结构检测小抄简版 - 图文

按荷载的性质可分为：静力试验与动力试验 按检测对象可分为：真型试验与模型试验

按检测的周期可分为：短期荷载试验与长期荷载试验 按检测的场合可分为：实验室试验与现场试验 按检测的技术手段可分为：破损检测与非破损检测 工程结构检测的一般过程：

1.实地现场考察2.制定检测方案3. 检测准备阶段4.加载及观测阶段5.数据处理与评定阶段 静载作用是指：使被作用对象不引起加速度或加速度可以忽略不计的作用。在工程结构上施加检测荷载的方法以及加载的设备多种多样，只有正确地选择检测所需的加载设备，荷载大小以及加载方式，才能顺利地完成检测任务。 重力加载法是利用物体的重力，以静态的方式施加于结构或构件上的加载方法。它可分为直接加载法和杠杆加载法.

物体的质量可以直接施加于被测结构或构件上(如板的检测)形成均布荷载(图 1.1)，或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上(如梁、屋架或网架检测)形成集中荷载

杠杆加载法应保证杠杆有足够的刚度，且杆臂不宜过长，过长的杠杆臂将会使施加于被测结构或构件上的作用产生水平分力，而不是完全的垂直向下的压力作用。故杠杆的放大率(v=L1+l2/L1)一般控制在 3～5 为宜。

重力加载法具有设备简单，取材方便，荷载稳定的优点，较适合持久性荷载检测。但其只能是施加竖向荷载，且受堆码体积的约束，加荷重量不能过大，操作笨重，达到极限荷载时不能随结构或构件变形失去抗力而自动卸载，因而应在被测构件下方安放护墩以防被测构件突然坍塌。 液压加载的优缺点如下：

(1) 优点：它可以施加向上、水平、向下的荷载，施加荷载可以很大；易于控制，易于与现代化的仪器、设备联机，从而实现作用力大小的数据传输和采集，并能实现多点同步加载；能随被测结构或构件的变形导致抗力减弱而自动随之卸载。

(2) 缺点：对油路、油管、控制系统要求严格，要严格杜绝油路漏油现象，因为油路漏油则可造成加载加不上去，恒载不稳定；控制系统要有良好的控制精度。另外，要注意油路油管的老化以确保人员及设备的安全。

电液伺服加载系统大多采用闭环控制，主要由电液伺服加载器(作动器)、控制系统和液压源这三大部分组成。电液伺服加载系统可将荷载、位移等物理量直接作为控制参数，实行自动控制。

支座是用来模拟实际结构构件与基础的连接。常见的支座有滚动铰支座、固定铰支座、球铰支座和刀口支座(固定铰支座的一种特殊形式)。

对铰支座的基本要求是保证结构在支座处能自由转动，保证结构在支座处力的传递。

为保证每个加载点有明确的荷载值，分配梁应为单跨简支形式，一般采用槽钢或工字钢加工而成，并要求其刚度足够大、重量尽量轻、配置不宜超过 两层，以免使用中失稳或引起误差.

竖向反力设施通常是由横梁和立柱组成的“门式”反力架 水平反力装置主要有三角形反力架和反力墙。 检测仪器的性能指标主要有：

(1) 量程：指检测仪器所能测量的最大至最小的测量范围。

(2) 刻度值：指检测仪器指示或显示装置所能指出的最小测量值。

(3) 精度：指检测仪器的指示值与被测值的符合程度。精度高，意味着随机误差和系统误差小。精度最终是以测量误差的相对值来表示的，所以误差越小精度越高。

(4) 分辨率：指当某一输入量从某个非零值开始缓慢变化，使仪器指示值发生变化的最小输入值。 (5) 灵敏度：指检测仪器输出值(检测仪器指示值)与输入值(被测量值)之比。 (6) 滞后：指在恒定的环境条件下，检测仪器在整个测量范围内，从起始值到最大值来回输出中的最大偏差值或该值与最大量程的百分比。

电阻应变片虽然各自型号不同，但基本构造是一样。它由敏感栅、引线、覆盖层和基底组成.

电阻的每单位变化与应变成一线性关系

实际采用的电阻应变片为丝栅状，其灵敏系数记做 K 。故对于实际电阻应变片而言则有Dr /r=Kε 式中 ε——应变.

电阻应变片的粘贴工艺:(1) 选片(2) 测点表面处理。(3) 粘贴应变片(4) 固化处理(5) 导线连接(6) 绝缘检查。(7) 防潮处理

重要结论，即是电阻应变仪的“桥臂特性”。它表明，电阻应变仪的两相邻桥臂的应变量具有相减性；两相对桥臂的应变量具有相加性。应用此仪器的桥臂特性即可做各类不同目的的应变测量。 所谓传感器，即是感受并传递某个物理量的器具。常用的应变式传感器有：应变式荷载传感器和应变式位移传感器。

在非电测的应变仪器中较为常见的有手持应变仪和振弦式应变仪。

静载检测是指结构或构件在静力荷载作用下，通过专用仪器设备测得结构或构件的各种变形、内力变化及承载能力.

结构检测大致可分为检测方案的确定，检测工作的准备，检测的加载及观测，检测的数据处理、分析以及评价几个阶段。

试件的就位形式有正位试验、卧位试验、反位试验和原位试验. 在结构检测中应优先采用正位检测。对于有长柱试验机的柱子检测也可采用正位检测。

对于自重较大的构件不易采用反位检测检测。

加载图式是检测荷载在被测件上的布置形式。它包括荷载的类型(如重力加载或液压加载等)和荷载分布情况(如均布加载或集中加载等)。

等效荷载：①使试件产生的内力图与计算简图相近；②使试件控制截面的内力值相等。

预载目的是密实节点或接合部位，使结构或构件处于正常的工作状态；同时检查检测装置是否可靠，检测仪器仪表是否正常以及人员是否各就各位，并做好准备工作。

检测测点的布置按如下原则进行：

(1) 在满足检测目的的前提下，测点不宜过多，使检测工作重点突出。 (2) 测点要具有代表性，便于分析计算。

(3) 为了确保测量数据的可靠性，应布置一定数量的校核点。测点的布置要尽量使测量时安全、方便及满足仪器的一些特殊要求。

通常把在最大拉应力处出现第一条(批)裂缝时的荷载称之为开裂荷载，并以裂宽大于0.05mm 称之为开裂。 抗震鉴定方法可分为两级：

1) 第一级鉴定 (以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价) 2）第二级鉴定 (以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价)

伪静力检测方法采用一定的荷载控制或变形控制对被测件进行低周反复加载，使被测件从弹性阶段直到破坏的一种检测。

所谓伪静力，是指检测时加载速率很低，从而应变速率的影响可以忽略，因此，伪静力加载设备比较简单，检测费用也比较低，而且在检测过程中可以停下来仔细观察被测件的变形和破坏现象，获取最明确和清晰的破坏概念，最大限度地利用被测件提供的各种信息。

目前常用的伪静力加载规则主要有三种,位移控制加载，力控制加载，力-位移混合控制加载。

结构动力检测主要内容：1. 动荷载特性的测定 2. 结构自振特性的测定3.结构在动荷载作用下的动力反应的测定动荷载的动力效应有时远大于静力效应。

一、 荷载的分类 1. 按作用形式分为：集中荷载和均布荷载2. 按作用的方向分为：垂直荷载、水平荷载、任意向荷载；3. 单向作用与双向反复作用荷载

结构动力特性。包括三个参数：自振频率(或周期)；阻尼(阻尼比)；振型 每个结构都有其自振特性，是结构自身的固有属性，取决于质量、刚度等。与外荷载无关。 自由振动法

借助外荷载使结构产生初速度或初位移，使结构由于弹性而自由振动。 主要有突然卸荷法(初位移法)；突然加载法(初速度法) 确定动荷载在结构中引起的附加应力，验算结构强度；

确定动荷载在结构中引起的振动位移，验算结构刚度； 确定动荷载对结构的动力效应，为设计提供动力系数。 结构在动荷载作用下的变形曲线，称为振动变位图。 类似于振型，但有本质区别。

区别：振型与外荷载无关，属于结构本身的动力特性； 变位图是结构在外荷载作用下的动力反应。

回弹法是指用一弹簧驱动的重锤，通过弹击传力杆，弹击混凝土表面，以回弹值(反弹距离与弹簧初始长度之比)测量混凝土表面硬度，由此推定混凝土强度的一种方法。

超声仪对混凝土的探伤主要是指对混凝土裂缝深度的探测和混凝土中空洞直径大小的探测等。

钢结构的无损检测包括（梁，桁架，柱子的结构变形，构件弯曲，裂缝的损伤。

构件的检测1．结构的变形检测 2．构件弯曲和变形的检测3．裂缝与损伤的检测

连接的检测：1．焊缝的检测(2) 测量尺寸(3) 钻孔检查

对于工程桩的检测主要包括对单桩承载力和桩身完整性进行抽样检测。 单桩承载力的检测方法主要有静载检测法和动载检测法。 静载检测法包括竖向抗压、竖向抗拉和水平静载检测。 动载检测法按施加动荷载的大小，可分为高应变动测法和低应变动测法两类。高应变动载检测法如动力参数法、锤击贯入法，波动方程法、动力打桩公式法等。

高应变动测法用重锤激振，使桩产生大贯入度。由于作用力和应变量越接近于桩的实际受力状态(贯入度≥1.5mm)，桩土体系的相互作用越能得到实现，所以，用高应变动测法即可检测桩的极限承载力，又可检测桩身的完整性。

垂直静载检测的目的是为了确定由桩与土的相互作用而决定的桩的垂直承载力值。

检测装置包括加载部分和桩顶沉降观测部分。 高应变动载检测是用重锤冲击桩顶，实测桩顶部的速度和力的时程曲线，通过波动理论分析，对单桩竖向抗压承载力和桩身完整性进行判定的检测方法。

低应变法检测是采用低能量瞬态或激振方式在桩顶激振，实测桩顶部的速度时程曲线或速度导纳曲线，通过波动理论分析或频域分析，对桩身完整性进行判定的检测方法。

计算③布置一定数量校核点便于安全。 8结构动力检测内容：1. 动荷载特性的测定2. 结构自振特性的测定3. 结构在动荷载作用下的动力反应的测定

9位移测点布置 对于受弯构件：宽度小于0.6m，单排布置；大于0.6m双排布置，取平均值。跨度小于6m，沿跨度方向布置3个测点；屋架、桁架的上下弦应分别布置位移计；高跨比比较大的构件，还应布置观测水平位移和出平面的位移计。

10.脉动法与共振法的异同：1脉动法与共振法的原理类似，并且都是一种强迫振动2脉动法的振动不再是稳态的简谐振动，而是近似噪声的多种频率成分组合的随机振动。 重力加载的特点:

（1）设备简单，荷载稳定，适合持久性加载试验。

（2）只能提供竖向荷载，加载过程不便，达到极限荷载时，不能自动卸载。 液压加载的特点:

（1）可施加各个方向上的荷载，加载量大，易于控制，可以与计算机等自动化设备共同工作，易于卸载。

（2）对油路与控制系统的要求非常严格。 静载检测的过程

第一阶段： 计划与准备阶段； 第二阶段： 加载与观测阶段 第三阶段： 分析与评定阶段；

试验荷载在试验结构构件上的布置形式（包括荷载的类型、分布方式等）称为荷载图式。 等效荷载：

①使试件产生的内力图与计算简图相近；②使试件控制截面的内力值相等。 测点布置

原则：测点宜少不宜多，突出重点；必须有代表性；布置一定数量校核点；便于安全测试。 一、概念：

采用一定的荷载控制或变形控制，对被测试件进行低周期反复加载，使试件从弹性阶段直到破坏的一种检测。 二、特点 优点：

1、设备简单，检测费用较低； 2、能获得抗震性能的各种信息。 3、适用范围广。

缺点：不能模拟结构在实际地震下的反应。 二、结构动力检测主要内容

1. 动荷载特性的测定 2. 结构自振特性的测定

3. 结构在动荷载作用下的动力反应的测定

动荷载特性主要包括动荷载的大小、方向、频率及作用规律等。 又称结构动力特性。

包括三个参数：自振频率(或周期)；阻尼(阻尼比)；振型

一、单项选择题

1．土木工程结构试验中，常用生产鉴定性试验解决的问题是（ C ）。 A.验证结构设计理论的假定 B.提供设计依据

C.处理工程事故，提供技术依据 D.提供实践经验

2．工程结构试验的四个阶段中，哪一个阶段是整个试验工作的中心环节？（ C ）

A.试验规划阶段B.试验准备阶段

C.试验加载测试阶段D.试验资料整理和分析阶段

3．在结构试验中应优先选择的结构就位形式是（ A ）。 A.正位试验 B.卧位试验 C.反位试验 D.原位试验

4．结构试验中，钢结构的荷载持续时间一般不少于（ B ）。 A.5min B. 10min C. 15min D. 30min

5．对于量测振动频率、加速度等参数的动测仪表，要求仪表的频率、加速度范围（ A ）被测动态参数的上限。 A.大于 B.等于 C.小于 D.大于等于

6．工程结构的模型试验与实际尺寸的足尺结构相比，不具备的特点是（ D ）。

A.经济性强 B.数据准确 C.针对性强 D.适应性强

7．集中荷载相似常数与长度相似常数的（ B ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4

8．弯矩或扭矩相似常数与长度相似常数的（ C ）次方成正比。 A.1 B.2 C.3 D.4

9．弹性模型材料中，哪一种材料的缺点是徐变较大，弹性模量受温度变化的影响较大？（ D ）

A.金属材料 B.石膏 C.水泥砂浆 D.塑料

10．哪一种模型的制作关键是“材料的选取和节点的连接”？（ C ） A.混凝土结构模型B.砌体结构模型 C.金属结构模型D.有机玻璃模型

11．强度模型材料中，哪一种材料需要经过退火处理？（ A ） A.模型钢筋B.微粒混凝土C.模型砌块D.水泥砂浆

12．下列哪一种加载设备属于机械力加载设备？（ B ）

A.杠杆 B.弹簧 C.手动液压千斤顶 D.水

13．机械力加载设备中下列哪一种加载设备常用于结构的持久荷载试验？（ D ）

A.卷扬机 B.吊链 C.螺旋千斤顶 D.弹簧

14．支座的型式和构造与试件的类型和下列何种条件的要求等因素有关。（ A ）

A.实际受力和边界条件B.位移的边界条件C.边界条件D.平衡条件

15．结构试验时，试件的就位型式最符合实际受力状态而应优先采用的是（ A ）。

A.正位试验 B.反位试验 C.卧位试验 D.异位试验 16．结构静力试验的试验加载制度是（ B ）。 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 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

17．超声回弹综合法检测混凝土强度时可以（ D ）。

A.既能反映混凝土的弹塑性，又能反映混凝土的内外层状态 B.测量精度稍逊于超声法或回弹法 C.先进行超声测试，再进行回弹测试

D.依据固定的fcu?v?Rm关系曲线推定混凝土强度

18．当用一个液压加载器施加两点或两点以上的同步荷载时，可以通过（ C ）实现。

A.杠杆 B.卧梁 C.分配梁 D.反力架

19．结构试验中用分配梁传递荷载的下列装置中，不正确的是（ B ）。

c

20．超声波检测混凝土缺陷的基本原理是采用（ B ）超声波检测仪，测量超声脉冲的纵波在结构混凝土中的传播速度、接收波形信号的振幅和频率等声学参数的相对变化，来判定混凝土的缺陷。 A.超高频 B.高频 C.中频 D.低频 21．下列哪种仪器不能测量应变?（ D ） A.电阻应变仪 B.手持应变仪 C.位移计 D.读数显微镜 22．下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是（ A ）。 A.缩尺模型试验 B.相似模型试 C.足尺模型试验 D.原型试验 23．在确定结构静力试验的观测项目时，应首先考虑（ B ）。 A.局部变形 B.整体变形 C.应变观测 D.裂缝观测 24．下列各种振动波形中为随机振动波形的是（ B ）。

25．当使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时，必须配置各种（ B ），来承受液压加载器对结构加载时产生的反作用力。 A.加载装置 B.支承系统 C.测量系统 D.控制系统 26．下列各图中属于固定铰支座的是（ B ）。

27．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（ C ）。 A.强度 B.刚度C.尺寸 D.变形

28．使用应变计测应变值时，对于混凝土试件，标距应大于骨料粒径的（ D ）倍。 A.1 B.2 C.3 D.4

29．试件安装中，简支结构的两支点应在同一水平面上，高差不宜超过（ C ）跨度。

A.1/30 B.1/40 C.1/50 D.1/60 30．在进行柱静力试验时，为了减少支座与柱端的转动摩擦以及加载过程中避免出现施力位置改变，柱子试验支座通常采用（ B ）。 A.固定铰支座 B.刀口铰支座 C.球铰支座 D.滚动铰支座

31．偏心式激振器所产生的力F与偏心质量块旋转圆频率ω的（ B ）成正比。

A.一次方 B.二次方 C.三次方 D.四次方

32．当选择拾振器做测位移使用时，要使拾振器的相对位移振幅Y0与被测振动体的振幅X0之比趋近于1，则要求频率比u和阻尼比D满足：（ A ） A.u>>1;D<1 B.u>>1;D>1 C.u<<1;D<1 D.u<<1;D>1 33．磁电式拾振器的（ C ）。

A.感应电动势与振动体的加速度成正比 B.感应电动势与振动体的速度成反比 C.感应电动势与振动体的速度成正比 D.感应电荷与振动体的加速度成正比

34．压电式传感器能直接感知被测振动体的（ B ）。 A.速度 B.加速度 C.位移 D.动应变

35．微积分电路中，要实现积分电路，需将电路中的（ A ）短接。 A.电感 B.电容 C.电阻 D.电阻和电容

36．微积分电路中，要实现微分电路，需将电路中的（ B ）短接。 A.电感 B.电容 C.电阻 D.电阻和电感

37．下列哪种方法是借助共振原理来得到结构自振特性的？（ D ） A.突然加载法B.突然卸载法C.爆破法D.脉动法 38．结构振动变位图是（ B ）。 A.结构在动荷载作用下的振动形状 B.结构在动荷载作用下的变形曲线 C.结构在自由振动状态下的振动形状 D.结构在自由振动状态下的变形曲线 39．动力系数总是（ A ）。

A.大于1 B.等于1 C.小于1 D.小于0

40．疲劳试验的荷载上限Qmax是根据构件在最大标准荷载最不利组合下产生的（ B ）计算而得到的。

A.轴力 B.弯矩 C.剪力 D.扭矩

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