《建筑结构试验》开卷考试试题

《建筑结构试验》开卷考试试题

1、⼟⽊⼯程试验分类：研究性试验和检验性试验（实验⽬的）、静⼒试验和动⼒试验（荷载性质）、实体（原型）试验和模型试验（实验对象）、实验室试验和现场试验（试验场地）、破坏性试验和⾮破坏性试验（结构或构件破坏与否）、短期荷载试验和长期荷载试验（时间长短）。2、结构试验⽬的：结构试验是指在结构物或试验对象上，利⽤设备仪器为⼯具，以各种试验技术为⼿段，在施加各种作⽤（荷载、机械扰动⼒、模拟的地震作⽤、风⼒、温度、变形等）的⼯况下，通过量测与试验对象⼯作性能有关的各种参数（应变、变形、振幅、频率等）和试验对象的实际破坏形态，来评定试验对象的刚度、抗裂度、裂缝状态、强度、承载⼒、稳定和耗能能⼒等，并⽤以检验和发展结构的计算理论。3、⽣产性试验和科研性试验⽬的：科研性试验⽬的在于验证结构设计的某⼀理论，或验证各科学的判断、推理、假设及概念设计的正确性，或者是为了创造某种新型结构体系及其计算理论，⽽系统地进⾏试验研究；⽣产性试验⽬的是通过试验来检验结构构件是否符合结构设计规范及施⼯验收规范的要求，并对检验结构作出技术结论。4、静⼒试验和动⼒试验区别：动⼒荷载随时间变化，⽽静荷载只要不再施加荷载它不随时间变化⽽变化；结构动⼒反应与结构⾃⾝的动⼒特性（结构固有参数）密切相关。5、短期试验和长期试验区别：短期荷载试验在进⾏结构试验时限于试验条件、时间和基于解决问题的步骤，不能代替长年累⽉进⾏的长期荷载试验，在分析试验结果时必须加以考虑；长期荷载试验即持久试验，它将连续进⾏⼏个⽉甚⾄数年，通过试验以获得结构的变形随时间变化的规律。为了保证试验的精度，经常需要对实验环境有严格的控制。如保持恒温恒湿，防⽌震动影响等。6、实验室试验和现场试验区别：实验室试验是指在有专门设备的实验室内进⾏的试验。实验室试验可以获得良好的⼯作条件，可以应⽤精密和灵敏的仪器设备进⾏试验，具有较⾼的准确度。甚⾄可以⼈为地创造⼀个适宜的⼯作环境，突出研究的主要⽅⾯，减少或消除各种不利因素对试验的影响，常⽤于研究性试验。现场试验是指在⽣产和施⼯现场进⾏的试验，和实验室相⽐，由于客观环境条件的影响，加载⽅法和量测⽅法受到⼀定的限制。所以应选择适当的检测试验⽅法以提⾼试验的准确度。7、结构试验过程阶段、试验规划：四个阶段：试验规划与设计、实验技术准备、实验设施实施和试验数据分析与总结。试验设计：试件设计、试验加载⽅案设计、试验观测设计、试验误差控制措施、试验安全措施。8、试件制作注意：根据试验⽬的，调查研究并收集汇总有相关资料（考察或⽹上），以确定试件的形状、尺⼨、数量和保证试件能达⽬的进⾏的构造措施设计（边界和局部加强）。9、加载装置的设计要求：加载装置应符合实际状态的边界条件（受⼒和变形条件）；有⾜够的强度、刚度和稳定性，确保装置在受⼒后其强度和变形能满⾜要求。10、实验荷载如何确定：检验结构正常使⽤性能的试验采⽤正常使⽤荷载（标准荷载）：恒载标准值+活载标准值。检验结构承载能⼒时则采⽤承载能⼒试验荷载。⽣产鉴定性试验⼀般为：恒载标准值*分项系数+活载标准值*分项系数，具体应按荷载规范要求计算。研究性试验，试验荷载要求达到结构破坏为⽌（破坏荷载）。11、模型试验主要参数、如何确定相似常数：⼏何尺⼨、荷载、质量分布、材料刚度、时间、边界条件；相似常数=模型量/原型量。12、确定多因素科研试验的试件参数：把握试验中的主要因素，尽量消除次要因素的影响。

13、确定相似条件⽅法、分析⽐较：1）⽅程式分析法：适⽤于能够对试验结果和试验条件之间的关系提出明确⽅程式的实验。2）量纲分析法：适⽤⽆法提出函数⽅程时，⽽仅利⽤知道哪些物理量影响试验过程中的物理现象，以及量测这些物理量的单位系统量纲即可的试验。14、实验荷载和实际荷载区别？实验荷载⼜称为模拟荷载，对产⽣模拟荷载的加载设备要求：实验荷载除少数在实际荷载下实测外，绝⼤多数是在模拟荷载作⽤下进⾏的。加载设备满⾜：1）产⽣的荷载应能够以⾜够的精度进⾏控制和测量。2）不应参与结构⼯作，不改变结构或构件的受⼒状态。3）设备本⾝应具备⾜够的强度和刚度。15、荷载图⽰、等效荷载？采⽤等效荷载时应注意问题：荷载图⽰：是根据实验⽬的确定的在实验结构上的荷载分布形式；等效荷载原则是改变后的加载图⽰所产⽣的最⼤内⼒值和整体变形应与原加载图⽰相同或接近。注意：当满⾜强度等效时，整体变形条件可能不完全等效，必须对实测变形进⾏修正，当弯矩等效时，需验算剪⼒对试件的影响。等效加载图式应满⾜下列条件：①等效荷载在控制截⾯上产⽣的主要内⼒应与计算内⼒值相等；②等效荷载产⽣的主要内⼒图形与计算内⼒图形相似；③对等效荷载引起的变形差别应给予适当修正；④控制裁⾯上的内⼒等效时，次要截⾯上的内⼒(如受弯构件的剪⼒)应与设计值接近。16、重物加载⽅法的作⽤⽅式及其特点、要求：重物加载是利⽤物体本⾝的重量施加在结构上作为荷载；特点：荷载值稳定，不会因结构的变形⽽减⼩，⽽且不影响结构的⾃由变形，适⽤于长期荷载和均布荷载试验；要求：⽤重物加载进⾏试验时应特别注意安全，结构底部应有保护措施，防⽌倒塌造成事故。17、液压加载系统组成？⽓压加载分为？哪些结构适合采⽤⽓压加载：液压加载：油泵、油管系统、千⽄顶、加载控制台、加载架和试验台座等。⽓压加载分为正压加载和负压加载。适⽤于均布荷载试验。18、现场动⼒试验的动⼒激振⽅法：⼈⼯振动加载法、⼈⼯爆炸激振法、环境随机振动激振法。

19、电液伺服加载系统的⼯作原理？与普通液压加载有何区别：电液伺服加载系统主要采⽤电液伺服阀进⾏控制，就在试验时以电参量通过伺服阀去控制⾼压油的流量，推动液压作动器执⾏元件对试件施加荷载，传感器检测出加载试件的某⼀⼒学参量，与控制电参量进⾏⽐较，得出差值信号控制电液伺服阀再推动液压作动器执⾏元件，使其向消除差值的⽅向动作。与普通液压加载相⽐有三个优点﹕(1)体积⼩﹐重量轻﹐惯性⼩﹐可靠性好﹐输出功率⼤﹔(2)快速性好﹔(3)刚度⼤(即输出位移受外负载影响⼩)﹐定位准确。缺点是加⼯难度⾼﹐抗污染能⼒差﹐维护不易﹐成本较⾼。20、环境随机振动激振法？特点：即脉动法：利⽤由地⾯脉动⽽引起的建筑物脉动的现象，来分析测定结构特性的⽅法；特点：不需要任何激振设备，⼜不受结构形式和⼤⼩限制。21、试验⽀座和⽀墩各作⽤？对其要求？对铰⽀座的基本要求：作⽤：⽀座⽀座都是试验装置中模拟结构受⼒和边界条件的重要组成部分，保证⽀承结构正确传递作⽤⼒。⽀座要求：采⽤钢制，按不同⽀撑条件适⽤合理构造形式。⽀墩要求：⼆⽀座的⾼差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜⼤于试件跨度的1／50，否则会在结构中产⽣附加应⼒，改变结构的⼯作机制。对铰⽀座的基本要求是：保证试件在⽀座处能⾃由转动，试件在⽀座处⼒的传递。22、量测仪器组成？量测技术：组成部分：感受部分、放⼤部分、显⽰记录部分。量测技术：①量测⽅法（如何量测）；

②量测仪器（了解或熟悉：原理、功能和使⽤⽅法）；③量测误差分析（量测数据多⼤程度反映客观事物）。

23、量测仪器的主要指标：量程、刻度值、分辨率、灵敏度K、精确度（测定值的最⼤误差÷量程＜±0.2℅）、滞后（同⼀输⼊量正反两个⾏程输出值间的偏差称为滞后）、零位温漂和满量程热漂移、线性范围、频响特性、相移特性。此外，由传感器、放⼤器、记录器组成的整套量测系统，还需注意仪器相互之间的阻抗匹配及频率范围的配合等问题。24、量测仪器选⽤原则：1）符合量测所需的量程及精度要求。2）动态试验量测仪表，其线性范围、频响特征，及相移特性应满⾜试验要求。3）安装于结构上的仪表或传感器要求⾃重轻，体积⼩，不影响结构的⼯作。4）同⼀试验选⽤仪表种类应尽量少，以便统⼀精度，便于数据处理和避免差错。5）仪表选⽤应结合试验的环境条件。25、测量仪为什么要率定？⽬的、意义：为了确定仪表的精确度或换算系数，确定其误差，将仪表值和标准值进⾏⽐较，称为率定。为了保证量测的精确度，新⽣产及出⼚的仪器都要经过率定，仪器在使⽤过程中，由各种原因难免引起⽰值改变，也应进⾏定期率定，在重要试验开始前，也应对仪表进⾏率定。26、如何测定结构应⼒？测量应变时对标距要求：直接测量应⼒⽐较困难，⽽是借助测定应变值，然后通过材料σ--ε关系曲线或⽅程换算为应⼒值，测定应变则是测出⼀定长度范围l内的长度变化Δl，再计算应变ε=Δl/l。标距要求：结构的应⼒梯度较⼤时，应变计标距应尽量⼩：混凝⼟结构，应⼤于2-3倍最⼤⾻粒径；砖⽯结构应⼤于6⽪砖；⽊结构中标距不⼩于20cm；对于钢材质材料，应变标距可取⼩些。27、电阻应变计的主要技术指标：1）电阻值R（n），120Ω。2）标距L，即敏感栅的有效长度。3）灵敏系数K。4）使⽤⾯积以标距l乘以敏感栅宽度a表⽰。5）线性输出时，所能量测的最⼤应变值。6）机械滞后。7）疲劳寿命。8）绝缘电阻。28、电阻应变计的⼯作原理：电阻应变⽚的⼯作原理是基于应变效应。电阻应变⽚的测量原理为：⾦属丝的电阻值除了与材料的性质有关之外，还与⾦属丝的长度，横截⾯积有关。将⾦属丝粘贴在构件上，当构件受⼒变形时，⾦属丝的长度和横截⾯积也随着构件⼀起变化，进⽽发⽣电阻变化。29、何谓全桥测量半桥测量？电桥的输出特性：当四个桥臂都接⼊电阻应变时称为全桥测量；将⼯作⽚接⼊AB桥臂，将另⼀应变⽚贴于与试件相同材料上，置于相同温度且不受荷载，将其接⼊BC桥臂，正好抵消⼯作⽚热输出的接法为半桥测量。输出特性：将信号放⼤。30、温度变化会给电阻应变测量带来影响？消除办法：应变⽚受温度变化影响产⽣变形。消除办法：温度补偿应变⽚法、应变⽚温度互补偿法。31、电测应变为什么要温度补偿？补偿⽅法：应变⽚反映的应变值含包试件与应变⽚受温度影响⽽产⽣的变形及试件材料与应变⽚温度线胀系数不同⽽产⽣的变形，所以要温度补偿。⽅法：温度补偿应变⽚法、应变⽚温度互补偿法。32、裂缝量测主要项⽬？裂缝宽度如何量测：裂缝的发⽣、裂缝的宽度、裂缝的长度。宽度测量⼀般⽤读数放⼤镜；较简单的⽅法是⽤印有不同宽度线条的宽度标尺和裂缝对⽐，来确定裂缝宽度。33、数据采集系统的三个原则：数据⽂件兼容性原则、字段分隔符合理性原则、数据类型⼀致性原则。

34、传感器的功能：不失真地将位移、加速度等振动参量转换为电量，输⼊放⼤器。传感器是测量系统的⼀种前置部件，它将输⼊变量转换为可供测量的信号。35、应⼒、位移测点如何布置？如何根据所测得应变分析结构好、构件内⼒：（1）在满⾜研究⽬的时，测点宜少不宜多，突出重点。（2）测点布置在最危险截⾯（控制截⾯）内⼒最⼤处，且电阻⽚的数量≥所求内⼒参数的个数。（3）为校核量测数据，或消除⼏何弯曲造成的偏⼼影响，⼀般在截⾯的对称点布置⼀定数量的电阻⽚。（4）为校核测量仪器，可在仪器上接试件的不受⼒处的应变⽚。（5）双向受⼒的板壳结构，要测取主应⼒的⼤⼩和⽅向，可在测点处

贴电阻应变花。（6）测点布置对试验⼯作要⽅便、安全。因为σ=ε*Ε，应变到应⼒的换算应根据试件材料的应⼒⼀应变关系和应变测点的布置进⾏，再由应⼒分析构件内⼒。电阻应变⽚测量技术的优点：1）应变⽚尺⼨⼩、重量轻，安装⽅便。2）测量灵敏度与精度⾼。3）测量应变的范围⼴。可量应变⼤4）可测量应⼒梯度较⼤的构件的应变。点应变5）频率响应好。可测动应变6）可测量特殊环境下的应变。7）可以实⾏测量结果的数字化和计算机处理。8）可以制成各种传感器。注意：①、只能测量构件表⾯的应变。②、应变⽚的测量值反映的是敏感栅下所覆盖⾯积下的平均值③、是局部测量。（逐点测量）（全场测量：光弹性法。）36、建筑结构静⼒试验的⽬的和意义：通过静载试验可以观测和研究结构或构件的承载⼒、刚度、抗裂性等基本性能和破坏机理。深⼊了解构件在各种基本作⽤⼒作⽤下的结构性能和承载⼒问题、荷载与变形的关系以及混凝⼟结构的荷载与裂缝的关系，还有钢结构的局部或整体失稳等问题。37、单调静⼒荷载试验？简述单调静⼒荷载试验的加载程序：单调加载静⼒试验是指在短时期内对试验对象进⾏平稳地⼀次连续施加荷载，即荷载从“零”开始⼀直加到构件破坏；此中要考虑时间效应的修正。加载程序：预载、标准荷载、破坏荷载。38、静⼒试验正式加载前为什么需要对结构进⾏预载试验？预载时应注意：1）使试件的⽀撑部位和加载部位接触良好，进⼊⼯作状态；2）检查全部试验装置的可靠性。3）检查全部观测仪器表⼯作正常与否。注意事项：预载⼀般分2-3级进⾏，预载值⼀般不超过标准载荷载值的40%，对混凝⼟构件，预载值应⼩于计算开裂荷载值。39、正式加载试验如何分级，对分级间隔时间有何要求？对在短期标准荷载作⽤下得恒载时间有何规定？为什么：分级：标准荷载前，分5级加⾄标准荷载，即每级为20%标准荷载，之后每级⼩于10%标准荷载加⾄破坏荷载的90%，之后以每级不⼤于5%标准载荷加载；分级间隔时间，钢结构不少于10min，混凝⼟、砌体和⽊结构不少于15min。加载时间：钢结构不少于30min，钢筋混凝⼟不少于12h；⽊结构不少于24h；砖砌体结构不少于72h；为了尽量缩短试验荷载与实际长期荷载作⽤的差别。40、对结构或构件进⾏内⼒和变形测量时，对测点的选择和布置有哪些要求：测点布置原则：①满⾜试验⽬的时，测点宜少不宜多；⽬的是：简化试验内容，节约经费开⽀，使重点观测项⽬突出。②测点位置：必须有代表性；以便获取最关键的数据，便于对试验结果进⾏分析和计算。③应布置⼀定数量的校核测点（对称）；保障量测数据真实可靠。④测点的布置对试验⼯作⽅便、安全；⽅便：指⽅便安装和測读管理；安全：防⽌试件变形过⼤造成对⼈员、设备的伤害应考虑安全措施，包括制定拆除仪表的条件（⼀般是在正常使⽤荷载的1.2-1.5倍时拆除）。41、受弯构件的实测挠度值如何计算和修正：结构和设备⾃重对挠度的修正：因量测挠度中不含⾃重作⽤产⽣的挠