土木工程結構試驗複習總結鐵道

2021-03-03 21:37:13 字數 4737 閱讀 8237

1.土木工程結構試驗的任務:在結構或試驗物件上,以儀器裝置為工具,利用各種實驗技術為手段,在荷載或其他因素作用下,通過測試與結構工作效能有關的各種引數進行分析,從而對結構的工作效能作出評價,對結構的承載能力作出正確的估計,並為驗證和發展結構的計算理論提供可靠的依據。

2.土木工程結構試驗的作用:是結構發展理論的重要途徑,是發現結構設計問題的主要手段,是驗證結構理論的主要方法,是結構質量鑑定的直接方式,是制定各類技術規範和標準的基礎。

3.結構試驗的分類:根據實驗的目的分科學研究性試驗和生產鑑定性實驗:

按照試驗物件分真型試驗(用於生產鑑定性試驗)、模型試驗(用於科學研究性試驗)、小構件試驗:按荷載性質分為靜力試驗、動力試驗。

4.科學研究性試驗:驗證結構設計計算理論的各種假定、為制定設計規範提供依據、發展新的設計理論改進設計計算方法、為發展和推廣新結構、新材料、新工藝提供理論和實踐的依據。

5.生產鑑定性試驗:鑑定結構設計和施工質量的可靠程度、為工程改建或加固判斷結構的實際承載能力、為處理工程事故提供技術依據、檢驗結構可靠性、估算結構剩餘壽命、鑑定預製構件的產品質量。

6.模型是仿照原型並按照一定比例關係複製而成的試驗代表物,相似模型試驗要求比較嚴格的相似條件,即要求滿足幾何相似、力學相似和材料相似,破壞試驗一般以模型結構為物件。

7.結構試驗的一般過程:結構試驗規劃設計、結構試驗準備、結構試驗實施和結構試驗資料整理分析並提出試驗理論。

其中制定試驗規劃設計階段最為重要,試驗實施階段(試驗載入測試階段)是中心環節。

8.2023年法國科學家榮格密裡在沒有量測的情況下,首次用簡單的試驗,驗證了受彎梁斷面上應力的存在,這位就是著名的路標試驗。

9.對靜荷載的載入通常採用分級載入方式,靜力荷載載入順序:預載入階段、標準荷載階段、破壞荷載階段。

9.分級載入的優點:可以控制載入速度、便於觀察結構變形與荷載之間的相互關係,了解各階段的承載情況、有利於各點載入統一步調。

10.預載入的目的:使結構內、外部接觸良好,進入正常的工作狀態;檢驗全部試驗裝置的可靠性,檢查全部觀測儀表的工作是否正常;起到演習的作用;總之通過預載入可以發現一些潛在的問題並將之解決在正式試驗之前,這對保證試驗順利進行具有重要意義。

11.載入方法:1)預載入一般分**進行,每級取標準荷載值得20%,載入一級停歇10min,混凝土構件預載入荷載值小於開裂荷載值的70%;2)正式載入:

小於標準值時,每級不大於標準值的20%,一般分五級加至標準荷載值,超過標準值時,每級不大於標準值的10%,當所加荷載到達破壞荷載的90%時,採用標準值的5%載入至破壞。

12.間歇時間:鋼結構一般不小於10min,混凝土或木結構不少於15min。

滿載時間:標準長期宜持續30min~24h,對於標準短期,鋼試件和鋼筋混凝土時間不小於30min,木試件不小於60min,拱和砌體構件為180min,預應力混凝土滿載30min,開裂持續30min。空載時間:

一般鋼筋混凝土構件45min,重要的跨度大於12m的構件去滿載時間的1.5倍,鋼結構時間不大於30min。

13.載入圖式:試驗荷載在結構構件上的布置形式稱為載入圖式。

14.等效荷載:指在加在試件上,使試件產生的內力圖形與計算簡圖相近、控制截面的內力值相等的荷載。

15.等效荷載載入圖式應滿足的條件:等效荷載產生的控制截面的主要內力應與計算內力相等,等效荷載產生的主要內力圖形與計算內力圖形相似,對等效荷載引起的變形差別應予以修正,控制截面內力等效時,次要截面上的內力應與設計值相近。

16.結構試驗對載入方法和載入試驗的要求:選用的試驗荷載圖式必須是等效荷載圖式;荷載傳力方式和作用點明確,產生的荷載數值準確穩定,靜荷載不隨載入時間、外界環境和結構物變形而變化,保證荷載量的相對誤差不超過5%;靜載試驗便於分級載入和解除安裝,能控制加、解除安裝速度,荷載分級的分度值要滿足實驗量測的精度要求;載入裝置不參與結構工作,不影響結構的自由變形,不影響結構受力;載入裝置本身要安全可靠,不僅滿足強度要求,還要嚴格控制其變形量;力求採用先進技術,減輕勞動強度,盡量提高試驗效率和質量。

17.靜力荷載試驗中常用的載入方法和裝置有:重物載入、氣壓載入、機械載入、液壓載入、慣性力載入、電磁載入、人工激振載入。

18.液壓載入器(千斤頂)的工作原理:當油幫浦將具有壓力的液壓油壓入千斤頂的工作油缸時,活塞在壓力油的作用下向前移動,與時試件接觸後,活塞便向結構物施加荷載,荷載值的大小由油壓表示值和載入器活塞受底面積求得,也可以由液壓載入器與荷載承力架之間所置的測力計直接測讀,或用感測器將訊號輸給電子秤顯示或記錄器直接記錄。

19.液壓載入系統主要由高壓油幫浦、管路系統、操作台、液壓載入器、載入架、試驗台座等部分組成。

20.目前國內結構試驗常用的台座主要有:板式試驗台座(槽式試驗台座和地腳螺絲式試驗台座)、箱式試驗台座、抗彎大樑式台座、空間桁架式台座。

21.離心力載入是根據旋轉質量產生的離心力對結構施加簡諧振動荷載:結構長柱試驗機是大型結構試驗的專門裝置,其液壓載入器的噸位一般至少在2000kn以上;機械式載入不僅可以對建築物施加靜力荷載,也可以施加動力荷載;慣性力載入法常用於結構動力試驗中,由於荷載作用的方法不同,可分為衝擊力載入和離心力載入兩種方法。

22.捲揚機和倒鏈是通過鋼絲繩或鏈條對結構或構件施加拉力荷載;螺旋千斤頂可用來施加壓力荷載;採用初位移或初速度的突卸荷載或突加荷載的方法,可使結構受衝擊荷載作用而產生自由振動;液壓載入的最大優點是利用油壓是液壓載入器產生較大的荷載,試驗操作方便安全。

23.結構疲勞試驗機主要是脈動發生系統、控制系統、液壓載入器工作系統三部分組成,結構疲勞試驗機脈動頻率可根據試驗的不同要求,在100~500次/分範圍內任意調節選用。

24.電液伺服載入系統有電液伺服液壓載入器、控制系統、液壓源三部分組成。

25.結構試驗測量技術包括:量測方法、量測工具、量測誤差分析;量測方法主要有直接測量法和間接測量法,偏位測定法和零位測定法;量測誤差包括系統誤差、過失誤差、偶然誤差;主要量測的內容暴扣外部條件(外荷載、支座反力)、結構變形(位移、應變、曲率等)、內力(應力)、裂縫以及自振頻率、振型、阻尼等一系列動力特徵。

26、量測儀表主要由感受部分、放大部分、紀錄顯示部分;主要效能指標有:刻度值、量程、靈敏度、解析度滯後、精確度、可靠性、零位溫飄和滿量程熱漂移、線性範圍、線性度等等。

27.儀表率定的概念:為了確定儀表的精確度和換算係數,定出其誤差,需將儀表示值與標準量相比較,求出被率定儀器的刻度值。

方法:在專門率定裝置上率定,這種裝置能產生乙個已知標準量的變化,把它和被率定儀器的示值做比較,求出被率定儀器的刻度值;採用和被率定儀器同一等級的標準儀器進行比較來率定;利用標準試件率定儀器。

28.索力測量的方法:電阻應變片測定法、拉索伸長量測定法、索拉力垂度關係測定法、壓力表測定法、壓力感測器測定法、頻率法、磁通量法。

29.應變測量的主要方法有:應變機測法、應變電測法、應變光測法。

30.應變電測法:在結構試驗中,因結構受到外荷載或溫度及約束等原因而產生應變,應變為機械梁,用量電器量測非電量,首先必須把非電量轉化為電量的變化,然後才能用量電器量測,量測由應變引起的電量的變化稱為應變電測法。

31.電阻應變片的工作原理及構造:電阻絲感受的應變和它的電阻相對變化成線性關係,當構件受力變形時,敏感元件的截面、長度等尺寸將隨構件的變形而變形,因而其電阻值也將發生相應的變化。

只要用精密儀器測出電阻應變片電阻的變化率,即可得出構件應變的大小,從而求出其承受的應力。組成:敏感柵、引出線、覆蓋層、基底、粘接劑。

32.量測儀表選用原則或試驗對儀表的基本要求:儀表效能能滿足試驗的具體要求,如合適的靈敏度,足夠的精度與量程;動態量測儀表其線性範圍、頻響特性等均應滿足試驗要求;對於安裝在結構上的儀表或感測器,要求體積小、重量輕、不影響結構效能;同一試驗中選用的儀器儀表種類和規格盡可能少,以便統一資料的精度,簡化量測資料的整理工作和避免差錯;儀器儀表對於環境的適應性要強且使用方便,工作可靠和經濟耐用。

33.振動測量儀器主要由:拾振器、測振放大器、顯示記錄儀。

34.精確度:是精密度和準確度的綜合反映,是指儀表指示值與被測值得符合程度,常用滿量程的相對誤差來表示。儀器精度越高說明隨機誤差和系統誤差小,誤差越小,精度越高。

35.滯後:在恆定的環境下,某一輸入量從起始量程增至最大量程,再由最大量程減至最小量程,正反兩個行程輸出值之間的偏差稱為滯後。

36.可靠性:在規定的條件下,滿足給定的誤差極限範圍內連續工作的可靠性,或者說構成儀表的元件或部件的功能隨時間的增長仍能保持穩定的程度。

37.電橋原理:相鄰兩臂的應變輸出符號相反,相對橋臂的應變輸出符號相同。

38.溫度效應:用電阻應變片測量應變時,應變片除了感受試件應變外,由於環境溫度變化的影響,同樣也能通過應變片的感受而引起電阻應變儀指示部分的示值變動,此種變動即成作溫度效應。

39.溫度效應產生原因:電阻絲溫度改變,即;材料與應變片電阻思想膨脹係數不相等,但二者又粘在一起,當溫度該改變時,引起附加電阻的變化。

40.消除溫度效應方法:應變片自補償法和橋路補償法(溫度片補償和工作片補償),常用為橋路補償法。

41.常用的電橋連線有半橋連線和全橋連線:應變片的粘結步驟:計畫準備、試件測點表面處理、應變片粘結、固化處理、應變片粘結質量檢查、導線連線、防護處理。

42.鋼弦感測器工作原理:鋼弦感測器被張緊的鋼弦作為敏感元件,利用其固有頻率與張拉力的函式關係,根據固有頻率的變化來反應外界作用力的大小。

43.讀數顯微鏡是如何測定裂縫寬度的?試件表面的裂縫經過物鏡在刻度分劃板上成像,然後經過目鏡進入肉眼,由於微調螺絲的螺距和上分劃板的分化值均為0.

5mm,所以讀數鼓輪每轉動一圈,下分劃板上劃線相對上分劃板邊移動一刻度值。

44.裂縫觀測的主要內容:裂縫的出現時間和位置,裂縫出現的最大寬度,裂縫的基本走向描繪。

45.電阻應變片的主要技術效能指標:靈敏係數,標距,使用面積,電阻值,應變極限等。

46.電阻應變片的優缺點:優點是靈敏度高、尺寸小、重量輕、粘結牢固、適用於各種溫度場和外部環境;缺點是不能重複使用,黏貼工作量大、估計引數不精確、具有近似性。

《土木工程結構試驗》試卷A

一 單項選擇題 本大題共小題,每小題分,共分 在每小題列出的四個選項中只有乙個選項是符合題目要求的,請將正確選項前的字母填在題後的括號內。1 土木工程結構試驗中,常用生產鑑定性試驗解決的問題是 c a.驗證結構設計理論的假定b.提供設計依據 c.處理工程事故,提供技術依據d.提供實踐經驗 2 工程結...

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