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第1章 工程结构试验概论1

1.1 工程结构试验的任务与作用1

1.1.1 工程结构试验的任务1

1.1.2 工程结构试验的作用2

1.2 工程结构试验分类4

1.2.1 生产性试验和科研性试验4

1.2.2 原型试验和模型试验6

1.2.3 静力试验和动力试验7

1.2.4 短期荷载试验和长期荷载试验8

1.2.5 试验室试验和现场试验8

思考题9

第2章 工程结构试验设计11

2.1 工程结构试验设计的主要环节11

2.2 工程结构试验一般过程12

2.2.1 试验规划阶段12

2.2.2 试验准备阶段14

2.2.3 加载试验阶段15

2.2.4 试验资料整理分析和总结阶段16

2.3 结构试验的试件设计16

2.3.1 试件形状17

2.3.2 试件尺寸19

2.3.3 试件数目20

2.3.4 结构试验对试件设计的构造要求23

2.4 结构试验荷载设计25

2.4.1 荷载设计的一般要求25

2.4.2 试验加载装置的设计25

2.4.3 结构试验的加载制度27

2.5 结构试验的观测设计27

2.5.1 观测项目的确定28

2.5.2 测点的选择与布置原则28

2.5.3 仪器的选择与测读的原则29

2.6 材料的力学性能与结构试验的关系30

2.6.1 概述30

2.6.2 材料试验结果对结构试验的影响31

2.6.3 试验方法对材料强度指标的影响32

2.7 结构试验大纲和试验基本文件33

2.7.1 试验大纲33

2.7.2 试验基本文件34

思考题34

第3章 工程结构试验加载技术36

3.1 概述36

3.2 重力加载技术37

3.2.1 直接重力加载法37

3.2.2 间接重力加载法（杠杆加载方法）38

3.3 液压加载技术39

3.3.1 手动液压千斤顶加载39

3.3.2 同步液压加载系统40

3.3.3 双向液压加载千斤顶40

3.3.4 结构试验机加载设备和技术41

3.4 电液伺服加载系统46

3.5 机械力加载系统48

3.6 气压加载系统48

3.6.1 空压机充气加载系统48

3.6.2 真空泵抽真空加载系统49

3.7 惯性力加载49

3.7.1 冲击力加载49

3.7.2 离心力加载51

3.7.3 直线位移惯性力加载52

3.8 电磁加载法53

3.9 振动台加载54

3.9.1 机械式振动台54

3.9.2 电磁式振动台55

3.9.3 电液式振动台55

3.10 其他激振方法58

3.11 加载辅助设备59

3.11.1 支座与支墩60

3.11.2 加荷架63

3.11.3 试验台座65

思考题68

第4章 工程结构试验量测技术72

4.1 概述72

4.2 量测仪表的基本概念72

4.3 应变电测法76

4.3.1 电阻应变片的工作原理及构造77

4.3.2 电阻应变仪的测量电路83

4.3.3 实用电路及其应用87

4.4 钢弦式传感器96

4.4.1 工作原理96

4.4.2 钢弦式应变计97

4.5 应变的其他量测方法99

4.6 光纤光栅法101

4.7 力和应力的量测方法102

4.8 位移测量105

4.8.1 线位移测量105

4.8.2 角位移测量108

4.9 光电挠度计109

4.10 应变场的应变及裂缝测定111

4.11 测温元件116

4.11.1 热电阻测温原理116

4.11.2 热敏电阻温度计116

4.11.3 热电偶的工作原理116

4.11.4 热电偶的制作及标定117

4.11.5 热电偶测温仪器及方法117

4.12 测振传感器118

4.12.1 惯性式拾振器原理118

4.12.2 相对式机械接收原理122

4.12.3 拾振器的换能原理122

4.12.4 拾振器的性能与标定126

4.12.5 常用的几种振动传感器127

4.12.6 放大器和记录仪129

4.13 数据采集系统132

4.13.1 数据采集系统的组成132

4.13.2 数据采集的过程134

思考题135

第5章 工程结构静载试验139

5.1 概述139

5.1.1 结构静载试验的任务与目的139

5.1.2 结构静载试验的主要内容140

5.2 试验准备140

5.2.1 试验对象的考察140

5.2.2 试验准备工作141

5.2.3 试验人员的组织与分工142

5.2.4 其他准备工作142

5.3 加载方案设计142

5.3.1 构件搁置位置142

5.3.2 试验加荷图式144

5.3.3 试验荷载计算145

5.3.4 加载实施与控制145

5.4 观测方案设计149

5.4.1 确定观测项目149

5.4.2 测点的选择和布置149

5.4.3 仪器的选择与测读原则151

5.5 常见结构静载试验154

5.5.1 受弯构件的试验154

5.5.2 压杆和柱的试验159

5.5.3 屋架试验161

5.5.4 薄壳和网架结构试验165

5.5.5 静载试验示例172

5.6 量测数据整理和换算176

5.6.1 应变到内力的转换176

5.6.2 梁挠度和转角的计算178

5.6.3 梁的自重挠度的计算180

5.6.4 梁弯曲曲率的计算180

5.6.5 剪切变形的计算181

5.6.6 试验曲线与图表绘制182

5.7 结构性能评定184

5.7.1 构件的承载力检验184

5.7.2 构件的挠度检验186

5.7.3 构件的抗裂检验186

5.7.4 构件裂缝宽度检验186

5.7.5 构件结构性能评定187

思考题187

第6章 工程结构动力试验190

6.1 概述190

6.2 工程结构动力特性试验192

6.2.1 自由振动法192

6.2.2 共振法194

6.2.3 脉动法196

6.3 工程结构动力反应测定198

6.3.1 动应变测定199

6.3.2 动位移测定200

6.3.3 动力系数测定200

6.4 工程结构疲劳试验201

6.4.1 概述201

6.4.2 疲劳试验项目202

6.4.3 疲劳试验荷载202

6.4.4 疲劳试验的步骤203

6.4.5 疲劳试验的观测203

6.4.6 疲劳试验试件的安装204

6.5 工程结构风洞试验208

6.5.1 风作用力对建筑物的危害208

6.5.2 风荷载作用下结构实测试验209

6.5.3 工程结构模型风洞试验209

6.6 工程结构抗震试验213

6.6.1 概述213

6.6.2 工程结构抗震试验内容214

6.6.3 工程结构抗震试验分类214

6.6.4 工程结构抗震试验方法216

6.6.5 工程结构抗震性能评定229

思考题231

第7章 结构试验现场可靠性检测技术234

7.1 概述234

7.2 混凝土结构的现场检测技术235

7.2.1 混凝土结构的特点235

7.2.2 混凝土强度检测236

7.2.3 混凝土破损及内部缺陷检测241

7.2.4 混凝土结构钢筋检测250

7.3 钢结构的检测与鉴定252

7.3.1 钢结构检测要点252

7.3.2 钢材强度测定253

7.3.3 连接构造和腐蚀的检查253

7.3.4 超声法检测钢材和焊缝缺陷253

7.3.5 磁粉与射线探伤254

7.3.6 承载能力和构造连接的鉴定评级255

7.4 结构可靠性综合评定255

7.4.1 概述255

7.4.2 结构可靠性鉴定的特点256

7.4.3 结构可靠性鉴定的一般程序257

7.4.4 子项的分级标准和评级方法258

7.4.5 项目的分级标准和评级方法259

7.4.6 单元综合鉴定评级260

思考题260

第8章 结构模型试验技术263

8.1 概述263

8.1.1 模型试验的特点263

8.1.2 模型试验的应用范围264

8.2 模型试验理论基础265

8.2.1 模型相似的基本概念265

8.2.2 相似原理267

8.2.3 量纲分析270

8.3 模型设计274

8.3.1 模型的类型274

8.3.2 模型设计的程序及模型几何尺寸275

8.3.3 模型设计中几个常见相似现象的相似关系275

8.3.4 模型设计示例280

8.4 动力模型设计282

8.4.1 弹性阶段的动力相似关系283

8.4.2 弹性及弹塑性阶段的动力相似关系283

8.5 模型材料286

8.5.1 模型试验对模型材料的基本要求286

8.5.2 常用的几种模型材料286

8.5.3 模型试验应注意的问题288

8.6 模型试验工程实例289

8.6.1 工程概况及试验目的289

8.6.2 模型设计及其简化290

8.6.3 模型荷载模拟及试验程序设计290

8.6.4 坝体模型制作291

8.6.5 试验程序设计291

8.6.6 模型量测292

8.6.7 试验成果分析292

思考题292

参考文献294