第二章-靜載試驗-1

2.1概述(試驗過程)(一)建筑結(jié)構(gòu)試驗規(guī)劃與設(shè)計:試驗任務(wù)分析,試件設(shè)計,試驗裝置與加載方案設(shè)計,觀測方案設(shè)計,試驗中止條件和安全措施1.建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是組織工作的需要2.建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是結(jié)構(gòu)試驗特點的要求（1）建筑結(jié)構(gòu)試驗沒有固定的模式。（2）建筑結(jié)構(gòu)試驗耗資較大。（3）建筑結(jié)構(gòu)試驗周期長。3.建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成敗4.建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是體現(xiàn)技術(shù)水平和管理水平的窗口

第2章結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計原理(二)試驗技術(shù)裝備:試件制作,預(yù)埋傳感器元件,安裝試驗裝置及試件,安裝測量元件,調(diào)試標(biāo)定儀器設(shè)備,相關(guān)材料性能測試等(三)試驗實施過程:紀(jì)錄試件初始狀態(tài),采集并紀(jì)錄試驗數(shù)據(jù),觀測并紀(jì)錄試件特征反應(yīng)(裂縫,破壞形態(tài),聲音,熱特征,環(huán)境特征和其他信息)(四)試驗數(shù)據(jù)分析與總結(jié):整理試驗結(jié)果,判斷異常數(shù)據(jù),繪制試驗曲線圖表,分析試驗誤差,分析并總結(jié)試驗現(xiàn)象.

2.2結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計的基本原則1.真實模擬結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境和結(jié)構(gòu)所受到的荷載(主要是計算簡圖和邊界條件的模擬)2.消除次要因數(shù)的影響(試驗?zāi)康牟煌?影響因數(shù)不同,抓住主要矛盾,大系統(tǒng)測不準(zhǔn))3.將結(jié)構(gòu)反應(yīng)視為隨機(jī)變量4.合理選擇試驗參數(shù)(與試驗加載系統(tǒng),試驗結(jié)構(gòu)的具體性能)5.統(tǒng)一測試方法和評價標(biāo)準(zhǔn)(鑒定性用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),研究性用約定)6.降低試驗成本和提高試驗效率

2.3測試技術(shù)基本原理1.傳桿器:一中轉(zhuǎn)換器件,把物理量或化學(xué)量轉(zhuǎn)換為可以觀測\紀(jì)錄并加以利用的信號.2.測量:確定試驗結(jié)構(gòu)的反應(yīng)量值而進(jìn)行的過程.方式是比較3直接測量:無須經(jīng)過函數(shù)關(guān)系的計算,直接通過測量儀器得到被測量值(直尺,百分表)4.間接測量:在直接測量的基礎(chǔ)上,根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系,通過計算被測量值5.標(biāo)定:采用已知的標(biāo)準(zhǔn)物理量校正儀器或測量系統(tǒng)的過程6.測量單位計量標(biāo)準(zhǔn):我國國際單位M,,kg,s,A,K,cd,mol7.現(xiàn)代測量的特點：電測法，計算機(jī)的應(yīng)用３.1靜載試驗加載設(shè)備1.試驗荷載的作用方式必須使被試驗結(jié)構(gòu)或構(gòu)件產(chǎn)生預(yù)期的內(nèi)力和變形2.加載設(shè)備產(chǎn)生的荷載應(yīng)能夠以足夠的精度進(jìn)行控制和測量3.加載設(shè)備和裝置不應(yīng)參與結(jié)構(gòu)工作，不改變結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的受力狀態(tài)4.加載設(shè)備本身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度

第3章結(jié)構(gòu)靜載試驗３.2靜載試驗的加載設(shè)備一、重力加載系統(tǒng)1.重力直接加載圖３.１用重物作均勻加載1.重物2.試件3.支座4.支墩圖３.２用吊籃－重物作集中加載圖３.３用水作均勻加載的試驗裝置

1.水2.防水布3.斜撐4.試件注明：已建或新建橋梁的多加載試驗大都采用載重汽車作為重物加載。圖３.４杠桿加載裝置2杠桿加載法注明：需要一個錨固點承受向上的反力?！菊f明】重物加載：在建筑結(jié)構(gòu)試驗和檢驗中是最經(jīng)常使用的加載方法之一，是使用容重較大的又容易獲得的物質(zhì)對結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施加荷載的方法。重物加載的優(yōu)點是：

1.適于長時期的建筑結(jié)構(gòu)試驗，并能保持荷載值的穩(wěn)定；

2.荷載重物容易獲取，加載方法簡單方便，經(jīng)濟(jì)可靠。圖３.５單、雙向作用液壓加載器圖

1.端蓋2.進(jìn)油出油口3.油封裝置4.活塞桿

5.活塞6.工作油缸7.固定環(huán)二、液壓荷載系統(tǒng)1、液壓加載器（P20～P21）2、液壓千斤頂（P21～P23）手動液壓千斤頂：（P23圖3-11）無需電源，適合現(xiàn)場結(jié)構(gòu)靜載試驗和實驗室的試驗。扁式液壓千斤頂：砌體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場試驗（P23圖3-12）

主要用于混凝土、石材等建材產(chǎn)品及其它材料的抗壓強(qiáng)度的試驗。

采用液壓加荷、電子測力；具有數(shù)字顯示試驗力及加荷速度，最大試驗力保持等功能。該機(jī)還可配置計算機(jī)，可進(jìn)行數(shù)字采集、處理，也可直接將試驗結(jié)果打印和存儲。圖３.６電液式壓力試驗機(jī)3、液壓試驗機(jī)（P23）圖３.７電液伺服液壓系統(tǒng)的基本閉環(huán)回路

1.指令信號2.調(diào)整放大系統(tǒng)3.油源4.伺服閥

5.加載器6.傳感器7.反饋系統(tǒng)4、

電液伺服液壓試驗系統(tǒng)（P24～P25）它是動載試驗的主要加載設(shè)備之一，也常常用于靜載試驗。與常規(guī)液壓加載設(shè)備的區(qū)別見P24倒數(shù)第四行。【說明】液壓加載液壓加載在建筑結(jié)構(gòu)試驗中是理想的加載方法之一，它不但可以對建筑結(jié)構(gòu)物施加靜荷載，也可施加動荷載。液壓加載的原理清晰，加載設(shè)備操作簡單方便、安全可靠，能產(chǎn)生較大的荷載，而且荷載容易控制準(zhǔn)確穩(wěn)定，并能實現(xiàn)多點同步加載，是目前建筑結(jié)構(gòu)試驗應(yīng)用最廣技術(shù)先進(jìn)的加載方法之一。三、機(jī)械力荷載1、卷揚機(jī)、絞車加載P=φ·n·K·p圖３.８拉力測力裝置布置圖2、螺旋千斤頂加載3、螺旋、彈簧加載4、倒鏈【說明】機(jī)械式加載機(jī)械式加載方法就是利用簡單的機(jī)械設(shè)備對結(jié)構(gòu)施加荷載，機(jī)械式加載對建筑結(jié)構(gòu)可施加集中荷載。機(jī)械式加載的優(yōu)點是加載機(jī)械設(shè)備簡單可靠，實現(xiàn)加載容易。四、氣壓加載圖３.９氣壓加載裝置示意圖

自上而下共有6層裝置：

1.螺母2.壓梁3.拼合木板4.氣囊5.試件6.試驗支座1.氣壓加載適合對板殼結(jié)構(gòu)施加均布荷載。2.加載方式：

正壓加載：空氣壓縮機(jī)對氣囊充氣

（見上一頁圖2.11）

負(fù)壓加載：

真空泵抽出結(jié)構(gòu)或構(gòu)件與試驗臺座之間形成的氣密空間的空氣

（見P27圖3-20）

2.2試驗裝置的支座設(shè)計一、試件支承裝置包括：支座與支墩

圖３.１０鉸支座的形式和構(gòu)造1.必須保證結(jié)構(gòu)在支座處能自由轉(zhuǎn)動和結(jié)構(gòu)在支座處能正確地傳遞力。2.鉸支座處的上下墊板要有一定剛度。墊板厚度d可按下式計算：3.滾軸強(qiáng)度的要求。并按下式進(jìn)行強(qiáng)度驗算

表1.1滾軸直徑選用表

4.試驗裝置1.荷載2.荷載傳感器3.墊塊4.墊塊5.支墩6.承載臺7.試件8.墊塊9.支座10.墊塊11.分配梁圖３.1１受彎構(gòu)件試驗裝置示意圖圖2.14受壓構(gòu)件試驗裝置示意圖

1.荷載2.墊塊3.荷載傳感器4.支座5.試件6.承載臺【說明】1．支座：支座的工作狀況是支座與試驗結(jié)構(gòu)表面接觸支承著試驗結(jié)構(gòu)，支座的反力作用于試驗結(jié)構(gòu)，支座本身由支墩支承。2．支墩：支墩與地面接觸，是支座的支承裝置。試驗室使用鋼制或鋼筋混凝土制的支墩，支墩可以自由移動?，F(xiàn)場進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗時使用的支墩由磚塊砌筑或由混凝土澆注而成，這些支墩往往是一次性使用，所以它們的結(jié)構(gòu)是簡易的。支墩保證抗壓強(qiáng)度和穩(wěn)定要求。圖３.1３分配梁設(shè)置示意圖二、分配梁圖３.1４豎向分配梁示意圖

1.試驗?zāi)Ｐ?.支撐架3.調(diào)節(jié)系統(tǒng)4.分配梁圖３.1５荷載架示意圖

a)1.橫梁2.千斤頂3.地腳螺栓

b)1.三角架2.千斤頂3.壓梁

c)1.試件2.伺服千斤頂3.地腳螺栓三、荷載架(P31)

1.豎向荷載架；2.水平荷載架；3.反力墻圖３.1６抗彎大梁臺座的荷載試驗裝置四、結(jié)構(gòu)試驗臺座(P30)1.抗彎大梁式臺座和空間桁架式臺座圖３.1７空間桁架式臺座2.地面試驗臺座圖３.１８兩種板式試驗臺圖３.１９箱式試驗臺座示意圖

1.實驗試件2.荷載架3.千斤頂4.液壓操作臺5.臺座孔圖３.2０現(xiàn)場試驗加荷方案圖

1.實驗試件2.荷載架3.平衡重4.鋪板5.橫梁五、現(xiàn)場試驗的荷載裝置六、結(jié)構(gòu)試驗對試件設(shè)計的構(gòu)造要求圖2.23試件設(shè)計時考慮加荷需要的構(gòu)造措施【思考題】

1.下列（D）不屬于科學(xué)研究性試驗。A．驗證結(jié)構(gòu)計算理論的假定B．為制訂設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)C．為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料與新工藝提供實踐經(jīng)驗D．服役結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定2.下列（E）不屬于長期荷載試驗。A混凝土的徐變B預(yù)應(yīng)力鋼筋的松弛C混凝土的碳化D鋼筋的銹蝕E混凝土試塊150*150*150抗壓試驗3.結(jié)構(gòu)試驗中用分配梁傳遞荷載的下列裝置中，不正確的是（）4.（ ）不僅可以對建筑物施加靜力荷栽，也可以施加動力荷栽。

A．重物加載B．機(jī)械式加載

C．氣壓加載D．液壓加載5.下列各種試驗方法中，屬于靜力試驗的是。（）A循環(huán)加載B彈簧和螺旋千斤頂機(jī)械加載C用慣性力激振加載

D地震模擬振動臺加載6.結(jié)構(gòu)試驗中用分配梁傳遞荷載的下列裝置中，不正確的是（）7.氣壓加載對建筑結(jié)構(gòu)可施加均布荷載和集中荷載。（ ）8.下列哪種不是重力加載法的加載設(shè)備?(

)

A.砝碼

B.

杠桿

C.

水箱

D.

卷揚機(jī)9.機(jī)械式加載對建筑結(jié)構(gòu)可施加均布荷載。（

）10.動力試驗也稱為結(jié)構(gòu)靜力單調(diào)加載試驗，是結(jié)構(gòu)試驗中數(shù)量最大、最常見的基本試驗。（

）11.按試驗?zāi)康目蓪⒔Y(jié)構(gòu)試驗分為

性試驗和

性試驗。

12.水可作為對建筑結(jié)構(gòu)施加的

。

13．重物加載的優(yōu)缺點是什么？14．荷載支承裝置應(yīng)滿足哪些條件？15．

支墩的作用是什么？選擇或設(shè)計支墩應(yīng)考慮哪些因素？16．

給出某種支承裝置的反力圖示?！静糠执鸢浮?/p>

13.重物加載的優(yōu)點是：(1)適于長時期的建筑結(jié)構(gòu)試驗，并能保持荷載值的穩(wěn)定；(2)荷載重物容易獲取，加載方法簡單方便，經(jīng)濟(jì)可靠。重物加載的缺點是：由于重物荷載的體積龐大，在進(jìn)行建筑構(gòu)破壞性實驗過程中應(yīng)采取盡安全保護(hù)等措施，保證試驗的安全。14.荷載支承裝置必須具有足夠的強(qiáng)度和剛度，才能勝任工作保證實驗順利進(jìn)行。荷載支承裝置分為豎向荷載支承裝置和水平荷載支承裝置。

15.支墩與地面接觸，是支座的支承裝置。試驗室使用鋼制或鋼筋混凝土制的支墩，支墩可以自由移動?，F(xiàn)場進(jìn)行結(jié)構(gòu)試驗時使用的支墩由磚塊砌筑或由混凝土澆注而成，這些支墩往往是一次性使用，所以它們的結(jié)構(gòu)是簡易的。支墩的上表面應(yīng)預(yù)埋鋼板。支墩自身應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和較大的剛度，支墩的底面積要保證在試驗過程中不產(chǎn)生過量的不均勻沉降。2.3應(yīng)變測試技術(shù)一、

電阻應(yīng)變片的工作原理

利用電阻應(yīng)變片作為傳感元件，將應(yīng)變片貼在被測物體上，會隨被測物體的變形而拉長或收縮，從而改變電阻值，反映被測物體應(yīng)變的大小。圖2.24金屬絲電阻應(yīng)變計組成

待測非電量ε

電阻變化△R

應(yīng)變值ε①感受應(yīng)變：ε

△R②測量△R：應(yīng)變儀將應(yīng)變片的△R→△U或△I，惠斯頓電橋；放大器；輸出應(yīng)變值。

圖2.25金屬絲的電阻應(yīng)變原理

1.受力前的金屬絲2.受力后的金屬絲應(yīng)變片的敏感柵工作面積：應(yīng)變片敏感柵長寬之積S=L*b。

L-柵長標(biāo)距

b-柵寬注意：盡量選用L大、b小的應(yīng)變片。二.應(yīng)變片的規(guī)格——幾何參數(shù)圖2.26電阻應(yīng)變片構(gòu)造示意圖

1.引出線2.電阻線3.覆蓋層4.基底層三、電阻應(yīng)變片的構(gòu)造電阻應(yīng)變片的主要技術(shù)指標(biāo)如下；⑴電阻值R（Ω）；⑵標(biāo)距；⑶靈敏系數(shù)K。1.應(yīng)變片電阻值：指應(yīng)變片在未安裝、不受外力、室溫條件下的電阻值。單片阻值：單個應(yīng)變片的標(biāo)定電阻值。標(biāo)準(zhǔn)名義阻值：人為規(guī)定的生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，為一定值，如120Ω、240Ω。一般應(yīng)變儀是按120Ω應(yīng)變片要求設(shè)計的。平均名義阻值：一批應(yīng)變片抽樣標(biāo)定，電阻值取平均、求公差。如120±0.5%或120±0.6Ω。2.靈敏系數(shù)：單向受力狀態(tài)下，敏感柵縱向中心線與應(yīng)力方向平行時，應(yīng)變片電阻值的相對變化與沿其縱向的應(yīng)變之比值電阻絲端頭橫向變形，電阻應(yīng)變片的實際靈敏度K≤K0。實際工作中一般采用標(biāo)定的方法確定應(yīng)變片的靈敏度。靈敏系數(shù)K值與敏感柵的材料和構(gòu)造有關(guān)，由生產(chǎn)廠家標(biāo)定給出。常用應(yīng)變片的K值為1.7—3.6之間。由上式可知，只要測出敏感柵的電阻變化率即可確定構(gòu)件的應(yīng)變?！纠}】等強(qiáng)度梁靜態(tài)應(yīng)變測試采用等強(qiáng)度鋼梁，鋼梁的μ=0.285，L=150mm,室溫、單向受力狀態(tài)，應(yīng)變片絲柵方向與最大主應(yīng)變方向一致，采用砝碼在梁一端施加作用力P=0.1KN，測得撓度為1.5mm，實測量得電阻由120Ω變?yōu)?20.12Ω，求得應(yīng)變片的實際靈敏度K。梁高h(yuǎn)=5mm梁長L=150mmP⑴△R/R:△R/R=（120.12-120）/120=0.001⑵ε:σ=Eε=Mh/2I①

f=ML2/3EI②①/②:ε=hf/L2=0.0005⑶K:K=△R/R/ε=2.0圖2.27幾種電阻應(yīng)變片

1，2，3，7，9.箔式電阻應(yīng)變片4.半導(dǎo)體應(yīng)變片

5.絲繞式電阻應(yīng)變片6.短接式電阻應(yīng)變片8.焊接電阻應(yīng)變片四、電阻應(yīng)變片的種類1.金屬類

①金屬絲式應(yīng)變片:絲繞式、短接式Φ0.01-0.03mm，響應(yīng)時間為10-7s，散熱效果差，許用電流低。圓角線柵，橫向效應(yīng)大；直角線柵，制作復(fù)雜。

②箔式應(yīng)變片:3-10μm厚的康銅或其它合金膜，光刻印刷。目前主要使用的一種傳感器。橫向效應(yīng)小，散熱好于絲式。③薄膜式應(yīng)變片：800℃厚度≤0.1μm的金屬薄膜，真空電鍍制造，用于高溫等特殊條件2.半導(dǎo)體式應(yīng)變片（壓阻效應(yīng)）:半導(dǎo)體材料，根據(jù)壓阻效應(yīng)制成。靈敏系數(shù)高，K>100，可直接用萬用表測應(yīng)變響應(yīng)時間僅有10-11s

熱穩(wěn)性能差；大應(yīng)變時，非線形較大，多用于測量500以下的小應(yīng)變。3.應(yīng)變花：在一個基底上有幾個按一定角度排列的敏感柵的應(yīng)變片。測量主應(yīng)力方向未知條件下平面應(yīng)力狀態(tài)。自補償應(yīng)變片：用于高低溫和溫差大的條件

五、應(yīng)變片的選用與應(yīng)變片粘結(jié)工藝

【應(yīng)變片選用】

工作環(huán)境：溫度保證、地下工程中防潮特性好被測物材料性質(zhì):彈模高,基長小;粗晶粒巖石混凝土選用基長長按被測試件受力狀態(tài)和應(yīng)變性質(zhì)：應(yīng)變花變化大選用基長小，變化小選用基長按測量精度：標(biāo)距、電阻值、靈敏度【應(yīng)變片粘結(jié)工藝】應(yīng)變片檢查：外觀檢查、電阻值檢查表面處理：刮刀除銹、砂布打磨、脫脂棉擦洗、吹風(fēng)機(jī)烘干貼片與固化：畫線、涂膠、用玻璃紙壓、調(diào)整、補膠粘貼質(zhì)量檢查：外觀檢查、電阻值檢查、絕緣電阻檢查、連接電阻應(yīng)變儀檢查連接導(dǎo)線：導(dǎo)線固定、導(dǎo)線焊接防潮處理：凡士林、石蠟等六、電阻應(yīng)變儀測量應(yīng)變應(yīng)變儀工作原理構(gòu)件的應(yīng)變值一般均很小，當(dāng)材料處于彈性階段時應(yīng)變約為10-6—10-2，故應(yīng)變片的電阻變化率很小,需用專門儀器進(jìn)行測量,測量應(yīng)變片的電阻變化率并能自動轉(zhuǎn)化為應(yīng)變的儀器稱為電阻應(yīng)變儀。其基本測量電路為惠斯登電橋,如下圖所示。圖2.28惠斯登電橋

電橋的四個臂電阻分別為R1、R2、R3和R4，在A、C端接電源,B、D端為輸出端。惠斯登電橋的特點是：當(dāng)它的橋臂上的四個電阻滿足關(guān)系時，其輸出端的輸出電壓為零,此時,稱為“電橋平衡”。如果電橋在接上電阻R1、R2、R3和R4時處于平衡狀態(tài),那么當(dāng)上述電阻改變了△R1，△R2，△R3和△R4時，電橋就有可能不平衡，其輸出端將有電壓輸出。當(dāng)電阻改變量與阻值相比很小時，輸出的電壓與電阻的改變量的關(guān)系為：

U--供橋電壓

實驗時通常將粘貼在構(gòu)件上的四個相同規(guī)格的應(yīng)變片作為橋臂上的四個電阻，如下圖所示。當(dāng)試件受力時，上述應(yīng)變片感受到的應(yīng)變分別為ε1，ε2，ε3和ε4，相應(yīng)的電阻改變量分別為△R1，△R2，△R3和△R4，代入得電橋的輸出電壓力：應(yīng)變儀的輸出結(jié)果（應(yīng)變讀數(shù)）為：

這種接線法稱為全橋接線法

這個關(guān)系可用“鄰臂相減，對臂相加”概括。這叫做電橋的加減特性。有時只在電橋的AB和BC端接應(yīng)變片，而在AD和DC端接應(yīng)變儀內(nèi)部的兩個阻值相等的標(biāo)準(zhǔn)電阻，見下圖。因R內(nèi)不受構(gòu)件變形的影響，則這種接線法稱為半橋接線法2.橋路組成的類別（a）等臂橋路（b）1/4電橋橋路（c）半橋橋路（d）全橋橋路半橋接法：兩個應(yīng)變片作電橋的相鄰臂，另兩臂用應(yīng)變儀電橋盒中精密無感電阻。全橋接法：電橋四個臂均由應(yīng)變片構(gòu)成。消除導(dǎo)線電阻的影響，提高靈敏度3.溫度補償技術(shù)因環(huán)境溫度變化引起的虛假應(yīng)變。Eg,電阻絲的電阻溫度變化;

應(yīng)變片與試件膨脹系數(shù)的不同造成的誤差。

【方法】溫度補償：補償塊補償法；工作片補償法（1）拉彎—工作片補償和補償塊補償【問題】當(dāng)單純補償片所用的補償板和待測材料不同時，產(chǎn)生的虛假應(yīng)變值εf為多大？（2）拉彎—丁字片補償圖2.28測量拉力的另一種方法4.各種應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測量（1）單向應(yīng)力狀態(tài)下的應(yīng)力應(yīng)變測量①半橋四片補償塊補償法測拉壓②全橋四片測拉壓【問題】

1、上述四片應(yīng)變片在接橋時，可以隨意互換嗎？

2、可以采用半橋接法嗎？③全橋四片補償片測拉壓R3R2R4（2）主應(yīng)力方向已知的平面應(yīng)力測量σ2ε1ε2ε3ε4（3）主應(yīng)力方向未知的平面應(yīng)力測量應(yīng)變花貼片，查表【思考題】1.簡述電阻應(yīng)變片的測試原理

2.說明金屬電阻應(yīng)變片的組成和種類。電阻應(yīng)變片有哪些主要特性參數(shù)？3.說明電阻應(yīng)變式力學(xué)量傳感器的基本原理？并簡要指導(dǎo)其靜態(tài)靈敏度系數(shù)。4.下列哪個不是電阻應(yīng)變計主要技術(shù)指標(biāo)(

)。A.頻率響應(yīng)

B.

電阻值

C.

標(biāo)距

D.

靈敏度系數(shù)5.電阻應(yīng)變計中金屬絲的靈敏系數(shù)，表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變計的相對電阻變化。靈敏系數(shù)

____，單位應(yīng)變引起的電阻變化也___。

6.貼電阻片處的應(yīng)變?yōu)?500με，電阻片的靈敏系數(shù)K＝2．0，在這個電阻片上應(yīng)產(chǎn)生的電阻變化率應(yīng)是下列哪一個？()A．0．2％B．0．4％C．0．1％D．0．3％7.在現(xiàn)場進(jìn)行建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)變測量時，為了確保試驗的可靠性常常使用（）橋路。

A.半橋測量 B．全橋測量

C．半橋測量D.全橋測量8.當(dāng)惠斯頓電橋橋臂上的電阻全部是應(yīng)變片,且應(yīng)變片的靈敏系數(shù)全部相等,此時稱之為半橋測量。（

）10.電阻應(yīng)變片的靈敏度系數(shù)K

指的是()。A.應(yīng)變片電阻值的大小B.單位應(yīng)變引起的應(yīng)變片相對電阻值變化

C.應(yīng)變片金屬絲的截面積的相對變化

D.應(yīng)變片金屬絲電阻值的相對變化

電阻應(yīng)變片在工作時下列哪種參數(shù)不發(fā)生變化()。

A.電阻B.金屬絲長度

C.金屬絲截面積D.金屬絲重量【部分答案】1.電阻應(yīng)變片的工作原理是基于金屬的應(yīng)變效應(yīng)。金屬絲的電阻隨著它所受的機(jī)械變形(拉伸或壓縮)的大小而發(fā)生相應(yīng)的變化的現(xiàn)象稱為金屬的電阻應(yīng)變效應(yīng)。原理：因為金屬絲的電阻與材料的電阻率及其幾何尺才(長度和截面積有關(guān)，而金屬絲在承受機(jī)械變形的過程中，這三者都要發(fā)生變化，因而引起金屬絲的電阻變化。2.①由四部分組成：敏感柵、基底、蓋層、粘結(jié)劑、引線。分類：（1）絲式應(yīng)變片：回線式應(yīng)變片；短接式應(yīng)變片（2）箔式應(yīng)變片

（3）薄膜應(yīng)變片（4）半導(dǎo)體應(yīng)變片②其主要特性參數(shù)：靈敏系數(shù)、橫向效應(yīng)、機(jī)械滯后、零漂及蠕變、溫度效應(yīng)、應(yīng)變極限、疲勞壽命、絕緣電阻、最大工作電流、動態(tài)響應(yīng)特性。3.通過彈性敏感元件轉(zhuǎn)換作用，將位移、力、力矩、加速度、壓力等參數(shù)轉(zhuǎn)換為應(yīng)變因此可以將應(yīng)變片由測量應(yīng)變擴(kuò)展到測量上述參數(shù)，從而形成各種電阻應(yīng)變式傳感器。2.4靜載試驗的量測儀器一、

試驗儀器儀表的主要技術(shù)性能指標(biāo)(P40~41)

⑴刻度值：

⑵量程：超載、工作頻率范圍

⑶靈敏度

⑷分辨率：能測量的最小變化量零點和90%滿量程

⑸線性度

⑹穩(wěn)定性(漂移)：穩(wěn)定度：時間上的穩(wěn)定性表示方法：δs＝1.3mV/8h；δs＝0.3ε/d環(huán)境影響：βu＝0.02mA/10%；βr＝0.3Ω/℃

二.結(jié)構(gòu)試驗對儀器設(shè)備的使用要求(P41～42)三、位移量測儀表(P42)：線位移傳感器圖2.29幾種常用位移傳感器構(gòu)造原理圖

1.測桿2.外殼3.彈簧4.電阻應(yīng)變片5.電阻絲6.線圈7.電纜圖2.30傾角傳感器示意圖

1.長水準(zhǔn)管2.水準(zhǔn)泡3.讀數(shù)盤4.測微輪5.試件

6.圓水準(zhǔn)器7.電阻應(yīng)變片8.質(zhì)量塊四、轉(zhuǎn)角量測儀表(P46)：傾角傳感器圖2.31幾種測力計及傳感器五、力量測儀器(P47)：測力傳感器六、裂縫量測儀器(P48)圖2.32應(yīng)變片或?qū)щ娖崮び^測裂縫示意圖電阻突變點：放大鏡觀測法、荷載—撓度曲線法、連續(xù)布置應(yīng)變計法放大鏡、顯微鏡、應(yīng)變漆、應(yīng)變片【思考題】1.下列哪種儀器不能測量應(yīng)變?()A.電阻應(yīng)變儀 B.手持應(yīng)變儀

C.位移計 D.讀數(shù)顯微鏡2.結(jié)構(gòu)靜力試驗時，安裝在結(jié)構(gòu)上的儀表，要求剛度小，不影響被測結(jié)構(gòu)的工作性能。

()3.結(jié)構(gòu)靜力試驗加載分級是為了便于觀察變形與荷載的關(guān)系。()4.一般情況下，選用儀器的量程可以與被測值的最大值相同。()5.在滿足靜載試驗?zāi)康牡那疤嵯?，測點宜少不宜多。()

6.為觀測裂縫而連續(xù)布置的應(yīng)變測量儀器在裂縫出現(xiàn)時，跨裂縫的儀器的讀數(shù)將有較大的躍變，而相鄰測點儀器的應(yīng)變讀數(shù)一般會()。

A.變大B.變小

C.不變D.不確定7、試列舉測試儀器的靜態(tài)特性技術(shù)指標(biāo)。（至少5個）8、（）測量方法適用于持久的應(yīng)變測量，其特點是結(jié)構(gòu)簡單，易于操作，可適用于非常惡劣的應(yīng)變測試環(huán)境，測量結(jié)構(gòu)混凝土表面應(yīng)變具有足夠的精度。

A．電阻應(yīng)變B．手持式應(yīng)變儀

9、（）測量方法的主要特點是：測試靈敏度高，標(biāo)距小、滯后小和在復(fù)雜的環(huán)境中也可完成應(yīng)變測量。

A．電阻應(yīng)變B．手持式應(yīng)變儀10.鋼筋混凝土梁受集中荷載作用，按下圖各截面的測點布置，哪一組應(yīng)變測點可測得截面上Mmax產(chǎn)生的正應(yīng)力及其分布規(guī)律()。

A．①D．②C.③D④2.5試驗準(zhǔn)備與實施一、荷載圖式的選擇與設(shè)計1.荷載圖式【概念】試驗荷載在試驗結(jié)構(gòu)構(gòu)件上的布置形式(包括荷載類型和分布情況)稱為荷載圖式；【原則】荷載圖式應(yīng)與理論計算簡圖相一致；如果無法或不便滿足，應(yīng)采用與計算簡圖等效的荷載圖式?！镜刃Ш奢d】加在試件上、使試件產(chǎn)生的內(nèi)力圖形與計算簡圖相近、控制截面的內(nèi)力值相等的荷載。2.等效荷載：圖2.33等效荷載示意二、加載程序

加載級距、加載卸載、循環(huán)次數(shù)、級間間歇時間等的有序安排。

圖2.34單調(diào)靜力荷載試驗加載程序(P40)預(yù)載【目的】使試件接觸良好、進(jìn)入正常工作狀態(tài)，荷載荷變形關(guān)系趨于穩(wěn)定檢驗全部試驗裝置的可靠性；檢測量測的儀表工作是否正常；檢查現(xiàn)場組織工作和人員情況，起演習(xí)作用【要求】加載分三級進(jìn)行，每級取標(biāo)準(zhǔn)值的20%。每級間停歇10分鐘；對于混凝土?xí)r間，預(yù)載值不宜超過開裂荷載的70％。卸載分級進(jìn)行

2.標(biāo)準(zhǔn)荷載試驗與破壞試驗三、試驗加載裝置的設(shè)計

強(qiáng)度要求；剛度要求；真實性要求；簡便性要求2.6試驗前期準(zhǔn)備(自學(xué))2.7試驗觀測方案設(shè)計一、觀測項目的確定

說明外部作用荷結(jié)構(gòu)變形的相互關(guān)系?！咀冃巍糠从辰Y(jié)構(gòu)整體工作狀況、局部的工作狀況【常用參數(shù)匯總】

結(jié)構(gòu)靜力試驗中(表2.2)

結(jié)構(gòu)偽靜力試驗中(表2.3)

結(jié)構(gòu)擬動力試驗、振動臺中(表2.4)二、測點的選擇與布置(P41)【原則】測點宜少不宜多，突出重點；必須有代表性；布置一定數(shù)量校核點；便于安全測試。三、儀器的選擇與測讀的原則(P41)【儀器的選擇】精度和量程要求、機(jī)械和電測儀器的比較、測讀時間【讀數(shù)的原則】按一定的時間間隔、恒載、記錄環(huán)境情況、及時整理數(shù)據(jù)

強(qiáng)調(diào)一下：全部測點讀數(shù)時間基本一致。四、測定方法表2.2表2.3表2.41.整體變形測量：板、梁、屋架等受彎構(gòu)件：最大撓度控制，消除支座沉降等誤差；柱、框架等，兩個方向布置測點；儀表設(shè)置在固定不動點上。2.局部變形測量：控制截面的局部變形受彎構(gòu)件：彎距最大截面沿高度方向布置；軸向受力構(gòu)件、偏心受壓構(gòu)件、受扭構(gòu)件。3.裂縫測量【初裂縫觀測】開裂荷載：構(gòu)件出現(xiàn)第一批寬度不大于0.05mm裂縫時的荷載。內(nèi)部裂隙：光纖傳感器、聲發(fā)射、電磁輻射【裂縫寬度觀測】受彎構(gòu)件的正截面裂縫：在構(gòu)件側(cè)面受拉主筋高度處測量最大裂縫寬度；斜截面的裂縫：應(yīng)在斜裂縫與箍筋交匯處或斜裂縫與彎起鋼筋交匯處測量斜裂縫寬度?！玖芽p分布圖】最大裂縫三條、裂縫的行跡、荷載、裂縫位置和展開寬度。4.承載力確定：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)破壞：(1)在荷載不再增加的情況下，由設(shè)置在構(gòu)件受拉主筋處的應(yīng)變測點測出連續(xù)變化的應(yīng)變，或受拉主筋的拉應(yīng)變達(dá)到104με；(2)跨中撓度達(dá)到跨度的1/50，懸臂結(jié)構(gòu)的撓度達(dá)到懸臂長的1/25；(3)受拉主筋處的垂直裂縫寬度達(dá)到1.5mm；(4)受剪斜裂縫寬度達(dá)到1.5mm，或斜裂縫末端受壓區(qū)混凝土剪壓破壞，或沿斜截面混凝土斜壓破壞；(5)受拉主筋在端部滑脫達(dá)0.2mm，或其它錨固破壞；(6)受拉主筋拉斷；(7)受壓構(gòu)件的混凝土被壓壞。2.8靜載試驗資料的整理與分析一、試驗數(shù)據(jù)的處理借助材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)的知識【撓度計算】簡支梁板：支座沉降、自重、設(shè)備重力、加載圖式懸臂構(gòu)件：支座轉(zhuǎn)角、支座沉降支座測點偏移、結(jié)構(gòu)徐變影響【應(yīng)力計算】應(yīng)力值、主應(yīng)力的方向【內(nèi)力計算】根據(jù)實測的應(yīng)變值計算截面內(nèi)力拉壓構(gòu)件：軸向力拉彎構(gòu)件：軸向力和彎距二、各種曲線圖繪制選擇合適的坐標(biāo)系，使曲線在45°附近1.荷載—變形曲線：反映結(jié)構(gòu)工作的全過程及基本性質(zhì)。2.荷載—應(yīng)變曲線：反映荷載與應(yīng)變的關(guān)系及應(yīng)變與荷載增