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1 工程结构试验概论1

1.1 工程结构试验的目的与任务1

1.1.1 工程结构试验的目的1

1.1.2 工程结构试验的任务3

1.2 工程结构试验分类3

1.2.1 原型试验和模型试验4

1.2.2 静力试验和动力试验4

1.2.3 短期荷载试验和长期荷载试验5

1.2.4 实验室试验和现场试验5

1.3 工程结构试验设计6

1.3.1 工程结构试验的一般程序6

1.3.2 工程结构试验的试件设计8

1.3.3 工程结构试验方案拟定9

1.3.4 工程结构试验结果分析与结论11

本章小结11

思考题12

2 结构模型设计13

2.1 概述13

2.1.1 模型试验遵循的基本原则、分类及特点13

2.1.2 模型试验的应用和适用范围14

2.1.3 结构模型试验的意义14

2.2 模型设计相似原理15

2.2.1 相似的含义15

2.2.2 相似常数16

2.2.3 相似原理17

2.3 相似条件的确定方法19

2.3.1 方程式分析法19

2.3.2 量纲分析法20

2.4 模型设计23

2.4.1 结构静力模型设计23

2.4.2 结构动力模型设计25

2.4.3 热应力结构模型设计26

2.5 试验模型材料与选用27

2.5.1 模型材料的指标28

2.5.2 常用模型材料28

本章小结32

思考题33

3 工程结构试验荷载模拟34

3.1 概述34

3.2 静力荷载模拟34

3.2.1 重力模拟荷载35

3.2.2 液压模拟加载36

3.2.3 其他加载技术40

3.3 动力荷载模拟42

3.3.1 惯性力加载42

3.3.2 激振器加载44

3.3.3 爆炸激振46

3.4 结构试验反力装置47

3.4.1 反力装置47

3.4.2 其他加载装置48

3.4.3 试验台座50

本章小结53

思考题53

4 工程结构试验量测技术54

4.1 概述54

4.2 应变量测55

4.2.1 应变量测概述55

4.2.2 电阻应变片55

4.2.3 电阻应变仪58

4.2.4 应变测点的布置63

4.2.5 应变的其他量测方法与仪表64

4.3 位移与变形量测65

4.3.1 线位移量测65

4.3.2 角位移测量69

4.4 力的量测72

4.4.1 荷载和反力测定72

4.4.2 拉力和压力测定73

4.4.3 结构内部应力测定73

4.5 裂缝、应变场应变及温度测定75

4.5.1 裂缝检测75

4.5.2 内部温度测量77

4.6 测振仪器78

4.6.1 拾振器的力学原理78

4.6.2 测振传感器82

4.7 记录仪器85

4.7.1 x-y记录仪85

4.7.2 光线示波器86

4.7.3 磁带记录仪87

4.8 数据采集系统88

4.8.1 数据采集系统的组成88

4.8.2 数据采集的过程89

本章小结90

思考题91

5 工程结构静力试验92

5.1 概述92

5.2 试验前的准备93

5.2.1 试验规划阶段93

5.2.2 试验准备阶段93

5.3 加载与量测方案的制定96

5.3.1 加载方案96

5.3.2 量测方案99

5.4 一般结构构件静载试验102

5.4.1 受弯构件的试验102

5.4.2 受压构件的试验106

5.4.3 桁架静力试验108

5.4.4 屋架试验109

5.5 静载试验量测数据的整理和分析110

5.5.1 截面内力计算111

5.5.2 挠度计算113

5.5.3 平面应力状态下的主应力计算115

5.5.4 试验曲线与图表绘制116

本章小结119

思考题119

6 工程结构动力试验120

6.1 概述120

6.2 结构动力特性试验120

6.2.1 自由振动法121

6.2.2 共振法123

6.2.3 随机振动法125

6.3 结构动力反应试验128

6.3.1 动力荷载特性的测定128

6.3.2 结构特定部位动参数的测定129

6.3.3 测定结构的振动变位图130

6.3.4 结构动力系数的试验测定131

6.4 结构疲劳试验131

6.4.1 结构疲劳试验的目的132

6.4.2 结构疲劳试验的方法132

本章小结135

思考题135

7 工程结构抗震试验136

7.1 概述136

7.1.1 结构抗震试验的特点136

7.1.2 结构抗震试验的内容136

7.1.3 结构抗震试验分类136

7.2 拟静力试验138

7.2.1 加载设备与装置138

7.2.2 拟静力加载方法138

7.2.3 滞回曲线和骨架曲线的主要特征141

7.2.4 恢复力特性的模型化144

7.3 拟动力试验146

7.4 模拟地震振动台试验149

7.4.1 振动台149

7.4.2 试验加载过程151

7.4.3 试验的观测和动态反应测量152

7.5 人工地震模拟试验152

7.5.1 爆破方法152

7.5.2 人工地震与天然地震的差异153

7.6 天然地震试验154

本章小结155

思考题156

8 结构现场检测技术157

8.1 概述157

8.1.1 检测的作用和意义157

8.1.2 建筑结构检测范围和分类158

8.1.3 检测的内容及分类158

8.1.4 检测的原则和抽样方案158

8.1.5 检测的工作程序159

8.2 混凝土结构的检测技术160

8.2.1 混凝土结构耐久性损伤机理160

8.2.2 混凝土结构的外观及裂缝和变形检测161

8.2.3 混凝土强度检测163

8.2.4 超声波法检测混凝土缺陷171

8.2.5 混凝土结构钢筋位置与钢筋锈蚀检测176

8.3 砌体结构现场检测177

8.3.1 概述177

8.3.2 原位轴压法180

8.3.3 扁顶法182

8.3.4 切制抗压试件法184

8.3.5 原位单剪法185

8.3.6 原位单砖双剪法186

8.3.7 推出法188

8.3.8 回弹法189

8.3.9 筒压法检测砂浆强度192

8.4 钢结构现场检测技术193

8.4.1 构件尺寸及平整度的检测193

8.4.2 表面质量检测194

8.4.3 钢材强度检测195

8.4.4 连接（焊接、螺栓连接）的检测195

8.4.5 超声法测钢材和焊缝缺陷196

8.4.6 防腐涂层厚度检测197

8.4.7 钢材锈蚀的检测198

8.4.8 防火涂层厚度检测198

8.4.9 钢结构动力检测199

本章小结199

思考题200

9 工程结构试验的数据处理201

9.1 概述201

9.2 试验测量的误差201

9.2.1 系统误差201

9.2.2 偶然误差202

9.2.3 过失误差202

9.3 试验数据的误差分析203

9.3.1 误差的分布203

9.3.2 误差的计算206

9.3.3 间接测定值的误差分析207

9.3.4 误差的检验208

9.4 数据的表达方式211

9.4.1 表格方式211

9.4.2 图像方式212

9.4.3 函数方式214

本章小结219

思考题220

参考文献221