24何谓激振?使结构自由振动的激振方法有哪几种?
答:激振就是对结构施加振动荷载.使结构产生自由振动的激振方法有:①初位移法②初速度法.
25结构抗震试验的特点是什么?答:结构抗震试验的特点是荷载作用反复,结构变形很大,试验要求做到结构构件屈服以后,进入非线性工作阶段,直至完全破坏.因此试验中要同时观测结构的强度,变形,非线性性能和结构的实际破坏状态.
1、建筑结构试验设计主要包括哪些内容?
答:1、试件设计(设计试件的形状和尺寸、确定试件的数量、设计构造措施)
2、试验荷载设计(确定试验荷载图式、设计试验加载装置、选择试验方法与设备、设计试验加载制度)
3、试验观测设计(确定试验观测项目、确定测点部位与数目、选择测试仪器设备) 2、试述结构模型试验中相似理论的主要内容。
答:1)按实际可能与试验条件,随意确定几何尺寸的相似常数Sl,模型的所有集合尺寸全部按此相似常数确定,称为几何相似。2)按模型材料可得模型材料的弹性模量及波桑比,可确定出弹性模量的相似常数SE及波桑比的相似常数Sμ,称为材料相似。3)在相似判据方程式中,一些相似常数决定后,还会有其它相似常数,可随意选取其中一些值,最后按式计算出另外的相似常数。可取SP,即荷载的比例,称为荷载相似。4)模型与原型结构对应部分的质量成比例,即为质量相似。5)模型与原型的各相应点的应力应变、刚度和变形间的关系相似,即为物理相似。6)对于结构动力问题,在随时间变化的过程中,要求结构模型和原型在对应的时刻进行比较,要求相对应的时间成比例。即为时间相似。 3、建筑物承受的动力荷载有哪几种?
答:建筑物承受的动力荷载主要包括:
1)地震作用;2)机械设备振动和冲击荷载;3)高层建筑和高耸构筑物的风振;4)环境振动;5)爆炸引起的振动
4、简述结构试验中,试验测点选择与布置原则。 答:结构试验中,试验测点选择与布置原则为:(1)测点的位置必须有代表性。在结构物出现最大变形处布置测量点;(2)为了保证测量数据的可信度,还应布置一定数量的校核性测点。布置在结构物的边缘凸角处或是应力应变为零的位置;(3)测点的布置应有利于试验时操作和测读。测点的布置宜适当集中; (4)结构动力试验中测点应布置在要求被测量结构反应的最大部位,如最大动位移,动应变等位置上。
6、何谓结构试验的加载制度?
答:结构试验加载制度是指结构试验进行期间控制荷载与加载时间的关系。它包括加载速度的快慢、加载时间间歇的长短、分级荷载的大小和加载、卸载循环的次数等。 7、如何布置测量简支梁弯曲应力、剪应力分布的应变测点? 答:(1)弯曲应力的测量:一般情况下沿截面高度至少需要布置五个测点。如果梁的截面高度较大,还可以考虑沿截面高度增加测点数量。应变测点沿截面高度布置可以使等距的,也可以不是等距的。如下图1所示。在梁的纯弯曲区域内,梁的截面上仅有正应力产生,故在该处截面上课仅布置单向的应变测点。如图2中截面1-1所示。钢筋混凝土梁受拉区的混凝土开裂后,由于该处截面上混凝土部分退出工作,一些测点失去测量作用。一般在受拉钢筋上也布置测
()测量截面上的最大纤维应变()测量中和轴的位置与应变分布规律图1测量梁截面上应变分布的测点布置
(2)剪切应力的测量:抗剪测点应设在剪力较大的部位。对于薄壁截面的简支梁,应在支座附近的中和轴,腹板和翼缘布置测点。如果需要测量梁沿长度方向的剪应力的变化规律时,则宜在梁长度方向分布较多测点。也可以沿截面高度方向布置测点。如图2中截面2-2、2-3所示。
截面1-1 测量纯弯曲区域内正应力的单向应变测点截面2-2 测量剪应力与主应力的应变网络测点截面3-3 梁端零应力区校核测点图2 钢筋混凝土梁测量应变的测点布置
8、试述混凝土强度的局部破损检测技术方法及各自特点。
答:混凝土强度的局部破损检测技术方法主要有钻芯法、拔出法、贯入法。(1)钻芯法是使用取芯钻机从被检测结构上直接钻取圆柱形的混凝土芯样,并由芯样的抗压强度推算结构混凝土的强度。其特点是:①需要及时的修补;②试验结果直观可靠,从某种意义上比预留混凝土试块更能反映实际情况;③试验费用高,试验周期长;④不宜使用于混凝土强度低于C10的情况。(2)拔出法是在浇筑混凝土之前预埋金属锚固件(预埋拔出法),或是在已经硬化的混凝土构件上钻孔埋入金属锚固件(后装拔出法),然后采用拔出仪测试锚固件从硬化混凝土中被拔出时的极限拔出力,根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推算混凝土的抗压强度。包括:预埋拔出法与后装拔出法。其特点是能比较直接反映混凝土的强度,虽然仅仅测量表面以下一定深度,但是比回弹法深,比取芯法方便、费用低、损伤范围小。(3)回弹法是指在结构混凝土上测得回弹值和碳化深度值来评定混凝土强度的方法。回弹值越大、碳化深度越浅,混凝土强度越高。其特点是仪器简单、使用方便、测试速度快、试验费用低、误差一般在±13%以内。
9、砌体结构强度的非破损检测技术有哪几种,原理是什么?
答:砌体结构强度的非破损检测技术有回弹法、推出法、冲击法、扁顶法以及原位单砖双剪法。(1)回弹法是利用专门的砖块回弹仪和砂浆回弹仪检测抗压强度;(2)推出法是通过测定水平砂浆的抗剪强度推算其抗压强度;(3)冲击法适用于M5-M15的砂浆和MU5-35的砖块的抗压强度检测;(4)扁顶法是由扁式液压加载器量测,可以测定砌体抗压强度、原位工作应力、应力-应变曲线等;(5)原位轴压法直接对局部墙体施加荷载,测试结果综合反映了墙体力学性能,可以测定结构不受扰动情况下的抗压强度,结果较为可靠,而且试验对结构造成的局部损失易修复。 10、裂缝测量主要有哪两项内容,常用方法是什么? 答:裂缝测量包括浅裂缝和深裂缝检测两项内容。
1、 浅裂缝检测常用方法:1)单面平测法。被测结构的裂缝所在部位只有一个表面可供超声检测
时,可以采用此方法进行检测。2)双面斜测法。钢筋混凝土的梁、板、柱等构件都有两个相互平行的测试表面,可采用双面斜测法进行裂缝深度的测量。
2、 深裂缝检测常用方法:1)单面平测法。2)双面斜测法。3)钻孔法。
裂缝测量实际工作包括观察裂缝的产生和发展以及测量裂缝的宽度这两项内容。观察裂缝的产生和发展主要使用贴应变计、白石灰水涂层、导电漆膜等仪器来完成,测量裂缝的宽度主要使用读数显微镜、裂缝读数卡等仪器来测量。
1.杠杆加载试验中,杠杆制作方便,荷载值( D ),对于做持久荷载试验尤为适合。 A.变化较大; C.变化较小;
B.变化较缓; D.稳定不变。
2.下列哪个不属于生产性试验?( C )
A.鉴定预制构件的产品质量; B.现有结构的可靠性检验; C.为制定设计规范提供依据进行的试验; D.工程改建和加固试验。 3.下列哪种仪器不能测量应变?( D ) A.电阻应变仪; C.位移计;
B.手持应变仪; D.读数显微镜。
4. 下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是( A )。 A.缩尺模型试验; C.足尺模型试验;
B.相似模型试验; D.原型试验。
5. 在确定结构试验的观测项目时,应首先考虑( B )。 A.局部变形; C.应变观测;
B.整体变形; D.裂缝观测。
6. 轴心受压钢筋混凝土柱试验在安装时( A )。 A.先进行几何对中; C.只进行物理对中;
B.先进行物理对中; D.只进行几何对中。
7. 电液伺服液压系统中,控制液压油流量和流向的是( A )。 A.电液伺服阀; C.数据采集系统;
B.液压加载器; D.高压油泵。
8. 低周反复加载试验中,下列哪种加载方式容易产生失控现象?( B ) A.控制位移等幅、变幅混合加载法; C.控制位移等幅加载法;
B.控制力加载法; D.控制位移变幅加载法。
9. 对于混凝土结构静力试验,在达到使用状态短期试验荷载值以前,每级加载值不宜大于其荷载值的( C )。
A.5%;
B.10%;
C.20%;
D.30%。
10.当使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时,必须配置各种( B ),来承受液压加载器对结构加载时产生的反作用力。 A.加载装置; B.支承系统; C.测量系统;
D.控制系统。
11.下列各图中属于固定铰支座的是( B )
12.混合加载是将变幅、等幅两种加载制度结合起来运用,下列各图符合上述要求的是( C )
13. 结构静力试验预载时的加载值不宜超过该试件开裂试验荷载计算值的( B )
A.60%;
B.70%; C.80%;
D.90%。
14.现行规范采用的钢筋混凝土结构构件和砖石结构的计算理论,其基础是( B ) A.理论分析; B.试验研究的直接结果; C.数值计算;
D.工程经验。
15.为了使所测到的位移表示测点相对于试验台座或地面的位移,通常把传感器支架固定在
A.试件上;
B.任意表面上;
C.绝对不动点上;
D.试验台或地面的不动点上。
阅卷人 得分 二、填空题(每题2分,共20分)
1. 在研究框架柱的剪切性能时,需要将柱设计成适于 反对称 加载的试件。
( D )
2. 结构静力试验的加载设计包括 加载制度 和 加载图式 两方面的设计。
3. 在模型设计中,在参与研究对象各物理量的相似常数之间必定满足一定的组合关系,当相似常数的组合关系式等于1时,模型和原型相似。因此这种等于1的相似常数关系式即为模型的 相似指标 。
4. 在结构分析工作中,一方面可以应用传统和现代的设计理论、现代的计算技术和计算方式,另一方面也可以应用 试验 和 检测 的手段来解决。
5. 受弯构件(如钢筋混凝土梁)试验时,混凝土的微细裂缝常常不能用肉眼所能察觉,其裂缝宽度可根据裂缝出现前后两级荷载所产生的 仪器读数差值 来表示。
6. 在进行低周反复加载试验时,当试验对象具有明确的 屈服点 时,一般都以 屈服位移 的倍数为控制值。
7. 在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时,水是最为理想的试验荷载,它不仅符合结构物的实际使用条件,而且还能检验结构的 抗裂、抗渗 情况。
8.采用分级加载一方面可控制__加荷速度___,另一方面便于观测结构 变形 随荷载变化的规律,了解结构各个阶段的工作性能。
9. 手持应变仪的原理是用两点之间的 相对变形 来近似地表示两点之间的 平均应变 。
10.冲击力加载的特点是荷载作用 时间 极为短促,在它的作用下使被加载结构产生 自由振动 ,适用于进行结构动力特性的试验。
三.名词解释:(每题3分,共9分)
1. 质量相似
答:在工程结构动力试验中,要求结构的质量分布相似,即模型与原型结构对应部分的质量成比例。 2. 测量仪器分辨率
答:使测量仪器表示值发生变化的最小输入变化值叫测量仪器分辨率。 3.结构动力系数
答:结构动力系数是指决定于结构的形式、刚度、质量分布、材料特性及构造连接等因素,而与外荷载无关的参数,它包括结构的自振频率、阻尼、振型等。
四.答题(第1、2、3题每题5分,第4题6分,共21分)
1. 结构静力试验正式加载试验前,为什么需要对结构进行预载试验? 答:在进行试验前对结构预加载的目的主要有:
(1)使试件内、外部接触良好,进入正常工作状态,可以使在试件制造、安装等过程中节点和结合部位难免产生的缝隙密合。 (1.5分)
(2)检验全部试验装置的可靠性。 (0.5分)
(3)检验全部量测仪表是否都已进入正常工作状态,应严格检查仪表的安装质量、读数和量程是否满足试验要求,自动记录系统运转是否正常等。 (1.5分)
(4)使试验人员熟悉自己的工作,掌握调表、读数等技术,强调、协调记录注意事项,保证采集数据的正确性和统一性。 (1.5分) 2. 什么叫加载图式?等效加载图式应满足的条件有哪些?
答:加载图式是指试验荷载在试件上的布置形式。 (1分)
应满足的条件有:
(1)等效荷载产生的控制截面上的主要内力应与计算内力值相等; (1分) (2)等效荷载产生的主要内力图形应与计算内力图形相似; (1分) (3)对等效荷载引起的变形差别应给予适当修正; (1分) (4)控制截面上的内力等效时,次要截面上的内力应与设计值接近。 (1分) 3. 静力结构试验中,测点的选择与布置应遵循什么原则?
答:(1)在满足试验目的的前提下,测点宜少不宜多,以简化试验内容,节约经费开支,并使重点观测项目突出; (1.5分)
(2)测点的位置必须有代表性,以便能测取最关键的数据,便于对试验结果进行分析和计算; (1.5分)
(3)为了保证量测数据的可靠性,应该布置一定数量的校核性测点; (1.5分)
(4)测点的布置对试验工作的进行应该是方便、安全的。 (0.5分) 4. 静力结构试验中仪器选择与测读的原则是什么?
答:(1)选用的仪器、仪表,必须满足试验所需的精度与量程的要求,能用简单仪器、仪表的就不要选用精密的。 (1分)
(2)为了估计和控制量测误差,必须进行多次重复量测; (1分)
(3)现场试验,由于仪器所处条件和环境复杂,影响因素较多,电测仪器的适用性就不如机械式仪表; (1分)
(4)试验结构的变形与时间因素有关,测读时间应有一定限制,必须遵守有关试验方法标准的规定,仪器的选择应尽可能测读方便、省时; (1分)
(5)为了避免误差和方便工作,量测仪器的型号、规格应尽量一致,种类愈少愈好;(1分)
(6)仪器的测读,应按一定的时间间隔进行,全部测点读数时间应基本相等,只有同时测得的数据联合起来才能说明结构在某一受力状态下的实际情况。 (1分)