擇與布置滿足試驗(yàn)?zāi)康牡那疤嵯?，測(cè)點(diǎn)宜少不易多。測(cè)點(diǎn)的位置必須具有代表性。利用結(jié)構(gòu)本身和荷載作用的對(duì)稱性，布置一定數(shù)量的校核測(cè)點(diǎn)。測(cè)點(diǎn)的布置應(yīng)有利于試驗(yàn)時(shí)操作和測(cè)讀。結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)應(yīng)將測(cè)點(diǎn)布置在要求被測(cè)量結(jié)構(gòu)反應(yīng)的最大部位。=7\*GB3⑦儀器的選擇與數(shù)據(jù)采集儀器儀表的測(cè)讀應(yīng)按一定的程序進(jìn)行，具體的測(cè)定方法與試驗(yàn)方案、加載程序有密切的關(guān)系。結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)時(shí)，量測(cè)變形在時(shí)間上應(yīng)有一個(gè)統(tǒng)一的規(guī)定，這樣量測(cè)的結(jié)果才具有可比性。注意測(cè)讀初始讀數(shù)，測(cè)讀時(shí)的同時(shí)性。結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)時(shí)，測(cè)讀宜自動(dòng)化。第3講誤差控制、安全防護(hù)與試驗(yàn)報(bào)告注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的誤差控制試件制作誤差材料性能誤差試件安裝誤差試驗(yàn)裝置和試驗(yàn)加載誤差儀器使用和測(cè)試方法誤差荷載和量測(cè)設(shè)備誤差結(jié)構(gòu)試驗(yàn)非標(biāo)準(zhǔn)誤差實(shí)際試驗(yàn)中，由于各種主觀和客觀的原因，任何測(cè)量數(shù)據(jù)不可避免地都包含了一定程度的誤差。隨機(jī)誤差（正態(tài)分布，不可避免）、系統(tǒng)誤差（可以努力減少）、過(guò)失誤差（應(yīng)該且完全可以避免）。=2\*GB3②結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的安全與防護(hù)措施“安全第一”和“預(yù)防為主”的方針結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的安全與防護(hù)起吊安裝的吊點(diǎn)設(shè)置；連接螺栓與地錨連接的強(qiáng)度；防止失穩(wěn)破壞的側(cè)向支撐；防止試件倒塌的安全托架和支墩墊塊；防止加載設(shè)備倒塌的鋼絲牽引等。結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)的安全與防護(hù)整體模型的吊裝；連接處的固定；防止共振與疲勞破壞；破壞階段的人員遠(yuǎn)離；緊急叫停裝置；故障的警報(bào)指示裝置；不間斷電源保障；儀器儀表的固定裝置等。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)試驗(yàn)大綱和試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)方案內(nèi)容：試驗(yàn)?zāi)康模辉嚰O(shè)計(jì)及制作；輔助試驗(yàn)內(nèi)容；試件的安裝于就位；加載方法；觀測(cè)方法；試驗(yàn)過(guò)程中的觀察；安全措施；經(jīng)費(fèi)及儀表設(shè)備清單。試驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容：試驗(yàn)?zāi)康?；試?yàn)對(duì)象的簡(jiǎn)介與觀察；試驗(yàn)方法及依據(jù)；試驗(yàn)情況及問(wèn)題；試驗(yàn)成果處理與分析；技術(shù)結(jié)論；附錄。第4講試驗(yàn)設(shè)計(jì)習(xí)題精講第5章結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)第1講結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的加載設(shè)計(jì)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)概述結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中最基本最大量的一種試驗(yàn)?！眷o力試驗(yàn)】在不長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)對(duì)試驗(yàn)對(duì)象進(jìn)行平穩(wěn)連續(xù)加載，荷載從“零”開(kāi)始一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞或達(dá)到預(yù)定荷載，或是短時(shí)期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預(yù)定的重復(fù)荷載后，再連續(xù)增加荷載直到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞。【單調(diào)加載】荷載從“零”開(kāi)始，一直加到結(jié)構(gòu)構(gòu)件破壞的一次性連續(xù)加載方法。靜力試驗(yàn)多是單調(diào)加載。單調(diào)加載試驗(yàn)一般都可以得到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的結(jié)構(gòu)性能。靜力試驗(yàn)中，加載速度很慢，結(jié)構(gòu)變形也很慢。靜力試驗(yàn)主要用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用下的工作情況，試驗(yàn)中，可以觀測(cè)和研究結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力、剛度、抗裂性等基本性能和破壞機(jī)制。靜力試驗(yàn)可以研究：在各種力的要素（拉、壓、彎、剪、扭）的單獨(dú)或組合作用下，基本構(gòu)件（梁、板、柱和單片砌體）的結(jié)構(gòu)性能和承載力等問(wèn)題；混凝土構(gòu)件的荷載與開(kāi)裂的相關(guān)關(guān)系；反映結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形與時(shí)間關(guān)系的徐變問(wèn)題；鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的局部或整體失穩(wěn)問(wèn)題。對(duì)于框架、連續(xù)梁、屋架、殼體、網(wǎng)架等由若干基本構(gòu)件組成的擴(kuò)大構(gòu)件，尚可研究構(gòu)件間相互作用的次應(yīng)力、內(nèi)力重分布等問(wèn)題。對(duì)于整體結(jié)構(gòu)，則能揭示結(jié)構(gòu)空間工作、整體剛度、薄弱環(huán)節(jié)對(duì)整體工作的影響。=2\*GB3②結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)概的加載設(shè)計(jì)【加載制度】試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。【加載圖式】試驗(yàn)中荷載的空間布置。試驗(yàn)加載制度取決于不同的試驗(yàn)對(duì)象和試驗(yàn)?zāi)康?。設(shè)計(jì)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件時(shí)，是按不同的荷載效應(yīng)組合設(shè)計(jì)值來(lái)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)的承載力、變形、抗裂性以及裂縫寬度等性能的。在進(jìn)行混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)時(shí)必須按試驗(yàn)的性質(zhì)和要求，分別確定相應(yīng)于各個(gè)受力階段的試驗(yàn)荷載值。【分級(jí)加載】一方面可控制加載速度，另一方面便于觀測(cè)結(jié)構(gòu)變形隨荷載變化的規(guī)律，了解結(jié)構(gòu)各個(gè)階段的工作性能。從操作上來(lái)看，分級(jí)加卸荷載也為加載和觀測(cè)提供了方便的條件。荷載量分級(jí)大小和分級(jí)的多少，可根據(jù)試驗(yàn)?zāi)康?、試?yàn)期限和結(jié)構(gòu)類型來(lái)確定?；炷两Y(jié)構(gòu)試驗(yàn)：到達(dá)使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載值a以前，每級(jí)加載≤20%*a接近使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載值a時(shí)，每級(jí)加載≤10%*a接近開(kāi)裂試驗(yàn)荷載值b的90%時(shí)，每級(jí)加載≤5%*a（生產(chǎn)性試驗(yàn)）接近承載力檢驗(yàn)荷載值c時(shí)，每級(jí)加載≤5%*c（科研性試驗(yàn)）接近承載力荷載計(jì)算值d的90%時(shí)，每級(jí)加載≤5%*a卸載時(shí)，級(jí)距可以放大，取20%*a~50%*a分級(jí)加載級(jí)間持荷時(shí)間的長(zhǎng)短取決于結(jié)構(gòu)變形的發(fā)展情況，即要求在試驗(yàn)分級(jí)加載的持荷時(shí)間內(nèi)結(jié)構(gòu)的變形能充分地反映出來(lái)。恒載時(shí)間內(nèi)，應(yīng)定時(shí)連續(xù)觀測(cè)結(jié)構(gòu)的變形與裂縫發(fā)展情況。結(jié)構(gòu)構(gòu)件受荷載作用后的殘余變形是說(shuō)明結(jié)構(gòu)工作性能的重要指標(biāo)。在結(jié)構(gòu)進(jìn)行正式加載試驗(yàn)前，一般需要對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)載試驗(yàn)?！绢A(yù)載的目的】使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常的工作狀態(tài)；檢查現(xiàn)場(chǎng)的試驗(yàn)組織工作和人員情況；檢查全部試驗(yàn)裝置和荷載設(shè)備的可靠性，對(duì)整個(gè)試驗(yàn)起演習(xí)作用。預(yù)載試驗(yàn)所用的荷載一般是分級(jí)荷載的1~2倍，且不宜超過(guò)試件開(kāi)裂試驗(yàn)荷載計(jì)算值的70%。需考慮結(jié)構(gòu)自重的影響。加載圖式應(yīng)該模擬在實(shí)際荷載作用下結(jié)構(gòu)的實(shí)際內(nèi)力情況。第2講受彎與受壓構(gòu)件的試驗(yàn)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①受彎構(gòu)件的試驗(yàn)試件安裝和加載方法單向板和梁是受彎構(gòu)件中的典型構(gòu)件。采用簡(jiǎn)支形式的正位試驗(yàn)。常用液壓加載器通過(guò)分配梁對(duì)梁施加幾個(gè)集中力。板的選擇稍多一些。試驗(yàn)中經(jīng)常用幾個(gè)集中荷載來(lái)代替均布荷載。采用等效荷載。試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置撓度的測(cè)量在實(shí)際試驗(yàn)加載中，由于荷載作用，梁兩個(gè)端點(diǎn)處的支座都會(huì)或多或少地發(fā)生向下的位移，稱為支座沉陷，以致使梁產(chǎn)生剛體位移。梁的真正撓度應(yīng)該去除支座沉陷的影響。寬度較大的梁和板，在截面的量測(cè)布置測(cè)點(diǎn)，各截面的撓度取兩測(cè)點(diǎn)讀數(shù)之平均值。應(yīng)變的測(cè)量彎曲應(yīng)力的測(cè)量（跨中截面上下邊緣處），如果需要獲得鋼筋混凝土梁截面上應(yīng)力分布規(guī)律和確定中和軸的位置，需在跨中截面上沿截面高度增加一定數(shù)量的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。在梁的純彎曲區(qū)域內(nèi)，梁的截面上僅有正應(yīng)力產(chǎn)生，故在該處截面上可僅布置單向的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)。為了進(jìn)一步探求截面的受拉性能，常常在受拉區(qū)的鋼筋上也布置測(cè)點(diǎn)，以便測(cè)量鋼筋應(yīng)變，由此獲得梁截面上的內(nèi)力分布。剪切應(yīng)力的測(cè)量，需要布置三個(gè)方向上的應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，求得最大主應(yīng)力的數(shù)值和作用方向。且應(yīng)布置在剪應(yīng)力較大的部位（支座附近的中和軸處，腹板與翼緣的交接處）。鋼筋和彎筋應(yīng)力的測(cè)量（梁的箍筋、彎起鋼筋、縱向鋼筋）翼緣與孔邊應(yīng)力的測(cè)量?？走叺闹鲬?yīng)力方向已知，故只需布置單向測(cè)點(diǎn)。校核測(cè)點(diǎn)（梁的端部凸角上的零應(yīng)力處少量設(shè)置）裂縫的測(cè)量裂縫測(cè)量包括確定開(kāi)裂的位置和時(shí)間、描述裂縫的發(fā)展和分布及測(cè)量裂縫的寬度和深度。估計(jì)裂縫可能出現(xiàn)的截面或區(qū)域，沿裂縫垂直方向連續(xù)地或交替地布置測(cè)點(diǎn)。對(duì)于混凝土構(gòu)件，彎矩最大的受拉區(qū)開(kāi)裂及剪力較大且靠近支座部位的斜截面開(kāi)裂。每一構(gòu)件中測(cè)量裂縫寬度的裂縫數(shù)目一般不少于3條，包括第一條出現(xiàn)的裂縫以及寬度最大的裂縫，取其最大值作為最大裂縫寬度值。每級(jí)荷載下出現(xiàn)的裂縫均需在試件上標(biāo)明，即在裂縫的尾端注出荷載級(jí)別和荷載數(shù)量。以后每加一級(jí)荷載后裂縫長(zhǎng)度擴(kuò)展，需在裂縫新的尾端注明相應(yīng)的荷載。由于卸載后裂縫可能閉合，所以應(yīng)緊靠裂縫的邊緣1~3mm處平行畫(huà)出裂縫的位置和走向。（裂縫展開(kāi)圖）轉(zhuǎn)角和曲率的測(cè)量（角位移傳感器，兩個(gè)位移傳感器，上下邊緣布置應(yīng)變或位移測(cè)點(diǎn)）=2\*GB3②受壓構(gòu)件的試驗(yàn)試件安裝和加載方法實(shí)際工程中，絕大部分框架柱是偏心受壓構(gòu)件，或是同時(shí)承受軸力和彎矩的壓彎構(gòu)件。（正位或臥位試驗(yàn)）刀口支座、雙刀口鉸支座、圓球形鉸支座對(duì)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于其材質(zhì)的不均勻性，物理對(duì)中一般比較難于滿足，因此實(shí)際試驗(yàn)中僅保證幾何對(duì)中即可。試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置受壓構(gòu)件的試驗(yàn)，一般是觀測(cè)其破壞荷載、各級(jí)荷載下的側(cè)向位移值及變形曲線、控制截面或區(qū)域的應(yīng)力變化規(guī)律以及裂縫開(kāi)展情況。試件的側(cè)移（百分表、撓度計(jì)、對(duì)稱布置測(cè)點(diǎn)）第3講空間與整體結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①屋架的試驗(yàn)試件安裝和加載方法。屋架特點(diǎn)：跨度較大，只能在自身平面內(nèi)承受荷載，平面外剛度很小，在建筑物中要依靠側(cè)向支撐體系形成足夠的空間剛度。大部分桿件只受軸力作用。一般采用正位試驗(yàn)（設(shè)置側(cè)向支撐）。兩榀框架對(duì)頂?shù)呐P位試驗(yàn)。兩榀框架同時(shí)試驗(yàn)。重力直接加載法、杠桿重力加載、同步液壓加載等（等效荷載）試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置屋架撓度和節(jié)點(diǎn)位移測(cè)量（桿件局部彎曲、局部撓度）屋架桿件的內(nèi)力測(cè)量（對(duì)稱布置、剛節(jié)點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生次彎矩，在桿截面上產(chǎn)生次應(yīng)力，因此測(cè)點(diǎn)所在截面應(yīng)盡量離節(jié)點(diǎn)遠(yuǎn)一些。不可將測(cè)點(diǎn)布置在節(jié)點(diǎn)上，因截面作用面積不明確）屋架端節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分析（為了測(cè)量端節(jié)點(diǎn)的應(yīng)力分布規(guī)律，要求布置較多的應(yīng)變花測(cè)點(diǎn)，可沿豁口周邊布置單向應(yīng)變測(cè)點(diǎn)）預(yù)應(yīng)力錨頭性能測(cè)量（錨頭部位混凝土受拉變形和錨頭間混凝土的壓縮變形）屋架下弦預(yù)應(yīng)力鋼筋張拉應(yīng)力測(cè)量（預(yù)埋應(yīng)變片）裂縫測(cè)量（端節(jié)點(diǎn)斜裂縫、節(jié)點(diǎn)處開(kāi)裂）=2\*GB3②薄殼和網(wǎng)架的試驗(yàn)試件安裝于加載方法。薄殼和網(wǎng)架特點(diǎn)：平面面積較大的空間結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)支承：固定鉸、活動(dòng)鉸及滾軸等。支承形式：四角支承或四邊支承殼體彎矩很小，荷載主要靠軸向力來(lái)承受。殼體平面尺寸較大，一般可以用重力直接加載法，也可通過(guò)預(yù)留的孔洞直接懸吊荷載。試驗(yàn)荷載較大時(shí)，采用同步液壓加載器。氣囊也可以考慮。網(wǎng)架試驗(yàn)可用水壓加載來(lái)模擬豎向荷載。（需解決荷載施加于節(jié)點(diǎn)上的問(wèn)題）也可采用同步液壓加載器。試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置空間結(jié)構(gòu)測(cè)點(diǎn)較多，需經(jīng)常利用結(jié)構(gòu)對(duì)稱和荷載對(duì)稱的特點(diǎn)，減少測(cè)點(diǎn)數(shù)量，又不影響了解結(jié)構(gòu)受力的實(shí)際工作情況。校核測(cè)點(diǎn)的數(shù)量，可按試驗(yàn)要求而定。側(cè)邊構(gòu)件上布置撓度計(jì)測(cè)量垂直和水平位移。殼體三向應(yīng)變花測(cè)點(diǎn)布置（沿殼面對(duì)稱軸線或?qū)蔷€布點(diǎn)）。網(wǎng)架類似于平面結(jié)構(gòu)中的桁架測(cè)點(diǎn)布置。（縱軸、橫軸、斜向?qū)蔷€及邊桁架布點(diǎn)）=3\*GB3③整體結(jié)構(gòu)的靜力試驗(yàn)整體結(jié)構(gòu)的靜力試驗(yàn)是指對(duì)已建成的建筑物進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗(yàn)，試驗(yàn)范圍可以是整體結(jié)構(gòu)、部分結(jié)構(gòu)（如樓面結(jié)構(gòu)等）。布置荷載時(shí)，應(yīng)考慮荷載的最不利組合?！句摻罨炷疗矫鏄巧w試驗(yàn)】試驗(yàn)荷載布置樓板的試驗(yàn)（對(duì)于多跨連續(xù)板，為了使被試驗(yàn)的板跨中出現(xiàn)最不利正彎矩，必須在相互間隔的三個(gè)板跨上同時(shí)施加荷載，如果是邊跨可減少一跨）次梁的試驗(yàn)（連續(xù)板下的單跨梁。多跨連續(xù)的次梁，考慮方法和連續(xù)板相同）主梁的試驗(yàn)（考慮方法和連續(xù)板相同）柱的試驗(yàn)（最大壓力的荷載布置與最大彎矩不同）通常選用重力荷載（水）對(duì)于多跨連續(xù)結(jié)構(gòu)，一般只需考慮五跨內(nèi)荷載的相互影響試驗(yàn)觀測(cè)梁板的撓曲變形?；炷翍?yīng)力測(cè)定（混凝土結(jié)構(gòu)初始應(yīng)力的測(cè)量，表面刻槽法）混凝土梁板中鋼筋應(yīng)力的測(cè)定。【單層工業(yè)廠房整體空間工作試驗(yàn)】機(jī)械力加載，鋼絲繩滑輪組卷?yè)P(yáng)機(jī)及拉力表，柱頂橫向水平位移【足尺房屋結(jié)構(gòu)的整體試驗(yàn)】結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)，液壓加載器加載。預(yù)壓調(diào)試階段、彈性試驗(yàn)階段和彈塑性破壞試驗(yàn)階段。水平位移觀測(cè)（經(jīng)緯儀）、基礎(chǔ)的沉降、轉(zhuǎn)角和水平位移墻體應(yīng)力應(yīng)變分布，水平灰縫剪應(yīng)變分布、墻體裂縫、墻肢水平位移橫梁應(yīng)力狀態(tài)。（耗費(fèi)較大的人力物力）第4講數(shù)據(jù)處理、性能檢驗(yàn)與試驗(yàn)實(shí)例注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理原始數(shù)據(jù)的整理人工糾錯(cuò)，復(fù)核儀器參數(shù)。數(shù)據(jù)修約。數(shù)字的有效位數(shù)。結(jié)構(gòu)變形的計(jì)算梁的彎曲變形；梁的轉(zhuǎn)角；梁的曲率；剪切變形；梁的撓度修正應(yīng)力和內(nèi)力的計(jì)算平截面假定；材料應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系試驗(yàn)結(jié)果的表示表格方式；圖像方式（曲線圖、形態(tài)圖）；函數(shù)形式（確定函數(shù)形式，函數(shù)表達(dá)式系數(shù)，回歸分析，最小二乘法，一元線性回歸分析）=2\*GB3②結(jié)構(gòu)性能檢驗(yàn)與評(píng)定構(gòu)件的承載力檢驗(yàn)承載力檢驗(yàn)系數(shù)實(shí)測(cè)值：試件的承載力荷載實(shí)測(cè)值與承載力檢驗(yàn)荷載設(shè)計(jì)值的比值。結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)，承載力檢驗(yàn)系數(shù)允許值1.2~1.5構(gòu)件的撓度檢驗(yàn)構(gòu)件的抗裂檢驗(yàn)構(gòu)件的裂縫寬度檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)性能評(píng)定當(dāng)抽樣試件的檢驗(yàn)結(jié)果不能全部符合要求時(shí)，則應(yīng)按規(guī)定增加抽樣進(jìn)行檢驗(yàn)。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)實(shí)例見(jiàn)教材P151。第5講靜力試驗(yàn)習(xí)題精講第6章結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)第1講結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)概述結(jié)構(gòu)動(dòng)力荷載的類型。（地震作用、振動(dòng)與沖擊、風(fēng)振、環(huán)境振動(dòng)、爆炸）動(dòng)力試驗(yàn)內(nèi)容。（測(cè)定動(dòng)力荷載或振源的特性；測(cè)定結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性；測(cè)定結(jié)構(gòu)在動(dòng)力荷載下的反應(yīng)）=2\*GB3②結(jié)構(gòu)動(dòng)力荷載特性試驗(yàn)振動(dòng)荷載的特性（作用力的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律）。主振源的探測(cè)工業(yè)廠房?jī)?nèi)多臺(tái)振動(dòng)機(jī)械設(shè)備逐個(gè)開(kāi)動(dòng)，觀察結(jié)構(gòu)在每個(gè)振源影響下的振動(dòng)情況。分析實(shí)測(cè)振動(dòng)波形，按照不同振源將會(huì)引起規(guī)律不同的強(qiáng)迫振動(dòng)這一特點(diǎn)，間接判定振源的某些性質(zhì)，作為探測(cè)主振源的參考依據(jù)。間歇性的，有明顯尖峰和衰減的特點(diǎn)，類似于自由衰減振動(dòng)，是撞擊性振源引起的振動(dòng)。轉(zhuǎn)速恒定的機(jī)器設(shè)備將引起規(guī)律的、穩(wěn)定的具有周期性的振動(dòng)。兩個(gè)頻率接近的簡(jiǎn)諧振源共同作用時(shí)，將會(huì)引起拍振。分析結(jié)構(gòu)振動(dòng)的頻率，可以作為進(jìn)一步判斷主振源的依據(jù)。結(jié)構(gòu)強(qiáng)迫振動(dòng)的頻率和作用力的頻率相同，因此具有這種頻率的振源就是主振源。頻譜圖上幅值最大的頻率就是主振源的頻率。動(dòng)力荷載特性的試驗(yàn)測(cè)定直接測(cè)定法通過(guò)測(cè)定動(dòng)荷載本身參數(shù)以確定其特性。（加速度傳感器安裝在運(yùn)動(dòng)部件上；各種測(cè)力傳感器；壓力傳感器）間接測(cè)定法把動(dòng)力機(jī)器安裝在專用的，有足夠變形的彈性結(jié)構(gòu)上，下面是剛性支座。（振源是可以移動(dòng)位置的）比較測(cè)定法比較已知?jiǎng)雍奢d和待測(cè)振源作用下的振動(dòng)情況。=3\*GB3③結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性試驗(yàn)結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性（自振頻率、阻尼系數(shù)、振型等基本參數(shù)）。與外荷載無(wú)關(guān)。測(cè)量與了解結(jié)構(gòu)的自振頻率：可以避免和防止共振與拍振現(xiàn)象；可以采取相應(yīng)的措施進(jìn)行防振或消振。人工激振法測(cè)量結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性自由振動(dòng)法采用初位移或初速度的突卸或突加荷載的方法，可使荷載受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動(dòng)。在現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)中，可利用反沖擊激振器對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生沖擊荷載。結(jié)構(gòu)自振頻率測(cè)量。有阻尼自由振動(dòng)曲線上，可以根據(jù)時(shí)間坐標(biāo)，量取振動(dòng)波形的周期，由此求得結(jié)構(gòu)的自振頻率，可取幾個(gè)波形求得平均值。結(jié)構(gòu)阻尼測(cè)量。由實(shí)測(cè)振動(dòng)圖形所得到的振幅變化來(lái)確定阻尼比。振型測(cè)量。（結(jié)構(gòu)在對(duì)應(yīng)某一固有頻率下的一個(gè)不變的振動(dòng)形式，稱為對(duì)應(yīng)該頻率時(shí)的振型）可在結(jié)構(gòu)的不同樓層布置傳感器，根據(jù)傳感器測(cè)得的同一時(shí)刻不同樓層的振動(dòng)幅值來(lái)確定結(jié)構(gòu)的振型。一般情況下，結(jié)構(gòu)的一階振型是容易激發(fā)的，所以自由振動(dòng)法測(cè)量結(jié)構(gòu)的自振特性時(shí)，一般只能測(cè)得結(jié)構(gòu)的一階振型。強(qiáng)迫振動(dòng)法（共振法）利用專門(mén)的起振機(jī)對(duì)結(jié)構(gòu)施加周期性的簡(jiǎn)諧振動(dòng)，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動(dòng)。結(jié)構(gòu)自振頻率測(cè)量。利用激振器可以連續(xù)改變激振頻率的特點(diǎn)（頻率掃描），當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振時(shí)，振幅出現(xiàn)最大值，這時(shí)，激振頻率即是結(jié)構(gòu)的自振頻率。結(jié)構(gòu)阻尼測(cè)量。采用半功率法可由共振曲線確定結(jié)構(gòu)的阻尼比。振型測(cè)量。可在結(jié)構(gòu)的不同樓層布置傳感器，根據(jù)傳感器測(cè)得的同一時(shí)刻不同樓層的振動(dòng)幅值來(lái)確定結(jié)構(gòu)的振型。強(qiáng)迫振動(dòng)法可測(cè)得結(jié)構(gòu)的各階振型，當(dāng)測(cè)量結(jié)構(gòu)高階振型時(shí)，應(yīng)布置足夠多的傳感器。環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)法測(cè)量結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性任何時(shí)候都存在著環(huán)境隨機(jī)振動(dòng)，從而引起建筑物的響應(yīng)。隨機(jī)振動(dòng)過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，每重復(fù)一次所取得的每一個(gè)樣本都是不同的，所以，一般隨機(jī)振動(dòng)特性應(yīng)從全部事件的統(tǒng)計(jì)特性的研究中得出，并且必須認(rèn)為這種隨機(jī)過(guò)程是各態(tài)經(jīng)歷的平穩(wěn)過(guò)程。隨機(jī)振動(dòng)中，用傅里葉變換的方法可知這種振動(dòng)有連續(xù)的各種頻率成分，且每種頻率有它對(duì)應(yīng)的功率或能量，把它們的關(guān)系用圖線表示，稱為功率在頻率域中的函數(shù)，簡(jiǎn)稱為功率譜密度函數(shù)。在平穩(wěn)隨機(jī)過(guò)程中，功率譜密度函數(shù)給出了某一過(guò)程的“功率”在頻率域上的分布方式，可用它來(lái)判別該過(guò)程中各種頻率成分能量的強(qiáng)弱，以及對(duì)于動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)的響應(yīng)分析。第2講結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①結(jié)構(gòu)動(dòng)力反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)參數(shù)的測(cè)量測(cè)定結(jié)構(gòu)在動(dòng)荷載作用下特定部位的動(dòng)態(tài)參數(shù)，如振幅、速度、加速度、動(dòng)應(yīng)變等。將振源處測(cè)得的振幅定為1，其余各點(diǎn)測(cè)得的振幅與振源處振幅之比稱為改點(diǎn)的傳播系數(shù)。將各點(diǎn)傳播系數(shù)標(biāo)在圖上，傳播系數(shù)圖，說(shuō)明在特定結(jié)構(gòu)和特定振源的情況下振動(dòng)的傳播情況。結(jié)構(gòu)振動(dòng)形態(tài)的測(cè)量振動(dòng)變形圖。將各個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)波形用記錄儀器同時(shí)記錄下來(lái)，根據(jù)相位關(guān)系確定變形的正負(fù)號(hào)，再按振幅大小以一定比例畫(huà)在振動(dòng)形態(tài)圖上，最后連成結(jié)構(gòu)在實(shí)際動(dòng)荷載作用下的振動(dòng)變形圖。結(jié)構(gòu)動(dòng)力系數(shù)的測(cè)量移動(dòng)荷載作用于結(jié)構(gòu)上所產(chǎn)生的動(dòng)撓度，往往比靜荷載產(chǎn)生的撓度大。動(dòng)撓度與靜撓度的比值稱為動(dòng)力系數(shù)。結(jié)構(gòu)的動(dòng)力系數(shù)一般用試驗(yàn)方法實(shí)測(cè)確定。=2\*GB3②結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)【結(jié)構(gòu)或材料的疲勞現(xiàn)象】結(jié)構(gòu)在等幅等頻或變幅變頻的多次重復(fù)和反復(fù)荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)某一部分局部損傷的遞增和積累，導(dǎo)致裂紋的形成并逐步擴(kuò)展，材料的極限強(qiáng)度降低，以致結(jié)構(gòu)在低于相同靜力荷載作用情況下被破壞。結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)研究結(jié)構(gòu)在多次重復(fù)或反復(fù)荷載作用下的結(jié)構(gòu)性能及其變化規(guī)律，確定結(jié)構(gòu)疲勞破壞時(shí)的強(qiáng)度值和荷載重復(fù)作用的次數(shù)，也即確定疲勞極限和疲勞壽命。等幅等頻疲勞、變幅變頻疲勞、隨機(jī)疲勞試驗(yàn)荷載取值荷載上限值、荷載下限值；試驗(yàn)荷載頻率防止共振靜載試驗(yàn)階段；疲勞試驗(yàn)階段；破壞試驗(yàn)階段疲勞強(qiáng)度、抗裂性、撓度、預(yù)應(yīng)力錨具試驗(yàn)安全裝置側(cè)向支撐、荷載支承設(shè)備=3\*GB3③結(jié)構(gòu)動(dòng)力試驗(yàn)實(shí)例見(jiàn)教材P171.第3講動(dòng)力試驗(yàn)習(xí)題精講第7章結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)第1講低周反復(fù)加載試驗(yàn)注：理論知識(shí)點(diǎn)（字體加粗）分散知識(shí)點(diǎn)作為知識(shí)補(bǔ)充=1\*GB3①抗震試驗(yàn)概述結(jié)構(gòu)抗震性能一般從結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、剛度、延性、耗能性能、剛度退化等方面來(lái)衡量。結(jié)構(gòu)抗震能力是結(jié)構(gòu)抗震性能的表現(xiàn)。結(jié)構(gòu)應(yīng)具有“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震能力。結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的任務(wù)結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的分類低周反復(fù)加載試驗(yàn)又稱為偽靜力試驗(yàn)或擬靜力試驗(yàn)，一般給試驗(yàn)對(duì)象施加低周反復(fù)作用的力或位移，來(lái)模擬地震對(duì)結(jié)構(gòu)的作用，并評(píng)定結(jié)構(gòu)的抗震性能和能力。由于低周反復(fù)加載時(shí)每一加載的周期遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)自身的基本周期，所以實(shí)質(zhì)上還是用靜力加載方式來(lái)模擬地震對(duì)結(jié)構(gòu)物的作用。這種試驗(yàn)方法的優(yōu)點(diǎn)是試驗(yàn)過(guò)程中可以隨時(shí)停下來(lái)觀測(cè)試件的開(kāi)裂和破壞狀態(tài)，檢驗(yàn)校核試驗(yàn)數(shù)據(jù)和儀器工作情況，并可根據(jù)試驗(yàn)需要改變加載歷程。缺點(diǎn)是試驗(yàn)的加載歷程是研究者主觀確定的，與實(shí)際地震作用歷程無(wú)關(guān)，由于加載周期長(zhǎng)，不能反映實(shí)際地震作用時(shí)應(yīng)變速率的影響。=2\*GB3②低周反復(fù)加載試驗(yàn)的加載制度單向反復(fù)加載制度；雙向反復(fù)加載制度?？刂莆灰萍虞d法；控制作用力加載法；控制作用力和控制位移的混合加載法變幅加載；等幅加載；變幅等幅混合加載最常用的是：?jiǎn)蜗蚍磸?fù)加載制度-控制作用力和控制位移的混合加載法（先控制作用力后控制位移的加載方法）-變幅等幅混合加載。=3\*GB3③低周反復(fù)加載試驗(yàn)的加載設(shè)計(jì)墻體試驗(yàn)加載設(shè)計(jì)。為了在試驗(yàn)中再現(xiàn)地震力作用下墻體經(jīng)常出現(xiàn)的斜裂縫或交叉斜裂縫的破壞現(xiàn)象，在墻體安裝及考慮試驗(yàn)裝置時(shí)必須要滿足邊界條件的模擬。豎向均布加載的懸臂式試驗(yàn)裝置（導(dǎo)致彎剪破壞，試件的高寬比一般不宜大于1/3，接近于房屋頂層墻體的工作情況。如果墻頂還有彎矩作用，增加豎向懸臂）固端平移式試驗(yàn)裝置（只允許墻體頂部產(chǎn)生水平位移而不產(chǎn)生