土木工程構(gòu)造試驗與檢測論文

土木工程構(gòu)造試驗與檢測論文土木工程構(gòu)造試驗與檢測總結(jié)衣食住行是人類生活的主要方面，其中住固然不是最重要的，卻也是必不可少的。而這學期學習的土木工程構(gòu)造試驗與檢測讓我了解到一個建筑的來之不易，更讓我了解到建筑質(zhì)量的重要性。構(gòu)造試驗與檢測是一項科學實踐性很強的活動，是研究和發(fā)展工程構(gòu)造新材料、新體系、新工藝，也是探索構(gòu)造設計新理論及驗證明體構(gòu)造的受力性能、承載力和可靠性的重要手段。通過學習這門課程，我了解到了建筑構(gòu)造檢測和試驗的任務，目的，定義和作用，也了解到進行土木工程構(gòu)造試驗與檢測的工具，比方重物加載的方法及相關(guān)的加載設備、液壓加載的方法及相關(guān)的加載設備、加載輔助設備、試件支承裝置。構(gòu)造試驗是以工程構(gòu)造、構(gòu)件或者構(gòu)造模型為對象，以試驗儀器設備為工具，以各種測試技術(shù)為手段，通過試驗方式量測構(gòu)造受載后的各種參數(shù)〔位移、應力、應變、裂縫、振幅、頻率、加速度等〕，據(jù)此，對構(gòu)造物的工作性能作出評價，對建筑物的承載能力、安全性能作出正確的評定，確定構(gòu)造對使用要求的符合程度，并用以檢驗和發(fā)展構(gòu)造的計算理論。根據(jù)不同的試驗目的、荷載性質(zhì)、試驗對象、試驗場所、構(gòu)件毀壞與否、荷載作用時間等不同因素進行分類，能夠為研究性試驗和檢測性試驗、靜力試驗和動力試驗、實體〔原理〕試驗和模型試驗、試驗室試驗和現(xiàn)場試驗、毀壞性試驗和非毀壞性試驗，以及短期荷載試驗和長期荷載試驗。1、研究性試驗和檢測性試驗根據(jù)試驗目的，可分為研究性試驗和檢測性試驗。〔1〕研究性試驗研究性試驗具有研究、探索和開發(fā)的性質(zhì)。其目的在于驗證構(gòu)造設計的某一理論，或驗證各種科學的判定、推理、假設及概念的正確性。或是為了創(chuàng)造某種新型構(gòu)造體系及其計算原理，而系統(tǒng)地進行的試驗研究。研究性試驗一般都是在室內(nèi)進行，需要使用專門的加載設備和數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)，以便對受載試件的變形性能作連續(xù)觀察、測量和全面的分析研究，進而找出其變化規(guī)律，為驗證設計理論和計算方法提供根據(jù)。這類試驗通常研究下面幾個方面的問題。①驗證構(gòu)造計算理論的假定。②為制訂設計規(guī)范提供根據(jù)。③為發(fā)展和推廣新構(gòu)造、材料與新工藝提供試驗根據(jù)。研究性試驗主要包括設計、準備、施行和總結(jié)4個階段。〔2〕檢驗性試驗檢測性試驗對象一般是真實的構(gòu)造或構(gòu)件，其目的是通過實驗來檢驗構(gòu)造構(gòu)件能否符合構(gòu)造設計施工及施工驗收規(guī)范的要求，并對檢驗結(jié)果作出技術(shù)結(jié)論。這類試驗常應用在下面幾方面。①檢驗預制構(gòu)件或部件的構(gòu)造性能，斷定預制構(gòu)件的設計及制作質(zhì)量。預制構(gòu)件廠或建設工地生產(chǎn)的預制構(gòu)件，在出廠或吊裝前均應對其承載力、剛度和變形性能進行抽樣檢驗，以確定其構(gòu)造性能能否知足構(gòu)造設計和構(gòu)件檢驗規(guī)程的指標。②檢驗構(gòu)造工程質(zhì)量，確定工程構(gòu)造的可靠性。對新建構(gòu)造，十分是某些重要性構(gòu)造或采用新材料、新工藝及新設計計算理論而設計建造的構(gòu)造物或構(gòu)筑物，在建成后需要進行總體的構(gòu)造性能檢測，以綜合評價其構(gòu)造設計及施工質(zhì)量的可靠性。2、靜力試驗和動力試驗根據(jù)試驗的荷載性質(zhì)，可分為靜力試驗和動力試驗兩大類?！?〕靜力試驗靜力荷載試驗的目的是通過對試驗構(gòu)造或構(gòu)件直接加載，收集試驗數(shù)據(jù)，認識并把握構(gòu)造的力學性能。根據(jù)試驗性質(zhì)的不同，靜力試驗可分為單調(diào)靜力荷載試驗、擬靜力試驗和擬動力試驗。單調(diào)靜力荷載試驗是指試驗荷載逐步單調(diào)增加到構(gòu)造毀壞或預定的狀態(tài)目的，研究構(gòu)造受力性能的試驗。擬靜力試驗也稱低調(diào)周期反荷載試驗或偽靜力試驗。擬動力試驗又稱聯(lián)機試驗，是將地震反響所產(chǎn)生的慣性力作為荷載加在試驗構(gòu)造上，使構(gòu)造所產(chǎn)生的非線性力學特征與構(gòu)造在實際地震動作用下所經(jīng)歷的真實經(jīng)過完全一致?！?〕動力試驗。研究動荷載的特征、構(gòu)造的動力特性及構(gòu)造在不同性質(zhì)動荷載作用下的動力反響試驗，如研究鐵路或公路橋梁的振動特性、工業(yè)廠房中的吊車梁的疲憊強度與疲憊壽命、大跨構(gòu)造和高聳構(gòu)造在風荷載作用下的動力問題。構(gòu)造動力試驗主要包括荷載特性試驗、構(gòu)造的動力特性試驗、構(gòu)造的動力反響試驗、模擬地震振動臺試驗、風洞試驗和構(gòu)造疲憊試驗等。①動荷載的特性試驗動荷載的特性試驗主要包括測動荷載本身參數(shù)和主振源的測定試驗。動荷載的特性包括作用力的大小、方向、頻率及其作用規(guī)律等。通常采用直接測定法、間接測定法和比擬測定法。②構(gòu)造動力特性實驗構(gòu)造的動力特性是進行構(gòu)造抗震計算、解決構(gòu)造共振問題及診斷構(gòu)造累積損失的基本根據(jù)。因此構(gòu)造動力特性參數(shù)的測試是動力試驗的最基本內(nèi)容。構(gòu)造的動力特性包括構(gòu)造的自振頻率、阻尼比、振型等參數(shù)。這些參數(shù)決定于構(gòu)造的形式、剛度、質(zhì)量分布、材料特性及構(gòu)造連接等因數(shù)，而與外荷載無關(guān)。通常，采用人工鼓勵法或環(huán)境隨機鼓勵法使構(gòu)造產(chǎn)生振動，同時量測并記錄構(gòu)造是速度響應或加速度響應，再通過信號分析得到構(gòu)造的動力特性參數(shù)。動力特性試驗的對象以整體構(gòu)造為主，能夠在現(xiàn)場測試實體〔原型〕構(gòu)造的動力特性，可以以在實驗室對模型構(gòu)造進行動力特性試驗。③構(gòu)造的動力反響試驗構(gòu)造動力反響試驗是測定構(gòu)造在實際工作時的振動參數(shù)〔振幅、頻率〕及性狀，如動力機器作用下廠房構(gòu)造的振動、在移動荷載作用下橋梁的振動、地震時建筑構(gòu)造的動力反響〔強震觀測〕等。量測得到的這些資料，用來研究構(gòu)造的工作能否正常、安全，存在何種問題，薄弱環(huán)節(jié)在何處。④模擬地震振動臺試驗地震對構(gòu)造的作用是由于地面運動而引起的一種慣性力。模擬地震振動臺試驗是通過振動臺對構(gòu)造輸入正弦波或地震波，能夠再現(xiàn)各種形式地震波輸入后的構(gòu)造反響和地震震害及發(fā)生的經(jīng)過，觀測試驗構(gòu)造在相應各個階段的力學性能，進行隨機振動分析，使人們對地震毀壞作用進行深化的研究。⑤風洞試驗為了系統(tǒng)地研究風力對各種構(gòu)造的作用，除了實測試驗之外，還采用縮小模型或類似模型在專門的試驗裝置內(nèi)模擬風力試驗，即風洞試驗。工程構(gòu)造風洞試驗裝置是一種能夠產(chǎn)生和控制氣流，以模擬建筑或橋梁等構(gòu)造物周圍的空氣流動，并可量測氣流對構(gòu)造的作用，以及觀察有關(guān)物理現(xiàn)象的一種管狀空氣動力學試驗設備。⑥疲憊試驗構(gòu)造疲憊試驗的目的就是要了解在重復荷載作用下構(gòu)造的性能及變化規(guī)律。構(gòu)造構(gòu)件疲憊試驗一般均在專門的疲憊試驗機上進行，大部分采用電液伺服疲憊試驗機或電磁脈沖千斤頂施加重復或反復荷載，也有的采用偏心輪式振動設備加裝。除了上述幾種典型的動力構(gòu)造試驗外，在工程實踐和科學研究中，還有強迫振動試驗、沖擊碰撞試驗等動力構(gòu)造試驗。3、實體試驗和模擬試驗根據(jù)試驗對象的不同，可分為實體試驗和模擬實驗。〔1〕實體試驗實體試驗的試驗對象一般是實際構(gòu)造或構(gòu)件，如核電站安全殼加壓的整體性試驗，工廠廠房構(gòu)造的剛度試驗，樓蓋承載力試驗及橋梁在移動荷載的動力特征性試驗等?！?〕模擬試驗模型是仿照原型〔真實構(gòu)造〕并根據(jù)一定比例關(guān)系復制而成的試驗代表物。它具有實際構(gòu)造的全部或部分特征。4、實驗室試驗和現(xiàn)場試驗構(gòu)造試驗按試驗場合分為實驗室試驗和現(xiàn)場試驗〔1〕實驗室試驗是指在有專門的設備的實驗室進行的試驗?！?〕現(xiàn)場試驗是指在生產(chǎn)和施工現(xiàn)場進行試驗。5、非毀壞性試驗和毀壞性試驗根據(jù)構(gòu)造或構(gòu)件毀壞與否，可分為非毀壞性試驗和毀壞性試驗。〔1〕非毀壞性試驗有使用性能檢測和承載力檢測。檢測的對象能夠是實際構(gòu)造或構(gòu)件，可以以是足尺的模型?！?〕毀壞性試驗的目的是為了把握試驗構(gòu)造或構(gòu)件由彈性階段進入塑性階段甚至毀壞階段時的構(gòu)造性能和毀壞形態(tài)等試驗資料，常用于確定構(gòu)造或模型的實際承載力。實際上，實體構(gòu)造的毀壞性試驗，不管在費用還是方法上都存在一些詳細的問題，十分是在構(gòu)造進入毀壞階段后試驗是比擬困難的。因而，毀壞性試驗的對象一般均以模型構(gòu)造或構(gòu)件為對象，可以以是足尺的模型或不再使用的構(gòu)造或構(gòu)件。6、短期荷載試驗和長期荷載試驗按荷載作用時間的長短，構(gòu)造靜力試驗又能夠分為短期荷載試驗和長期荷載試驗?！?〕短期荷載試驗在進行構(gòu)造試驗是限于試驗條件、時間和基于解決問題的步驟，一般情況下，都采用短期荷載試驗，即荷載從零開場一直施加到構(gòu)造毀壞或到某個階段進行卸載，荷載作用時間段。〔2〕長期荷載試驗對于研究構(gòu)造在長期荷載作用下的性能，如混凝土構(gòu)造的徐變，預應力構(gòu)造中鋼筋的松弛，混凝土受彎構(gòu)件的裂縫開展與剛度退化等，就必須進行靜力荷載作用下的長期試驗。構(gòu)造檢測是為評定構(gòu)造工程的質(zhì)量或鑒定既有構(gòu)造的性能等所施行的檢測工作。構(gòu)造檢測的含義應是廣義的，不應單純局限于儀器量測的數(shù)據(jù)。檢測包括檢查和測試。前者一般是指利用目測了解構(gòu)造或構(gòu)件的外觀情況，如構(gòu)造能否有裂縫，基礎能否有沉降，混凝土構(gòu)造外表能否存在蜂窩、麻面，鋼構(gòu)造焊縫能否存在夾渣、氣泡，連續(xù)構(gòu)件能否松動等，主要是進行定性判定；后者是指通過工具或儀器測量了解構(gòu)造構(gòu)件的力學性能和幾何特征。對觀察到的情況要具體記錄，對測量的數(shù)據(jù)要做好原始記錄，并對原始記錄進行必要的統(tǒng)計和計算。1.建筑構(gòu)造檢測的分類構(gòu)造試驗按試驗的目的、對象、荷載性質(zhì)、試驗場所以及試驗持續(xù)時間可將構(gòu)造分為：生產(chǎn)檢驗性試驗和科學研究性試驗；靜力試驗與動力試驗；真型試驗與模型試驗；短期荷載試驗與長期荷載試驗；試驗室試驗與現(xiàn)場試驗。2.靜載檢測指構(gòu)造或構(gòu)件在靜力荷載作用下，通過專門儀器設備測得構(gòu)造或構(gòu)件的各種變形、內(nèi)力變化及承載能力。單調(diào)加載靜力試驗是指在短時期內(nèi)對試驗對象進行平穩(wěn)的一次連續(xù)施加荷載，荷載從零開場一直加到構(gòu)造構(gòu)件毀壞，或是在短時期內(nèi)平穩(wěn)地施加若干次預定的重復荷載后，再連續(xù)增加荷載直到構(gòu)造構(gòu)件毀壞。3.動載檢測對于那些在實際使用中直接承受移動荷載或經(jīng)常性振動的構(gòu)造或構(gòu)件，除了基本的靜載檢測以外，經(jīng)常需要作動載檢測。一、動載檢測內(nèi)容①振源動力特性檢測②構(gòu)造動力特性檢測(自振頻率、阻尼系數(shù)、振型)③構(gòu)造動力反響檢測〔振幅、頻率、加速度、動應力等〕④構(gòu)造、構(gòu)件的疲憊試驗二、構(gòu)造動力特性檢測構(gòu)造的動力特性又稱為構(gòu)造自振特性,建筑構(gòu)造的動力特性主要包括三個參數(shù)〔1〕固有頻率〔或周期〕；〔2〕振型；〔3〕阻尼〔阻尼比〕常用的測定方法有〔1〕自由振動法〔2〕