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土木工程结构试验

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

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

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

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

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。b现场试验--试验比较简单，通常不会加载至破坏，试件或结构的工作条件、结构型式等完全反映工程实际情况

破坏性试验与非破坏性试验：a破坏性试验--现场试验和长期荷载试验多为非破坏性试验。b非破坏性试验--试验室试验与短期荷载试验多为破坏性试验

土木工程结构试验的一般过程:1.试验规划-试验目的-方案设计(试件、支座、荷载、量测)-安全措施-辅助内容-步骤、分工2.试验准备3.试验加载-各步骤、各工况的资料记录4.试验资料整理分析和总结

2.试验荷载与加载方法

2.1试验荷载概论

结构上的作用：直接作用(荷载)；间接作用(变形、环境)

荷载：静荷载；动荷载。是否使结构产生不可忽略的加速度

荷载模拟：静载:重物、气压、机械、液压；动载:惯性力、电磁激振电液伺服、地震台、人工激振、环境激励。

2.2重物加载法

*直接加载和杠杆加载

*优点:简单、载值稳定、变形跟随*缺点:体积庞大、载值小

*注意事项:

均布荷载:均布、间距；砂石、水泥等:含水率；水:变形后的布均匀性

*适用范围现场、长期、均布

2.3气压加载法

利用压缩空气加载、利用抽真空产生负压加载;适用于平板、壳体等平面结构施加均布荷载;

优点:任意形状、均匀性好

注意事项:保证加载装置的密闭性

缺点:安装仪表和观测裂缝等不方便

2.4机械机具加载法

特点:长距离、设备简单、使用方便，但荷载值不大

注意事项:荷载值的标定，反力装置的刚度，自动卸载

适用范围:野外或施工现场

2.5液压加载

为目前最常用的实验室加载方法

优点:加(卸)载方便，产生的荷载值大，便于进行往复循环加载。

缺点:当结构产生较大的变形时，很难维持要求的荷载值。

在用液压加载的装置当中，必须要有一个承力的装置，叫做承载架，也叫加荷架。它要承受加载器的反力，这个加载器一方面给这个试件加上力，同时它这个反力由加载架来承受，最后传递到试验台上去。

电液伺服加载-伺服作动器

日前较为先进的加载设器:可进行结构静力试验，也可进行结构动力试验(包括疲劳试验);当与计算机联机后，可进行复杂的加载程序控制、数据采集和数

分析处理等工作。

2.6电液伺服加载系统

优点:响应快、灵敏度高、量测与控制精度好、出力大、波形多、频带宽、可以与计算机联机等优点。

缺点:投资大、维护费用高。

2.6模拟地震台

地震模拟振动台实验方法是目前抗震研究中的重要手段之一，地震模拟振动台可以很好地再现地震过程和进行人工地震波的实验，它是在实验室中研究结构地震反应和破坏机理的最直接的方法，此系统还可用于研究结构动力特性、设备抗震性能以及检验结构抗震措施等内容。

2.6动力激振加载法

●惯性力加载

●冲击力●离心力

二偏心式激振器(离心力加载