建筑結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)

建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)第1章緒論結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是在結(jié)構(gòu)物或試驗(yàn)對象（桿件、構(gòu)件、子結(jié)構(gòu)或其模型）上，利用設(shè)備儀器為工具，以各種試驗(yàn)技術(shù)為手段，在施加各種作用（荷載、機(jī)械擾動力、模擬的地震作用、風(fēng)力、溫度、變形……）的工況下，通過量測與試驗(yàn)對象工作性能有關(guān)的各種參數(shù)（應(yīng)變、變形、振幅、頻率……）和試驗(yàn)對象的實(shí)際破壞形態(tài)，來評定試驗(yàn)對象的工作性能（剛度、抗裂度、裂縫狀態(tài)、強(qiáng)度、承載力、穩(wěn)定和耗能能力等），并用以檢驗(yàn)和發(fā)展結(jié)構(gòu)的計(jì)算理論。1.1結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的（1）科學(xué)研究性試驗(yàn)驗(yàn)證結(jié)構(gòu)計(jì)算理論為制定工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)（2）鑒定性試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)、構(gòu)件或結(jié)構(gòu)部件的質(zhì)量確定已建結(jié)構(gòu)的承載力驗(yàn)證結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全度1.2結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的分類1.2.1原型及模型結(jié)構(gòu)和構(gòu)件試驗(yàn)（尺寸效應(yīng)）原型結(jié)構(gòu)和構(gòu)件試驗(yàn)?zāi)Ｐ徒Y(jié)構(gòu)和構(gòu)件試驗(yàn)（依據(jù)相似理論）廣州體育館鋼結(jié)構(gòu)次桁架足尺試驗(yàn)（2000）上海大劇院風(fēng)洞試驗(yàn)及振動臺試驗(yàn)（1994）

為上海大劇院100×100m鋼結(jié)構(gòu)屋蓋（重達(dá)4000噸）的設(shè)計(jì)提出了依據(jù)。

上海浦東國際機(jī)場航站樓大跨度張弦梁縮尺與足尺試驗(yàn)

該結(jié)構(gòu)系國內(nèi)首次采用的大跨度預(yù)應(yīng)力張弦梁結(jié)構(gòu)。進(jìn)行了小尺寸（4m）縮尺模型和82m足尺結(jié)構(gòu)張拉及加載試驗(yàn)，在檢驗(yàn)工藝性能的同時(shí)，對張拉過程中的非線性性質(zhì)及重要參數(shù)進(jìn)行了深入研究。

1.2.2結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)擬動力試驗(yàn)短期荷載試驗(yàn)長期荷載試驗(yàn)按試驗(yàn)性質(zhì)不同按荷載作用的時(shí)間長短不同單調(diào)靜力荷載試驗(yàn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)擬動力試驗(yàn)（電液伺服結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)）修補(bǔ)梁長期荷載試驗(yàn)1.2.3結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)疲勞試驗(yàn)動力特性試驗(yàn)地震模擬振動臺試驗(yàn)風(fēng)洞試驗(yàn)日本E-defense開展的4層鋼結(jié)構(gòu)的耐震試驗(yàn)天津海河柳林橋風(fēng)洞試驗(yàn)1.2.4結(jié)構(gòu)非破損檢測混凝土強(qiáng)度檢測：回彈法，超聲-回彈綜合法，拔出法，鉆芯法混凝土內(nèi)部缺陷檢測：超聲法，脈沖回波法，X射線法，雷達(dá)法砂漿和砌塊強(qiáng)度，鋼結(jié)構(gòu)缺陷…1.3結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展先進(jìn)的大型和超大型試驗(yàn)裝備基于網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程協(xié)同結(jié)構(gòu)試驗(yàn)技術(shù)現(xiàn)代測試技術(shù)計(jì)算機(jī)與結(jié)構(gòu)試驗(yàn)1.4結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課程的特點(diǎn)《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（GB50152-92），《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》（JGJ101-1996）第2章結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)原理

2.1概述

結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的4個(gè)階段試驗(yàn)規(guī)劃與設(shè)計(jì)試驗(yàn)技術(shù)準(zhǔn)備試驗(yàn)實(shí)施過程試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析與總結(jié)框架結(jié)構(gòu)(A-A)部位柱腳(B-B)部位ABNEAAABNNNNNBBE結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)梁柱1/2跨高2.2結(jié)構(gòu)試驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則真實(shí)模擬結(jié)構(gòu)所處的環(huán)境和結(jié)構(gòu)所受到的荷載消除次要因素影響（因子設(shè)計(jì)法、正交設(shè)計(jì)法）將結(jié)構(gòu)反應(yīng)視為隨機(jī)變量合理選擇試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)一測試方法和評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)降低試驗(yàn)成本和提高試驗(yàn)效率2.3測試技術(shù)基本原理傳感器技術(shù)直接測量和間接測量傳感器和測量系統(tǒng)的標(biāo)定和校準(zhǔn)國際單位制作為測量標(biāo)準(zhǔn)電測法以及計(jì)算機(jī)處理第3章結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)3.1靜載試驗(yàn)加載設(shè)備

基本要求：產(chǎn)生預(yù)期的內(nèi)力和變形能以足夠的進(jìn)度進(jìn)行控制和測量不參與結(jié)構(gòu)工作和改變其受力狀態(tài)有足夠的強(qiáng)度和剛度3.1.1重力加載

優(yōu)點(diǎn)：簡單方便。

缺點(diǎn)：荷載很大的時(shí)候，加載的勞動強(qiáng)度很大。

作用：通過重物加載這種方式可以實(shí)現(xiàn)均布荷載的加載，也可以實(shí)現(xiàn)集中荷載的加載?？梢酝ㄟ^杠桿將荷載加以放大。

重物加載實(shí)現(xiàn)均布荷載圖3－1重物加載實(shí)現(xiàn)集中荷載

3－2水作均布荷載圖3－3杠桿加載方法（常用于長期荷載試驗(yàn)）圖3-4杠桿加載裝置3.1.2液壓加載為目前最常用的實(shí)驗(yàn)室加載方法優(yōu)點(diǎn)：加（卸）載方便，產(chǎn)生的荷載值大，便于進(jìn)行往復(fù)循環(huán)加載。缺點(diǎn)：當(dāng)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的變形時(shí)，很難維持要求的荷載值。在用液壓加載的裝置當(dāng)中，必須要有一個(gè)承力的裝置，叫做承載架，也叫加荷架。它要承受加載器的反力，這個(gè)加載器一方面給這個(gè)試件加上力，同時(shí)它這個(gè)反力由加載架來承受，最后傳遞到試驗(yàn)臺上去。液壓加載系統(tǒng)液壓加載器（千斤頂）圖3-5液壓系統(tǒng)加載裝置1－油泵;2－油管;3－橫梁;4－立柱;5－臺座;6－千斤頂;7-－試件;8－支墩;9－測力計(jì)

圖3-6液壓加載器1－回程油管接頭;2－活塞;3－油缸4－高壓油管接頭;5－絲桿液壓試驗(yàn)機(jī)圖3-7結(jié)構(gòu)長柱試驗(yàn)試驗(yàn)機(jī)l－試驗(yàn)機(jī)架；2－液壓加載器；3－操縱臺電液伺服加載系統(tǒng)圖3-8電液伺服液壓系統(tǒng)工作原理1－冷卻器；2－電動機(jī)；3－高壓油泵；4－電液伺服閥；5－液壓作動器；6－試驗(yàn)結(jié)構(gòu)；7－荷載傳感器；8－位移傳感器；9－應(yīng)變傳感器；10－荷載調(diào)節(jié)器；11－位移調(diào)節(jié)器；12－應(yīng)變調(diào)節(jié)器；13－記錄及顯示裝置；l4－指令發(fā)生器；l5－伺服控制器；16－臺座（1）．電液伺服作動器：電液伺服作動器是電液伺服實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的動作執(zhí)行者，其構(gòu)造如圖3-9所示。圖3-9液壓加載器構(gòu)造示意圖1－鉸支基座;2－位移傳感器;3－電液伺服閥;4－活塞桿;5－荷載傳感器;6－螺旋墊圈;7－鉸支接頭1233567（2）．控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)由液壓控制器、電參量信號控制器、繪圖儀和計(jì)算機(jī)四部分組成。其中液壓控制器控制液壓源的啟動和關(guān)閉；電參量信號控制器主要控制荷載、位移、應(yīng)變等參量的轉(zhuǎn)換，還有極限保護(hù)以免開環(huán)失控等功能；繪圖儀主要對試件的各階段力－變形的變化規(guī)律進(jìn)行實(shí)時(shí)直觀顯示；計(jì)算機(jī)主要對電信號控制器和繪圖儀進(jìn)行實(shí)時(shí)自動控制。（3）．液壓源液壓源為整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)提供液壓動力。對于電液伺服作動器這種高精度加載設(shè)備，相應(yīng)的液壓源也有很高的技術(shù)要求，例如要保持液壓油的壓力和流量工作穩(wěn)定，同時(shí)對供電也有一定的要求，還要有安全保護(hù)環(huán)節(jié)及其監(jiān)測儀表，以保證液壓源的安全運(yùn)行。另外，電液伺服加載系統(tǒng)所用液壓油的潔凈程度比一般液壓設(shè)備的高許多，在供油管路和回油管路都裝有過濾器，這主要是為了保證作動器上的電液伺服閥能夠安全可靠地工作。3.1.3機(jī)械加載：利用各種機(jī)械施加作用力的一種方法。

圖3-10機(jī)械機(jī)具加載示意圖1－絞車或卷揚(yáng)機(jī)；2－測力計(jì)；3－滑輪；4－彈簧；5－螺桿；6－試件；7－臺座或反彎架3.1.4氣壓加載(適合于板殼結(jié)構(gòu)施加均布荷載）

(a)正壓加載（b）負(fù)壓加載圖3-11氣壓加載示意圖1－板試件；2－氣囊；3－壓力表（或用U形管量測）；4－管道；5－泄氣針閥；6－進(jìn)氣針閥；7－減壓閥；8－氣瓶（高壓）；9－試驗(yàn)殼體；10－支承板；11－接真空泵3.2試驗(yàn)裝置的支座設(shè)計(jì)

活動鉸支座

固定鉸支座圖3-12鉸支座的形式和構(gòu)造柱式試件的鉸支座（a）（b）圖3-13柱與墻板壓屈試驗(yàn)的鉸支座（a）單向鉸支座；（b）雙向鉸支座1－試件；2－鉸支座；3－調(diào)整螺絲；4－刀口3.2.2固定邊界條件的實(shí)現(xiàn)圖3-14固定支座3.2.3試驗(yàn)臺座和反力剛架梁式構(gòu)件試驗(yàn)臺座圖3-15抗彎大梁臺座的荷載試驗(yàn)裝置圖3-16空間桁架式臺座空間桁架式臺座圖3-17槽式試驗(yàn)臺座橫向剖面圖1－槽軌；2－型鋼骨架；3－高強(qiáng)度混凝土；3－混凝土地槽式反力臺座箱式試驗(yàn)臺座圖3-18箱式試驗(yàn)臺座示意圖

1.實(shí)驗(yàn)試件2.荷載架3.千斤頂4.液壓操作臺5.臺座孔圖3-19水平反力裝置1－反力墻；2－試驗(yàn)臺座；3－推拉加載器；4－試件；1233NNF1F2水平反力墻3.3應(yīng)變測試技術(shù)應(yīng)變量測一般是用應(yīng)變計(jì)測出試件在一定長度范圍（稱為標(biāo)距）內(nèi)的長度變化，再計(jì)算出應(yīng)變值。測出的應(yīng)變值實(shí)際是標(biāo)距范圍內(nèi)的平均應(yīng)變。機(jī)測方法：雙杠桿應(yīng)變儀、手持式應(yīng)變儀電測方法：振動弦式應(yīng)變傳感器、光纖式應(yīng)變傳感器、電阻應(yīng)變測試法3.3.1電阻應(yīng)變片的工作原理“電阻應(yīng)變效應(yīng)”圖3-20電阻應(yīng)變片構(gòu)造示意圖

1.引出線2.電阻線3.覆蓋層4.基底層

圖3-21金屬絲的電阻應(yīng)變原理

1.受力前的金屬絲

2.受力后的金屬絲（3.1）（3.2）（3.3）圖3-22惠斯登電橋的橋路圖3.3.2電阻應(yīng)變的測量原理通過惠斯登電橋，將微小電阻變化轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化（3.4）（3.5）（3.6）（3.7）1/4電橋橋路。半橋橋路。全橋橋路。橋路組成的類別3.3.3電阻應(yīng)變測試中的溫度補(bǔ)償(消除溫度影響）外補(bǔ)橋路補(bǔ)償片的荷載效應(yīng)為零，即同一橋路具有相同的溫度效應(yīng)，即3.3.4電阻應(yīng)變片和電阻應(yīng)變儀的構(gòu)造和種類敏感柵長度基底尺寸應(yīng)變片電阻值使用溫度靈敏系數(shù)K應(yīng)變極限…電阻應(yīng)變片的主要性能指標(biāo)測量電路、放大器、振蕩器、相敏檢波器、電源靜態(tài)電阻應(yīng)變儀組成：把電阻應(yīng)變測量系統(tǒng)中放大與指示部分組合在一起的量測儀器3.3.5電阻應(yīng)變片的安裝及測試技術(shù)要點(diǎn)根據(jù)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的要求正確地選用電阻應(yīng)變片的類型和規(guī)格尺寸正確地選用粘貼電阻應(yīng)變片的膠粘劑粘貼應(yīng)變片的工藝步驟用導(dǎo)線連接電阻應(yīng)變片和電阻應(yīng)變儀設(shè)計(jì)應(yīng)變計(jì)溫度補(bǔ)償方案：多測點(diǎn)共補(bǔ)償3.4靜載試驗(yàn)用儀器儀表靜載試驗(yàn)需要測量的數(shù)據(jù)施加的作用：荷載，支座反力結(jié)構(gòu)的反應(yīng)：位移，應(yīng)變，裂縫，環(huán)境因素3.4.1測量儀表的基本概念測量系統(tǒng)的組成：傳感部分——放大部分——顯示部分儀器儀表的主要性能指標(biāo)量程靈敏度分辨率準(zhǔn)確度（精度）線性度漂移量3.4.2結(jié)構(gòu)試驗(yàn)中儀器儀表的選用原則根據(jù)被測量的物理性質(zhì)選擇儀器儀表的基本功能預(yù)估被測物理量的變化范圍選擇儀器儀表的量程和精度選用可靠性程度較高的儀器儀表圖3-23幾種常用位移傳感器構(gòu)造原理圖

1.測桿2.外殼3.彈簧4.電阻應(yīng)變片

5.電阻絲6.線圈7.電纜3.4.3位移測試儀表圖3-24傾角傳感器示意圖

1.長水準(zhǔn)管2.水準(zhǔn)泡3.讀數(shù)盤4.測微輪5.試件6.圓水準(zhǔn)器7.電阻應(yīng)變片8.質(zhì)量塊3.4.4轉(zhuǎn)角測量儀表圖3-25幾種測力計(jì)及傳感器3.4.5力的測量儀器3.4.6裂縫測量儀器裂縫出現(xiàn)的觀測方法借助放大鏡用肉眼觀察在受拉區(qū)粘貼電阻應(yīng)變片采用聲傳感器識別涂刷脆性涂料或脆性油漆圖3-26讀數(shù)放大鏡1－目鏡組；2－分滑板彈簧；3－物鏡；4－微調(diào)螺絲；5－微調(diào)鼓輪；6－可動下分劃板；7－上分劃板；8－裂縫；9－放大后的裂縫；10－上下分滑板刻度線；11－下分劃板刻度長線圖3-27測量裂縫寬度卡片裂縫寬度的測量3.4.7溫度測量儀器接觸式測溫?zé)犭娕紲囟扔?jì)：采用熱電效應(yīng)，適用于500度以上的高溫金屬絲熱電阻或熱敏電阻溫度計(jì)非接觸式測溫：紅外溫度計(jì)3.5試驗(yàn)準(zhǔn)備與實(shí)施3.5.1結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)大綱概述試件設(shè)計(jì)及制作工藝加載方案與設(shè)備測試方案和內(nèi)容安全技術(shù)措施試驗(yàn)組織管理附錄(A-A)部位柱腳(B-B)梁柱1/2跨高部位ABNEAAABNNNNNBBE結(jié)點(diǎn)試驗(yàn)3.5.2試件設(shè)計(jì)(待改進(jìn)）1.試件形狀尺寸主要根據(jù)試驗(yàn)成本、測試設(shè)備能力、尺寸對試件性能影響等因素確定足尺試件模型試件2.試件尺寸結(jié)構(gòu)試驗(yàn)的目的以及試驗(yàn)參數(shù)的選取決定了試件的數(shù)量生產(chǎn)性試驗(yàn)：主要根據(jù)規(guī)范或規(guī)程，并結(jié)合實(shí)際情況研究性結(jié)構(gòu)試驗(yàn)：由試驗(yàn)?zāi)康乃?guī)定的試驗(yàn)參數(shù)決定正交試驗(yàn)法3.試件數(shù)量與試驗(yàn)參數(shù)正交表L9(34)對試件局部加強(qiáng)，以便傳力均勻，并防止局部破壞注意混凝土試件澆筑前對預(yù)埋傳感器的防護(hù)4.試件構(gòu)造設(shè)計(jì)

為滿足加載及測量要求，需采取相應(yīng)的構(gòu)造措施3.5.3加載和觀測方案單調(diào)加載靜載試驗(yàn)：用于模擬結(jié)構(gòu)承受靜荷載作用下，觀測和研究結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的強(qiáng)度、剛度、裂縫、穩(wěn)定性等基本性能和破壞機(jī)制。1.靜載試驗(yàn)的加載制度加載制度加載制度：試驗(yàn)期間荷載——時(shí)間關(guān)系目的：結(jié)果有代表性，并能相互比較各階段荷載值：按試驗(yàn)的性質(zhì)和要求確定正常實(shí)用極限狀態(tài)（剛度、開裂）承載能力極限狀態(tài)（破壞荷載）典型加載程序：預(yù)載：10％～20％試驗(yàn)荷載（連接支座緊密，測試狀態(tài)檢驗(yàn)）加載：每級10％或20％，達(dá)開裂荷的90％時(shí)每級5％

t1>10min（變形穩(wěn)定）恒載：t2>30min

新構(gòu)或跨大于12m時(shí)t2>12h卸載：每級20％或50％

t3>10min空載：t4＝1.5t2破壞試驗(yàn)：每級20％～50％至90％破荷后每級5％2.試驗(yàn)觀測方案設(shè)計(jì)（1）確定觀測項(xiàng)目整體量值，是最基本的最能反應(yīng)結(jié)構(gòu)總體狀況的重要量值：荷載、撓度、轉(zhuǎn)角、支座位移局部量值，反映結(jié)構(gòu)不同層次的受力特點(diǎn)：應(yīng)變、裂縫、鋼筋滑移（2）選擇測量范圍，布置測點(diǎn)位置位置有代表性，便于分析和計(jì)算測點(diǎn)布置數(shù)量充分合理校核性測點(diǎn)

（3）選擇測量儀器儀表滿足觀測所需的精度與量程要求：精度最小刻度值不大于5％的最大被測值，被測值在滿量程1/5~2/3內(nèi)根據(jù)試驗(yàn)環(huán)境選用3.試驗(yàn)前技術(shù)準(zhǔn)備工作（1）材料力學(xué)性能測定（2）試件安裝就位（3）安裝加載設(shè)備和測試儀表3.6結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)示例3.6.1鋼筋混凝土簡支梁板靜載試驗(yàn)支座形式加載方式觀測項(xiàng)目：撓度和曲率、應(yīng)變分布規(guī)律3.6.2鋼筋混凝土偏心受壓柱靜載試驗(yàn)加載方式支座形式觀測項(xiàng)目第4章結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)4.1概述1.動載試驗(yàn)的分類爆炸或沖擊荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)-地震模擬振動臺試驗(yàn)結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)結(jié)構(gòu)振動試驗(yàn)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)擬動力試驗(yàn)2.動載試驗(yàn)與靜載試驗(yàn)的不同動載試驗(yàn)的荷載隨時(shí)間連續(xù)變化動載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)與結(jié)構(gòu)自身的動力特性密切相關(guān)動載試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的承載能力和使用性能的要求發(fā)生變化沖擊和爆破作用下，結(jié)構(gòu)在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到其極限承載力4.2結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)的儀器儀表4.2.1.引言動載試驗(yàn)基本變量：動位移、速度、加速度和動應(yīng)變4.2.2.動態(tài)信號測試的基本概念基本原理：動態(tài)信號傳感器信號放大器濾波器記錄儀器示波器數(shù)字信號處理器動態(tài)信號測試系統(tǒng)的評價(jià)指標(biāo)和性能參數(shù)與頻率相關(guān)的特性信號的濾波和衰減信號放大和衰減的表示方法動態(tài)儀器的輸入輸出和阻抗匹配絕對振動測量和相對振動測量的概念測量儀器的分辨率4.2.3結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)中的傳感器1.慣性傳感器：單自由度質(zhì)量-彈簧-阻尼體系，按參數(shù)不同分為位移、速度和加速度傳感器2.電動式傳感器（磁電式傳感器）：基于磁電變換，速度傳感器3.壓電式傳感器：基于壓電效應(yīng)，加速度傳感器4.用于結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)的其他傳感器：壓阻式加速度傳感器、電渦流位移傳感器、新型加速度傳感器4.2.4結(jié)構(gòu)動載試驗(yàn)加載設(shè)備與加載方法1.設(shè)備分類：電液伺服加載系統(tǒng)、激勵(lì)錘（力錘）和激振器、疲勞試驗(yàn)機(jī)、其他專用加載設(shè)備2.電液伺服系統(tǒng)動力性能液壓作動缸的負(fù)載能力伺服控制器數(shù)據(jù)采集和控制軟件3.力錘4.電動激振器5.離心式激振器6.結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)機(jī)4.3結(jié)構(gòu)振動測試動荷載的特性試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的動力特性試驗(yàn)結(jié)構(gòu)的動力反應(yīng)試驗(yàn)一、動荷載動力特性檢測1、主振源探測逐臺開動法

波形分析法2、振源動力特性測試直接測定法；間接測定法；比較測定法。

沖擊振源：振動圖形是間隙性的阻尼振動，而且有明顯尖峰和衰減的特點(diǎn)，類似于有阻尼自由衰減振動。轉(zhuǎn)速恒定的機(jī)器設(shè)備振源：具有周期性的振動，波形具有接近正弦規(guī)律。兩個(gè)頻率相差兩倍的簡諧振源引起的合成振動圖形隨機(jī)振動波形拍振：當(dāng)兩個(gè)頻率接近的簡諧振源共同作用時(shí)，將會引起拍振三個(gè)簡諧振源引起的復(fù)雜的合成振動波形鋼筋砼框架簡圖實(shí)測框架振動記錄圖工程實(shí)例2、震源動力特性測定直接測定法：通過測定動荷載本身參數(shù)以確定其特性。間接測定法：

1）把機(jī)器安裝在鋼梁上，機(jī)器靜止，測定結(jié)構(gòu)的靜力和動力特性；2）開動機(jī)器，測定結(jié)構(gòu)的振動情況，確定機(jī)器振動造成的振動荷載。3）振源可以移動，適用于產(chǎn)品檢驗(yàn)和標(biāo)定。比較測定法：1）先開振動源，測量結(jié)構(gòu)振動波形；2）停機(jī)后，開啟激振設(shè)備，逐漸調(diào)整激振設(shè)備的頻率和激振力等參數(shù)，使結(jié)構(gòu)的振動波形與振動源產(chǎn)生的一樣。此時(shí)激振設(shè)備的參數(shù)即為振動源的動荷載參數(shù)。二、結(jié)構(gòu)動力特性檢測動力特性參數(shù)：自振頻率、振型和阻尼系數(shù)1、自由振動法（撞擊荷載法）采用初位移或初速度的突卸荷載或突加荷載的方法，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生自由振動，并記錄振動波形。動力特性測定放大器橋盒動態(tài)電阻應(yīng)變儀光線示波器結(jié)構(gòu)物撞擊拾振器位移傳感器自由振動衰減量測系統(tǒng)自由振動時(shí)間歷程曲線有阻尼自由振動的運(yùn)動方程：—阻尼比?！p系數(shù)；；；自振頻率：即基本周期的倒數(shù)。2、共振法（振動荷載法）它利用專門的起振機(jī)對結(jié)構(gòu)施加周期性的簡諧振動，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強(qiáng)迫振動，記錄各個(gè)激振頻率及對應(yīng)振幅。利用干擾力頻率與結(jié)構(gòu)自振頻率相等時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振的原則確定結(jié)構(gòu)自振頻率，利用半功率法確定結(jié)構(gòu)的阻尼比。功率放大器信號發(fā)生器激振器頻率儀試件放大器放大器放大器放大器記錄儀相位計(jì)拾振器共振法測量原理框圖共振時(shí)的振動圖形和共振曲線由共振曲線求阻尼系數(shù)和阻尼比衰減系數(shù)：阻尼比：參數(shù)測定用共振法測建筑物振型方法：可在結(jié)構(gòu)的不同樓層布置傳感器，根據(jù)傳感器測得的同一時(shí)刻不同樓層的振動幅值來確定結(jié)構(gòu)的振型。3、脈動法脈動法：是通過測量建筑物由于外界環(huán)境脈動（如地面脈動、氣流脈動等）而產(chǎn)生的微幅振動，來確定建筑物的動力特性。方法有：主諧量法；統(tǒng)計(jì)法；頻譜分析法；功率譜分析法。一、動位移測定雙外伸梁的振動變位圖注意：振動變位與振型的區(qū)別。三結(jié)構(gòu)動力反應(yīng)的測定二、動力系數(shù)測定動力系數(shù)：三、強(qiáng)震觀測4.4結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)4.4.1引言（1）地震時(shí)的地面運(yùn)動（2）結(jié)構(gòu)在地震作用下的性能（3）結(jié)構(gòu)抗震試驗(yàn)的分類4.4.2結(jié)構(gòu)低周反復(fù)荷載試驗(yàn)（擬靜力試驗(yàn)）1、試驗(yàn)?zāi)康?、試驗(yàn)設(shè)備與加載裝置是以一定的荷載或位移作為控制值對試件進(jìn)行低周反復(fù)加載，以獲得結(jié)構(gòu)非線性的荷載—變形特性。加載設(shè)備：雙向千斤頂；反力墻；試驗(yàn)臺座；荷載架等；如圖示：《建筑抗震試驗(yàn)方法規(guī)程》(JGJ101-96)建議的幾種試驗(yàn)加載裝置(a)墻片試驗(yàn)裝置(b)梁式構(gòu)件試驗(yàn)裝置(c)梁柱節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)裝置(d)測P-△效應(yīng)的節(jié)點(diǎn)試驗(yàn)裝置典型的擬靜力試驗(yàn)加載系統(tǒng)3、單向反復(fù)加載制度(1)位移控制加載(a)變幅加載(b)等幅加載(c)變幅等幅混合加載考慮二次地震影響和混合位移加載制度(2)力控制加載(3)力—位移混合控制加載梁柱節(jié)點(diǎn)通常采用的方案4、雙向反復(fù)加載制度(1)x、y軸雙向同步加載(2)x、y軸雙向非同步加載5、滯回曲線和骨架曲線的主要特征(1)曲線圖形加載一周得到的荷載—位移曲線稱為滯回曲線（滯回環(huán)）。(2)骨架曲線在變幅位移加載試驗(yàn)中，把每次滯回曲線的峰點(diǎn)都連接起來的包絡(luò)線稱骨架曲線。

它反映了構(gòu)件受力與變形的各個(gè)不同階段及特性，是確定恢復(fù)力模型中特征點(diǎn)的依據(jù)。骨架曲線與單次加載曲線(3)

強(qiáng)度有明顯屈服點(diǎn)構(gòu)件的屈服荷載無明顯屈服點(diǎn)構(gòu)件的屈服荷載(4)

剛度(5)

延性延性系數(shù)：(6)

耗能等效粘滯阻尼系數(shù)：功比指數(shù)：、

—第次循環(huán)時(shí)卸載點(diǎn)的荷載和位移。等效粘滯阻尼系數(shù)計(jì)算(7)不同加載制度引起的耗能差異單調(diào)加載曲線單調(diào)加載：初始剛度、屈服力、極限力、屈服位移及極限位移。(a)每一控制位移加載一次(b)每一控制位移下反復(fù)三次(c)控制荷載超過屈服點(diǎn)的多次反復(fù)(c)控制荷載超過極限荷載的反復(fù)6、恢復(fù)力特性的模型比(a)雙線型(b)三線型(c)Clough型(d)D-TRI型(e)NCL型(f)滑移型不同常數(shù)的NCL模型4.4.3、模擬地震振動臺試驗(yàn)加載設(shè)備：振動臺；試驗(yàn)對象：縮小比例的結(jié)構(gòu)模型；控制方式：模擬控制與數(shù)字控制；加載程序：一次加載和多次加載；優(yōu)點(diǎn)：很好地反應(yīng)應(yīng)變速率對結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度的影響。缺點(diǎn)：設(shè)備昂貴，不能做大比例模型試驗(yàn)，不便于試驗(yàn)全過程觀測。4.4.4結(jié)構(gòu)擬動力試驗(yàn)1、方法：是由計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)值分析并控制加載，即由給定地震加速度記錄通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行非線性結(jié)構(gòu)動力分析，將計(jì)算得到的位移反應(yīng)作為輸入數(shù)據(jù)，以控制加載器對試驗(yàn)結(jié)構(gòu)進(jìn)行試驗(yàn)。2、優(yōu)缺點(diǎn)：可緩慢再現(xiàn)地震反應(yīng)，觀察破壞全過程，可做大模型試驗(yàn)。其缺點(diǎn)是不能再現(xiàn)真實(shí)的地震反應(yīng)，只適用離散質(zhì)量分布的結(jié)構(gòu)，設(shè)備精度要求高。聯(lián)機(jī)試驗(yàn)計(jì)算機(jī)加載流程框圖4.5結(jié)構(gòu)疲勞試驗(yàn)一、疲勞試驗(yàn)的目的和內(nèi)容1、疲勞現(xiàn)象：結(jié)構(gòu)在等幅等頻或變幅變頻的多次重復(fù)和反復(fù)荷載作用下，由于結(jié)構(gòu)某一部分局部損傷的遞增和積累，導(dǎo)致裂紋的形成并逐步擴(kuò)展，材料的極限強(qiáng)度降低，以致結(jié)構(gòu)在低于相同靜力荷載作用情況下被破壞，這就是結(jié)構(gòu)或材料的疲勞現(xiàn)象。如工業(yè)廠房中的吊車梁。2、疲勞試驗(yàn)?zāi)康模貉芯拷Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)性能及其變化規(guī)律，確定疲勞極限（疲勞破壞時(shí)的強(qiáng)度值）和疲勞壽命（荷載重復(fù)作用的次數(shù)）。3、疲勞試驗(yàn)分類：等幅等頻疲勞、變幅變頻疲勞和隨機(jī)疲勞。4、疲勞試驗(yàn)內(nèi)容：生產(chǎn)性疲勞試驗(yàn)：結(jié)構(gòu)構(gòu)件疲勞抗裂性能、裂縫寬度及發(fā)展情況、結(jié)構(gòu)構(gòu)件最大撓度及變化幅度和疲勞極限強(qiáng)度等。研究性疲勞試驗(yàn)：

1）測定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的開裂荷載。

2）量測裂縫寬度、間距、分布形態(tài)及隨荷載重復(fù)次數(shù)的變化情況。

3）量測結(jié)構(gòu)構(gòu)件撓度及其變化規(guī)律。

4）測定破壞荷載、疲勞壽命（荷載重復(fù)作用次數(shù)）及破壞特征。必要時(shí)，試驗(yàn)前尚需作鋼筋和混凝土材料的疲勞試驗(yàn)。二、疲勞試驗(yàn)加載設(shè)計(jì)1、荷載大小取值荷載上限值：按試件在荷載標(biāo)準(zhǔn)值的最不利組合產(chǎn)生的效應(yīng)值計(jì)算而得的。荷載下限值：根據(jù)疲勞試驗(yàn)機(jī)性能而定，但不應(yīng)小于液壓脈動加載器最大動荷載的3％。計(jì)算荷載值時(shí)，應(yīng)考慮構(gòu)件和加載器運(yùn)動部件的慣性力影響。2、荷載頻率選擇試驗(yàn)荷載頻率一般不大于10HZ，并位于試件和加載裝置自振頻率的80％~130％之外。（避免共振、減小動力效應(yīng)）3、試驗(yàn)加載程序等幅疲勞試驗(yàn)加載程序包括靜載試驗(yàn)、疲勞試驗(yàn)（規(guī)定次數(shù)）和破壞試驗(yàn)三個(gè)階段。不預(yù)先規(guī)定疲勞荷載作用次數(shù)，施加疲勞荷載直至破壞變更荷載上限的疲勞試驗(yàn)第5章結(jié)構(gòu)非破損檢測與鑒定5.1概述1、非破損檢測技術(shù)：在不破壞（或微破損）結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)、不影響結(jié)構(gòu)整體工作性能和不危及結(jié)構(gòu)安全的情況下，利用和依據(jù)物理學(xué)的力、聲、電、磁和射線等原理、技術(shù)和方法，測定與結(jié)構(gòu)材料性能有關(guān)的各種物理量，并以此推定結(jié)構(gòu)構(gòu)件材料強(qiáng)度和檢測內(nèi)部缺陷的一種測試技術(shù)。2、檢測目的：評定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的質(zhì)量、控制施工進(jìn)度和質(zhì)量、診斷已建結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載能力和耐久性，評定已建結(jié)構(gòu)的可靠度等級和估算剩余壽命3、非破損檢測方法混凝土結(jié)構(gòu)：材料強(qiáng)度采用回彈法、超聲法和回彈超聲綜合法（非破損）、鉆芯法（微破損）、拔出法；內(nèi)部缺陷采用超聲法；雷達(dá)法測內(nèi)部缺陷和鋼筋位置；電磁法測鋼筋直徑和保護(hù)層厚度；半電磁法測鋼筋銹蝕。鋼結(jié)構(gòu)鋼材強(qiáng)度檢測：表面硬度計(jì)法；材料缺陷檢測：超聲法、磁粉探傷法、X射線探傷。砌體結(jié)構(gòu)：（1）檢測砌體抗壓強(qiáng)度：扁頂法、原位軸壓法（2）檢測砌體工作應(yīng)力、彈性模量：扁頂法（3）檢測砌體抗剪強(qiáng)度：原位單剪法、原位單磚雙剪法（4）檢測砌筑砂漿強(qiáng)度：推出法、筒壓法、砂漿片剪切法、回彈法、點(diǎn)荷法和射釘法、貫入法。方法一回彈法檢測混凝土強(qiáng)度作為檢測已有建筑物的承載力及耐久性的依據(jù).

二、試驗(yàn)原理依據(jù)砼強(qiáng)度與其表面硬度之間存在著表面硬度大砼強(qiáng)度高，硬度大回彈值高的關(guān)系；從而使用回彈儀彈擊砼表面，建立回彈值與抗壓強(qiáng)度校準(zhǔn)的相關(guān)關(guān)系，用回彈值推算砼的抗壓強(qiáng)度。一、試驗(yàn)?zāi)康?.2混凝土結(jié)構(gòu)的非破損檢測

5.2.1混凝土強(qiáng)度檢測回彈儀的構(gòu)造及分類構(gòu)造：分類：分重型、中型、輕型混凝土回彈儀數(shù)顯式回彈儀三、測試技術(shù)1、試樣選擇用于抽樣推定的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，隨機(jī)抽取的數(shù)量不少于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件總數(shù)的30%，且不少于10件。2、測區(qū)選擇

(1)每一測區(qū)的大小一般約為400cm2；從每一個(gè)測區(qū)測取16個(gè)回彈值，剔除3個(gè)最大值和3個(gè)最小值，計(jì)算余下的10個(gè)回彈值的平均值作為測區(qū)平均回彈值Rm。

(2)長度不小于3m的每一試樣的測區(qū)數(shù)應(yīng)不少于10個(gè)，長度小于3m且高度低于0.5m的試件，其測區(qū)數(shù)不應(yīng)少于5個(gè)。測區(qū)宜選在混凝土澆筑的側(cè)面，且在兩相對側(cè)面交錯(cuò)對稱布置。

(3)相鄰兩測區(qū)的間距不宜>2m，相鄰兩測點(diǎn)的間距一般不<2cm，測點(diǎn)距結(jié)構(gòu)或構(gòu)件邊緣或外露鋼筋、鐵件的距離一般不<3cm。

(4)測區(qū)表面平整、干燥、清潔，在測區(qū)上均勻分布測點(diǎn)，同一測點(diǎn)只允許彈擊一次。3、回彈值的修正測試時(shí)回彈儀應(yīng)是水平方向且彈擊面為混凝土的澆筑側(cè)面，否則，應(yīng)對回彈值先進(jìn)行角度修正，然后再進(jìn)行澆筑面的修正。角度修正：測試面修正：見附表2-3見附表2-44、碳化深度修正

碳化深度的測定：用濃度1%的酚酞溶液及鋼卡尺來測定碳化深度dm值。修正：(1)當(dāng)dm<0.4mm，按無碳化處理；(2)當(dāng)0.4mm<dm<6mm時(shí)，查本地區(qū)專用測強(qiáng)曲線表，由Rm及dm值查出某測區(qū)砼強(qiáng)度值進(jìn)行修正。(3)當(dāng)dm>=6mm，按6mm處理；四、砼強(qiáng)度推定試樣砼強(qiáng)度平均值及標(biāo)準(zhǔn)差：；結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的砼強(qiáng)度推定值的確定：

(1)當(dāng)按單個(gè)構(gòu)件檢測時(shí)，單個(gè)構(gòu)件的砼強(qiáng)度推定值取該構(gòu)件各測區(qū)中最小的。(2)當(dāng)按批抽樣檢測時(shí)，保證率要達(dá)到95%：取大值方法二、超聲法1、原理混凝土的抗壓強(qiáng)度fcu與超聲波在混凝土中的傳播速度v之間存在確定的關(guān)系?；炷翉?qiáng)度愈高，相應(yīng)超聲波波速愈大。通過試驗(yàn)可建立混凝土強(qiáng)度與聲速的關(guān)系曲線或經(jīng)驗(yàn)公式。目前常用的相關(guān)關(guān)系表達(dá)式有冪函數(shù)方程:2、超聲法的檢測技術(shù)和測區(qū)選擇單個(gè)構(gòu)件檢測：不少于10個(gè)測區(qū)，測區(qū)面積為200X200mm。測區(qū)間距不大于2m。批量抽樣檢測：抽樣數(shù)應(yīng)不少于同批構(gòu)件的30％，且不少于4個(gè)，每個(gè)構(gòu)件測區(qū)數(shù)不少于10個(gè)。測試面應(yīng)清潔平整，無缺陷。非金屬超聲檢測儀3、強(qiáng)度推定1）每區(qū)選3-5各測點(diǎn)，根據(jù)測得的聲時(shí)和兩相對探頭的距離計(jì)算波速，取各測點(diǎn)的平均值作為該區(qū)的波速。

當(dāng)在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時(shí)，聲速值應(yīng)乘以1.034修正。2）強(qiáng)度推定：由試驗(yàn)量測的經(jīng)修正后的聲速，按fcu—va曲線求得混凝土的強(qiáng)度換算值。方法三超聲-回彈綜合法檢測砼強(qiáng)度一、基本原理

混凝土強(qiáng)度換算值同超聲儀聲速和回彈儀回彈值之間存在著正相關(guān)關(guān)系，混凝土的強(qiáng)度越高，相應(yīng)的超聲聲速也越高，回彈值也越高。相關(guān)數(shù)學(xué)關(guān)系式為：式中：a,b,c--為試驗(yàn)系數(shù)。二、測試技術(shù)1、測點(diǎn)布置

(1)超聲測點(diǎn)布置在回彈測試的同一測區(qū)內(nèi)，先進(jìn)行回彈測試，然后再進(jìn)行超聲測試。

(2)在每個(gè)測區(qū)內(nèi)的相對測試面上，各布置三個(gè)超聲測點(diǎn)，且發(fā)射和接收換能器的軸線在同一軸線上。每個(gè)構(gòu)件對應(yīng)兩側(cè)面須布置10個(gè)測區(qū)，如圖所示2、測區(qū)聲速計(jì)算；—超聲測距(mm)；—測區(qū)聲速值(km/s)；—測區(qū)平均聲時(shí)值()、、—分別為測區(qū)中三個(gè)測點(diǎn)的聲時(shí)值。測試面修正：為頂、底面時(shí)：為側(cè)面時(shí)：三、砼強(qiáng)度推定1、優(yōu)先采用專用或地區(qū)測強(qiáng)曲線推定2、也可按下列公式計(jì)算：粗骨料為卵石：粗骨料為碎石：方法四、鉆芯法(CES03：88）鉆芯法試驗(yàn)是使用專用的取芯鉆機(jī)，從被檢測的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上直接鉆取圓柱形的混凝土芯樣，并根據(jù)芯樣的抗壓試驗(yàn)由抗壓強(qiáng)度推定混凝土的立方抗壓強(qiáng)度。準(zhǔn)確性較高。電動鉆芯機(jī)1、取樣位置：鉆取芯樣應(yīng)在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受力較小的部位和強(qiáng)度質(zhì)量具有代表性的部位。芯樣試件內(nèi)不應(yīng)含有鋼筋。如不能滿足，每個(gè)芯樣內(nèi)最多只允許含有二根直徑小于10mm的鋼筋，且鋼筋應(yīng)與芯樣軸線基本垂直。大小與數(shù)量：鉆芯數(shù)量不應(yīng)少于3個(gè)，小構(gòu)件可取2個(gè)。芯樣直徑不宜小于骨料最大粒徑的3倍，一般為100mm或150mm，芯樣高度為直徑的1～2倍。芯樣端面必須進(jìn)行加工磨平。也可用水泥砂漿或硫磺膠泥在專用補(bǔ)平裝置上補(bǔ)平。2、芯樣抗壓試驗(yàn)和混凝土強(qiáng)度推定

1）抗壓試驗(yàn)芯樣試件宜在與被檢測結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土于濕度基本一致的條件下進(jìn)行抗壓試驗(yàn)。芯樣試件的混凝土強(qiáng)度換算值為：芯樣試件混凝土換算強(qiáng)度的修正系數(shù)高徑比h/d1.01.11.21.31.41.5系數(shù)α1.001.041.071.101.131.15高徑比h/d1.61.71.81.92.0----系數(shù)α1.171.191.201.221.24----2）強(qiáng)度推定：對于單個(gè)構(gòu)件或單個(gè)構(gòu)件的局部區(qū)域，取芯樣試件混凝土換算強(qiáng)度中的最小值作為代表值推定結(jié)構(gòu)的混凝土強(qiáng)度。方法五、拔出法拔出法：是用一金屬錨固件預(yù)埋入凝土內(nèi)（先裝法）或在構(gòu)件上鉆孔埋人一金屬錨固件（后裝法），然后測試錨固件從混凝土中被拔出時(shí)的拉力，來評定混凝土的強(qiáng)度。脹錨螺栓鉆孔破裂面拔出設(shè)備：扭矩儀、張拉千斤頂?shù)取?.2.2混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部質(zhì)量檢測

超聲波檢測方法一、內(nèi)部缺陷基本原理采用低頻超聲波檢測儀，測量超聲脈沖的縱波在結(jié)構(gòu)混凝土中的傳播速度，接收波形信號的振幅和頻率等聲學(xué)參數(shù)的相對變化，來判定混凝土的缺陷。超聲波通過缺陷會產(chǎn)生繞射、反射，繞射使傳播速度變小，聲時(shí)偏長；反射使能量顯著衰減，波幅和頻率明顯降低，接收波形平緩甚至發(fā)生畸變。據(jù)此，判斷和評定混凝土的缺陷和損傷情況。二、混凝土裂縫檢測1、淺裂縫檢測裂縫深度≤500mm時(shí)，采用平測法或斜測法進(jìn)行檢測（裂縫中不允許有積水或泥漿）。1）單面平測法裂縫所在部位只有一個(gè)表面可供超聲檢測時(shí)（如混凝土路面、飛機(jī)跑道、洞窟建筑和大體積結(jié)構(gòu)等）采用。發(fā)射換能器和接收換能器對稱地布置在裂縫的兩側(cè)，測得聲時(shí)。在完好位置T、R相距L時(shí)測得聲時(shí)。裂縫深度計(jì)算公式：L/2L/2

2）雙面斜測法鋼筋混凝土的梁、板、柱等構(gòu)件都有兩個(gè)相互平行的測試表面，可采用雙面斜測法進(jìn)行裂縫深度的檢測。將兩個(gè)換能器分別置于對應(yīng)測點(diǎn)1，2，3……的位置，讀取相應(yīng)的聲時(shí)值t、波幅值A(chǔ)頻率值f。由波幅和頻率的突變，可以判定裂縫的深度以及是否在平面方向貫通。2、深裂縫檢測深度在500mm以上的裂縫，常采用鉆孔法探測?？椎拈g距宜為2000mm，孔徑應(yīng)比換能器的直徑大5～10mm，孔深大于裂縫預(yù)計(jì)深度700mm，孔中粉末碎屑應(yīng)清理干凈。測試前測孔中灌注清水，每隔一定距離測讀一次聲時(shí)和波幅值。波幅達(dá)到最大并基本穩(wěn)定的對應(yīng)深度，便是裂縫深度。三、混凝土內(nèi)部空洞和缺陷的檢測基本原理：根據(jù)測點(diǎn)的聲時(shí)（或聲速）、波幅或頻率值的相對變化，確定異常測點(diǎn)的坐標(biāo)位置，從而判定缺陷的范圍。1、測試方法對測法：兩對測試面斜測法：一對測試面鉆孔法：測試距離較大對測法：具有兩對互相平行的測試面。在測區(qū)的兩對相互平行的測試面上，分別畫間距為200～300mm的網(wǎng)格，確定出測點(diǎn)的位置。斜測法：只有一對相互平行的測試面。在測區(qū)的兩個(gè)相互平行的測試面上，分別畫出交叉測試和兩組測點(diǎn)位置。鉆孔法：

測試距離較大。在測區(qū)的適當(dāng)部位鉆出平行于結(jié)構(gòu)側(cè)面的測試孔，直徑范圍為45～50mm，其深度視測試需要決定。雷達(dá)法檢測混凝土內(nèi)部缺陷和鋼筋位置雷達(dá)法是以微波作為傳遞信號的媒介，依據(jù)微波的傳播特性，對被測材料的物理性質(zhì)和內(nèi)部缺陷作出非破損檢測的技術(shù)。根據(jù)電磁波在混凝土中的傳播速度和發(fā)射波至反射波返回的時(shí)間差，可以確定混凝土內(nèi)物體至混凝土測試表面的距離。常用的鋼筋混凝土雷達(dá)檢測儀的檢測深度一般為20cm,可檢測混凝土內(nèi)的鋼筋、管線、裂縫或孔洞等。電磁法一、電磁感應(yīng)法檢測鋼筋位置：適用于配筋稀疏與保護(hù)層不太大的鋼筋的檢測，鋼筋布置在同一平面或在不同平面內(nèi)距離較大時(shí)效果較好。原理：混凝土是帶弱磁性的材料，而結(jié)構(gòu)內(nèi)配置的。鋼筋是帶有強(qiáng)磁性的。鋼筋測試儀的探頭接觸結(jié)構(gòu)混凝土表面，探頭中的線圈通過交流電，線圈周圍就產(chǎn)生交流磁場。該磁場中由于有鋼筋存在，線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電壓。該感應(yīng)電壓的變化值是鋼筋與探頭的距離和鋼筋直徑的函數(shù)。鋼筋愈靠近探頭、鋼筋直徑愈大時(shí)，感應(yīng)強(qiáng)度變化也愈大。鋼筋位置測定儀工作原理探頭鋼筋混凝土鋼筋檢測儀半電池法檢測鋼筋銹蝕混凝土中鋼筋的銹蝕是一個(gè)電化學(xué)的過程。鋼筋因銹蝕而在表面有腐蝕電流存在，使電位發(fā)生變化。檢測時(shí)采用鋼筋銹蝕測量儀，用半電池電位法測量鋼筋表面與測量儀探頭之間的電位差，利用鋼筋銹蝕程度與測量電位間建立的一定關(guān)系，可以判斷鋼筋銹蝕的可能性及其銹蝕程度。試驗(yàn)證明：負(fù)電位數(shù)值愈高，鋼筋銹蝕程度愈嚴(yán)重。鋼筋銹蝕電位差測定法毫伏表多孔接頭硫酸銅溶液銅棒電極鋼筋5.3鋼結(jié)構(gòu)檢測

5.3.1鋼結(jié)構(gòu)的病害特征5.3.2鋼材強(qiáng)度的檢測表面硬度法：利用布氏硬度計(jì)來測定。由硬度計(jì)端部的鋼珠受壓時(shí)在鋼材表面和已知硬度標(biāo)準(zhǔn)試樣上的凹痕育徑，測得鋼材的硬度，并由鋼材硬度與強(qiáng)度的相關(guān)關(guān)系，經(jīng)換算得到鋼材的強(qiáng)度?！?.3.3超聲法檢測鋼材和焊縫缺陷

超聲法檢測鋼材和焊縫缺陷，其工作原理與檢測混凝土內(nèi)部缺陷相同，試驗(yàn)時(shí)較多采用脈沖反射法，工作頻率為0.5—2MHz，比混凝土檢測時(shí)的工作頻率高。超聲波遇到不同介面（構(gòu)件材料表面、內(nèi)部缺陷和構(gòu)件底面）時(shí)，會產(chǎn)生部分反射。如材料完好，內(nèi)部無缺陷測時(shí)，顯示屏上只有起始脈沖（始波）和底脈沖（底波），不出現(xiàn)缺陷反射波（傷波）。反之會出現(xiàn)缺陷反射波。無缺陷波形有缺陷波形對于焊縫內(nèi)部缺陷檢測時(shí)，常采用斜向探頭。用三角形標(biāo)準(zhǔn)試塊經(jīng)比較法確定內(nèi)部缺陷的位置。當(dāng)在構(gòu)件焊縫內(nèi)探測到缺陷時(shí)，記錄下超聲探頭在構(gòu)件上的位置和缺陷反射波在顯示屏上的相對位置，然后將探頭移到三角形標(biāo)準(zhǔn)試塊的斜邊上作相對移動，使反射脈沖與構(gòu)件焊縫內(nèi)的缺陷脈沖重合。當(dāng)三角形標(biāo)準(zhǔn)試塊的α角度與斜向探頭超聲波的折射角度相同時(shí)，量取探頭在三角形標(biāo)準(zhǔn)試塊上的位置L，即可按下列公式確定缺陷的深度h。金屬超聲檢測儀5.3.4磁粉探傷法檢測鋼材與焊縫缺陷

5.3.5焊縫的X射線探傷5.4砌體砌體結(jié)構(gòu)非破損檢測◆

檢測砌體抗壓強(qiáng)度：原位軸壓法、扁頂法；◆檢測砌體工作應(yīng)力、彈性模量：扁頂法；◆檢測砌體抗剪強(qiáng)度：原位單剪法、原位單磚雙剪法；◆檢測砌筑砂漿強(qiáng)度：推出法、回彈法、貫入法、筒壓法、砂漿片剪切法、點(diǎn)荷法、射釘法。扁頂法1、扁頂法：指采用扁式液壓千斤頂在墻體上進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，檢測普通磚砌體的受壓工作應(yīng)力、彈性模量和抗壓強(qiáng)度。2、試驗(yàn)裝置：由扁式液壓千斤頂（扁頂）、手動油泵等組成。試驗(yàn)時(shí)，將所檢墻體的水平灰縫處砂漿掏空，形成兩條水平空槽，然后把扁頂放入空槽內(nèi)，通過手動液壓泵加壓，由壓力表的讀數(shù)測定施加壓力大小。3、檢測步驟：首先在磚墻內(nèi)開鑿兩條間距7皮或8皮磚水平灰縫槽，并在槽內(nèi)裝入扁頂。然后，通過扁頂對兩槽之間的墻體加載試驗(yàn)，檢測砌體抗壓強(qiáng)度和彈性模量。2507皮或8皮磚原位單磚雙剪法測定磚砌體的抗剪強(qiáng)度采用專用的原位剪切儀，在墻體上對單塊順磚進(jìn)行剪切試驗(yàn)，檢測磚砌體沿通縫截面的抗剪強(qiáng)度。推出法1、原理：利用推出儀從磚砌體中推出單塊丁磚，測得水平推力及推出丁磚下部的砂漿飽滿度，利用砂漿抗壓強(qiáng)度與水平灰縫砂漿抗剪強(qiáng)度、砂漿飽滿度之間的相關(guān)關(guān)系，推算砌筑砂漿的抗壓強(qiáng)度。該方法適用于推定240mm厚普通磚墻中強(qiáng)度等級為M1～M15的砂漿強(qiáng)度。2、檢測技術(shù)測點(diǎn)處理；測量被推丁磚和砌體之間發(fā)生相對位移時(shí)，試件達(dá)到破壞狀態(tài)的推出力N；取下被推丁磚，用百格網(wǎng)測試砂漿飽滿度B。測點(diǎn)處理在A點(diǎn)鉆約40mm的孔，用鋸條自A至B鋸開灰縫，用扁鏟打入上層灰縫，取出兩塊順磚；用鋸條切割被推丁磚兩側(cè)豎向灰縫（圖中虛線所示）。在開洞及清理灰縫時(shí)，不能擾動被推丁磚。AB試件加工示意圖3、數(shù)據(jù)處理5.5結(jié)構(gòu)現(xiàn)場荷載試驗(yàn)可以最直觀的反映結(jié)構(gòu)整體性能，說明結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的性能。通常用于驗(yàn)證新工藝新材料和新的結(jié)構(gòu)形式等；或是用于結(jié)構(gòu)整體的可靠性鑒定以及質(zhì)量事故調(diào)查時(shí)以獲取整體性能及正常使用性能。5.5.1結(jié)構(gòu)現(xiàn)場靜載試驗(yàn)的荷載荷載試驗(yàn)應(yīng)避免對結(jié)構(gòu)造成超出其正常使用條件下可能出現(xiàn)的損傷，最大試驗(yàn)荷載一般為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)取用的荷載標(biāo)準(zhǔn)值；結(jié)構(gòu)現(xiàn)場靜載試驗(yàn)的對象大多為梁板結(jié)構(gòu)，靜力荷載為豎向荷載，多采用重物加載，加載范圍應(yīng)與設(shè)計(jì)計(jì)算的傳力路徑一致；靜載試驗(yàn)采用分級加載。5.5.2結(jié)構(gòu)現(xiàn)場靜載試驗(yàn)的觀測內(nèi)容和方法測試內(nèi)容包括位移、傾角、應(yīng)變和可能出現(xiàn)的裂縫，測試方法多采用機(jī)械儀表。5.5.3結(jié)構(gòu)現(xiàn)場靜載試驗(yàn)的組織和實(shí)施現(xiàn)場調(diào)查與勘察制定加載方案安全與防護(hù)措施5.6結(jié)構(gòu)可靠性鑒定通過現(xiàn)場調(diào)查和試驗(yàn)檢測，對結(jié)構(gòu)可靠度，即結(jié)構(gòu)的安全使用壽命，作出正確的估計(jì)。按照《民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》，結(jié)構(gòu)可靠性鑒定采用多級綜合評定方法。按構(gòu)件、子單元、鑒定單元三個(gè)層次，每個(gè)層次中，按四個(gè)安全性等級和三個(gè)使用性等級對鑒定對象進(jìn)行評定。第6章結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)

6.1概述結(jié)構(gòu)模型試驗(yàn)：仿照原型結(jié)構(gòu)，按相似理論的基本原則制成的結(jié)構(gòu)模型，它具有原型結(jié)構(gòu)的全部或部分特征。通過試驗(yàn)，得到與模型的力學(xué)性能相關(guān)的測試數(shù)據(jù)，根據(jù)相似理論，可由模型試驗(yàn)結(jié)果推斷原型結(jié)構(gòu)的性能。模型試驗(yàn)的分類按目的可分為小結(jié)構(gòu)試驗(yàn)和相似模型試驗(yàn)按研究范圍可分為彈性模型試驗(yàn)、強(qiáng)度模型試驗(yàn)和間接模型試驗(yàn)按分析方法可分為定性試驗(yàn)、半分析法試驗(yàn)和定量分析試驗(yàn)按模擬程度可分為截面模型或節(jié)段模型、局部結(jié)構(gòu)模型和整體模型按加載方法可分為靜力模型試驗(yàn)、動力模型試驗(yàn)、偽靜力模型試驗(yàn)、擬動力模型試驗(yàn)?zāi)Ｐ驮囼?yàn)的特點(diǎn)針對性強(qiáng)：可以根據(jù)需要控制試驗(yàn)對象的主要參變量而不受原型結(jié)構(gòu)或其他條件的限制經(jīng)濟(jì)性好：模型制作成本降低，對試驗(yàn)場地和加載設(shè)備等的要求降低數(shù)據(jù)準(zhǔn)確：良好的測試環(huán)境為精確的測試和分析提供了保證6.2相似理論模型試驗(yàn)涉及的基本物理量有：長度、力和時(shí)間；依據(jù)相似理論，通過量綱分析可以確定模型結(jié)構(gòu)和原型結(jié)構(gòu)的相似關(guān)系。6.2.1模型的相似要求和相似常數(shù)1.相似的含義：原型結(jié)構(gòu)和模型結(jié)構(gòu)的主要物理量相同或成比例。在相似系統(tǒng)中，各相同物理量之比稱為相似常數(shù)，相似系數(shù)或相似比。2.相似常數(shù)的表達(dá)幾何相似：質(zhì)量相似密度相似常數(shù)質(zhì)量相似常數(shù)兩者之間關(guān)系：荷載相似物理相似時(shí)間相似邊界條件和初始條件相似6.2.2相似定理一.相似定理涉及的基本概念（1）相似指標(biāo)：兩個(gè)系統(tǒng)中的相似常數(shù)之間的關(guān)系式稱為相似指標(biāo)，若兩系統(tǒng)相似，則相似指標(biāo)為1。（2）相似判據(jù)：是無量綱量，在所有相互相似的現(xiàn)象中，相似判據(jù)是一個(gè)不變量。（3）單值條件：是指決定一個(gè)現(xiàn)象的特性并將它從一群現(xiàn)象中區(qū)分出來的那些條件，包括幾何條件、物理?xiàng)l件、邊界條件和初始條件等。二相似原理1第一相似定理：彼此相似的物理現(xiàn)象，單值條件相同，其相似判據(jù)的數(shù)值也相同。2第二相似定理：n個(gè)物理量中包含m個(gè)獨(dú)立的基本物理量，則n個(gè)物理量之間的關(guān)系方程式f(x1，x2，x3，…，xn)＝0可表示為n-m個(gè)相似判據(jù)之間的關(guān)系方程g(π1

，π2，π3，

…，πn-m)＝0的形式。3第三相似定理：現(xiàn)象相似的充分必要條件是：現(xiàn)象的單值條件相似，并且由單值條件導(dǎo)出來的相似判據(jù)的數(shù)值相等。6.2.3量綱分析一.量綱的基本概念二