工程结构实验简答题答案.doc

1. 直接作用和间接作用包括哪些内容？直接作用主要是荷载作用，包括结构的自重，建筑物楼层面的活荷载，重荷载,施工荷载,作用于工业厂房上的旧吊车荷载，机械设备的振动荷载，作用于桥梁上车辆的振动荷载，作用于海洋平台上的海浪冲击荷载等,在特殊情况下，还有地震，爆炸等荷载。 间接作用主要有温度变化，地基不均匀沉降和结构内部物理或化学作用等。2. 常用的加载方法和加载设备有哪些？目前采用的加载方法和加载设备有很多种类,在静力试验中有利用重物直接加载或通过杠杆作用间接加载的重力加载方法，有利用液压加载器千斤顶和液压加载试验机等液压加载方法，有利用绞车差动滑轮组，弹簧和螺旋千斤顶等机械设备的机械加载方法，以及利用压缩空气或真空作用的特殊加载方法等。在动力实验中可以利用惯性力或电磁系统激振，比较先进的设备是由自动控制，液压和计算机系统相结合而组成的电液伺服加载系统和由此作为振源的地震模拟振动台加载等设备，此外,也可以采用人工爆炸和利用环境随机激振脉动法的方法。3. 重力加载技术包括哪几种方法？不同方法有何优缺点？直接重力加载法，优点是设备简单，取材方便，荷载恒定,缺点是荷载量不能很大，操作笨重。间接重力加载法（杠杆加载方法)，优点是荷载恒定,对持久荷载试验及进行刚度与裂缝的研究尤为适合，缺点是能产生的荷载值小,即使用了杠杆放大，最大荷载也在200kN以下。4. 液压加载系统主要由哪些设备组成?工作原理是什么？常用的液压加载设备有哪些？液压加载系统主要由液压加载器（千斤顶)，油泵，阀门等通过油管连接起来,配以测力计和荷载架等组成一个加载系统.工作的原理是利用高压油泵将具有一定压力的液压油压入液压加载器的工作油缸，使之推动活塞，对结构施加荷载。常用的液压加载设备有：手动油压千斤顶，同步液压加载系统,双向液压加载千斤顶和结构试验机加载设备.5. 电液伺服加载系统由哪几部分组成?其自控系统的工作原理是怎样的？电液伺服加载系统主要由液压源,控制系统和执行系统三大部分组成，其自控系统的工作原理为将一个工作指令（电信号）加给比较器,通过比较器后进行伺服放大,输出电流信号振动伺服阀工作，从而使液压执行机构的作动器（双饲作用千斤顶）的活塞杆动作，作用在杆件上,连在作动器上的荷载传感器或连在试件上的位移传感器都有信号输出,给放大器放大后，由反馈选择器选择其中一种，通过比较器与原指令输入信号进行比较，若有差值信号,则进行伺服放大,使执行作动器继续工作，直到差值信号为零时，伺服放大的输出信号也为零，从而使伺服阀停止工作，即位移或荷载达到了所要给定之值，达到了进行位移或荷载控制的目的。6. 对支座和支墩有什么要求？支座形式有几种？对支座的基本要求：1。必须保证结构在支座处能自由转动。2。必须保证结构在支座处力的传递。对支墩的要求:1。为了使灵敏度高的位移量测仪表量测实验结构的挠度，以提高试验精度，要求支墩和地基有足够的刚度与强度,在试验荷载下的总压缩变形不宜超过试验构件挠度的1/10。单向简支试验构建的两个铰支座的高度应符合结构试件的设计要求其偏差不宜大于实验构件跨度的1/50.支座形式有滚动铰支座,固定铰支座，球铰支座和刀口支座.7. 实验台座的台面形式常用的有几种?各有什么优缺点？5种槽式试验台座，优点是加载点位置可沿台座的纵向任意变动,不受限制，以适应试验结构加载位置的需要,缺点是要求槽轨的构造应该和太做的混凝土部分有很好的联系，不能拔出。地脚螺丝式试验台座,优点是通常设计成预应力钢筋混凝土结构,可以节省材料，不仅用于静力试验,同时可以安装结构疲劳试验机进行结构构件的动力疲劳试验，其缺点是螺丝受损后修理困难，此外，由于螺丝和孔穴位置已经固定，所以试件安装的位置就受到限制，没有槽式台座活动方便。箱式试验台座,优点是加载总位置可沿台座纵向任意变动，因而场地的空间利用率高，加载器设备管路易布置,台面整洁不乱。主要缺点为型钢用量大，槽轨施工精度要求较高,安装和移动设备较困难。槽锚式试验台座，兼有槽式及地脚螺丝式台座的特点,同时由于抗震试验的需要，利用锚栓一方面固定试件，另一方面可承受水平剪力。抗侧力试验台座：优点可以承受和抵抗水平荷载所产生的反作用力，缺点是材料的用量大，链接锚固较为复杂。8. 用长24cm,宽12cm的砖给双向跨度为576cm的矩形钢筋混凝土楼板加均布荷载，试做区隔划分.垛宽小于计算跨度的1/6，即5761/6=96cm双向跨度分布相同，则垛宽可以为24cm，48cm，96cm,垛为矩形，同时满足垛间保持515cm。最终选择垛宽为48cm，沿边长方向为10垛，垛间距为32/3=10。67cm每垛为8块砖平铺组合而成。9. 有一钢筋混凝土梁，用杠杆在其上施加集中荷载，已知杠杆重量为800N，从施力点到加载点的距离为1.5m,加载点到支点的距离为0.5m，问此杠杆的放大率是多少?当施力点挂上400N的荷重盘时，此梁受到的集中荷载是多少?此杠杆的放大率为(1。5+0。5）/0.5=4倍，记即400，单位长度杠杆量800/(1。5+0。5）=400N/m由杠杆原理可知 F*0。5=800*(1.5+0。5）/2+400（1。5+0。5)=3200N10. 什么是气压加载？它有哪些优缺点？试验的关键是什么?优点是加卸载方便，压力稳定，安全，构件破坏时能自动卸载,构件外表面便于观察与安装仪表，其缺点是内表面无法直接观察。关键在于压力大小的控制，当试件为脆性破坏时，气囊可能发生爆炸。11. 机械力加载的优缺点有哪些？机械力加载适用在什么试验中？机械加载的优点是设备简单，容易实现。其缺点是荷载数值不大，当结构在荷载作用点处产生变形时,会引起荷载值的改变，当通过索具加载时，很容易改变荷载作用的方向。故在建筑物，柔性构筑物（桅杆，塔架等）的实测或大尺寸模型试验中,常用此法加水平荷载。12. 地震模拟振动台有什么特点？具有自动控制和数据采集及处理系统，采用电子计算机和闭环伺服液压控制技术，并配合先进的振动测量仪器,是结构动力试验水平提到了一个新的高度.19.数据采集系统由哪几部分组成?各组成部分的作用是什么？数据采集系统由三部分构成：传感器部分，数据采集仪部分，计算机部分.传感器的作用是感受各种物理量，并把这些物理量转变为电信号.数据采集仪的作用是对所有的传感器通道并进行扫描,把扫描得到的电信号进行数字转换，转换成数字量,再根据传感器特性对数据进行传感器系数换算，然后将这些数据传送给计算机,或者将这些数据打印输出，存入磁盘。计算机的主要作用是作为整个数据采集系统的控制器，控制整个数据采集过程.1. 无损和半破损检测方法的含义及其常用方法是什么?无损检测混凝土强度的方法，以硬化混凝土的某些物理量与混凝土标准强度之间的相关性为基本依据,在不破坏结构混凝土的前提下，测量混凝土的某些物理特性，并按相关关系推出混凝土的强度作为检测结果。常用方法：回弹法,超声法。无损检测混凝土内部缺陷的方法，是用以测定结构在施工过程中浇捣，成型,养护等因素造成的蜂窝,孔洞，温度或干缩裂缝,保护层厚度不足等缺陷，以及结构在使用过程中因火灾,腐蚀,受冻等非受力因素造成的混凝土损伤.常用方法:超声脉冲法,红外成像监测技术，雷达波无损检测方法。无损试验技术简册钢材及焊缝质量的方法：超声波检测技术，磁粉,射线损伤。半破损检测混凝土强度的方法,是在不影响结构构件承载能力的前提下，在结构构件上直接进行局部的微破损试验，或直接取样后试验,推算出混凝土强度作为检测结果。常用方法：铅芯法和拔出法。2. 混凝土强度检测有哪几种方法?各自的原理是什么？回弹法，超声脉冲法，铅芯法，拔出法回弹法工作原理是一个标准质量的电锤，在标准弹簧弹力带动下，冲击一个与混凝土表面接触的弹击杆,由于回弹力的作用，重锤又回跳一定的距离，并带动滑动指针在刻度板上指出回弹值N，N是重锤回弹距离与起跳点原始位置距离的百分比，即N=x/L100%，混凝土弹度越高,N值就越大，通过事先建立起来的的混凝土强度与回弹值的关系曲线,可以根据N求值.超生波脉冲实质上是超声检测仪的高频电振荡激励仪器换能器中的压电晶体，由压电效应产生的机械振动发出的声波在介质中的传播，混凝土强度越高,相应超声声速也越大,通过试验建立混凝土强度与声速的关系曲线(fv曲线）或经验公式,常用表达式有：指数函数方程,幂函数方程。抛物线方程铅芯法是在结构上直接钻取芯样，将芯样加工后进行抗压强度试验，每个芯样按下式计算芯样试件混凝土换算值：拔出法试验是用一金属锚固件预埋入未硬化的混凝土浇筑构件内，或在已硬化的混凝土构件上钻孔埋入一膨胀螺栓，然后测试锚固试件或膨胀螺栓被拔出的拉力,由被拔出的锥台形混凝土块的投影面积，确定混凝土的拔出强度，并由此推算混凝土的立方抗压强度。拔出法的测强曲线一般都采用一元回归直线方程:3. 对于薄壁小型构件，如果约束力不够会对检测结果有什么影响？同一测点只允许弹击一次,如果重复弹击回弹值是偏高还是偏低?并且说明原因。如果约束力不够，薄壁小型构件会移动，使回弹值变小,重复弹击会使回弹值偏低.4. 在混凝土回弹测试中，测试混凝土构件表面，其修正值符号位“+”还是“？为什么?回弹测试中的碳化深度测试应采用什么溶液？如何判断混凝土是否已碳化？并说明理由。回弹测试中的碳化深度测试应采用浓度1%的酚酞酒精溶液判断混凝土是否碳化的方法:采用电锤或其他合适的工具,在测区表面形成直径15mm的孔洞，深度略大于碳化深度，吹去洞中粉末（不能用液体冲洗），立即用浓度1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁边缘处，未碳化混凝土变成紫红色，已碳化的混凝土则由氢氧化钙和二氧化碳生成碳酸钙不变色。在混凝土回弹测试中,测试混凝土构件的表面若回弹仪测试费水平方向时，向上,修正值符号为，向下,修正值符号为+，若测试面为浇筑方向的顶面或底面时，顶面修正值符号为+，底面修正值符号为5。 影响回弹法=，超声波法，超声回弹综合法,钻芯法测试混凝土强度的因素有何异同点？影响回弹法测试的因素有回弹仪的水平状态,回弹仪测试位置及混凝土碳化的深度.影响超声波法的因素有测试位置。超声回弹综合法影响因素也是测试位置。铅芯法测试的影响因素是测试的湿度条件以及高径比.6。 用超声法测混凝土缺陷的得到一系列的波幅值,按从小到大的顺序排列Ai分别为23，24，25，29,31，32，33，34，34，35，35,36,37，40,40,40,41，试判断可疑依据。7。 什么是混凝土破损及内部缺陷?混凝土的破损包括由于环境温度影响及结构构件的受力产生的裂缝，以及由化学侵蚀,冻融和火灾等引起的损伤。混凝土的内部缺陷则主要指由于技术管理不善和施工疏忽，在结构施工过程中因浇捣不密实造成的内部疏松，蜂窝及孔洞。8。 红外线成像和雷达无损检测技术的基本原理是什么?红外线是介于红光与微波之间的电磁波,在自然界中,任何高于绝对温度零的物体红外辐射源。由于红外线是辐射波，被测物具有辐射的现象.所以红外无损检测是通过测量物体的热量和热流来鉴定物体质量的一种方法。当物体内部存在裂缝和缺陷时,他将改变物体的热传导，使物体表面温度分布产生差别。利用红外线成像的检测仪测量它的不同热辐射，从而可以查出物体的缺陷位置。雷达波是指频率为300MHz300GHz的微波,属电磁波,在各顶同性均匀介质中具有直线传播，反射和折射的性质。9. 怎样对混凝土裂缝和表层损伤进行检测？ 浅裂缝：平测法，斜测法; 深裂缝：钻孔探测； 表层损伤：平测法10。检测混凝土不密实和空洞的两种方法的原理是什么? 超声法检测:根据各测点的声速，波幅或频率值的相对变化，确定异常测点的坐标位置，从而判断缺陷的范围. 冲击反射法检测:在混凝土表面施加一瞬间冲击即产生应力波。当应力波传入混凝土中遇到界面（缺陷或边界）时，由于两种介质的声阻抗率不同，应力波在界面处发生反射,反射的应力波又将被混凝土表面反射会混凝土.11. 混凝土中钢筋位置和锈蚀的检测方法有哪些?位置：电磁感应法； 锈蚀:半电池电位法.12。 布氏硬度计测量钢材强度的原理是什么？由硬度计端部的钢珠受压时在钢材表面和已知硬度标准式样上的凹痕直径，测得钢材的硬度与强度的相关系数,经换算得到钢材的强度，测定钢材的极限强度f后，可依据各种材料的屈强比计算得到钢材的屈服强度。13。 钢结构无损检测的主要方法有哪些?布氏硬度计法，超声法,磁粉与射线探伤。14。 什么是可靠性？结构设计与结构鉴定的不同表现在哪些方面？结构可靠性是指结构在规定时间和规定的条件下，完成预定功能的能力.它包括安全性，适用性和耐久性。基准期和目标使用期，设计荷载和验算荷载，抗力计算依据，可靠性控制级别.15。 可靠性鉴定评级包括哪些内容?鉴定评级的方法是什么？1. 确定结构或构件的验算荷载及计算模型。2. 俺结构实际几何参数和材质参数计算结构构件的实际抗力并确定其承载力等。3。 根据以上子项评级结果,按规程要求评定项目的等级。4。 根据项目评定的等级，对承重结构系统，结构布置和支撑系统以及围护结构系统进行评级。5。 单元综合鉴定评级。评级方法是按照子项，项目,单元三个层次四个级别进行的.子项：可靠性评定的第一层次，它是最基层。子项评级一般属于单因素控制，承重结构构件包括承载能力，连接构造，变形,裂缝破损，围护结构包括屋面系统，墙体及门窗地下防水及防护设施等。项目：可靠性评定的第二层次，中间层次,在这个层次中又再分成一些小的中间层次。一个项目通常包含几个子项,要考虑所有子项的等级才能进行项目的评定。所以项目的评定属于多因素综合判断。单元：可靠性评定的第三层次,它是最后层次.单元的评级在项目的评级基础上进行,也属于多因素综合评判。17。 疲劳试验主要分哪几个步骤？ （1）疲劳试验前的预加静载试验。 （2)正式疲劳试验,分如下三步：1。 先做疲劳前的静载试验,其目的是为了对比构件经受反复荷载后受力性能有何变化.2。 进行疲劳试验，首先调节疲劳机上下限荷载，待示值稳定后读取第一次动载读数，以后每隔一定次数读取读取数据。3。 做破坏试验。18。 疲劳试验应测量哪些物理量？测量的方法是什么？1。 疲劳强度测量方法：根据构件实际承载力,取定最大应力值max，做疲劳试验，求得疲劳破坏时荷载作用次数n，从max与n双对数直线关系中求得控制疲劳次数下的疲劳极限强度,作为标准疲劳极限强度.2。 疲劳试验的应变测量方法有两种,一种是用动态电阻应变仪和记录器组成测量系统，另一种是用静动态电阻应变仪和阳极射线示波器或光线示波器组成测量系统.3. 疲劳试验的裂缝测量方法：利用光学仪器目测或利用应变传感器电测裂缝4。 疲劳试验的挠度测量方法：可采用接触式测振仪,差动变压器式位移计和电阻应变式位移传感器等，配合YJD-1型应变仪和光线示波器组成测量系统，可进行多点测量,并能直接使最大荷载和最小荷载下的动挠度.19。 疲劳试验试件的安装应注意哪些问题？1. 严格对中2. 保持平稳3。 安全防护20。 为什么说风荷载可以看成静荷载和动荷载的叠加？风洞试验测试的项目又哪些？对于一般刚性结构，风的动力作用很小,可视为静荷载.对于高耸结构，如烟囱，水塔，电视塔，斜拉桥和悬索桥的索塔及超高层建筑等，则必须视为动荷载。测试项目：1. 不同形式的风和不同风速作用下结构的应力,位移，变形等.2。 不同形式的风和不同风速作用下结构的振动动力特性。21。 工程结构抗震试验分为哪几类？不同试验方法有哪些区别和联系？结构抗震试验可分为两大类:结构抗震静力试验和结构抗震动力试验.区别和联系：加载程序都可以分成一次加载和多次加载。在伪静力试验中,加载过程的周期应大于结构的基本周期。其实质正是用静力加载方法来近似模拟地震荷载作用,没有考虑应变速率的影响.拟动力试验的加载过程是伪静力的,伪但它与伪静力试验方法存在本质的区别。伪静力试验的每一步的加载目标(位移或力）是已知的，而拟动力试验每一步的加载目标是由上一步的测量结果和计算结果通过递推公式得到的，但是由于输入地震波的选择是任意的，所以被试结构的真实地震反应将随输入的不同而不同。模拟地震振动台法可以真实地再现地震过程，比前两者有更高的真实性。22. 工程结构抗震试验包括哪三个环节？他们的关系是怎样的?结构抗震试验设计是关键，结构抗震试验是中心，结构抗震试验分析是目的。23。 结构低周反复加载静力试验的目的是什么?有哪些优缺点?目的：1. 研究结构在地震荷载作用下的恢复力特性，确定结构构件恢复力的计算模型。2。 通过试验可以从强度,变形和能量等三个方面判别和鉴定结构的抗震性能。3. 通过试验研究结构构件的破坏机理,为改进现行的抗震设计方法和修改设计规范提供依据.优点：在试验过程中可以随时停下来观察结构的开裂和破坏状态，便于检验校核试验数据和仪器的工作情况，并可以按实验需要修正和改变加载历程.缺点:试验的加载历程是事先由研究者主观确定的与地震记录不发生关系,由于荷载是按力或位移对称反复施加,因此与任一次确定性的非线性地震反应相差很远，不能反映出应变速率对结构的影响.24。 单向反复加载采用哪三种方法？鸽子更包括哪几种荷载？1。 控制位移加载法包括：变幅加载，等幅加载，变幅等幅混合加载.2. 控制作用力加载法包括：低周反复加载3。 控制作用力和控制位移的混合加载法。包括：先控制作用力加载，即低周反复加载,再控制位移加载，包括变幅加载,等幅加载，变幅等幅混合加载。25。 多点同步加载法中如何解决加载器的同步性？1.模控方法：即把3号加载器的力信号乘上比例系数后直接作为2号加载器和1号加载器的力环控制命令信号.由于模控控制过程是连续反馈的,所以当3号加载器将迅速地随3号加载器的量测力值进行动作，这样计算机只控制3号加载器的加载，对2号和1号加载器采集力和位移信号并进行安全监视。2。 数控方法：具体方法是将3号加载器作为主控加载器采用位移环控制，另外两个加载器作为从加载器采用力环控制模式。26。 为何需要主要研究钢筋混凝土框架梁柱节点抗震性能? 国内外建筑抗震经验表明，钢筋混凝土多层框架具有较好的抗震性能,但是在强烈地震影响下，也有不少框架结构受到严重的破坏，乃至倒塌。经震害调查发现多层钢筋混凝土框架破坏的部位大多在柱子和节点区。节点的破坏往往是导致整个框架倒塌破坏的主要原因之一,主要是节点部分受轴力，弯矩和剪力的作用,这样的复合应力使节点部分发生复杂的变形，其中主要是剪切变形，这不仅使梁柱的连接不能保持直角,而且框架的应力和变形状态都会发生变化，节点在剪力作用下剪切开裂，剪断破坏。节点破坏后修复也比较困难。因此对结构抗震来说，节点抗震性能的研究比一般结构更有重要的意义。27. 什么是拟动力检测？必须使用哪种设备加载？它与伪静力检测有何异同之处？它与地震模拟振动台检测有何异同之处？人们利用计算机直接来检测和控制整个实验,这种方法是将计算机分析与恢复力实测结合起来的半理论半经验的非线性地震反应分析方法，结构的恢复力模型不需要事先既定，即通过直接量测作用在试件上的荷载和位移而得到解的恢复力特性,再通过计算机来求解结构非线性地震反应方程，这就是计算机联机试验加载方法，即拟动力试验加载设备：静力试验加载设备。与伪静力检测比较：拟动力试验的加载过程是伪静力的，但它与伪静力试验方法存在本质的区别，伪静力试验的每一步的加载目标（位移或力）是已知的,而拟动力试验每一步的加载目标是由上一步的测量结果和计算结果通过递推公式得到的，而这种递推公式是基于被试结构的离散动力方程。与地震模拟振动检测比较:拟动力试验具有振动台试验那样真实模拟地震作用的功能，但是由于输入地震波的选择是任意的,所以被试结构的真实地震反应将随输入的不同而不同.28。 模拟地震振动台检测的振动波分为哪几种？不同加载过程的优缺点是什么?埃尔-逊特波，塔飞特波,海西纳波，天津波，唐山波等一次性加载过程：可以模拟结构在一次强烈地震中的整体表现，然而对试验过程中的量测和观测技术要求较高，破坏阶段观测又比较危险。多次性加载过程:对结构将产生变形累积的影响，破坏阶段比较安全。29. 根据表中数据绘出结构物的振型图楼层幅值A幅值B顶层1。001。0010层0。750。757层0.480。484层0。240。242层0。09-0.09