土木工程结构实验分类：试验(1)

土木工程结构试验1.土木工程结构试验与检测概论结构试验是通过对结构物或构件受作用后的性能进行观测和对测量参数进行分析，从而对结构物的工作性能作出正确估计;并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。

科研性试验：以研究和探索为目的，实验对象是专为试验研究而设计制作的，任务:1.验证结构设计理论的各种假定2.为一些大型特种结构谋求设计依据。

鉴定性试验：服务生产为目的，真实结构为对象，任务：1.新的施工工艺试验和竣工验收试验2.原有结构检验3.处理工程突发事故4.产品质量检验路标实验：书P7土木工程结构试验的分类a按试验对象: 实物试验、模型试验b按荷载性质: 静力试验、动力试验c按试验时间: 短期荷载试验、长期荷载试验d按试验场合: 试验室试验、现场试验e按破坏程度:破坏性试验、非破坏性试验(一)实物试验与模型试验：a实物试验--试验对象:实物结构或者是按比例复制的结构或者是构件。

优点:完全反应真实结构的受力特性，试验结论可靠。

缺点:费用高，加载难度大，试验周期长；b模型试验--试验对象:缩尺试件(几何相似、材料相似、力学相似)。

优点:实施方便，费用低。

缺点:严格的相似条件难以实现，尺寸效应的影响，边界因素等(二)静力试验与动力试验：a静力试验--单调静力试验、低周反复静力试验(伪静力试验、伪(拟)动力试验)。

优点:加载设备简单，试验观测方便。

缺点:不能反映结构的动力性能b动力试验--振动台试验、疲劳试验、风荷载试验、抗爆抗冲击荷载试验等)。

优点:能反映结构的动力性能。

缺点:加载设备、测试手段以及后期的数据处理较复杂(三)短期荷载试验与长期荷载试验：a短期荷载试验--一般试验过程持续几分钟到几天，通常的结构试验绝大多数为短期荷载试验。

b长期荷载试验--试验过程持续几个月、几年到数十年。

主要是研究与时间相关的结构特性，如:混凝土的徐变、收缩、预应力筋的松弛，结构的耐久性能等(四)试验室试验与现场试验：a试验室试验--在试件设计、加载方法、测试设备等方面均比较精确，可突出主要研究因素，而且可加载至破坏，适用于科研性试验。

研究性试验：验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性，或者为了创造某种新型结构体系及计算理论，而系统地进行的试验研究。

静力试验：所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动均加速度效应（惯性力效应）可以忽略不计。

单调静力荷载试验：试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。

拟静力试验：也叫低周期反复荷载试验或伪静力试验。

利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似，属于结构抗震试验方法，但其加载速度远低于实际结构在地震作用下所经历的变形速度。

结构动力试验主要包括：①动荷载的特性试验方法：直接测定法、间接测定法、比较测定法。

②结构动力特性试验；③结构的动力反应试验；④模拟振动地震台试验；⑤风洞试验；⑥疲劳试验。

实体试验和模型试验；试验室试验和现场试验；非破坏性试验和破坏性试验。

结构检测：是为了评定结构工程的质量或鉴定既有结构的性能等所实施的检测工作。

研究性试验包括哪几个阶段？设计阶段→准备阶段→实施阶段→总结阶段。

试验阶段试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）称为加载图示。

试验装置：①试验装置应有足够的刚度，在最大的试验荷载作用下，应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。

②试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。

③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。

④应满足试件就位支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。

加载制度：是指试验进行期间荷载与时间的关系。

测点的选择与布置：用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的量测时，测点的选择与布置应满足以下原则。

仪器选择与测读原则：①选择的仪器，必须能满足试验所需的精度与量程要求。

一、多选（共计25分,每题2.5分,每题答案完全一样得满分,少选、多选、错选均不得分。

）1结构试验一般可分为试验（）、试验（）、试验（）、试验（）这几个阶段。

1-A.规划与设计1^B.技术准备r C.实施过程r D.数据分析与总结错误：【A;B;C;D】2、结构的（）、（）、（）、材料特性及构造连接等因素决定了结构动力特性参数。

r A.形式r B.刚度r C.质量分布r D.外荷载错误:【A;B;C】3、结构试验按试验目的可分为（）试验和（）试验。

（）r A.探索性厂B.验证性r C.真型厂D.模型错误：【A;B】4、振动测量系统由（）、（）和（）等部分组成。

r A.测振传感器r B.测振放大器r C.显示与记录设备r D.激振器茴吴:【A;B;C】5、测量仪器设备都必须具备（）部分、（）部分和（）部分三个基本组成部分。

r A.反馈r B.感受r C.放大厂D.显示错误：[B;C;D]6、按荷载性质可分为（）试验与（）试验。

r A.真型r^B.静力r C.动力r D.模型错误：【B;C】7、气压加载有（）加载和（）加载两种方式。

厂A.大气压r B.IEJ±r C.气囊厂D.负压错误：【B；D】8、动载试验主要包括（）试验、（）试验、（）试验和（）试验。

r A.疲劳r B.动力特性r C.地震模拟振动台r D.风洞错误：【A;B;C;D】9、按试件大小可分为（）试验与（）试验。

r A.生产检验性r B.科学研究性r C.原型厂D.模型错误：[C;D]10、钢筋配置的检测可分为（）、（）、（）、（）等项目。

r A.钢筋位置B.保护层厚度r C.直径R D.∣J>错误:【A;B;C;D】二、判断（共计37.5分,每题2.5分）11、电磁式激振器的频率范围较宽窄。

（）「A正确r B.错误错误：【B】12、混凝土碳化深度值测点数不应少于构件测量区域数的30%o 「A.正确「B.错误错误：【A】13、过失误差又称粗大误差。

一，名词解释1. 静力荷载：静力实验的加载过程是从零开始逐步递增一直到结构破坏为止，也就是在一个不长的时间内完成实验加载的全过程。

2.突加荷载法：采用突加荷载时，将重物提升到某一高度，通过脱钩装置或割断的绳索的方法使其落到结构上从而引起结构震动。

突加荷载法可以用较小的荷载产生较大的振幅。

3.零位法测量：用检流计来判别电桥平衡与否，避免偏位法测量的缺点，此法称零位测定法，零位测定法一般用于静态电阻应变测量。

4.温度补偿：消除温度效应的方法称为温度补偿。

5.电压效应：压电晶片在电轴线方向施加外力，当晶片受到外力而产生压缩或拉伸变形时内部会出现极化现象，同时在其相应的两个表面上出现异号电荷，形成电场。

此外力去掉后，又重新回到不带电状态。

这种将机械能转变为电能的现象称为“正压电效应”若晶体不是在外力作用下而在电场作用下产生变形则称“逆压电效应”。

6.混凝土的碳化：水泥在水化过程中生成大量氢氧化钙，氢氧化钾，氢氧化钠等产物，使硬化水泥的PH值达到12~13的强碱性状态，此时混凝土中的水泥对钢筋有一定的保护作用，使钢筋处于碱性纯化状态。

由于混凝土长期暴漏于空气中，混凝土表面受到空气中二氧化碳的作用会逐渐形成碳酸钙，使水泥的碱度降低。

这个过程称为混凝土的碳化。

7.数据处理：结构实验后（有时在结构实验中）对采集得到的数据进行整理换算，统计分析和归纳演绎，以得到代表结构性能的公式，图形表格，数学模型和数值等，这就是数据处理。

8 结构子项评价标准:a级：满足国家现行规范要求;b 级：略低于国家规范要求，可不必采取措施；c 级：不满足国家现行规范要求，应采取措施；d 级：严重不满足国家现行规范要求，必须立即采取措施。

9. 疲劳强度:构件所能承受疲劳荷载作用次数﹙∩﹚，取决于最大应力值max σ及应力变化幅度ρ0试验应按设计要求取最大应力值max σ及疲劳应力比值ρ=σmin/max σ在控制疲劳次数内，构件的强度、刚度、抗裂性应满足现行规范要求。

1.土木工程结构试验的任务：是基于结构基本原理，使用各种仪器仪表和试验设备，通过有计划地对结构物受载后的性能进行观测，对测量参数（位移，应力，振幅，频率等）进行分析，达到对结构物的工作性能作出评价，对其承载能力作出正确估计，并为验证和发展结构的计算理论提供依据的目的。

2.土木工程结构试验的作用：是结构发展理论的重要途径，是发现结构设计问题的主要手段，是验证结构理论的主要方法，是结构质量鉴定的直接方式，是制定各类技术规范和标准的基础。

3.结构试验的分类：（1）按试验目的分类：科学研究性试验、生产鉴定性试验（2）按试验对象分类：真型试验、模型试验、小构件试验（3）按荷载性质分类：静力试验，动力试验（4）按试验时间长短分类：短期荷载试验、长期荷载试验（5）按试件破坏与否分类：（6）按试验场地分类：实验室试验、现场试验4.科学研究性试验：验证结构设计计算理论的各种假定、为制定设计规范提供依据、发展新的设计理论改进设计计算方法、为发展和推广新结构、新材料、新工艺提供理论和实践的依据。

5.生产鉴定性试验：鉴定结构设计和施工质量的可靠程度、为工程改建或加固判断结构的实际承载能力、为处理工程事故提供技术依据、检验结构可靠性、估算结构剩余寿命、鉴定预制构件的产品质量。

5.1发展简史：解放前，科学技术极端落后，根本没有土木工程结构试验这门学科，解放后，迅速发展，建立一大批各种规模的结构实验室，拥有一支实力雄厚的专业技术队伍，具有一定数量的现代化仪器设备，并积累了丰富的试验技术经验。

目前随着智能仪器的出现、计算机和终端设备的广泛使用，各种试验设备自动化水平的提高，越来越先进的试验技术手段会不断涌现。

5.2试验准备阶段主要工作：试件的制作、试件的尺寸与质量检查、试件的安装与就位、安装加载设备、设备仪器的率定、做辅助试验、仪表的安装和连线调试、记录表格的设计准备、通过计算结构内力进行判断和控制加载5.3试验实施阶段：（1）确定基本加载方案，如破坏与否、试验周期的长短等（2）荷载图式的选择，如集中荷载还是均布荷载。

土木工程结构试验方案范本一、实验目的本试验旨在对土木工程结构的承载性能、变形性能以及抗震性能进行全面的测试和分析，以验证结构设计的合理性和可靠性，为工程施工提供科学依据和技术支持。

二、试验对象试验对象为某地区一座高层建筑的混凝土框架结构，包括主体结构和各种附件结构。

三、试验内容1. 结构静载试验：针对主体结构，进行静载试验，测定结构的承载能力和变形性能。

2. 结构动载试验：采用模拟地震动力学加载，测试结构的抗震性能和动态响应。

3. 结构材料试验：对混凝土、钢筋、预应力索等材料进行抗拉、抗压、抗剪等常规力学性能测试。

4. 结构连接节点试验：对结构连接节点进行静载和动载试验，验证其受力性能和稳定性。

5. 结构振动试验：对结构进行振动测试，测定结构的固有频率和振动模态。

6. 结构损伤识别试验：采用损伤识别技术，对结构进行损伤识别和损伤评估。

四、设备和仪器1. 静载试验设备：静载试验机、荷载传感器、位移传感器等。

2. 动载试验设备：地震模拟台、地震模拟器、动态荷载传感器等。

3. 材料试验设备：混凝土试验机、钢筋拉力试验机、预应力索试验架等。

4. 连接节点试验设备：连接节点静载试验机、连接节点动载试验台等。

5. 振动试验设备：三维振动台、加速度传感器、振动传感器等。

6. 损伤识别试验设备：结构损伤监测系统、损伤识别软件、损伤评估仪等。

五、试验方案1. 结构静载试验（1）试验目的：测定结构的承载能力和变形性能。

（2）试验方法：采用逐级加载法，逐渐增加荷载，记录结构的变形和荷载响应，以确定结构的荷载-变形曲线。

（3）试验步骤：首先对结构进行预压，然后逐级增加荷载，测量结构的位移和应力。

2. 结构动载试验（1）试验目的：测试结构的抗震性能和动态响应。

（2）试验方法：采用地震模拟技术，通过地震波形输入和动态响应记录，评估结构的抗震性能。

（3）试验步骤：根据结构的设计抗震等级，设置合适的地震波形输入，并记录结构的动态响应。

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：“静力”一般在试验过程中，结构本身运动的加速度小型（惯性力效应）可以忽略不计，而动力试验要考虑。

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。

土木工程试验与检测（一）一、填空题（每空1分，共15分）1．结构检测方法按其检测方法的不同可分为非破损检测法、半破损检测法、破损检测法。

2.超声波检测混凝土裂缝的方法有平测法、对测法、斜测法。

3.防止钢筋锈蚀最重要的措施是增加混凝土的密实性和混凝土的保护层厚度。

4.在砌体结构检测中，当采用原位轴压法、扁顶法、原位单剪法、筒压法时，要求每个测区的测点数不应少于1个。

5. 在单桩竖向静载荷试验中，当采用慢速维持荷载法时，每级加载为预估极限荷载的1/10-1/15 。

6.对钢结构强度及变形的检测，常用的有电测法、机测法和表面硬度法。

7.静力载荷试验目的是确定地基土的临塑荷载、极限荷载，为评定地基土的承载力提供依据和估算地基土的变形模量。

8. 影响钢筋混凝土结构耐久性的最关键问题是钢筋锈蚀。

二、名词解释（每题5分，共25分）1. 非破损检测法答：所谓非破损检测法，是以某些物理量与混凝土标准强度之间得相关性位基本依据，在不破损混凝土结构的前提下，测得混凝土某些物理特性，并按相关关系推算出混凝土得特征强度作为检测结果。

2. 混凝土碱骨料反应答：混凝土的碱骨料反应是指混凝土中水泥、外加剂、掺合料和拌合水中的可溶性碱（钾、钠）溶于混凝土孔隙中，与骨料中的活性成分（活性氧化硅）在混凝土硬化后逐渐发生的一种化学反应，反应生成物吸水膨胀，使混凝土产生膨胀压力，导致混凝土开裂和强度降低，严重时会导致混凝土完全破坏的现象。

3. 混凝土的冻融破坏答：混凝土冻融破坏是指在水饱和或潮湿状态下，由于混凝土正负变化，建筑物的已硬化混凝土内部孔隙水结冻膨胀，溶解松弛，产生疲劳应力，造成混凝土由表及里逐渐剥蚀的破坏现象。

4. 回弹法答：回弹法是指在结构或构件混凝土上测得其回弹值和碳化深度来评定该结构或构件混凝土强度的非破损检测方法。

5. 静力载荷试验答：静力载荷试验是指在拟建建筑物场地上，在挖至设计的基础埋置深度的平整坑底放置一定规格的方形或圆形承压板，在其上逐级施加荷载，测定相应荷载作用下地基土的稳定沉降量，分析研究地基土的强度与变形特性，求得地基容许承载力与变形模量等力学数据。

土木工程检测1. 土木工程检测是如何分类的？1）按试验的目的分：科学研究性试验；生产鉴定性试验，2）按荷载的性质分：静力试验，动力试验（原型动力试验、结构疲劳试验、工程抗震试验）；甚至离心机试验3）按构件破坏与否分：破坏性试验，非破坏性试验；4）按试验的时间长短分：短期荷载试验，长期观测试验；5）按试验的对象分：原型试验；模型试验（足尺试验、缩尺试验、放大模型试验）；6）按试验的场地分：室内试验，野外试验（原位试验）。

2. 什么是科研性试验？什么是鉴定性试验？科研性试验——这类试验带有研究性质，常常是为验证结构计算理论或为创造一种新型结构而进行的系统试验研究。

鉴定性试验——对一些在计算理论上没有太大问题的结构，由于一些特殊的原因，需要通过试验鉴定这些结构或构件是否符合规范或设计要求，作出技术结论。

1、研究性试验的全过程可以分为哪四个阶段？简述各阶段的主要工作？研究性试验主要包括设计阶段、准备阶段、实施阶段和总结阶段。

各阶段的主要工作：设计阶段——试件设计；加载方案设计；量测方案设计；安全措施准备阶段——试件制作；试件安装；仪器调试。

实施阶段——加载试验；观测记录；读数记录。

总结阶段——数据处理；试验分析；试验报告。

1、试验加载设备应具备哪些条件？试验加载设备应具备哪些条件：1）荷载值准确稳定。

对静力试验，要求荷载值不随时间、外界环境、结构变形而变化。

2）荷载要便于分级，以控制加、卸载速度和精度。

3）传力方式和作用点明确，不影响结构自由变形，在试验过程中不影响试验结构受力。

4）荷载系统本身必须安全可靠。

5）满足自动化要求。

2、常用的加载方法有哪些？哪种加载方法是目前最常用的方法？常用的加载方法有：重物加载、气压加载、机械机具加载、液压加载、电液伺服加载等。

液压加载是目前最常用的试验加载方法。

3、利用重物施加荷载时应注意哪些问题？答：1）当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作均布荷载时，应注意重物尺寸和堆放距离，防止出现荷载传递不明确或改变试件受载后的工作状态；2）当采用砂、石等松散颗粒材料作为均布荷载时，切勿连续松散堆放，宜采用袋装堆放，以防止砂石材料磨擦角引起的拱作用；3）当环境湿度不同时，可能引起砂石重量随含水率而变化，造成荷载值的不稳定。