結(jié)構(gòu)試驗方法的發(fā)展趨勢學(xué)習教案

1、會計學(xué)1結(jié)構(gòu)試驗結(jié)構(gòu)試驗(shyn)方法的發(fā)展趨勢方法的發(fā)展趨勢第一頁，共185頁。第1頁/共184頁第二頁，共185頁。第2頁/共184頁第三頁，共185頁。第3頁/共184頁第四頁，共185頁。第4頁/共184頁第五頁，共185頁。第5頁/共184頁第六頁，共185頁。第6頁/共184頁第七頁，共185頁。 所謂建筑結(jié)構(gòu)試驗，就是對建筑結(jié)構(gòu)或者是它的構(gòu)件施加一定的荷載，這個荷載我們指的就是比較廣義的，包括力，也包括溫度或者是變形，然后用現(xiàn)代的測試手段(shudun)對它引起來的各種反應(yīng)，比如說：變形、位移、應(yīng)變等等進行測量，通過這些測量來觀測結(jié)構(gòu)對荷載的反應(yīng)能力，考查它是否符合使用和設(shè)計要

2、求，同時，也可以通過這種觀測，來得到荷載與它產(chǎn)生的變形之間的關(guān)系，為計算提供實踐根據(jù)。第7頁/共184頁第八頁，共185頁。例如： 鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載作用下，可以(ky)通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面應(yīng)變和裂縫寬度等參數(shù)，來分析梁的整個受力過程以及結(jié)構(gòu)的強度、撓度和抗裂性能。 適筋受彎構(gòu)件截面受力的幾個階段:第一階段截面開裂前階段（抗裂驗算）第二階段從截面開裂到受拉區(qū)縱向鋼筋開始 屈服階段（變形和裂縫寬度驗算）第三階段破壞階段（承載力計算） 第8頁/共184頁第九頁，共185頁。第9頁/共184頁第十頁，共185頁。 第二節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗的作用一、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)展結(jié)

3、構(gòu)理論的重要途徑二、建筑結(jié)構(gòu)試驗是發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)設(shè)計問題的主要手段三、建筑結(jié)構(gòu)試驗是驗證結(jié)構(gòu)理論的唯一方法(fngf)四、建筑結(jié)構(gòu)試驗是建筑結(jié)構(gòu)質(zhì)量鑒定的直接方式五、建筑結(jié)構(gòu)試驗是制定各類技術(shù)規(guī)范和技術(shù)標準的基礎(chǔ)六、建筑結(jié)構(gòu)試驗是自身發(fā)展的需要第10頁/共184頁第十一頁，共185頁。 第三節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗的分類 建筑結(jié)構(gòu)試驗按試驗?zāi)康摹⒑奢d性質(zhì)、試驗對象、試驗周期、試驗場合等因素進行分類。 （一）按照試驗?zāi)康姆诸?試驗可以按照各種方法來分類，但最基本的就是按照試驗?zāi)康膩矸诸?。按試驗?zāi)康目梢詫⒔Y(jié)構(gòu)試驗分成下面兩類：一生產(chǎn)檢驗性試驗，二科學(xué)研究性試驗.。 由于試驗?zāi)康牟煌麄€試驗安排(npi)和某些

4、試驗方法、試驗要求都有很大的不同，所以這是建筑結(jié)構(gòu)試驗分類里面最基本的一種分類方法。第11頁/共184頁第十二頁，共185頁。第12頁/共184頁第十三頁，共185頁。第13頁/共184頁第十四頁，共185頁。第14頁/共184頁第十五頁，共185頁。2、科研性試驗 目的: （1）驗證結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的各種假定； （2）制定各種設(shè)計規(guī)范； （3） 發(fā)展新的設(shè)計理論(lln)； （4）為發(fā)展和推廣新結(jié)構(gòu)、新材料及新工藝 提供理論(lln)與實踐的經(jīng)驗。第15頁/共184頁第十六頁，共185頁。第16頁/共184頁第十七頁，共185頁。（1）靜力試驗*結(jié)構(gòu)靜力單調(diào)加載試驗：試驗加載過程是從零開始逐步遞

5、增一直到結(jié)構(gòu)破壞為止(wizh)，也就是在一個不長的時間段內(nèi)完成試驗加載的全過程。*低周反復(fù)靜力加載試驗（偽靜力試驗）：為了探索結(jié)構(gòu)抗震性能，采用結(jié)構(gòu)抗震靜力試驗的方式來模擬地震作用的動力試驗，它是一種控制荷載或控制變形的周期性的反復(fù)靜力荷載。靜力試驗的優(yōu)點：加載設(shè)備相對來講比較簡單，荷載可以逐步 施加，還可以停下來仔細觀察結(jié)構(gòu)變形的發(fā) 展，給人們以最明確、最清晰的破壞概念。第17頁/共184頁第十八頁，共185頁。2、動力試驗 對于在實際工作中主要承受動力作用的結(jié)構(gòu)或構(gòu)件，為了研究結(jié)構(gòu)在施加動力荷載(hzi)作用下的工作性能，一般要進行動力試驗。例如：研究廠房承受吊車及動力設(shè)備作用下的動力特

6、性； 吊車梁的疲勞強度與疲勞壽命問題； 多層廠房由于機器設(shè)備上樓后產(chǎn)生的振動影響； 高層建筑和高聳構(gòu)筑物在風荷載(hzi)作用下的動力問題； 結(jié)構(gòu)抗爆炸、抗沖擊問題; 抗震動力試驗采用電液伺服加載設(shè)備或地震模擬振動臺動力試驗的特點：由于荷載(hzi)特性不同，動力試驗的加載設(shè)備 和測試手段與靜力試驗有很大的差別，而 且要比靜力試驗復(fù)雜得多。第18頁/共184頁第十九頁，共185頁。第19頁/共184頁第二十頁，共185頁。第20頁/共184頁第二十一頁，共185頁。第21頁/共184頁第二十二頁，共185頁。第22頁/共184頁第二十三頁，共185頁。（3）小構(gòu)件試驗 小構(gòu)件試驗是結(jié)構(gòu)試驗常用

7、的研究形式之一。試驗不要求滿足嚴格的相似條件，只是用試驗結(jié)果與理論計算進行對比校核的方式來研究結(jié)構(gòu)的性能，驗證(ynzhng)設(shè)計假定與計算方法的正確性。第23頁/共184頁第二十四頁，共185頁。第24頁/共184頁第二十五頁，共185頁。第25頁/共184頁第二十六頁，共185頁。（2）長期荷載試驗 對于研究結(jié)構(gòu)在長期荷載作用下的性能就必須(bx)要進行靜力荷載的長期試驗，它將連續(xù)進行幾個月或幾年時間。 如：混凝土的徐變、結(jié)構(gòu)受溫度變化的影響、預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)中的鋼筋的松弛等試驗。 第26頁/共184頁第二十七頁，共185頁。第27頁/共184頁第二十八頁，共185頁。第28頁/共184頁第二十

8、九頁，共185頁。建筑結(jié)構(gòu)試驗課程的學(xué)習內(nèi)容 為了獲得解決一般建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工中所遇到的結(jié)構(gòu)檢測問題的基本知識和基本技能，并在科研方面得到初步的訓(xùn)練，必須在掌握結(jié)構(gòu)工程專業(yè)理論和其它有關(guān)專業(yè)技術(shù)知識的基礎(chǔ)上，學(xué)習下列內(nèi)容：（1）規(guī)劃、組織和進行結(jié)構(gòu)檢測的一般原則、方法(fngf)和技 術(shù)；（2）結(jié)構(gòu)檢測中常用的量測儀器和加載設(shè)備的原理、性 能和使用方法(fngf)；（3）收集、整理、計算和評定檢測資料的原理和方法(fngf)。第29頁/共184頁第三十頁，共185頁。第30頁/共184頁第三十一頁，共185頁。 第一節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃理論概述 一、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的意義(yy)1、

9、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是組織工作的需要2、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是結(jié)構(gòu)試驗特點的要求 建筑結(jié)構(gòu)試驗特點： （1）結(jié)構(gòu)試驗沒有固定的模式； （2）結(jié)構(gòu)試驗耗資大； （3）結(jié)構(gòu)試驗周期長。3、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃關(guān)系到試驗的成敗4、建筑結(jié)構(gòu)試驗組織計劃是體現(xiàn)技術(shù)水平和管理水平的 窗口 第31頁/共184頁第三十二頁，共185頁。二、PDCA循環(huán)的基本內(nèi)容 美國質(zhì)量管理專家戴明（年代初提出一項質(zhì)量管理循環(huán)體系，稱為PDCA循環(huán)，是一項提高工程質(zhì)量、改善企業(yè)經(jīng)營管理十分有效(yuxio)的科學(xué)方法，被工程界廣泛應(yīng)用。 PDCA質(zhì)量循環(huán)體系的基本思想是把質(zhì)量管理的工作過程分為四個階段：（1）計劃階段 （Pl

10、an）（2）實施階段 （Do）（3）檢查階段 （Check）（4）處理階段 （Action）第32頁/共184頁第三十三頁，共185頁。第33頁/共184頁第三十四頁，共185頁。第34頁/共184頁第三十五頁，共185頁。四、結(jié)構(gòu)試驗組織計劃的內(nèi)容1、試驗設(shè)計階段 （1）反復(fù)研究試驗?zāi)康?，充分了解體會試驗的具體任務(wù)， 進行調(diào)查研究，搜集有關(guān)資料(zlio)；（2）確定試驗的性質(zhì)與規(guī)模。對于研究性試驗，應(yīng)提出本試驗 擬研究的主要參量以及這些參量在數(shù)值上的變動范圍，并 根據(jù)試驗室的設(shè)備能力確定試件的尺寸和量測項目及量測 要求；（3）提出試驗大綱2、試驗準備階段 試驗準備階段要占全部試驗工作的大部

11、分時間，工作量也最重。試驗準備工作的好壞直接影響到試驗?zāi)芊耥樌M行和能獲得試驗結(jié)果的多少。第35頁/共184頁第三十六頁，共185頁。試驗準備階段的主要工作有：（1）試件的制作 在制作試件時應(yīng)注意材性試樣的留取、編號，還要作施工日志，注明試件日期、原材料情況，這些原始資料都是最后分析試驗結(jié)果不可缺少的參考資料。（2）試件質(zhì)量檢查 包括試件尺寸和缺陷的檢查，應(yīng)作詳細記錄，納入原始資料。（3）試件安裝就位 試件的支承條件應(yīng)力求與計算簡圖一致。一切支承零件均應(yīng)進行強度驗算，并使其安全儲備大于試驗結(jié)構(gòu)可能有的最大安全儲備。（4）安裝加載設(shè)備 加載設(shè)備的安裝應(yīng)滿足“一穩(wěn)二準三方便，四強五剛六安全“的要求

12、，即就位要穩(wěn)定(wndng)準確方便，固定設(shè)備的支撐系統(tǒng)要有一定的強度、剛度和安全度。第36頁/共184頁第三十七頁，共185頁。（5）儀器儀表的率定 對測力計及一切量測儀表均應(yīng)按技術(shù)規(guī)定要求進行率定，各儀器儀表的率定記錄應(yīng)納入試驗(shyn)原始記錄中，誤差超過規(guī)定標準的儀表不得使用。（6）作輔助試驗(shyn) 輔助試驗(shyn)多半在加載試驗(shyn)階段之前進行，以取得試件材料的實際強度，便于對加載設(shè)備和儀器儀表的量程等作進一步的驗算。（7）儀表的安裝、連線試調(diào) 儀表的安裝位置、測點號，在應(yīng)變儀或記錄儀上的通道號等等都應(yīng)嚴格按照試驗(shyn)大綱中的儀表布置圖實施，如有變動，應(yīng)立

13、即做好記錄，以免時間長久后記憶不清而將測點混淆。第37頁/共184頁第三十八頁，共185頁。 （8）記錄表格的設(shè)計準備 在試驗前應(yīng)根據(jù)試驗要求設(shè)計記錄表格，其內(nèi)容及規(guī)格應(yīng)周到詳細地反映試件和試驗條件的詳細情況，以及需要記錄和量測的內(nèi)容。 記錄表格的設(shè)計反映試驗組織者的技術(shù)水平，切勿養(yǎng)成試驗前無準備地在現(xiàn)場臨時用白紙記錄的習慣。記錄表格上應(yīng)有(yn yu)試驗人員的簽名并附有試驗日期、時間、地點和氣候條件。（9）算出各加載階段試驗結(jié)構(gòu)各特征部位的內(nèi)力及變形值 以備在試驗時判斷及控制。（10）在準備工作階段和試驗階段應(yīng)每天記工作日志。第38頁/共184頁第三十九頁，共185頁。第39頁/共184頁

14、第四十頁，共185頁。 試件破壞后要拍照和測繪破壞部位及裂縫簡圖，必要時，可從試件上切取部分材料測定力學(xué)性能，破壞試件在試驗結(jié)果分析整理之前不要過早毀棄，以備進一步核查。（2）試驗資料整理 試驗資料整理是將所有的原始資料整理完善，其中特別要注意的是試驗量測數(shù)據(jù)記錄和記錄曲線，都作為原始數(shù)據(jù)經(jīng)負責記錄人員簽名后，不得隨便涂改。經(jīng)過處理后得到(d do)的數(shù)據(jù)不能和原始數(shù)據(jù)列在同一表格內(nèi)。 一個嚴格認真的科學(xué)試驗，應(yīng)有一份詳盡的原始數(shù)據(jù)記錄，連同試驗過程中的觀察記錄，試驗大綱及試驗過程中各階段的工作日志，作為原始資料，在有關(guān)的試驗室內(nèi)存檔。第40頁/共184頁第四十一頁，共185頁。4、試驗完成階

15、段 （1）試驗數(shù)據(jù)處理 因為從各個儀表獲得的測量數(shù)據(jù)和記錄曲線一般不能直接解答試驗任務(wù)所提出的問題，它們只是試驗的原始數(shù)據(jù)，需對原始數(shù)據(jù)進行科學(xué)的運算處理才能得出試驗結(jié)果。（2）試驗結(jié)果分析 試驗結(jié)果分析內(nèi)容是分析通過試驗得出了哪些規(guī)律性的東西，揭示了哪些物理現(xiàn)象。最后，應(yīng)對試驗得出的規(guī)律和一些重要現(xiàn)象作出解釋，分析它們的影響因素，將試驗結(jié)果和理論值進行比較，分析產(chǎn)生差異的原因，并作出結(jié)論，寫出試驗總結(jié)報告。總結(jié)報告中應(yīng)提出試驗中發(fā)現(xiàn)(fxin)的新問題及進一步的研究計劃。第41頁/共184頁第四十二頁，共185頁。第42頁/共184頁第四十三頁，共185頁。第43頁/共184頁第四十四頁，共

16、185頁。第44頁/共184頁第四十五頁，共185頁。 第四節(jié) 試驗(shyn)荷載方案設(shè)計一、荷載設(shè)計的一般要求 選擇試驗(shyn)荷載和加載方法應(yīng)滿足下列要求：1、荷載圖式應(yīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計計算荷載圖式極為接近；2、荷載傳力方式和作用點明確，產(chǎn)生的荷載數(shù)值要穩(wěn)定；3、荷載分級的分度值要滿足試驗(shyn)量測的精度要求，加載設(shè) 備要有足夠的強度儲備，而且還必須滿足剛度要求；4、加載設(shè)備要求操作方便，便于加載和卸載，并能控制加 載速度，又能適應(yīng)同步加載或先后加載的不同要求。第45頁/共184頁第四十六頁，共185頁。第46頁/共184頁第四十七頁，共185頁。2、試驗荷載制度 試驗荷載制度是試驗

17、進行期間荷載與時間(shjin)的關(guān)系。正確制定試驗的加載制度和加載程序，才能正確了解結(jié)構(gòu)的承載能力和變形性質(zhì)，才能將試驗結(jié)果相互進行比較。荷載制度包括：加載卸載程序、加載卸載的大小。靜力試驗的加載程序：預(yù)載、標準荷載（正常使用荷載）、 破壞荷載三階段。第47頁/共184頁第四十八頁，共185頁。第48頁/共184頁第四十九頁，共185頁。三、結(jié)構(gòu)低周反復(fù)加載靜力試驗（建筑(jinzh)結(jié)構(gòu)抗震試驗）試驗?zāi)康模海?）研究結(jié)構(gòu)在地震荷載作用下的恢復(fù)力特性，確定 結(jié)構(gòu)構(gòu)件恢復(fù)力的計算模型。 恢復(fù)力特性:荷載和變形之間的關(guān)系。（2）研究結(jié)構(gòu)在地震作用下的破壞特征。 通過低周反復(fù)加載試驗，可以獲得結(jié)構(gòu)

18、構(gòu)件荷載變形的工作性能，即恢復(fù)力特性和破壞特征，從而比較或者驗證抗震構(gòu)造措施的有效性和確定結(jié)構(gòu)的抗震極限承載能力。為建立數(shù)學(xué)模型，通過計算機進行結(jié)構(gòu)抗震非線性分析，為改進現(xiàn)行抗震設(shè)計方法、修訂設(shè)計規(guī)范提供依據(jù)。第49頁/共184頁第五十頁，共185頁。第50頁/共184頁第五十一頁，共185頁。第51頁/共184頁第五十二頁，共185頁。第52頁/共184頁第五十三頁，共185頁。第53頁/共184頁第五十四頁，共185頁。第54頁/共184頁第五十五頁，共185頁。第55頁/共184頁第五十六頁，共185頁。第56頁/共184頁第五十七頁，共185頁。四、結(jié)構(gòu)動力特性測試試驗 結(jié)構(gòu)動力特性是

19、反映結(jié)構(gòu)本身所固有的動力性能，主要包括結(jié)構(gòu)的自振頻率、阻尼系數(shù)和振型等，它們(t men)與外荷載無關(guān)。 測量結(jié)構(gòu)動力特性參數(shù)是結(jié)構(gòu)動力試驗的基本內(nèi)容，在研究建筑結(jié)構(gòu)或其他工程結(jié)構(gòu)的抗震、抗風或抵御其它動荷載的性能和能力時，都必須要進行結(jié)構(gòu)動力特性試驗。結(jié)構(gòu)動力特性試驗方法主要有： （1）人工激振法（2） 環(huán)境隨機振動法第57頁/共184頁第五十八頁，共185頁。1、人工激振法測量結(jié)構(gòu)自振頻率（1）自由振動法 在試驗(shyn)中采用初位移或初速度的突卸或突加載的方法，使結(jié)構(gòu)受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動。 試驗(shyn)時將測振傳感器布置在結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生最大振幅的部位，通過測量儀器的記錄，可

20、以得到結(jié)構(gòu)的有阻尼自由振動曲線，在曲線上量取振動波型的周期，由此求得結(jié)構(gòu)的自振頻率。（2）強迫振動法（共振法） 一般采用慣性式機械離心激振器對結(jié)構(gòu)施加周期性的簡諧振動，當干擾力的頻率與結(jié)構(gòu)的自振頻率相等時，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振。 利用激振器可以連續(xù)改變激振頻率的特點，試驗(shyn)中結(jié)構(gòu)產(chǎn)生共振時振幅出現(xiàn)極大值時激振器的頻率即是結(jié)構(gòu)的自振頻率。 第58頁/共184頁第五十九頁，共185頁。2、人工激振法測量結(jié)構(gòu)阻尼（1）自由振動法確定阻尼（2）按強迫振動的共振曲線確定結(jié)構(gòu)的阻尼（3）由動力系數(shù)求阻尼比3、振型測量 測定結(jié)構(gòu)振型時必須對結(jié)構(gòu)施加一激振力，并使結(jié)構(gòu)按某一階固有頻率振動，當測得結(jié)構(gòu)這時各點

21、位移值并連成變形(bin xng)曲線，即可得到對應(yīng)于該頻率下的結(jié)構(gòu)振型。第59頁/共184頁第六十頁，共185頁。第60頁/共184頁第六十一頁，共185頁。第61頁/共184頁第六十二頁，共185頁。六、試驗加載裝置設(shè)計1、強度要求2、剛度要求3、真實要求4、簡便要求七、試驗設(shè)備準備計劃 試驗荷載方案完成后，需進行制定試驗設(shè)備準備計劃，說明(shumng)設(shè)備的型號、數(shù)量、來源以及準備方式。第62頁/共184頁第六十三頁，共185頁。第63頁/共184頁第六十四頁，共185頁。一、觀測項目的確定 在確定試驗的觀測項目時，首先應(yīng)該考慮反映結(jié)構(gòu)工作狀況的整體變形，如梁的撓度。而在條件許可的情況

22、下，根據(jù)試驗?zāi)康?，也?jīng)常需要(xyo)測定一些局部變形，如應(yīng)變、裂縫和鋼筋滑移等。 總的來說，破壞性試驗本身能夠充分地說明問題，觀測項目和測點可以少些，而非破壞性試驗的觀測項目和測點布置，則必須滿足分析和推斷結(jié)構(gòu)工作狀況的最低需要(xyo)。第64頁/共184頁第六十五頁，共185頁。二、測點的選擇與布置 在測量工作之前，應(yīng)該利用已知的力學(xué)(l xu)和結(jié)構(gòu)理論對結(jié)構(gòu)進行初步估算，然后合理地布置測量點位，力求減少試驗工作量而盡可能獲得必要的數(shù)據(jù)資料。 測點的位置必須要有代表性，測點的布置應(yīng)有利于試驗時操作和測讀，另外，還應(yīng)該布置一定數(shù)量的校核性測點。三、儀器的選擇與測讀原則1、儀器的選擇 在選

23、擇儀器時，必須從試驗實際需要出發(fā)，使所用的儀器能很好地符合量測所需精度與量程要求，但是防止盲目選用高準確度和高靈敏度的精密儀器。一般的試驗，要求測定結(jié)果的相對誤差不超過5%，同時，應(yīng)使儀表的最小刻度值小于5%的最大被測值。第65頁/共184頁第六十六頁，共185頁。 儀器的量程應(yīng)該滿足最大測量值的需要。儀器最大被測值宜小于選用儀表最大量程的80%，一般以量程的1/52/3范圍為宜。 選擇儀表時必須考慮測讀方便省時，必要時采用自動記錄裝置。2、讀數(shù)的原則 在進行測讀時，一條原則是全部儀器的讀數(shù)必須同時進行，至少也要基本上同時。 目前如能使用多點自動記錄(jl)應(yīng)變儀進行自動巡回檢測，則對于進入彈

24、塑性階段的試件跟蹤記錄(jl)尤為合適。第66頁/共184頁第六十七頁，共185頁。 第六節(jié) 結(jié)構(gòu)試驗與材料力學(xué)性能的關(guān)系 建筑材料的性能直接影響到結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的質(zhì)量，因此對于結(jié)構(gòu)材料性能的檢驗與測定是結(jié)構(gòu)試驗中的一個重要的組成部分，特別是充分了解材料的力學(xué)性能，對于在結(jié)構(gòu)試驗前或試驗過程(guchng)中正確估計結(jié)構(gòu)的承載能力和實際工作狀況，以及在試驗后整理試驗數(shù)據(jù)、處理試驗結(jié)果等工作中都具有非常重要的意義。 在結(jié)構(gòu)試驗中按照結(jié)構(gòu)或構(gòu)件材料性質(zhì)不同，必須測定相應(yīng)的一些基本的數(shù)據(jù)，如混凝土的抗壓強度、鋼材的屈服強度和抗拉極限強度、磚石砌體的抗壓強度等。第67頁/共184頁第六十八頁，共185頁。

25、確定材料力學(xué)性能的方法：（1）直接試驗法 把材料按規(guī)定做成標準試件，然后(rnhu)在試驗機上用規(guī)定的試驗方法進行測定。（2）間接試驗法（非破損試驗法） 采用某種專用設(shè)備或儀器，直接在結(jié)構(gòu)上測量與材料強度有關(guān)的另一物理量，如硬度、回彈值、聲波傳播速度等，通過理論關(guān)系或經(jīng)驗公式間接測得材料的力學(xué)性能。半破損試驗：在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上進行局部微破損或直接取樣的 方法，推算出材料的強度，由試驗所得到的力 學(xué)性能直接鑒定結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力。 第68頁/共184頁第六十九頁，共185頁。第69頁/共184頁第七十頁，共185頁。 第三章 建筑結(jié)構(gòu)試驗荷載 第一節(jié) 概述(i sh)如何確定建筑結(jié)構(gòu)試驗荷載?1、根

26、據(jù)試驗的目的和要求，以能更好地模擬原有荷載等 因素來選擇 。 2、在決定試驗荷載時，應(yīng)該根據(jù)試驗室的設(shè)備條件和現(xiàn) 場所具備的試驗條件，正確和合理地進行荷載設(shè)計。第70頁/共184頁第七十一頁，共185頁。第71頁/共184頁第七十二頁，共185頁。 第二節(jié) 重力荷載一、重力直接加載方法 重物荷載可直接堆放在結(jié)構(gòu)表面(biomin)形成均布荷載或置于荷載盤上通過吊桿掛于結(jié)構(gòu)上形成集中荷載，假如荷載再大，就可以通過杠桿來加載。 優(yōu)點：試驗荷載可就地取材，可重復(fù)使用，針對試驗結(jié)構(gòu)或 試件的變形，可保持恒載，可分級加載，容易控制。缺點：加載過程中需要花費較大的勞動力，占據(jù)較大的空間， 安全性差，試驗組

27、織難度大。第72頁/共184頁第七十三頁，共185頁。重物間隙要大于5cm，保證重物間不搭接，以防止(fngzh)形成拱的作用。第73頁/共184頁第七十四頁，共185頁。第74頁/共184頁第七十五頁，共185頁。第75頁/共184頁第七十六頁，共185頁。第76頁/共184頁第七十七頁，共185頁。第77頁/共184頁第七十八頁，共185頁。 杠桿加載也屬于重力加載的一種。 利用杠桿原理，將荷載放大作用于結(jié)構(gòu)(jigu)上。優(yōu)點： 杠桿制作方便，荷載值穩(wěn)定不變，當結(jié)構(gòu)(jigu)有變形時，荷載可以保持恒定，對于作持久荷載試驗尤為合適。 第78頁/共184頁第七十九頁，共185頁。第79頁/

28、共184頁第八十頁，共185頁。三、螺旋、彈簧加載 常用構(gòu)件的持久荷載試驗。當荷載值較小時，可直接擰緊螺帽以壓縮彈簧；當荷載值很大時，需用千斤頂壓縮彈簧后再擰緊螺帽。 彈簧加載用于長期荷載，比如說要做梁的長期剛度，或者是觀察它的裂縫的時候，那么(n me)就要加幾個月，甚至幾年的荷載。那么(n me)做長期荷載的時候可以通過彈簧來保持經(jīng)常的荷載值。 第80頁/共184頁第八十一頁，共185頁。第81頁/共184頁第八十二頁，共185頁。一、液壓加載器 液壓加載器主要工作原理是用高壓油泵將具有一定壓力(yl)的液壓油壓入液壓加載器的工作油缸，使之推動活塞，對結(jié)構(gòu)施加荷載。荷載值可以用液壓加載器與

29、荷載承力架之間所置的測力計直接測讀，或用傳感器將信號輸給應(yīng)變儀顯示。 液壓加載器有普通工業(yè)用的手動液壓加載器，有專門為結(jié)構(gòu)試驗設(shè)計的單向作用和雙向作用的液壓加載器。 液壓加載很難滿足多點同步加載卸載，尤其需要恒載時更難保持穩(wěn)壓狀態(tài)。第82頁/共184頁第八十三頁，共185頁。高度的限制，并能適應(yīng)均布和高度的限制，并能適應(yīng)均布和非均布、對稱和非對稱加荷的非均布、對稱和非對稱加荷的需要。需要。第83頁/共184頁第八十四頁，共185頁。普遍使用的長柱試驗機的最大普遍使用的長柱試驗機的最大噸位是噸位是5000KN，最大高度可為，最大高度可為3m。第84頁/共184頁第八十五頁，共185頁。第85頁/

30、共184頁第八十六頁，共185頁。第86頁/共184頁第八十七頁，共185頁。第87頁/共184頁第八十八頁，共185頁。 電液伺服加載系統(tǒng)的主要工作過程是: 根據(jù)控制指令信號,油泵從液壓源輸出高壓油進入伺服閥,由伺服閥驅(qū)動雙向加載器對試件施加試驗所需要的荷載。根據(jù)不同的控制類型,由起控制作用的傳感器測量試件反饋信號,將指令與反饋信號在伺服控制器中進行比較,其差值即為補差信號,經(jīng)放大后再次控制伺服閥驅(qū)動加載器繼續(xù)工作,從而完成全系統(tǒng)閉環(huán)控制。 目前電液伺服液壓系統(tǒng)大多數(shù)與電子計算機配合(pih)使用，從而使整個系統(tǒng)由程序控制。 第88頁/共184頁第八十九頁，共185頁。五、地震模擬振動臺 地

31、震模擬振動臺是再現(xiàn)各種地震波對結(jié)構(gòu)進行動力(dngl)試驗的一種先進試驗設(shè)備，其特點是具有自動控制和數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)，采用了電子計算機和閉環(huán)伺服液壓控制技術(shù)，并配合先進的振動測量儀器，使結(jié)構(gòu)動力(dngl)試驗水平提高到了一個新的高度。 地震模擬振動臺主要由以下幾部分組成:(1)振動臺臺體結(jié)構(gòu)(2)液壓驅(qū)動和動力(dngl)系統(tǒng):給振動臺以巨大推力的結(jié)構(gòu),一 般采用電液伺服系統(tǒng).(3)控制系統(tǒng):有模擬控制和數(shù)字計算機控制兩種。(4)測試和分析系統(tǒng):除了對臺身進行控制而測量位移、 加速度等外，還必須對試驗?zāi)Ｐ瓦M行多點測量，一般 是測量位移、加速度和應(yīng)變等，總測點數(shù)可達百余點。 第89頁/共18

32、4頁第九十頁，共185頁。第90頁/共184頁第九十一頁，共185頁。第91頁/共184頁第九十二頁，共185頁。第92頁/共184頁第九十三頁，共185頁。第93頁/共184頁第九十四頁，共185頁。第94頁/共184頁第九十五頁，共185頁。第95頁/共184頁第九十六頁，共185頁。 第四章 結(jié)構(gòu)(jigu)試驗測試技術(shù) 第一節(jié) 概述 輸入數(shù)據(jù)-系統(tǒng)-輸出數(shù)據(jù) 作用試件反應(yīng)數(shù)據(jù)采集（力、位移、溫度等） （位移、速度、應(yīng)力、 應(yīng)變、裂縫等）數(shù)據(jù)采集：用各種方法，對試驗輸出的數(shù)據(jù)進行測量和記錄。 數(shù)據(jù)采集是結(jié)構(gòu)(jigu)試驗的重要步驟，是結(jié)構(gòu)(jigu)試驗成功的必要條件之一。只有采集到可

33、靠的數(shù)據(jù)，才能通過數(shù)據(jù)處理得到正確的試驗結(jié)果，達到試驗預(yù)期目的。為采集到準確、可靠的數(shù)據(jù)，應(yīng)該采用正確的采集方法，選用可靠的儀器設(shè)備。 在實際試驗時，數(shù)據(jù)采集方法應(yīng)該根據(jù)試驗?zāi)康暮鸵笠约皟x器的實際條件來確定，應(yīng)該 按照用最經(jīng)濟的代價來獲取最多最有用數(shù)據(jù)的原則來確定。第96頁/共184頁第九十七頁，共185頁。一、儀器設(shè)備的分類1、按功能和使用情況分：傳感器、放大器、顯示器、記錄(jl)器、 分析儀器、數(shù)據(jù)采集儀或系統(tǒng)各類儀器功能：傳感器感受各種物理量（力、位移、應(yīng)變等），并把它們 轉(zhuǎn)換成電量（電信號）或其它容易處理的信號；放大器把從傳感器得到的信號放大，使信號可以被顯示和 記錄(jl)；顯示

34、器把信號用可見的形式顯示出來；記錄(jl)器把采集得到的數(shù)據(jù)記錄(jl)下來，作為長期保存；分析儀器對采集得到的數(shù)據(jù)進行分析處理；數(shù)據(jù)采集儀用于自動掃描和采集，是數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的執(zhí)行 機構(gòu)；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)集成式儀器，包括傳感器、數(shù)據(jù)記錄(jl)儀和計 算機或其他記錄(jl)器、顯示器等，可用來進行 自動掃描、采集，還能進行數(shù)據(jù)處理等。第97頁/共184頁第九十八頁，共185頁。2、按儀器儀表的工作原理分： 機械式儀器、電測儀器、光學(xué)測量儀器、復(fù)合式儀器、 伺服式儀器（帶有控制功能的儀器）3、按儀器儀表的用途分： 測力傳感器、位移傳感器、應(yīng)變計 、傾角傳感器、 頻率計、測振傳感器。4、按儀器儀表與結(jié)

35、構(gòu)的關(guān)系分： 附著式與手持式、接觸式與非接觸式、絕對式與相對式 5、按儀器儀表顯示與記錄(jl)方式分： 直讀式與自動記錄(jl)式、模擬式與數(shù)字式。第98頁/共184頁第九十九頁，共185頁。第99頁/共184頁第一百頁，共185頁。第100頁/共184頁第一百零一頁，共185頁。第101頁/共184頁第一百零二頁，共185頁。第102頁/共184頁第一百零三頁，共185頁。第103頁/共184頁第一百零四頁，共185頁。 K表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變片的電阻變化。應(yīng)表示單位應(yīng)變引起應(yīng)變片的電阻變化。應(yīng)使應(yīng)變片的使應(yīng)變片的靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)。靈敏系數(shù)與應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)設(shè)置相協(xié)調(diào)。

36、第104頁/共184頁第一百零五頁，共185頁。三、電阻應(yīng)變片的種類(zhngli)和粘貼方法 電阻應(yīng)變片的種類(zhngli)很多，按敏感柵的種類(zhngli)分，有箔式、絲繞式、半導(dǎo)體等；按基底材料分，有紙基、膠基等；按使用極限溫度劃分，有低溫、常溫、高溫等。 箔式應(yīng)變片是在薄的膠膜基底上鍍合金薄膜，然后通過光刻技術(shù)制成，具有絕緣度高，耐疲勞性能好，橫向效應(yīng)小等特點，但價格較高。 絲繞式應(yīng)變片多為紙基，雖有防潮性能，但有耐疲勞性能差，橫向效應(yīng)大等缺點，但價格較低，且易粘貼，可用于一般的靜力試驗。第105頁/共184頁第一百零六頁，共185頁。第106頁/共184頁第一百零七頁，共185頁

37、。第107頁/共184頁第一百零八頁，共185頁。一、電阻應(yīng)變儀測量(cling)應(yīng)變 電阻應(yīng)變片可以把試件的應(yīng)變量轉(zhuǎn)換成電阻變化，但在一般情況下試件的應(yīng)變量較小，由此引起的電阻變化也非常微弱，難以進行直接測量(cling)。 采用惠斯登電橋，能夠把電阻變化信號轉(zhuǎn)換為電壓或電流的變化信號，并使信號得以放大，橋路還可以解決測量值的溫度補償問題。 電阻應(yīng)變儀就是根據(jù)橋路原理構(gòu)成的測試系統(tǒng)。靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、動態(tài)電阻應(yīng)變儀二、位移方法測量(cling)應(yīng)變 常用測量(cling)應(yīng)變的位移方法有：手持應(yīng)變儀、 百分表引申計。 應(yīng)變的定義是單位長度上的變形。在結(jié)構(gòu)試驗中，可以用兩點之間的相對位移來近似地

38、表示兩點之間的平均應(yīng)變。第108頁/共184頁第一百零九頁，共185頁。 第四節(jié) 常用的傳感設(shè)備一、傳感設(shè)備的組成 傳感設(shè)備的作用是感受所需要測量的物理量（或信號），按一定規(guī)律把它們轉(zhuǎn)換成可以直接測讀的形式直接顯示，或者轉(zhuǎn)換成電量的形式傳輸給相應(yīng)的測量儀器。1、機械式傳感器 利用機械原理進行工作，主要由以下四部分組成：感受機構(gòu)、轉(zhuǎn)換機構(gòu)、顯示機構(gòu)和附屬機構(gòu)。2、電測傳感器 電測傳感器利用某種特殊材料的電學(xué)性能或某種裝置的電學(xué)原理，把所需測量的非電量變化轉(zhuǎn)化成電量的變化，如力、應(yīng)變、速度、加速度等轉(zhuǎn)換成與之對應(yīng)的電流、電阻、電壓或電感(din n)、電容等。 電測傳感器主要由以下四部分組成：感受

39、部分、轉(zhuǎn)換部分、傳輸部分和附屬裝置。第109頁/共184頁第一百一十頁，共185頁。二、測力傳感器 在結(jié)構(gòu)試驗中，測力傳感器是用來測量結(jié)構(gòu)的作用力、支座反力的儀器。類型：機械式、電測式基本原理：用一彈性元件去感受拉力或壓力，這個彈性元件 即發(fā)生與拉力或壓力成相對關(guān)系的變形，用機械 裝置把這些變形按規(guī)律進行放大和顯示即為機械 式傳感器，用電阻應(yīng)變片把這些變形轉(zhuǎn)變成電阻 變化后再進行測量的即為應(yīng)變式傳感器。此外， 還有利用壓電效應(yīng)制成的壓電式傳感器。讀數(shù)方式： （1）機械式傳感器為直讀儀器，可以(ky)直接從傳感器上讀到 力值；（2）應(yīng)變式傳感器應(yīng)與應(yīng)變儀或數(shù)據(jù)采集儀連接，從應(yīng)變 儀上讀到應(yīng)變值再

40、換算成力值，也可由數(shù)據(jù)采集儀或 通過數(shù)據(jù)采集儀接入計算機，自動換算成力值輸出；（3）壓電式傳感器應(yīng)與電荷放大器連接，然后輸給記錄儀。第110頁/共184頁第一百一十一頁，共185頁。三、線位移傳感器 位移傳感器可用來測量結(jié)構(gòu)的位移和支座位移，它測到的位移是某一點相對于另一點的位移，即測點相對于位移傳感器支架固定點的位移。通常把傳感器支架固定在試驗臺或地面的不動點上，這時所測到的位移表示測點相對于試驗臺座或地面的位移。類型：機械式百分表、電子式百分表、滑阻式傳感器、差動 電感式傳感器工作原理：用一可滑動的測桿去感受線位移，然后把這個位 移量用各種方法轉(zhuǎn)換成表盤讀數(shù)或電變量。例如：機械式百分表是用

41、一組齒輪把測桿的滑動位移轉(zhuǎn)換成指針的轉(zhuǎn)動。四、傾角(qngjio)傳感器 傾角(qngjio)傳感器附著在結(jié)構(gòu)上，隨結(jié)構(gòu)一起發(fā)生位移。常用的傾角(qngjio)傳感器有長水準管式傾角(qngjio)儀、電阻應(yīng)變式傾角(qngjio)傳感器等。第111頁/共184頁第一百一十二頁，共185頁。五、裂縫觀測器 結(jié)構(gòu)試驗中，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件裂縫的發(fā)生和發(fā)展、裂縫的位置和分布、長度和寬度，是反映結(jié)構(gòu)性能的重要指標。特別是混凝土結(jié)構(gòu)、砌體結(jié)構(gòu)等脆性材料組成(z chn)的結(jié)構(gòu)，裂縫測量是一項必要的測量項目。 裂縫測量主要有三項內(nèi)容：（1）開裂，即裂縫發(fā)生的時刻和位置；（2）度量，即裂縫的寬度和長度；（3）走向

42、，即裂縫發(fā)展的過程和趨勢。第112頁/共184頁第一百一十三頁，共185頁。 1、發(fā)現(xiàn)裂縫 最常用的發(fā)現(xiàn)裂縫的簡便方法是借助放大鏡用肉眼觀察，為便于觀察可先在試件表面(biomin)刷一層白色石灰或涂料。2、測量裂縫寬度 測量裂縫寬度通常用讀數(shù)顯微鏡，它是由光學(xué)透鏡與游標刻度等組成，將透鏡的“+”字標點從裂縫的一邊移到另一邊，游標的末讀數(shù)與初讀數(shù)之差則為裂縫寬度。 裂縫寬度還可以用印有不同寬度線條的裂縫標尺與裂縫對比來確定，相當于用一組具有不同厚度的標準塞尺進行插試，正好插入裂縫的塞尺厚度即為該裂縫的寬度。裂縫標尺和塞尺的測量結(jié)果較粗略，但能滿足一定的使用要求。3、裂縫的走向 通過繪制裂縫圖反

43、映裂縫的發(fā)展和走向，記錄裂縫的發(fā)展趨勢。 第113頁/共184頁第一百一十四頁，共185頁。 第五節(jié) 試驗記錄方法 一 概況 數(shù)據(jù)采集時，為了把數(shù)據(jù)保存、記錄下來，必須使用記錄器。記錄器把這些數(shù)據(jù)按一定的方式記錄在某種介質(zhì)上，需要(xyo)時可以把這些數(shù)據(jù)讀出或輸送給其他分析處理儀器。 數(shù)據(jù)的記錄方式有兩種，即模擬式和數(shù)字式。（1）模擬式記錄 從傳感器送到記錄器的數(shù)據(jù)一般都是模擬量，模擬式記錄就是把這個模擬量直接記錄在介質(zhì)上。模擬式記錄的數(shù)據(jù)一般都是連續(xù)的。（2）數(shù)字式記錄 數(shù)字記錄是把模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量后再記錄在介質(zhì)上，數(shù)字式記錄的數(shù)據(jù)一般都是間斷的。記錄介質(zhì)：普通記錄紙、光敏紙、磁帶和數(shù)字

44、光盤等。第114頁/共184頁第一百一十五頁，共185頁。常用的記錄器有：X-Y記錄儀、光線示波器、磁帶記錄儀、 磁盤驅(qū)動器、光盤刻錄器等。二、X-Y記錄儀 X-Y記錄儀是一種常用的模擬式記錄器，它用記錄筆把試驗數(shù)據(jù)以X-Y平面坐標系中的曲線形式記錄在紙上，得到(d do)的是試驗變量的關(guān)系曲線，或試驗變量與時間的關(guān)系曲線。三、光線示波器 光線示波器也是一種常用的模擬式記錄器，主要用于振動測量的數(shù)據(jù)記錄，它將電信號轉(zhuǎn)換為光信號并記錄在感光紙或膠片上，得到(d do)的是試驗變量與時間的關(guān)系曲線。四、磁帶記錄儀 磁帶記錄儀是一種較理想的記錄器，可以用于振動測量和靜力測量的數(shù)據(jù)記錄，它將電信號轉(zhuǎn)換

45、成磁信號并記錄在磁帶上，得到(d do)的是試驗變量與時間的變化關(guān)系。第115頁/共184頁第一百一十六頁，共185頁。五、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的組成 硬件由三個部分組成：傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、計算機。（1）傳感器部分 包括各種電測傳感器，其作用是感受各種物理(wl)變量。傳感器輸出的電信號可以直接或間接（通過放大器后）輸入數(shù)據(jù)采集儀。（2）數(shù)據(jù)采集儀部分 數(shù)據(jù)采集儀部分的作用是采集數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)傳送給計算機。（3）計算機部分 包括主機、顯示器、存儲器、打印機、繪圖儀和鍵盤等。計算機的主要作用：作為整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的控制器，控制 整個數(shù)據(jù)采集過程。第116頁/共184頁第一百一十七頁，共

46、185頁。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以對大量數(shù)據(jù)進行快速采集、處理、分析、判斷、報警(bo jng)、直讀、繪圖、儲存、試驗控制和人機對話等，還可以進行自動化數(shù)據(jù)采集和試驗控制，它們的采樣速度可高達每秒幾萬個數(shù)據(jù)或更多。第117頁/共184頁第一百一十八頁，共185頁。 第六節(jié) 建筑結(jié)構(gòu)現(xiàn)場測試技術(shù)生產(chǎn)性結(jié)構(gòu)試驗特點：1、大多數(shù)屬于結(jié)構(gòu)檢驗性質(zhì)試驗；2、具有直接的生產(chǎn)目的，經(jīng)常(jngchng)用來驗證和鑒定結(jié)構(gòu)的設(shè)計 和施工質(zhì)量；3、判斷和確定已建結(jié)構(gòu)現(xiàn)有的實際承載能力；4、為工程質(zhì)量事故和受災(zāi)結(jié)構(gòu)的處理提供技術(shù)依據(jù)；5、為預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品作質(zhì)量鑒定。已建結(jié)構(gòu)的可靠性鑒定：指對已建結(jié)構(gòu)的作用、結(jié)構(gòu)抗力及

47、相互關(guān)系進行測定、檢測、試驗、 判斷和分析研究并取得結(jié)論的全部 過程。第118頁/共184頁第一百一十九頁，共185頁。對已建結(jié)構(gòu)可靠性鑒定的意義： 目前世界各國對于建筑物使用壽命，特別是建筑物的剩余壽命極為關(guān)注。這主要是因為現(xiàn)存的已建結(jié)構(gòu)逐漸增多，有的已到了老齡期，臨近退役，需要更換，有的則已進入了危險期。由于以上原因，近十幾年來，建筑物使用壽命可靠性的評價和剩余壽命的預(yù)測技術(shù)有了很大的發(fā)展。這對于保證建筑物的安全使用，延長使用壽命和防止建筑物重大破壞或倒塌事故的發(fā)生，以及減少經(jīng)濟上和社會影響上的損失，產(chǎn)生了重大的效果。對已建結(jié)構(gòu)可靠性鑒定的方法： 非破損檢測方法和半破損檢測方法，其中主要是

48、材料強度檢測和內(nèi)部缺陷損傷探測(tnc)兩個方面。 第119頁/共184頁第一百二十頁，共185頁。*混凝土結(jié)構(gòu)的現(xiàn)場檢測無損檢測技術(shù)1、非破損檢測混凝土強度方法(fngf) 測量混凝土的某些物理特性，如混凝土表面的回彈值、聲速在混凝土內(nèi)部的傳播速度等，并按相關(guān)關(guān)系推出混凝土的強度來作為檢測結(jié)果。 目前回彈法、超聲法和回彈超聲綜合法在實際工程中應(yīng)用的較多，其中回彈法和綜合法已制定出相應(yīng)的技術(shù)規(guī)程。2、半破損檢測混凝土強度方法(fngf) 在不影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載能力的前提下，在結(jié)構(gòu)構(gòu)件上直接進行局部的微破損試驗，或直接取樣試驗，以所得的數(shù)據(jù)推算出混凝土強度作為檢測結(jié)果。 目前使用較多的是鉆芯法和拔

49、出法，其中鉆芯法已頒布了技術(shù)規(guī)程。第120頁/共184頁第一百二十一頁，共185頁。3、非破損檢測混凝土內(nèi)部缺陷的方法 用以測定結(jié)構(gòu)在施工過程中因澆搗、成型、養(yǎng)護等造成的蜂窩、孔洞、溫度裂縫或干縮裂縫、保護層厚度不當?shù)热毕?，以及結(jié)構(gòu)在使用過程中因火災(zāi)、腐蝕、受凍等非受力因素造成的混凝土損傷。 目前應(yīng)用最為廣泛的是超聲脈沖法探測結(jié)構(gòu)混凝土的內(nèi)部缺陷，并已制訂出超聲法檢測混凝土缺陷的技術(shù)(jsh)規(guī)程。 非破損試驗技術(shù)(jsh)還被應(yīng)用于混凝土結(jié)構(gòu)中檢測鋼筋位置和鋼筋銹蝕。 第121頁/共184頁第一百二十二頁，共185頁。第122頁/共184頁第一百二十三頁，共185頁。第123頁/共184頁第

50、一百二十四頁，共185頁。第124頁/共184頁第一百二十五頁，共185頁。第125頁/共184頁第一百二十六頁，共185頁。第126頁/共184頁第一百二十七頁，共185頁。（1）回彈法的基本原理 回彈法是使用回彈儀的彈擊拉簧驅(qū)動儀器內(nèi)的彈擊重錘，通過中心導(dǎo)桿，彈擊混凝土的表面，并測得重錘反彈距離與彈簧初始長度之比為回彈值R，由它與混凝土強度的相關(guān)關(guān)系來推定混凝土強度?；貜椫礡用下式表示： R=(L/L)*100% 混凝土的強度越高，表面硬度越大，R值也越大。通過事先(shxin)建立的混凝土強度與回彈值關(guān)系曲線fcu-R，即可從R值求得fcu值。第127頁/共184頁第一百二十八頁，共18

51、5頁。（2）測試方法 回彈法測試混凝土抗壓強度步驟如下：第一步：測回彈值 用回彈法測定混凝土強度對于每個試件的測區(qū)數(shù)目(shm)不少于10個，每一測區(qū)應(yīng)為不小于0.04m2的面積，以能容納16個回彈測點為宜。兩個相鄰測區(qū)的間距不宜大于2m，而測區(qū)宜選在混凝土澆筑的側(cè)面。測區(qū)內(nèi)的16個測點宜均勻分布，同一測點只允許彈擊一次，測點不應(yīng)在氣孔或外露石子上，相鄰兩測點的凈距一般不小于2cm。測點距離結(jié)構(gòu)或構(gòu)件邊緣或外露鋼筋、預(yù)埋件的距離一般不小于3cm。第二步：測碳化深度 在回彈的每個測區(qū)選擇一處用鉆孔法灑入濃度為1%酚酞酒精溶液檢測，不呈現(xiàn)紫紅色反應(yīng)的厚度即為混凝土的碳化深度dm。第128頁/共18

52、4頁第一百二十九頁，共185頁。第三步：記錄回彈角度和回彈表面狀態(tài)第四步：數(shù)據(jù)處理（1）求回彈平均值 當回彈儀按水平方向測得試件混凝土澆筑側(cè)面的16個回彈值后，分別剔除3個最大值和3個最小值，按余下的10個回彈值取平均值。（2）回彈角度影響修正 將回彈平均值按不同測試角度和不同澆筑面作分別修正。（3）碳化深度修正 當dm0.4mm時，按dm=0進行處理。否則，按規(guī)定計算。第四步：結(jié)果評定 由實測的Rm和dm值，按規(guī)程測區(qū)混凝土強度值的換算表求得混凝土強度值fcu，并由此評定檢測結(jié)構(gòu)(jigu)構(gòu)件的混凝土強度。第129頁/共184頁第一百三十頁，共185頁。（3）回彈(hu dn)值與強度值的

53、關(guān)系 我國建設(shè)部已于2001年修訂完成第三版回彈(hu dn)法檢測混凝土抗壓強度技術(shù)規(guī)程（JGJ/T 23-2001）混凝土強度換算值可采用以下三類測強曲線計算。1、統(tǒng)一的測強曲線 由全國有代表性的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。 2、地區(qū)測強曲線 由本地區(qū)常用的材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。 3、專用測強曲線 由與結(jié)構(gòu)或構(gòu)件混凝土相同材料、成型養(yǎng)護工藝配制的混凝土試件，通過試驗所建立的曲線。 對有條件的地區(qū)和部門，應(yīng)制定本地區(qū)的測強曲線或?qū)Ｓ脺y強曲線，經(jīng)上級主管部門組織審定和批準后實施。各檢測單位應(yīng)按專用測強曲線、地區(qū)測強曲線、統(tǒng)一的測

54、強曲線的次序選用測強曲線。第130頁/共184頁第一百三十一頁，共185頁。第131頁/共184頁第一百三十二頁，共185頁。第132頁/共184頁第一百三十三頁，共185頁。1、基本原理 超聲波檢測主要是測量超聲波在混凝土當中的傳播速度。 超聲波在介質(zhì)中傳播時，遇到不同界面，將產(chǎn)生反射、折射、繞射、衰減等現(xiàn)象，從而使傳播的聲時、波形、頻率等發(fā)生相應(yīng)(xingyng)變化，測定這些規(guī)律的變化，便可得到材料的某些性質(zhì)與內(nèi)部構(gòu)造情況。 在普通混凝土檢測中，通常采用20KHz500KHz的超聲頻率。 那么，怎么樣用儀器來測量超聲波在混凝土中的傳播速度呢？ 第133頁/共184頁第一百三十四頁，共18

55、5頁。第134頁/共184頁第一百三十五頁，共185頁。 超聲波脈沖實質(zhì)上是超聲檢測儀中壓電晶體的壓電效應(yīng)產(chǎn)生的機械振動發(fā)出的聲波在介質(zhì)中的傳播。 混凝土強度愈高，相應(yīng)超聲聲速也愈大，經(jīng)試驗歸納，這種相關(guān)性可以用非線性的數(shù)學(xué)模型來擬合，即通過試驗建立混凝土強度與聲速的關(guān)系(gun x)曲線（fv曲線）或經(jīng)驗公式。 第135頁/共184頁第一百三十六頁，共185頁。第136頁/共184頁第一百三十七頁，共185頁。2、測試方法 在現(xiàn)場進行結(jié)構(gòu)混凝土強度檢測時，應(yīng)選擇試件澆筑混凝土的側(cè)面為測試面，一般以200mm*200mm的面積(min j)為一測區(qū)。 每一試件上相鄰測區(qū)間距不大于2m。 測試面

56、應(yīng)清潔平整、干燥無缺陷。 每個測區(qū)內(nèi)應(yīng)在相對測試面上對應(yīng)布置三個測點，相對面上對應(yīng)的輻射和接受換能器應(yīng)在同一軸線上。 測試時必須保持換能器與被測混凝土表面有良好的耦合，并利用黃油或凡士林等耦合劑，以減少聲能的反射損失。第137頁/共184頁第一百三十八頁，共185頁。3、數(shù)據(jù)處理（1）測區(qū)超聲波傳播速度 v=l/tm 其中tm=（t1+t2+t3)/3 式中 ： v為測區(qū)聲速值，l為超聲測距，t為聲時值。 當在試件混凝土的澆筑頂面或底面測試時，聲速值應(yīng)作修正，即vu=v, 為超聲測試面修正系數(shù)。在混凝土澆灌(jiogun)頂面及底面測試時， =1.034。在混凝土側(cè)面測試時， =1.0 。（2

57、）由試驗量測的聲速，按fcuv曲線求得混凝土強度換 算值。 第138頁/共184頁第一百三十九頁，共185頁。3、超聲回彈綜合法檢測混凝土強度 超聲回彈綜合法是建立在超聲傳播速度和回彈值與混凝土抗壓強度之間相互(xingh)關(guān)系的基礎(chǔ)上的，以聲速和回彈值綜合反映混凝土抗壓強度的一種非破損檢測方法。 超聲波在混凝土材料中的傳播速度反映了材料的彈性性質(zhì)，由于聲波穿透被檢測的材料，因此也反映了混凝土內(nèi)部構(gòu)造的有關(guān)信息。 回彈法的回彈值反映了混凝土的彈性性質(zhì)，同時在一定程度上也反映了混凝土的塑性性質(zhì)，但它只能確切反映混凝土表層約3cm左右厚度的狀態(tài)。 第139頁/共184頁第一百四十頁，共185頁。

58、1、超聲回彈法的優(yōu)點 （1）當采用超聲和回彈綜合法時，它既能反映混凝土的彈性，又能反映混凝土的塑性；既能反映混凝土的表層狀態(tài)，又能反映混凝土的內(nèi)部構(gòu)造。這樣(zhyng)通過不同物理參量的測定，可以 由表及里地較為確切地反映混凝土的強度。（2）采用超聲回彈綜合法檢測混凝土強度，能對混凝土的某些物理參量在超聲法或回彈法測量時產(chǎn)生的影響得到補償。如對回彈值影響最為顯著的碳化深度，在綜合法中碳化因素可不予修正，原因是碳化深度較大混凝土，由于它的齡期較長而其含水量相應(yīng)降低，以致聲速稍有下降，因此在綜合關(guān)系中可以抵消回彈值上升所造成的影響。所以，用綜合法fcuvRm關(guān)系推算混凝土強度時，不須測量碳化深度

59、。 試驗證明，超聲回彈綜合法的測量精度優(yōu)于超聲或回彈方法，減少了測量誤差。第140頁/共184頁第一百四十一頁，共185頁。2、測試方法 采用超聲回彈綜合法檢測混凝土強度時，應(yīng)嚴格遵照超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程（CECS 02:88)的要求進行。（1）回彈值的測量及計算同回彈法，但不須測量混凝土的 碳化深度。（2）超聲法的測量及計算同超聲法的規(guī)定，但是超聲的測 點應(yīng)布置在同一個測區(qū)回彈值的測試面上，測量聲速 的探頭安裝位置不宜與回彈儀的彈擊點相重疊。（3）每一測區(qū)內(nèi)，宜先回彈測試，后超聲測試。注意：只有同一測區(qū)內(nèi)所測得的回彈值和聲速值才能作為推 算混凝土強度的綜合參數(shù)，不同(b tn

60、)測區(qū)的測量值不得混 用。第141頁/共184頁第一百四十二頁，共185頁。3、數(shù)據(jù)處理（1）在超聲回彈綜合檢測時，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件上每一測區(qū)的混 凝土強度是根據(jù)該區(qū)實測的超聲波聲速v及回彈平均值 Rm，按事先建立的fcuvRm關(guān)系曲線推定的。目前常用(chn yn)的曲線形式有： 平面型方程：fcu=A+Bv+C Rm 曲面型方程： fcu=AvB Rm（2）按超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程的規(guī) 定評定結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的混凝土強度。第142頁/共184頁第一百四十三頁，共185頁。4、鉆芯法檢測混凝土強度 鉆芯法試驗是使用專用的取芯鉆機，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