第六章 结构动载试验

第一章概述1．动力荷载类型：根据何在是否随时间变化，或随时间变化速率的不同，荷载分为静荷载和动荷载根据荷载是否已预先确定，动荷载可以分为两类：确定性（非随机）荷载和非确定性（随机）荷载。

确定性荷载是荷载随时间的变化规律已预先确定，是完全已知的时间过程；非确定性荷载是荷载随时间变化的规律预先不可以确定，是一种随机过程。

根据荷载随时间的变化规律，动荷载可以分为两类：周期荷载和非周期荷载。

根据结构对不同荷载的反应特点或采用的动力分析方法不同，周期荷载分为简谐荷载（机器转动引起的不平衡力）和非简谐周期荷载（螺旋桨产生的推力）；非周期荷载分为冲击荷载（爆炸引起的冲击波）和一般任意荷载（地震引起的地震动）。

2．结构动力学与静力学的主要区别：惯性力的出现或者说考虑惯性力的影响3．结构动力学计算的特点：①动力反应要计算全部时间点上的一系列解，比静力问题复杂且要消耗更多的计算时间②于静力问题相比，由于动力反应中结构的位置随时间迅速变化，从而产生惯性力，惯性力对结构的反应又产生重要的影响4．结构离散化方法：将无限自由度问题转化为有限自由度问题集中质量法：是结构分析中最常用的处理方法，把连续分布的质量集中到质点，采用真实的物理量，具有直接直观的优点。

广义坐标法：广义坐标是形函数的幅值，有时没有明确的物理意义，但是比较方便快捷。

有限元法：综合了集中质量法与广义坐标法的特点，是广义坐标的一种特殊应用，形函数是针对整个结构定义的；有限元采用具有明确物理意义的参数作为广义坐标，形函数是定义在分片区域的。

①与广义坐标法相似，有限元法采用了形函数的概念，但不同于广义坐标法在全部体系(结构)上插值(即定义形函数),而是采用了分片的插值(即定义分片形函数)，因此形函数的公式(形状)可以相对简单。

②与集中质量法相比，有限元法中的广义坐标也采用了真实的物理量，具有直接直观的优点。

5．结构的动力特性：自振频率、振型、阻尼第二章分析动力学基础及运动方程的建立1．广义坐标：能决定质点系几何位置的彼此独立的量；必须是相互独立的参数2．约束：对非自由系各质点的位置和速度所加的几何或运动学的限制；(从几何或运动学方面限制质点运动的设施)3．结构动力自由度，与静力自由度的区别：结构中质量位置、运动的描述动力自由度：结构体系在任意瞬间的一切可能的变形中，决定全部质量位置所需要的独立参数的数目静力自由度：是指确定体系在空间中的位置所需要的独立参数的数目为了数学处理上的简单，人为在建立体系的简化模型时忽略了一些对惯性影响不大的因素确定结构动力自由度的方法：外加约束固定各质点，使体系所有质点均被固定所必需的最少外加约束的数目就等于其自由度4．有势力的概念与性质：有势力（保守力）：每一个力的大小和方向只决定于体系所有各质点的位置，体系从某一位置到另一位置所做的功只决定于质点的始末位置，而与各质点的运动路径无关。

万州长江公路三桥(牌楼长江大桥)荷载试验招标补遗（一）各潜在投标人：本工程招标文件中第六章技术要求以本次发出的为准，详见附件。

重庆市万州交通建设开发总公司重庆宏达招标代理有限公司二〇一八年九月二十九日抄送：区移民局、区公共资源交易管理办公室附件：第六章技术要求万州长江三桥主桥荷载试验技术要求一、主桥结构设计1、桥跨布置主桥跨径布置为：（4×57.5+730+4×57.5米），桥梁主线总长约2.12公里。

图1-1万州长江三桥总体布置图2、中跨钢箱梁概述钢梁梁段采用正交异性桥面板流线型扁平钢箱梁结构，桥梁中心线处梁高 3.5m，全宽（包括风嘴）37.2m，桥面宽36.0米，设2%双向排水坡。

图1-2主跨钢箱梁标准梁段横断面图（cm）3、边跨混凝土箱梁概述箱梁标准断面为单箱五室断面，顶面设2%双向横坡；主梁中心梁高度3.50m，顶板宽36.00m，底板宽18.00m，两侧悬臂长3m。

图1-3混凝土箱梁标准梁段横断面图（cm ）4、主塔构造主塔采用欧式建筑风格的钻石塔造型，上塔柱上下游锚索区段之间设置有6道连接横梁，下塔墩设置一道横梁。

南北主塔下横梁以上部分保持一致，仅下塔柱构造有所不同。

由于北主塔位于北岸山坡上，南主塔位于深水区，因此两主塔高差比较大，北塔塔高208.2m ，下塔柱高13.7m ；南塔塔高248.12m ，塔墩高53.62m 。

除南主塔下塔柱外，其余塔柱、横梁均采用单箱单室箱型断面；南主塔下塔柱考虑防撞要求，在塔柱内设置一道隔板，形成单箱双室的断面形式。

5、支撑体系及阻尼结构采用9跨连续半漂浮体系，空间密索布置。

主梁在主塔及辅助墩处设竖向支座，在索塔处设横向抗风支座，辅助墩均设置抗震挡块。

塔梁间纵向采用对静荷载不提供刚度只对动荷载产生缓冲和约束作用的阻尼器连接。

塔梁交汇处支承布置断面图主梁支撑体系平面布置图塔梁交汇处支承布置立面图顺桥向图1-4主梁支撑体系布置图二、荷载试验的目的实行桥梁荷载试验 是加强过程安全质量管理，防止重大事故发生的有力手段。

土工数值分析（一）土体稳定的极限平衡和极限分析目录1 前言 (2)2 理论基础－塑性力学的上、下限定理 (4)2.1 一般提法 (4)2.2 塑性力学的上、下限定理 (5)2.3 边坡稳定分析的条分法 (7)3 土体稳定问题的下限解－垂直条分法 (9)3.1 垂直条分法的静力平衡方程及其解 (9)3.2 数值分析方法 (11)3.3 垂直条分法的有关理论问题 (15)3.4 垂直条分法在主动土压力领域中的应用 (19)4 土体稳定分析的上限解－斜条分法 (23)4.1 求解上限解的基本方程式 (23)4.2 上限解和滑移线法的关系 (24)4.3 边坡稳定分析的上限解 (27)4.4 地基承载力的上限解 (27)5 确定临界滑动模式的最优化方法 (30)5.1 确定土体的临界失稳模式的数值分析方法 (30)5.2 确定最小安全系数的最优化方法 (31)6 程序设计和应用 (39)6.1 概述 (39)6.2 计算垂直条分法安全系数的程序S.FOR (39)6.3 计算斜条分法安全系数的程序E.FOR (53)1土工数值分析（一）：土体稳定的极限平衡和极限分析法1前言边坡稳定、土压力和地基承载力是土力学的三个经典问题。

很多学者认为这三个领域的分析方法属于同一理论体系，即极限平衡分析和极限分析方法，因此，应该建立一个统一的数值分析方法。

Janbu 曾在1957年提出过土坡通用分析方法。

Sokolovski(1954)应用偏微分方程的滑移线理论提出了地基承载力、土压力和边坡稳定的统一的求解方法。

W. F. Chen (1975) 在其专著中全面阐述了在塑性力学上限和下限定理基础上建立的土体稳定分析一般方法。

但是，上述这些方法只能对少数具有简单几何形状、介质均匀的问题提供解答，故没有在实践中获得广泛的应用。

下面分析这三个领域分析方法的现状以及建立一个统一的体系的可能性。

有关边坡稳定分析的理论的研究工作，从早期的瑞典法，到适用的园弧滑裂面的Bishop简化法，到适用于任意形状、全面满足静力平衡条件的Morgenstern - Price法(1965)，其理论体系逐渐趋于严格。

机械工程应用实例知识要点：☑∙箱形结构☑∙移动载荷☑∙模态分析☑∙接触分析☑∙函数边界☑∙过盈装配☑∙路径分析☑∙时程分析☑∙Workbench☑∙应力线性化分析☑∙螺栓连接件的预紧力分析☑∙APDL编程实现节点载荷循环求和☑∙BEAM188、BEAM189、SHELL63、SHELL181单元本章导读：在机械行业分析设计中，越来越多地应用CAD、CAE技术进行辅助设计和辅助分析。

ANSYS软件有效的将有限元数值分析技术和CAD、CAE有机地结合在一起，使用户可以直观地分析结构设计中的问题。

集装箱起重机主要使用在吞吐量大、装卸频繁的集装箱货场、货运站。

本章中的RMG 门架结构为典型的箱形结构，在比较了ANSYS中几种梁壳单元后，最后选用SHELL63来模拟龙门吊中的箱形梁。

回转窑是一种大型回转圆筒设备，是一种对称机构，包含了滚圈和托轮的接触、托轮和轴承的接触问题，含有高度非线性。

其中托轮和轴承还有过盈配合问题。

筒体对滚圈的压力简化为一个在柱坐标下的余弦压力。

ANSYS Workbench提供了一个协同仿真平台，拥有强大的CAD-CAE几何模型数据接口。

法兰接头广泛应用在压力容器和管道的可拆卸连接结构中，本章使用Workbench对法兰结构在螺栓顺序装配时的受力和变形进行有限元分析，其中包括了螺栓连接件的预紧力分析。

锥形夹头是一种机械常用装置，用于夹持机械构件。

接触分析是结构分析中的难点，本章以锥形夹头为例，详细地演示了接触分析的过程。

并且中使用APDL编程的方法演示了复杂的后处理技术。

在化工生产中，压力容器是使用最为广泛的一类设备。

本章以双支座卧式容器为例，采用ANSYS软件进行了有限元应力计算，分析了容器的应力与变形，并对其进行应力评定。

一般情况下，沿穿过壁厚路径的线法强度评定方法是目前最常用的方法。

ANSYS软件提供了应力线性化后处理方式。

6.1 龙门起重机结构有限元分析集装箱起重机主要使用在吞吐量大、装卸频繁的集装箱货场、货运站。

建筑结构试验⽹络作业题答案1建筑结构试验⽹络作业题答案⼀、阶段测验第⼀章（单项选择）1、建筑结构试验根据不同要素有多种分类⽅法，下列哪种试验是按荷载性质分类的？A. 结构模型试验B. 结构静⼒试验（page5）C. 短期荷载试验D. 现场结构试验2、结构试验中，常⽤科研性试验解决的问题是A. 综合鉴定重要⼯程和建筑物的设计与施⼯质量B. 鉴定预制构件的产品质量C. 已建结构可靠性检验、推断和估计结构的剩余寿命D. 为发展和推⼴新结构、新材料与新⼯艺提供实践经验（page3）3、下列不属于结构抗震试验的选项有A. 低周反复加载静⼒试验B. 拟动⼒试验C. 结构动⼒反应试验（page6）D. 地震模拟振动台试验4、结构试验中，试件制作中⼤量的试验对象为A. ⾜尺模型B. 相似模型C. 原型D. 缩尺模型（page5）5、下列哪些指标属于结构的承载能⼒极限状态范畴A. 刚度B. 抗裂性C. 稳定D. 挠度第⼆章1、杠杆加载试验中，杠杆制作⽅便，荷载值稳定不变，当结构有变形时，荷载可以保持恒定，对于做下列何种试验尤为适合（分数：2分）A. 动⼒荷载B. 循环荷载C. 持久荷载（page11）2、离⼼⼒加载是根据旋转质量产⽣的离⼼⼒对结构施加( )荷载A. ⾃由振动B. 简谐振动（page25）C. 阻尼振动D. 弹性振动3、螺旋千⽄顶加载属于A. 机械⼒加载（page21）B. 重⼒加载C. 液压加载D. 杠杆加载4、⼤型结构试验机的精度不应低于A. 1级B. 2级（page16）C. 3级D. 4级5、受压构件试验时，构件两端通常采⽤的⽀座形式为A. 固定铰⽀座B. 滚动铰⽀座C. ⼑铰⽀座（page33）D. 转动⽀座6、下列哪⼀项不属于分配梁的作⽤A. 实现荷载分配B. 实现荷载传递C. 实现荷载等效D. 实现荷载放⼤（page35）第三章1、⽤应变计测量试件应变时，为了得到准确的应变测量结果，应该使应变计与被测物体变形A. 不⼀致B. 不相仿C. 相仿D. ⼀致（page53）2、电阻应变计所测量是其标距内的A. 绝对变形B. 平均应变（page53）3、常⽤电阻应变计的电阻值⼤⼩为A. 120 （page53）B. 60C. 150D. 1004、在电阻应变测量中，温度补偿应变计的电阻值R2和⼯作应变计的电阻值R1应该A. R2 < R1B. R2 = R1 （page54）C. R2 > R1D. 没有要求5、千分表的刻度值为A. 0.01mmB. 0.01cmC. 0.001mmD. 0.001cm6、如果要测量振动物体的加速度，应使振动物体的⾃振频率（）测振传感器的⾃振频率A. 尽可能⼩于B. 尽可能⼤于C. 尽可能接近D. 尽可能远离第四章1、科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺⼨和数量的确定以及构造措施的考虑，同时必须满⾜结构和受⼒的（）的要求A. 边界条件（page74）B. 平衡条件C. ⽀承条件D. 协调条件2、实践证明，结构的尺⼨效应、构造要求、试验设备和经费条件等因素将制约试件的A. 强度B. 刚度C. 尺⼨（page76）D. 变形3、在钢筋混凝⼟框架结构模型动⼒试验中，若跨度的缩尺⽐例取1：2，那么框架梁截⾯尺⼨的缩尺⽐例为（分数：2分）A. １：２D. １：１６4、按照结构试验时结构构件的空间就位型式的不同进⾏分类，下列哪项⽅案不是A. 侧位试验（page87~88）B. 异位试验C. 正位试验D. 原位试验5、在进⾏混凝⼟结构试验时，对结构构件的刚度、裂缝宽度进⾏试验时，应确定（）的试验荷载值A. 开裂试验B. 正常使⽤极限状态（page93）C. 疲劳试验D. 承载能⼒极限状态6、测试⽅案的内容通常不包含下列哪⼀项A. 确定试验测试的项⽬B. 选择测点位置C. 选择测试仪器和数据采集⽅法D. 数据的处理与分析（page94）第五章1、结构静⼒试验的试验加载制度是A. 采⽤控制荷载或变形的低周反复加载B. 采⽤包括预加载、设计试验荷载和破坏荷载的⼀次单调加裁（page108图5-1）C. 采⽤正弦激振加载D. 采⽤模拟地⾯运动加速度地震波的激振加载2、梁是典型的受弯构件，测量纯弯区域正应⼒的单向应变测点布置截⾯和剪应⼒与主应⼒的应变测点布置截⾯分别为A. 跨中截⾯和１／４跨截⾯B. 跨中截⾯和⽀座附近截⾯（page111-112）C. １／４跨截⾯和⽀座附近截⾯D. ⽀座附近截⾯和跨中截⾯3、在钢筋混凝⼟柱⼦的荷载试验中，在达到使⽤状态短期试验荷载值之前，每级加载值不宜⼤于其荷载值的（）A. ５％B. １０％C. ２０％（page107）D. １５％4、在观测混凝⼟构件的裂缝时将测量仪交替布置在梁的受拉区段，如出现下列何种情形，则证明开始开裂。

建筑结构试验习题集第一章 结构试验概论1. 建筑结构试验根据不同要素有多种分类方法，下列哪种试验是按荷载性质分类等？（ ）A.结构模型试验B.结构静力试验C.短期荷载试验D.现场结构试验2. 对于一些比较重要的结构与工程，在实际结构建成后，要通过 ，综合鉴定其质量的可靠程度。

（ ）A.验算B.试验C.研究D.观测3. 科研性的试件设计应包括试件形状的设计、尺寸和数量的确定以及构造措施的考虑，同时必须满足结构和受力的 的要求。

（ ）A.边界条件B.平衡条件C.支承条件D.协调条件4. 建筑结构试验是以________方式测试有关数据，反映结构或构件的工作性能、承载能力以及相应的可靠度，为结构的安全使用和设计理论的建立提供重要的依据。

( )A.模拟B.仿真C.实验D.计算5.下列不属于结构抗震试验的选项有（ ）A.低周反复加载静力试验B.拟动力试验C.结构动力反应试验D.地震模拟振动台试验6.结构强迫振动的响应频率由下列哪个因素决定( )A.作用力的频率B.结构的刚度C.结构的阻尼D.结构的质量7.结构试验中，常用科研性试验解决的问题是( )A.综合鉴定重要工程和建筑物的设计与施工质量B.鉴定预制构件的产品质量C.已建结构可靠性检验、推断和估计结构的剩余寿命D.为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验8.下列哪个试验不是静力试验的加载方法（ ）A.重力加载法B.液压加载法C.机械加载法D.环境随机激振法5. 在结构工程学科中，人们需要正确认识结构的性能和不断深化这种认识，_ 是一种已被实践所证明了的行之有效的方法。

6. 按试验对象的尺寸，建筑结构试验可分为试验和试验。

7. 科研性试验8. 建筑结构试验的任务是什么？9. 生产鉴定性试验一般常用来解决哪些问题？第二章 结构试验的加载设备和试验装置1. 大型结构试验机的精度不应低于（）A.1级B.2级C.3级D.4级2. 螺旋千斤顶加载属于（）A．机械力加载 B．重力加载 C．液压加载 D．杠杆加载3. 电液伺服阀根据输入电流等极性控制液压油的流向，根据输入电流的大小控制液压油等。

建筑结构试验复习整理第一章：结构试验概要一、结构工程发展依靠结构试验、结构理论和数值计算三部分组成;结构试验是检验理论与计算正确与否的重要手段;二、结构试验的任务就是在结构物或试验对象上,使用仪器设备为工具,利用各种实验技术为手段,在荷载重力、机械扰动力、地震力和风作用下,以及其它因素作用下温度、腐蚀等通过测量结构工作性能有关的各种参数强度、变形、挠度、应变、振幅、频率从强度、刚度以及结构变形等实际破坏状态来判断建筑结构的实际工作性能,估计结构的承载能力,确定结构对使用要求的符合程度,并用以检验和发展新的结构计算理论;对象、荷载、参数、性能三、结构试验的目的根据不同的试验目的,结构试验归纳为两大类：一类为工程鉴定性试验,另一类为科学研究性试验;工程鉴定性试验：一般具有直接生产目的,以实际建筑物或结构构件为鉴定对象,经过试验对具体结构作出正确的技术结论,如结构承载力是否足够,变性能力是否达到设计要求等；生产性试验一般解决以下问题：１. 结构设计和施工通过试验进行鉴定主要对一些重要建筑,在设计阶段要做一些试验来判断设计是否存在不足,如东方明珠电视塔、目前新建的国际金融大厦,都作了振动台试验,考察设计结构的抗震性能；有一些结构建成后,通过试验鉴定其质量的可靠度,如一些大桥,南浦大桥、杨浦大桥和刚建成的东海大桥,都在建成后经过实际车辆施压,验证其可靠性; ２. 工程改建或加固、通过试验判断具体结构的实际承载能力;对旧有建筑进行改造加固,由于旧有建筑材料性能的变化、环境的影响、使用过程中受荷历史、基础的变化等因素,使的很难单凭理论计算确定其实际承载力,所以有的时候需要通过试验来确定结构的实际能力;３. 处理工程事故、通过试验鉴定提供技术依据;只要指建筑在建造使用过程发现有严重缺陷,包括新建建筑,都要通过一系列试验来确定事故的主要原因;另外一些遭受地震、火灾以及爆炸等受损的结构,为了估计其剩余承载力,为了加固改造作准备,也往往需要通过试验来确定结构的性能,如承载能力,结构动力特性等;４. 已建结构的可靠性鉴定、通过试验推断估计结构的剩余寿命；主要是结构随着使用时间的增加,结构逐步会出现老化现象,使用功能发生退化,为了保证建筑安全使用,有必要鉴定建筑的安全性,预测其剩余使用寿命;往往需要实际观察,测定建筑材料的实际强度以及破坏情况如构件裂缝、钢筋锈蚀情况、重要构件挠度、整体结构的垂直度等参数,结合计算分析对推断结构的剩余寿命; ５. 鉴定预制构件产品的质量主要针对构件厂或现场生产的钢筋混凝土预制构件,按照预制构件的质量检验评定标准和试验规程的要求,通过少量试验推断成批产品的质量;科学研究性试验：验证结构设计计算的各种假定,通过制定各种设计规范,发展新的设计理论,改进设计计算方法；为发展和推广结构新材料和新工艺提供理论和实践经验;一般解决的问题为：1.验证结构计算理论的假定为了计算方便,对结构构件的计算模式和本构关系做一些假定,而这些假定合理与否,一般通过试验来验证;如平截面假定,钢筋混凝土梁抗弯计算假定、抗剪计算假定等；２. 为制定规范提供依据在实际观察,理论分析和试验等大量研究成果基础上,编制了结构设计规范,也体现了最新可实用的研究成果;这些成果的取得,往往需要大量的试验提供可靠的基本资料和试验数据;如基本荷载的确定、构件的承载能力、结构的整体变形能力等;３. 为发展和推广新材料和新工艺提供实践经验;由于一个新材料的应用、一个新结构的设计以及新工艺的施工,没有实际观察结果、没有合适的计算理论,所以需要多次的科学试验和工程实践,积累资料,逐步改进设计计算理论,使设计更可靠合理和简便;四、建筑结构试验分类建筑结构试验除了按照试验目的分为生产性试验和科学研究性试验;还经常以试验对象、荷载性质、试验场和、试验时间等不同因素进行分类;1、按试验对象分为真型试验和模型试验；真型试验的试验对象是实际结构或者按照实物结构足尺复制的结构或构件;实际结构一般用于生产性试验：如一些结构的整体非破坏性的承载力试验,一些建筑实测动力特性等；足尺复制的结构或结构构件,一般指一跟梁、柱、板等构件,进行静动力试验;整体结构的试验相对较少,不过随着抗震研究发展,一些足尺试验也在进行,如１９７９年同济大学进行的五层硅酸盐砌体房屋抗震破坏试验；日本完成七层钢筋混凝土房屋的足尺试验等；模型试验：由于真型试验投资大,周期长,在物质和技术上存在困难,大部分试验都采用模型试验;模型一般是仿照真实结构按照一定比例复制成的试验代表物;具有实际结构的全部或部分特征,但尺寸要比真实结构小;模型设计、荷载以及分析结果要求相似理论来确定;但在实际中,要做到严格相似如几何相似、材料相似和力学相似比较困难,所以一般采用部分相似,如采用真实结构所小比例的试验代表物,将模型试验结果与理论计算对比,用以研究结构性能,验证设计假定和计算方法正确性,并把这些一般规律和计算理论推广到设计结构中去;2、静力试验和动力试验1. 静力试验：采用静力荷载完成的试验;由于大部分结构工作时承受的是静力荷载,所以静力试验是最基本的试验;加载过程一般是荷载从零一直增加直到结构破坏;➢特点是加载设备简单,荷载可以逐步施加,加载过程中可以停下来观察结构变形的情况,给明确清晰的破坏概念,所以一些承受动力荷载的结构也采用静力方式模拟;如结构抗震性能研究很多采用低周反复静力加载试验来研究;➢缺点是不能反应应变速率对结构的影响,不能反应结构的动力性能;2动力试验：在一些情况下,为了了解结构在动力下下的性能 ,如厂房在吊车作用下的动力性能、吊车梁的疲劳强度和寿命,建筑物在风、地震以及爆炸作用下的性能,为了真实了解结构性能,通过动力加载设备在结构上直接施加动力荷载是最合适的;如模拟地震作用的振动台试验,模拟风荷载的风洞试验等;3、短期荷载试验和长期荷载试验➢尽管结构承受的静力荷载大都是长期作用的,但是由于试验条件、时间等限制,一般采用短期荷载进行试验,整个加载过程控制在较短的时间内;即疲劳荷载也往往在几天内完成;这样试验与结构实际受力有一定的影响,这些在分析结果中要加以考虑;➢长期荷载试验研究结构在长期作用下的性能,如混凝土徐变,预应力钢筋松弛,混凝土腐蚀研究等,这样试验一般需要几个月甚至几年,需要长期的观察才能获得有效的数据;4、试验室试验和现场试验➢建筑结构和构件的试验可以有专门的设备在实验室内进行,也可以在现场进行试验;➢不同之处是,试验室有良好的工作条件,测试仪器受环境影响小;而现场试验受场地条件以及环境影响,选用测试方法一定要结合现场的条件,结合实际工程来进行;第二章结构试验设计一、结构实验的试件设计1、试件形状：试件形状设计目的是造成与设计目的相一致的应力状态;对静定系统的单一构件,一般比较容易满足要求;对整体中取出部分,尤其是复杂超静定结构,必须注意边界条件的模拟,使其能反应该构件的实际工作状态;2、试件尺寸：3、试件数目二、结构试验的模型设计几何相似质量相似荷载相似物理相似时间相似边界条件相似初始条件相似三、试验结构荷载设计试验荷载图式试验荷载装置加载制度第三章结构试验的荷载设备一、静力实验重力加载法液压加载法液压千斤顶、液压试验机机械加载法四、动力实验电液伺服加载系统地震模拟振动台惯性力加载环境随机激振第四章结构实验的数据采集和测量仪器1、结构试验对仪器设备的使用要求：（1）测量仪器影不影响结构的工作（2）测量仪器应该有合适的灵敏度和量程（3）安装方便,稳定性和重复性好（4）廉价耐用,可重复使用,安全可靠,维修容易;（5）多功能,多用途2、电阻应变计的黏贴；（1）测点基地平整、清洁、干燥（2）黏贴剂的电绝缘性、化学稳定性、工艺性良好,蠕变小、黏贴强度高、温湿影响小（3）同一组应变计规格型号应相同;（4）黏贴牢固,方位准确,不含气泡;第五章结构单调加载静力实验1、预载的目的：1使结构进入正常的工作状态;2可以检查实验组织工作人员和人员工作的情况,检查全部实验装置和荷载设备的可靠性;预载试验所用的荷载一般是分级荷载的1-2级;由于混凝土结构构件抗裂试验的结果离散型较大,因此预载加载值不宜超过改试件开裂荷载计算值的70%; 3通过预载检查现场试验装置、荷载设备以及数据采集系统的工作情况;2、荷载分级3、荷载间歇时间4、荷载恒载第六章结构低周反复加载静力试验1、结构抗震试验的特点是荷载作用反复、结构变性很大;主要研究结构在地震作用下的性能;采用假定在第一振型条件下,给试验对象施加低周反复循环的力或位移;2、试验目的：（1）研究结构在地震作用下的恢复力特性,确定结构构件的恢复力计算模型; （2）通过实验可以从强度、变形和能量等三个方面判别和鉴定结构的抗震性能; （3）通过试验研究结构构件的破坏机理,为改进现行抗震设计方法和修改所设计规范提供依据;3、优缺点：优点：试验过程中可以随时停下来观察结构的开裂和破坏状态,可根据试验需要修正和改变加载历程;不足之处是：加载历程是事先由试验者确定的,与地震记录不发生关系;由于荷载在是按照力或位移对称反复加载,与实际地震反应相差很远,另外不能反映应变速率对结构的影响;4、单向反复加载制度1控制位移加载等幅加载、变幅加载、变幅等幅混合加载2控制力加载3控制力和位移混合加载5、双向反复加载XY轴双向同步加载XY轴双向非同步加载第九章结构现场检测和鉴定1、安全性：是指结构在规定的条件下应能承受可能出现的各种作用荷载或变形,偶然作用下也能保持整体的稳定性;2、适用性：指建筑物在正常使用时,应能满足预定的使用要求,如不能过大的变形和裂缝等;3、耐久性：指建筑物在正常使用和正常维护的条件下,材料性能随时间推移而变化,但仍能满足预定的功能;4、可靠性包括安全性、适用性和耐久性;5、致建筑物不能满足预定功能的原因6、1结构在使用过程中,不同程度发生老化；7、2遭受地震、火等灾害荷载受到损伤；8、3设计不周或有误;如对场地的了解不够、荷载计算有误、以及计算简图与实际不符等；9、4施工质量低劣；10、5使用不当或改造不合理,如随意加层或改造,以及增大使用荷载、拆除承重墙等；11、6使用环境恶化,如受高温、振动、化学腐蚀等；12、检测方法：（1）非破损检测混凝土强度：回弹法、超声法、回弹超声法（2）半破损检测混凝土强度：钻芯法、拔出法（3）非破损检测混凝土内部缺陷：超声脉冲法;13、回弹法检测：（1）回弹法基本原理：是通过测量混凝土表面硬度来推算混凝土强度;通过回弹仪弹击混凝土表面时,并测得重锤反弹的距离,以反弹距离与弹簧初始长度之比为回弹值,由它与混凝土强度的相互关系来推定混凝土强度;（2）测点布置：每一试件测区数目不少于10个;每一测区大小宜为200Cm2,相邻测区间距不大于2m,能容纳16个测点为宜;测点均匀布置,两点净距不小于2mm;选用混凝土浇筑的侧面,侧面要平整;（3）回弹法适用条件：不适用表面或内部质量有明显差异,或内部存在缺陷的混凝土;对表面冻结或湿润的混凝土,应该解冻或风干在检测;14、超声回弹法检测混凝土强度（1）回弹法的回弹值反应了混凝土表面的弹性性质,同时在一定程度上也反应了混凝土的塑性性质,但他只能反应黁凝土表面约3cm左右厚度的状态;超声法反应了混凝土内部的材料性质;故综合法既能反应混凝土弹性,又能反应混凝土塑性,既能反应混凝土表层状态,又能反应混凝土内部构造,能够较好的反映混凝土强度;（2）测点布置：超声测点与回弹测定布置在同一测区内,先进行回弹检测,然后进行超声检测,声速探头不应与回弹击点重合;15、混凝土缺陷和裂缝检测混凝土裂缝检测对于开裂深度小于或等于500mm的裂缝：平测法和斜测法;裂缝中不允许有积水或泥浆;平测法：结构的裂缝部位只有一个可测表面时;将发射和接受换能器布置在裂缝两侧,测得其时间;将发射和接受换能器布置在完好的的混凝土表面测得其时间;斜测法：结构的裂缝部位有两个相互平行的可测表面时;采用该方法测量时,裂缝要无积水和泥浆;当有钢筋穿过裂缝时,换能器的布置要使其轴线离开钢筋轴线或成一定的角度,要是钢筋太密无法避开,则不能采用超声波检测裂缝的深度;：对于开裂深度大于500mm的裂缝,采用钻孔探测;钻孔探测：1两侧钻孔距离宜为2000mm.’（3）测试前向测控中注入清水;（4）将两换能器自上而下同步移动,读出数据;（5）测试无裂缝混凝土声学参数做对比;混凝土内部空洞缺陷检测结构具有两对相互平行测试面采用对测法;结构具有一对相互平行的测试面采用斜测法;当测试距离较大时,可以在测区适当部位钻孔,直径为45－50mm,换能器布置见上图;16、混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的监测（1）钢筋位置钢筋位置测试仪是通过电磁感应原理进行检测;由于钢筋的存在,使的感应电流的相位与原来交流电的相位产生偏移,该变化值是钢筋与探头的距离和钢筋直径的函数;（2）钢筋锈蚀必要性：由于钢筋锈蚀,导致钢筋受力面积减小,混凝土保护层胀裂、剥落,直接影响混凝土结构的承载能力和寿命,故对已建结构进行鉴定和可靠性鉴定时,需要进行钢筋锈蚀检测;产生锈蚀原因：混凝土为碱性材料,在混凝土中的钢筋周围产生一层钝化膜,在正常情况下对钢筋提供了良好的保护;但由于结构开裂,氧气、水分等侵入,产生电化学腐蚀现象,造成钢筋锈蚀;另外,混凝土碳化,也会降低混凝土的PH值,破坏了混凝土对钢筋的钝化状态,使之发生锈蚀;一般采用自然电位法;检测方法：利用电化学原理来定性判断混凝土中钢筋锈蚀程度的一种方法;当混凝土中的钢筋锈蚀时,钢筋表面会有腐蚀电流,钢筋表面和混凝土表面存在电位差;电位差的大小和腐蚀程度有关,运用电位测量装置,可大致判断钢筋的锈蚀范围和其严重程度;17、已有建筑物的可靠性鉴定（1）计算和验算的内容：（2） 1需要进行结构承载力验算,有时要验算结构的倾覆和滑移；（3） 2对地震区结构,要进行结构抗震验算；（4） 3对使用上要求控制变形的结构构件,还应该进行变形验算；（5） 4有些直接承受疲劳荷载,需要进行疲劳验算;（6） 5根据裂缝控制等级的要求,对混凝土裂缝控制情况进行验算;（7）已有建筑物的鉴定方法：传统经验法实用鉴定法步骤：1初步调查：包括调查建筑概况、建设规模、图纸资料、环境、结构形式和鉴定目标;2调查建筑物的地基基础、建筑材料、和建筑结构结构尺寸、变形、裂缝、损伤、抗震能力等；3结构计算分析以及试验室进行模型试验;概率法：考虑不确定因素的影响;（8）结构设计与可靠性鉴定的不同：1设计基准期和目标使用期结构设计时考虑的设计基准期,而结构可靠性鉴定一般考虑下一个目标使用期；设计基准期：为确定可变作用及时间相关的材料性能的而选用的时间参数;目标使用期：根据国民经济和社会发展状况,工艺更新,服役结构技术状况等综合确定;2设计荷载和验算荷载进行结构设计时采用的设计荷载；根据规范取值;而验算荷载根据服役结构在使用期间内的实际荷载,并考虑荷载规范的基本原则确定的;3抗力计算依据4可靠性控制级别：设计时,以规范为依据,一般分为满足与不满足；而鉴定时,一般以某个等级指标给出的;4民用建筑可靠性鉴定：可靠性鉴定安全性鉴定和使用性鉴定5鉴定评级层次和等级划分：安全性鉴定按构件、子单元和鉴定单元三个层次,每个层次又分为四个等级进行鉴定;构件可以是一个单件,如一根梁或柱,也可以是一个组合件,如组合柱和桁架;也可以是一片墙或一段条形基础;构件的可靠性鉴定是最基本的鉴定单位;子单元是由构件组成,民用建筑可靠性鉴定标准是按地基基础、上部承重结构、维护结构系统分为三个子单元;鉴定单元由子单元组成,根据鉴定建筑物的构造特点和承重体系的种类,可将该建筑物划分位一个或几个可独立进行鉴定的区段,这样每个区段就是一个鉴定单元;使用性鉴定分为三个层次,每个分为三个等级可靠性鉴定：按构件、子单元和鉴定单元三个层次,每个层次分四个等级进行鉴定;各层次可靠性鉴定评级,以该层次的安全性和使用性的评定结果为依据综合确定;民用建筑可靠性鉴定评级各层次分级标准如下：Ⅰ——可靠性符合标准要求,具有正常的承载能力和使用功能,可不采取措施；Ⅱ——可靠性略低于标准要求,尚不显着影响承载能力和使用功能,有些构件需要在使用性上采取适当措施,有些需要在安全性上采取适当措施;Ⅲ——可靠性不符合标准要求,影响正常承载能力和使用功能;应采取措施;Ⅳ——可靠性严重不符合要求,已危机安全,应停止使用,必须立即采取措施;9、构件鉴定构件安全性鉴定一混凝土结构构件包括承载能力、构造、不适合继续承载的位移和裂缝四各检查项目;承载能力项目一般有抗弯与抗剪取最的一级作为该项目的评定等级小表;构造检查项目按下表分别评定两个内容等级,然后取较低一级作为该项目的评定等级;构件使用性鉴定正常使用性鉴定应以现场调查和检测结果为基本依据;在下列情况下,还需要按照正常使用极限状态的要求进行计算分析和验算：检测结果需要与计算值比较；检测只得到部分数据,还需要进行计算分析进行鉴定,为改变建筑用途、使用条件或使用要求而进行的鉴定;验算时弹性模量、剪切模量和泊松比等物理性能指标,可以根据鉴定确定的材料品种和强度等级,按现行规范采用;验算结果按现行规范限值进行评级;如验算合格,按照验算结果和实际完好程度评为a级或b级;如果不合格,就定为C级;混凝土构件正常使用鉴定包括位移和裂缝两个检查项目；其中位移项目包括受弯构件挠度和柱顶水平位移;受弯构件挠度的评级为：检测值小计算值或现行设计规范限值为a级；若检测值大于计算值,但是小于现行规范限值为b ,当检测值大于现行设计规范限值时为 c级;裂缝宽度的正常使用性评定为：检测值小计算值或现行设计规范限值为a级；若检测值大于计算值,但是小于现行规范限值为b当检测值大于现行设计规范限值时为 c 级;沿主筋方向出现的锈蚀裂缝,应直接评为 c 级;若一种构件出现两种裂缝应分别评级,取较低一级作为该构件的裂缝等级;18、子单元地基、上部承重结构鉴定、维护结构子单元安全性鉴定子单元适用性鉴定。

第六章 车身的简化计算§6-1 概 述到目前为止，对待汽车尤其是车身计算载荷的方法，与对待其它交通工具的方法是不一样的。

至今未制订出计算载荷的基本准则。

飞机、船舶、铁道车辆等——以载荷的各种计算方法和标准规范为基础。

不平路面→汽车激起不同的振动→车身、车架承受随机载荷→汽车结构产生疲劳损坏。

——难以准确确定，随着科学技术的发展——如随机振动理论、结构分析技术、测试技术等的迅猛发展，为深入开展此项研究提供了基础。

汽车行驶中所受的载荷一—两大类：1．疲劳载荷——造成疲劳破坏的随机载荷。

只能用统计的方法描述。

获得方法： ① 道路试验法对汽车在典型路面上进行短距离实测，然后用数理统计的方法对所测得 的资料进行整理和推断，最后编制成载荷谱的方法来取得载荷资料。

② 数学分析法——根据积累的路面不平度的测量统计资料（路面功率谱密度）和反映 结构参数的系统频率响应函数→求得相应的输出功率谱和均方值→进而求出构件的载荷方差和均方值。

——可参考有关资料。

疲劳载荷——适用于计算零部件的疲劳强度，估算疲劳寿命。

均有设计标准规范车轮和路轨的撞击力。

—铁道车辆河、海水的浪高；—船舶行驶中受力；按不同飞机的起飞曲线—飞机的起飞载荷⎪⎭⎪⎬⎫有关，且相当复杂汽车结构参数等使用条件路面状况载荷大小及其特性⎪⎩⎪⎨⎧2．偶然的大载荷——偶然因路面冲击引起这种大载荷将使构件的工作应力超过材料的屈服极限或强度极限而破坏。

试验表明：若结构尺寸选择正确，能承受最大的偶然载荷的作用，则它的疲劳强度也足够。

学习本章的目的在于对计算所需外力进行系统分析并给予科学、合理的确定。

§6-2 车身的计算载荷一、动载荷和静载荷的关系静载荷——静止时，汽车悬挂着的自身载荷G r 和车身有效载荷（悬挂质量和额定装载质量）。

动载荷——汽车在不平路面上行驶时所承受的载荷。

汽车行驶时所受的载荷： ⎩⎨⎧最大动载（道路不平）—次数极少经常反复出现的动载—最多的经验表明：如结构的尺寸选择正确，该结构能承受最大的偶然载荷的作用，因此，疲劳强度亦足够。

第一章绪论1．土木工程试验检测的任务.答: ⑴明确设计参数,检验材料或结构的性能参数,确定新建结构的承载能力. ⑵研究结构构件的受力行为,总结结构受力行为的一般规律. ⑶评估既有结构的使用性能, 承载能力与可靠性.2.试验检测的主要工作内容.答: ⑴无损检测⑵地基基础试验检测⑶结构静载试验⑷结构动力试验⑸既有结构的技术状况评估⑹施工监控与长期监控。

3．试验检测的一般程序答：分为三个阶段：准备规划阶段、加载与观测阶段、分析总结阶段。

4试验检测报告内容答：包括试验概括、．试验检测目的与依据、．试验检测方案、．试验检测日期及试验过程、试验记录图表摘录、试验主要成果与分析评价、技术结论等几个方面。

第二章土木工程试验检测的量测技术1．土木工程试验检测通常需要量测的物理量有哪些哪些可直接测量答：应力应变、位移、速度、加速度等。

2.目前应用较多的应变测试技术有哪些各有哪些优缺点如何选择应用答：目前应用较多的应变测试技术有电阻应变、振弦式应变、光纤光栅应变。

电阻应变优点：⑴灵敏度高,测量结果比较可靠,常用的应变仪和应变片可测得1×10应变；⑵实施简便,易于实现全自动化数据采集、多点同步测量、远距离测量和遥控测试；⑶应变片标距小、粘贴方便,可以测量其他仪表无法安装部位的应变,也可制成大标距测量混凝土结构的应变；⑷适用范围广,可在高温、低温、高压、高速等特殊条件下量测,可用于结构各部位的静、动态和瞬态应变量测,可测频带宽；⑸使用广泛,可制成不同形式的传感器,用于各种物理、力学参数的量测.电阻应变缺点：贴片工作量大,使用的导线多,抗干扰性能稍差,易受温度和电磁场等的影响,电阻应变片不能重复使用等振弦式应变优点：⑴分辨率高, 测量结果精确、可靠；⑵不易受温度和电磁场等的影响,特别是野外测量时抗干扰性能好；⑶易于实现测试过程中的全自动化数据采集、多点同步测量、远距离测量和遥控测试；⑷现场操作方便,测试方法简单.振弦式应变缺点;⑴应变计标距较大,不能用于测量变化梯度较大的应变,也不能用于测量较小尺寸构件的应变；⑵响应速度较慢,不能用于动态和瞬态应变量测；⑶量程范围较小,不能用于大应变测量.光纤光栅应变优点：⑴耐久性好,对环境干扰不敏感,适于长期监测；⑵既可以实现点测量,也可以实现准分布式测量；⑶单根光纤单端检测,可减少光纤的根数和信号解调器的个数；⑷信号数据可多路传输,便于与计算机测读；⑸输出线性范围宽,频带宽,灵敏度高,波长移动与应变有良好的线性关系.光纤光栅应变缺点：⑴制造及使用成本较高,技术较复杂,可靠性较低；⑵测点布置及联网工作要求较高,使用不太方便振弦式钢弦式传感器有结构简单、制作安装方便、稳定性好、抗干扰能力强及远距离输送误差等优点,在桥梁、结构的检测中得到广泛应用。