結(jié)構(gòu)檢測完整版本

結(jié)構(gòu)試驗：結(jié)構(gòu)試驗是在結(jié)構(gòu)物或試驗對象上，利用設備儀器為工具，以各種實驗技術為手段，在施加各種作用的工況下，通過量測與試驗對象工作性能有關的各種參數(shù)和試驗對象的實際破壞形態(tài)，來評定試驗對象的剛度、抗裂度、裂縫狀態(tài)、強度、承載力、穩(wěn)定和耗能能力等，并用以檢驗和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計算理論。根據(jù)不同的試驗目的、荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗場合、構(gòu)件破壞與否、荷載作用時間等不同因素進行分類?？煞譃檠芯啃栽囼灪蜋z驗性試驗、靜力試驗和動力試驗、實體試驗和模型試驗、實驗室試驗和現(xiàn)場試驗、破壞性試驗和非破壞性試驗、短期荷載試驗和長期荷載試驗。靜力試驗：靜力試驗可分為單調(diào)靜力荷載試驗、擬靜力試驗和擬動力試驗。所謂“靜力”一般是指試驗過程中，結(jié)構(gòu)本身運動的加速度效應可以忽略不計。擬動力試驗：擬動力試驗是將地震實際反應所產(chǎn)生的慣性力作為荷載加在試驗結(jié)構(gòu)上，使結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的非線性力學特征與結(jié)構(gòu)在實際地震作用下所經(jīng)歷的真實過程完全一致。結(jié)構(gòu)檢測：結(jié)構(gòu)檢測是為評定結(jié)構(gòu)工程的質(zhì)量或鑒定既有結(jié)構(gòu)的性能等所實施的檢測工作。檢測包括檢查和測試。結(jié)構(gòu)檢測可分為結(jié)構(gòu)工程質(zhì)量的檢測和既有結(jié)構(gòu)性能的檢測。結(jié)構(gòu)試驗技術的新發(fā)展：先進的大型和超大型試驗裝備、現(xiàn)代測試技術、計算機技術的應用、基于網(wǎng)絡的結(jié)構(gòu)試驗技術。試驗裝置設計具體要求：（1）試驗裝置應有足夠剛度。（2）試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度、支撐方式、支撐等條件和受力狀態(tài)應符合設計計算簡圖，且在整個試驗過程中保持不變。（3）試驗裝置要滿足構(gòu)件的邊界條件和受力變形的真實狀態(tài)，且不應分擔試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件承受的試驗荷載和不應阻礙結(jié)構(gòu)構(gòu)件變形的自由發(fā)展。（4）應滿足試件就為支撐、荷載設備安裝、試驗荷載傳遞和試驗過程的正常工作要求。加載制度：試驗加載制度是指試驗進行期間荷載與時間的關系。它包括：加載速度的快慢、加載時間間歇的長短、分級荷載的大小和加卸載循環(huán)的次數(shù)等。測點的選擇與布置應滿足以下原則：（1）在滿足試驗目的的前提下，應使重點觀測項目突出，測點宜少不宜多。（2）測點的位置必須有代表性，以便能測取最關鍵的數(shù)據(jù)。（3）測點的布置應有利于試驗時操作和測讀。（4）應布置一定數(shù)量的校核性測點，以便校核量測數(shù)據(jù)的準確性。儀器選擇與測讀原則：（1）選擇的儀器，必須能滿足試驗所需的精度與量程要求。但要防止盲目選用高準確度和高靈敏度的精密儀器；（2）儀器的量程應滿足最大應變或撓度的需要，試驗中若儀器量程不夠，中途調(diào)整必然會增加量測誤差，應盡量避免。（3）現(xiàn)場試驗時，儀器所處條件和環(huán)境較復雜，影響因素較多，電測儀器的適應性就不如機械式儀表。而測點較多時，機械式儀表卻不如電測儀器靈活、方便。因此，選用時應作具體分析和技術比較。另外，選擇儀器時必須考慮測讀方便、省時，必要時采用自動記錄裝置。（4）為了簡化工作，避免差錯，量測儀器的型號規(guī)格應盡可能一致，種類越少越好。重物加載：是利用物體本身的重量施加在結(jié)構(gòu)上作為模擬荷載?？煞譃橹匚镏苯蛹虞d，杠桿加載方法。重物加載，氣壓加載，機械機具加載，液壓加載：液壓加載是目前最常用的試驗加載方法。最大優(yōu)點是利用油壓使液壓千斤頂產(chǎn)生較大的荷載，試驗操作安全方便。液壓加載系統(tǒng)通常是由油泵、油管系統(tǒng)、千斤頂、加載控制臺、加載架和試驗臺等組成。電液伺服加載系統(tǒng)主要是由電液伺服作動器（伺服千斤頂）、控制系統(tǒng)和液壓源三大部分組成。模擬地震振動臺：由振動臺臺體結(jié)構(gòu)、液壓驅(qū)動和動力系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及測試和分析系統(tǒng)組成。慣性力加載法：是在結(jié)構(gòu)動力試驗中，利用物體質(zhì)量在運動時產(chǎn)生的慣性力對結(jié)構(gòu)施加動荷載。通常將其分為沖擊力加載法、離心力加載法和直線位移慣性力加載法。沖擊力加載法分為初位移法（張拉突卸法）和初加速度法（突加荷載法）。離心力加載：離心力加載是根據(jù)旋轉(zhuǎn)質(zhì)量產(chǎn)生的離心力對結(jié)構(gòu)施加簡諧振動荷載。其特點是運動具有周期性，作用力的大小和頻率按一定規(guī)律變化，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強迫振動?，F(xiàn)場激振方法有人體激振、人工爆炸激振、環(huán)境隨機振動。人體激振：人們可以利用自身在結(jié)構(gòu)物上的有規(guī)律的活動，即使人的身體作與結(jié)構(gòu)自振同步的前后運動，產(chǎn)生足夠大的慣性力，就有可能形成適合作共振試驗的振幅，這種方法稱為人體激振。環(huán)境隨機振動：利用脈動，采用高靈敏度的傳感器、放大記錄設備，量測結(jié)構(gòu)的反應，借助于隨機信號數(shù)據(jù)處理的技術，分析確定結(jié)構(gòu)的動力特性的方法，俗稱脈動法，也稱環(huán)境隨機振動法。試驗臺座：槽式試驗臺座，地錨式試驗臺座，箱式試驗臺座，槽錨式試驗臺座，梁式臺座，空間桁架式臺座。試驗支座和支墩各有什么作用？對其有何要求？量測儀器的組成：機械式儀器由感受、放大和顯示記錄三部分組成。電測儀器由傳感器、放大器和記錄器組成。量測儀器一般采用偏位測定法和零位測定法。量測儀器的主要指標：量測，刻度值，分辨率，靈敏度，精確度，滯后，線性范圍，頻響特征，相移特性。百分表的靈敏度單位是mm/mm，測力傳感器的靈敏度單位是με/N。量測器的選用應考慮：（1）符合量測所需的量測及精度要求。（2）動力試驗量測儀器，其線性范圍、頻響特征及相移特性等都應滿足試驗要求。（3）對于安裝在結(jié)構(gòu)上的儀器或傳感器，要求自重輕、體積小，不影響結(jié)構(gòu)的工作。特別要注意夾具安裝設計是否合理正確，不正確的夾具安裝將使試驗結(jié)構(gòu)帶有很大的誤差。（4)同一試驗中選用的儀器種類應盡可能少，以便統(tǒng)一數(shù)據(jù)的精度，簡化量測數(shù)據(jù)的整理工作和避免差錯。（5）選用儀器時應考慮試驗的環(huán)境條件。應變量測的儀器有：機測引伸儀（手持式應變儀，千分表測應變裝置）、電阻應變計、電阻應變儀、電阻應變儀主要由振蕩器、量測電路、放大器、相敏檢波器和電源等部分組成。線位移傳感器：機械式百分表和千分表、張拉式位移傳感器、電阻應變式位移傳感器、滑動電阻式位移傳感器、線性差動電感式位移傳感器。裂縫觀測方法：肉眼觀察，貼應變片，涂導電漆膜，超聲波檢測。裂縫寬度量測儀器：讀數(shù)顯微鏡，裂縫讀數(shù)卡。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)：由傳感器、數(shù)據(jù)采集儀和計算機（控制器）三部分組成。傳感器部分的作用：是感受各種物理變量，如力、線位移、角位移、應變和溫度等，并把這些物理量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?。?shù)據(jù)采集儀的作用：是對所有的傳感器通道進行掃描，把掃描得到的電信號進行數(shù)字轉(zhuǎn)換以換成數(shù)字量，再根據(jù)傳感器特性對數(shù)據(jù)進行傳感器系數(shù)換算，然后將這些數(shù)據(jù)傳送給計算機，也可將這些數(shù)據(jù)打印輸出、存入磁盤。計算機的主要作用：是作為整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制器，控制整個數(shù)據(jù)的采集過程。在采集過程中，通過數(shù)據(jù)采集程序的運行，計算機對數(shù)據(jù)采集儀進行控制，采集數(shù)據(jù)還可以通過計算機進行處理，實時打印輸出、圖像顯示或存入磁盤文件。此外，計算機還可直接用于試驗數(shù)據(jù)處理。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的分類：大型專用系統(tǒng)，分散式系統(tǒng)，小型專用系統(tǒng)，組成式系統(tǒng)。滿載時間：對需要進行變形和裂縫寬度試驗的結(jié)構(gòu)，在標準短期荷載作用下的持續(xù)時間。開裂荷載：取試驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件出現(xiàn)第一條垂直裂縫或斜裂縫時的荷載。屈服荷載和屈服變形：取試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件在荷載稍有增加而變形有較大增長時所能承受的最小荷載和其相應的變形為屈服變形。對混凝土構(gòu)件是指受拉主筋應力屈服時的荷載或相應變形。極限荷載：取試驗構(gòu)件所能承受的最大荷載值。破壞荷載和極限變形：在試驗過程中，當試驗構(gòu)件喪失承載力或超過極限荷載后，下降到85%極限荷載時，所對應的荷載值即為破壞荷載，其相應變形為極限變形△u。延性系數(shù)：是試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件塑性變形能力的一個指標，按下式計算：μ=△u/△y退化率：退化率反映試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力隨反復加載次數(shù)增加而降低的指標。當研究強度退化時，用強度降低系數(shù)表示并按下式計算：λi=Qij，min/Qij，max能量耗散：結(jié)構(gòu)構(gòu)件吸收能量能力的好壞，可由滯回曲線所包圍的滯回環(huán)面積和它的形狀來衡量。由滯回曲線的面積可以求得等效粘滯阻尼系數(shù)he。簡答題！擬動力試驗的基本原理：基本原理是（1）用計算機直接參與試驗的執(zhí)行和控制，包括利用計算機按地震實際反應計算得到的位移時程曲線驅(qū)動和控制電液伺服加載器對結(jié)構(gòu)施加荷載。（2）同時進行結(jié)構(gòu)反應的量測和數(shù)據(jù)采集，經(jīng)檢測裝置處理后，聯(lián)機系統(tǒng)將結(jié)構(gòu)試驗得到的反應量立即輸入計算機，（3）從而得到結(jié)構(gòu)的瞬時非線性變形和恢復力之間的關系，（4）再由計算機算出下一次加載后的變形，并將計算所得到的各控制點的變形轉(zhuǎn)為控制信號，驅(qū)動加載器強迫結(jié)構(gòu)按實際地震反應實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的變形和受力。！！擬動力試驗主要試驗步驟：（1）在計算機系統(tǒng)中輸入地震加速度時程曲線，并按一定的時間間隔數(shù)字化。（2）把n時刻的地震加速度值代入運動方程，解出n時刻的地震反應位移值Xn。（3）由計算機控制電液伺服加載系統(tǒng)，將Xn施加到結(jié)構(gòu)上，實現(xiàn)這一步的地震反應。（4）量測此時試驗結(jié)構(gòu)的反力Fn，并代入運動方程，按地震反應過程的加速度進行n+1時刻的位移Xn+1的計算，量測試驗結(jié)構(gòu)反力Fn+1。（5）重復上述步驟，按輸入n+1時刻的地震加速度值，求解位移Xn+2和結(jié)構(gòu)反力Fn+2，連續(xù)進行加載試驗，直到試驗結(jié)束。誤差的類型：過失誤差，系統(tǒng)誤差，隨機誤差。隨機誤差具有下列特點：（1）在一定的量測條件下，隨機誤差的絕對值不會超過一定的限度。這說明量測條件決定了每一次量測所允許的誤差范圍。（2）隨機誤差數(shù)值是有規(guī)律的，絕對值小的出現(xiàn)的機會多，絕對值大的出現(xiàn)的機會少。（3）絕對值相等的正負誤差出現(xiàn)的機會相同。（4）隨機誤差在多次測量中具有抵償性質(zhì)，即對于同一物理量進行等精度量測時，隨著量測次數(shù)的增加，隨機誤差的算術平均值，將逐漸趨于零。因此，多次測量結(jié)果的算數(shù)平均值更接近于真實值。動力試驗與靜力試驗相比，有一些特殊的規(guī)律性：（1）引起結(jié)構(gòu)振動的動荷載是隨時間而改變的；（2）結(jié)構(gòu)在動荷載作用下的反應與結(jié)構(gòu)本身的動力特性有密切關系（3）動荷載所產(chǎn)生的動力效應有時遠遠大于其相應的靜力效應，可能使結(jié)構(gòu)遭受嚴重破壞。動荷載的特性包括作用力的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律等。動荷載參數(shù)的測定：直接測定法、間接測定法、比較測定法。直接測定法：是通過測定動荷載本身參數(shù)以確定其特性。間接測定法：是把要測定動力的機器安裝在有足夠彈性變形的專用結(jié)構(gòu)上，結(jié)構(gòu)下面為剛性支座。比較測定法：是通過比較振源的承載結(jié)構(gòu)（樓板、框架或基礎）在已知動荷載作用下的振動情況和待測振源作用下的振動情況，進而得出動荷載的特性數(shù)據(jù)。結(jié)構(gòu)的動力特性試驗：結(jié)構(gòu)的動力特性包括結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼比、振型等參數(shù)。這些參數(shù)決定于結(jié)構(gòu)的形式、剛度、質(zhì)量分布、材料特性及構(gòu)造連接等因素，而與外載無關。結(jié)構(gòu)的動力特性是進行結(jié)構(gòu)抗震計算、解決結(jié)構(gòu)共振問題及診斷結(jié)構(gòu)累積損傷的基本依據(jù)，因而結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)的測試是動力特性試驗的最基本內(nèi)容。結(jié)構(gòu)動力特性試驗：自由振動法，共振法，脈動法。脈動法對儀器的要求：（1）應注意下限頻率（2）要求高靈敏度的傳感器，（3）要有足夠數(shù)量的傳感器及相應的放大記錄設備。脈動法傳感器布置的原則：（1）找好中心位置布置平移振動測點，（2）在建筑物的兩側(cè)布置扭轉(zhuǎn)振動測點（3）在結(jié)構(gòu)突變處布置測點（4）在特殊部位處布置測點。結(jié)構(gòu)動力反應試驗：是測定結(jié)構(gòu)的振動參數(shù)及性狀。強震觀測：地震發(fā)生時，特別是發(fā)生強地震時，以儀器為手段記錄地面運動過程和工程結(jié)構(gòu)的動力反應的工作稱為強震觀測。試驗模型的要求：（1）模型結(jié)構(gòu)應與原型結(jié)構(gòu)幾何相似（2）應采用與實際結(jié)構(gòu)性能相近的材料制作模型（工程中最常見的結(jié)構(gòu)類型主要為混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)和由這幾種結(jié)構(gòu)相組合而成的組合結(jié)構(gòu)），（3）振動臺試驗模型制作工藝應嚴格要求。加載過程：可選擇一次性加載和多次加載。結(jié)構(gòu)風洞試驗模型可分為鈍體模型和氣彈模型兩種。鈍體模型注意用于研究風荷載作用下，結(jié)構(gòu)表面各個位置的風壓，氣彈模型則主要用于研究風致振動以及相關的空氣動力學現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)疲勞試驗：結(jié)構(gòu)物或構(gòu)件在重復荷載作用下達到破壞時的應力比靜力強度要低得多，這種現(xiàn)象稱為疲勞。振動按其特性可以分為確定性振動和隨機振動兩大類。確定性振動是按確定規(guī)律變化的運動，確定性振動又包括簡諧振動、復雜周期振動、非周期振動等形式。隨機數(shù)據(jù)的分析包括：（1）原始信號的處理（2）模數(shù)轉(zhuǎn)換（3）數(shù)據(jù)預處理（4）數(shù)據(jù)檢測（5）數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)預處理的目的：（1）確定經(jīng)過量化后的數(shù)字量與被測參量單位之間的換算關系，即校正數(shù)據(jù)的物理單位；（2）進行中心化處理，即將原始數(shù)據(jù)減去平均值的處理，以便簡化計算公式（3）消除趨勢項，趨勢項是指樣本記錄周期大于記錄長度的頻率成分，它可能是由于儀器的零點漂移或測試系統(tǒng)引起的，或者是變化緩慢的誤差等。結(jié)構(gòu)檢測：是為評定結(jié)構(gòu)的工程質(zhì)量或鑒定既有結(jié)構(gòu)的性能等所實施的檢測工作。檢測要求：檢測時應做到以下幾點：（1）測試方法必須符合國家有關的規(guī)范標準要求，測試單位必須具備資質(zhì)，測試人員必須取得上崗證書。（2）測試儀器必須標準，應確保所使用的儀器設備在檢定或校準周期內(nèi)，并處于正常狀態(tài)，其精度應滿足檢測項目的要求。（3）被測構(gòu)件的抽取、測試手段的確定、測試數(shù)據(jù)的處理要有科學性，切忌頭腦里先有結(jié)論而把檢測作為證明來對待。（4）檢測的原始記錄，應記錄在專用記錄紙上，數(shù)據(jù)準確，字跡清晰，信息完整，不得追記、涂改，如有筆誤，應進行杠改。當采用自動記錄時，應符合有關要求。原始記錄必須由檢測及記錄人員簽字。（5）現(xiàn)場取樣的試件或試樣應予以標識并妥善保存。當發(fā)現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)數(shù)量不足或檢測數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常情況時，應補充檢測。+6）建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測工作結(jié)束后，應及時修補因檢測造成的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件局部的損傷?；炷翉姸葯z測可采用回彈法、鉆芯法、超聲法、超聲回彈綜合法、后裝拔出法。混凝土強度檢測應注意；150回彈法檢測注意的幾個問題：154超聲法：超聲法利用混凝土的抗壓強度fcu與超聲波在混凝土中的傳播參數(shù)之間的相