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土木工程结构试验试题及答案三、简答题(每小题5分，共40分)1．试述测量挠度有哪几种仪器(方法)2．研究性试验，荷载如何分级?3．静力试验中，各级荷载下的恒载持续时间是如何规定的?4．怎样确定承载力极限荷载实测值?5．一个截面对称的受弯构件，如图所示，用电阻应变仪测量截面上轴力引起的应变。试拟定一个测试方案。6．测定结构的动力特性的方法有哪几种?7．低周反复加载试验的目的是什么?答案：1．答：①百分表及挠度计；②电子百分表；③电阻应变式位移传感器；④差动变压器式位移传感器；⑤刻度尺与水准仪。2．答：①生产检验性试验当加载至破坏荷载计算值的90％后，每级应取不大于承载力检验荷载值的5％逐级加荷至结构破坏；②研究性试验当加载至计算破坏荷载的90％后，为了求得精确的破坏荷载值，每级应取不大于标准荷载的5％逐级加荷至结构破坏；3．答：①混凝土结构的级间停留时间不得少于10～15min，钢结构取10min，砌体和木结构也可参照执行。②在正常使用极限状态标准荷载作用下的持续时间不应少于30min，钢结构也不宜少于30min，砌体为30小时；木结构不小于24小时；拱式砖石结构或混凝土结构不小于72小时。③对于预应力混凝土构件的研究性试验，达到开裂荷载计算值仍未开裂，应持续30min(检验性构件不受此限制)④对于采用新材料、新工艺、新结构形式的结构构件，或跨度较大(大于12m)的屋架、桁架等结构构件，为了确保使用期间的安全，要求在正常使用极限状态短期试验荷载作用下的持续时间不宜少于12h，在这段时间内变形继续增长而无稳定趋势时，还应延长持续时间直至变形发展稳定为止，4．答：①如果在规定的荷载持载时间结束后出现裂缝，则将此级荷载定为开裂荷载实测值．②如果在规定的荷载持载时间内出现裂缝．则将此级荷载与前一级荷载的平均值定为开裂荷载实测值。③如果没有及时发现第一条裂缝，可取荷载一挠度曲线上的转折点(曲线第一弯转段两端点切线的交点)的荷载值作为构件的开裂荷载实测值。5．答：①在一个截面上对称地贴两片电阻片，作工作片，如图；②再取一个与构件材料相同的试块，贴两片电阻片，作补偿片；③全桥接法：一个工作片接A、B端，一个工作片接C、D端，B、C端与D、A端接补偿片；④或：③半桥接法；两工作片串联后接A、B端，两补偿片串联后接C、D端；6．答；①自由振动法；②共振法；③脉动法。7．答：①用静力加载方法来近似模拟地震作用，获得结构构件超过弹性极限后的荷载变形工作性能(恢复力特性)和破坏特征，②也可以用来比较或验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载能力。③进而为建立数学模型，通过计算机进行结构抗震非线性分析服务，为改进现行抗震设计方法和修订设计规范提供依据。三、筒答题(共40分)1．什么是低周期反复加载试验?(6分)2．重物加载的作用如何?(6分)3．电阻应变测量方法的主要特点如何?(6分)4．超声波检测混凝土强度裂缝深度的基本原理是什么?6分)5．在进行结构模型设计时，确定相似条件的方法有哪两种?(6分)6．预载的目的是什么?(5分)7．钢筋混凝土粱在裂缝观测时包括的内容有哪些?(5分答案：1．(6分)答：它是用周期性的反复的静力荷载施加于结构上，研究结构抗震强度的一种静力试验，称为低周期反复加载试验，也称为伪静力试验。2．(6分)答：重物加载的作用：通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载，也可以实现集中荷载的加载。假如说要加集中合载，就需要用料盘来加载，一般把料盘也称为加荷篮。假如说荷载再大，就可以通过杠杆来加载。3．(6分)答；电阻应变测量方法的主要特点：测量灵敏度高；标距小；滞后小；在复杂的环境中也可以完成应变测量。4．(6分)答；超声波在混凝土传播过程中遇到裂缝，将产生反射、折射、绕射等物理现象，使超声波声时延长，根据声时的变化推测裂缝的深度。这就是超声波检测混凝土裂缝深度的基本原理。5．(s分)答：确定相似条件的方法有方程式分析法和量纲分析法两种。6(5分)答：预载的目的有以下几点：(1)使试验各部位接触良好，进入正常工作状态，荷载与变形关系趋于稳定；(2)检验全部试验装置的可靠性。7．(5分)答：钢筋混凝土梁在裂缝观测时的内容包括：及时地捕捉到第一条裂缝的出现并尽可能准确地记录下此时的荷载值；按加载分组跟踪描绘裂缝的开展情况，井测出裂缝的宽度。\1.结构试验对仪器设备的使用要求是什么?2.简述自由振动法测量结构动力特性的基本原理.3.液压加载系统由哪几部分组成?答案：1.(1)测量仪器不应该影响结构的工作,要求仪器自重轻、尺寸小,对于模型结构试验,还要考虑仪器的附加质量和仪器对结构的作用力.(2)测量仪器具有合适的灵敏度和量程.(3)安装使用方便,稳定性和重复性好,有较好的抗干扰能力.(4)价廉耐用,可重复使用,安全可靠,维修容易.(5)尽量多功能、多用途,以适应多方面的需要.2.(1)结构自振频率的测量:采用初位移或初速度的突卸荷载或突加荷载的方法,可使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动,在现场试验中,可利用反冲激振器对结构产生冲击荷载.得到结构的有阻尼自由振动曲线后,在振动曲线上可以根据时间坐标,量取振动波形的周期,由此求得结构的自振频率f=1/T(2)结构阻尼测量:由实测振动图形所得到的振幅变化来确定阻尼比ξ,在测量结构阻尼时,可采用峰—峰幅值,比较简单、正确.(3)振型测量:结构某一固有频率下结构振动时各点位移呈现出一定比例关系,将各点位移沿结构连接起来可形成一定形状的曲线,即是结构在对应某一固有频率下的一个不变的振动形式,称为对应该频率的振型.用自由振动法一般只能测得结构的一阶振型.3.主要由储油箱、高压油泵、测力装置和各类阀门组成的操纵台,通过高压油管同时并联连接若干个液压加载器组成,由操纵台控制,满足多点同步施加荷载的要求.四、简答题(本大题共8小题，每小题4分，共32分)36.影响混凝土强度和超声波传播速度间的定量关系的因素有哪些?37.判断结构构件是否具有良好的恢复力特性指标有哪些?38.建筑物承受的动力荷载有哪几种?39.结构试验中，测点的布置应注意哪些问题?40.在混凝土试件支承处和构件受集中荷载作用的位置为什么要预埋钢板?41.什么是温度补偿?粘贴补偿片应满足哪些条件?42.对铰支座的基本要求是什么?43.如何制作液压加载器的标定曲线?答案：36.影响因素有：骨料的品种；粒径的大小；水泥的品种；用水量和水灰比；混凝土的龄期；测试时试件的温度和含水率。\37.(1)强度；(2)刚度；(3)骨架曲线(4)延性系数(5)退化率；(6)能量耗散38.(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。39.(1)测点的位置必须有代表性；(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；(3)测点的布置应有利于试验时操作和测读；(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。40.为防止局部承压破坏。41.在实际应变测量时，如果试验过程较长，温度发生了变化，测得的试件应变中会包含着温度变化引起的应变，有时这一应变的值会相当大，如果试验中只需要测量试件受除温度作用以外的荷载作用所产生的应变，就应该设法去除由于温度变化引起的应变，这就是温度补偿。粘贴补偿片时，补偿片应粘贴在同样材料的物体上，这一物体只受温度作用，而且与测点具有同样的温度环境。42.(1)必须保证结构在支座处能自由水平移动和自由转动；(2)必须保证结构在支座处力的传递；(3)结构的支承处必须在试验时另加垫板；(4)滚轴的长度，一般取等于试件支承处截面宽度b；(5)滚轴的直径应根据滚轴受力选用并进行强度验算。43.(1)至少应在加载器不同的行程位置上加卸荷载重复循环三次；(2)取平均值绘制标定曲线；(3)任一次测量值和曲线上对应点的力值偏差不应大于±5%。44．回弹法检测混凝土强度时的影响因素有哪些？45．根据不同的动荷载，有哪些方法可以测定其结构上的动力荷载特性？46．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？预载时应注意什么问题？47．结构实验中，对试验荷载装置有哪些要求？48．简述生产性试验与科研性试验的不同之处。49．电阻应变计对粘贴工艺有哪些要求？如何检测电阻应变计的粘贴质量？50．在数据采集过程中为了得到准确、可靠的数据，应该遵循哪些原则？51．说明利用环境随机激振加载法测量建筑物动力特性的原理。那你到时候再给转吧44.答：1.回弹仪测试角度的影响。在非水平方向测试时，由于重力作用的影响使结果不同，故应进行修正。2.混凝土不同浇筑面的影响。要尽量选择在构件的侧面，否则要进行修正。3.龄期和碳化的影响。随着龄期的增长，混凝土表面产生碳化现象，表面硬度随碳化深度的增加逐步增大，这会影响对混凝土强度值的推定。因此，必须量测和考虑碳化深度的影响4.养护方法和温度的影响。自然养护的回弹值高于标准养护的回弹值。混凝土表面湿度愈大，回弹值愈低，故应尽可能采用干燥状态的混凝土进行测试。45.答：1.直接测定法2.间接测定法3.比较测定法46.答：预载的目的：1.使结构进入正常的工作状态2.可以检查现场的试验组织工作和人员情况3.可以检查全部试验装置和荷载设备的可靠性预载时应注意：1.预载试验用荷载一般是分级荷载的1-2倍2.预载的加载值不宜超过该试件开裂试验荷载计算值的70%47.答：1.应有足够的强度储备2.要满足刚度要求3.要满足试件的边界条件和受力变形的真实状态4.要注意试件的支承方式5.尽可能构造简单，装拆方便，适用性强，能满足多种试验要求48.答：1.生产性试验不需要试件设计和制作2.生产性试验不需要试探性试验41.答：（1）1.测点基底平整、清洁、干燥2.粘结剂的电绝缘性、化学稳定性和工作性能良好，以及蠕变小，粘贴强度高，温度湿度影响小3.同一组应变计规格型号应相同4.粘贴牢固、方位准确、不含气泡5.应变计粘贴完成后，有时须做防潮绝缘处理（2）1.粘贴完毕后，用万用表再次检测应变计的阻值2.用摇表检测应变计与被测结构间的绝缘电阻。该电阻应大于20兆欧以上49.答：同时性、客观性同时性原则要求一次采集完成（或一次测量）得到的所有数据是同一时刻试件受到的作用与试件的反应。这些同一时刻的数据才能正确地反映和描述某一时刻试件的作用和试件的反应之间的关系。客观性原则要求按照客观事实进行数据采集，并把所有关于试验实际情况的数据都加以测量、记录，使采集得到的数据能够客观、完整的反映和描述整个试验过程。51.答：1.建筑结构中存在有微幅振动即建筑物的脉动反应，其波形中包含有该结构的自振特性，振动波形中近似“拍”的区段的振动频率即结构的自振频率。2.当地面各种频率的脉动波通过具有滤波作用的建筑物后，与建筑物自振频率相近的脉动波被放大（类似于共振），同时也抑制了频率不相适应部分的脉动波，因此脉动反应波形中最常出现的频率往往就是建筑物的固有频率1．结构试验按试验的目的，对象、荷载性质、试验场所以及试验持续时间可将结构分为哪几类?(5分)答：结构试验按试验的目的、对象，荷载性质、试验场所以及试验持续时间可将结构分为生产检验性试验和科学研究性试验，真型试验与模型试验；静力试验与动力试验；短期荷载试验与长期荷载试验。2．重物加载有什么优、缺点?(6分)答，重物加载的优点是：(1)适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷载值的稳定；(2)荷载重物容易获取，加载方法简单方便，经济可靠。其缺点是：在加载过程中费时、费力，砂子、砖块等材料含水量容易变化。3．应变测量主要有哪几种方法?(6分)答：应变测量主要有：电阻应变测量方法；手持式应变仪测量方法与振弦式应变计测量方法。4．超声波检测混凝土强度的基本原理是什么?(6分)答；混凝土抗压强度(。与超声波在其内部传播时的速度有一定的相关性，这就是超声法检测混凝土强度的基本原理。混凝土强度越高，超声波在混凝土中传播的波速也越大，反之波速就小。5．建筑结构试验设计包括哪些内容?‘6分)答：建筑结构试