对工程结构试验检测的简要分析.doc

1、对工程结构试验检测的简要分析摘要：由于各种因素的影响以及工程材料的耐久性等原因，因此需要正确评价结构的可靠等级，以便进一步采取措施，这就离不开完善的结构检测与评价技术。 关键词：工程结构；检测技术；试验 Abstract: Due to the influence of various factors and durability, engineering materials, therefore the need for reliable evaluation of the correct classification of structure, in order to take furth

2、er measures, it cannot do without structure detection and evaluation technology of perfection. Keywords: engineering construction; detection technology; test 中图分类号：TU318 根据不同的试验目的、荷载性质、试验对象、试验场所、构件破坏与否、荷载作用时间等不同因素进行分类，可以为研究性试验和检测性试验、静力试验和动荷载的特性试验。本文就对以上的两个试验做一简要分析。 1、 研究性试验和检测性试验 （1）研究性试验 研究性试验具有研究、

3、探索和开发的性质。其目的在于验证结构设计的某一理论，或验证各种科学的判断、推理、假设及概念的正确性。 研究性试验的试验对象即试验结构试件（简称试件） ，它不一定是研究任务中的具体结构，更多的是经过力学分析后抽象出来的模型。模型必须反映研究任务中的主要参数。因而，研究性试验的试件都是针对某一研究目的而设计和制作。研究性试验一般都是在室内进行，需要使用专门的加载设备和数据测试系统，以便对受载试件的变形性能作连续观察、测量和全面的分析研究，从而找出其变化规律，为验证设计理论和计算方法提供依据。这类试验通常研究以下方面的问题。 验证结构计算理论的假定。在结构设计中，人们经常为了计算方便，对结构构件的计

4、算图式和本构关系作出某些简化的假定。其本构关系就是通过试验建立起来的。 为制订设计规范提供依据。我国现行的各种结构设计规范除了总结已有工程验证以外，还进行了大量结构或构件的模型试验和实体试验的研究，为编制各类结构设计规范提供了基本资料与试验数据。事实上，现行规范采用的混凝土结构和砌体结构的计算理论，几乎全部以试验研究的直接结果为基础。 （2）检验性试验 检测性试验对象一般是真实的结构或构件，其目的是通过实验来检验结构构件是否符合结构设计施工及施工验收规范的要求，并对检验结果作出技术结论。这类试验常应用在以下几方面。检验预制构件或部件的结构性能，判定预制构件的设计及制作质量。预制构件厂或建设工地

5、生产的预制构件，在出厂或吊装前均应对其承载力、刚度和变形性能进行抽样检验，以确定其结构性能是否满足结构设计和构件检验规程的指标。此外，对某些结构构造较复杂的部件（如网架节点、特种桥梁和焊接构件等）均应进行严格的质量检验。检验结构工程质量，确定工程结构的可靠性。对新建结构，特别是某些重要性结构或采用新材料、新工艺及新设计计算理论而设计建造的结构物或构筑物，在建成后需要进行总体的结构性能检测，以综合评价其结构设计及施工质量的可靠性。2、 静力试验和动荷载的特性试验 （1）静力试验 静力荷载试验的目的是通过对试验结构或构件直接加载，采集试验数据，认识并掌握结构的力学性能。静力试验是结构试验中最常见的

6、试验。所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动的加速度效应（惯性力效应）可以忽略不计。根据试验性质的不同，静力试验可分为单调静力荷载试验、拟静力试验和拟动力试验。 单调静力荷载试验是指试验荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的状态目标，研究结构受力性能的试验。试验加载制度是指试验实施过程中荷载的施加程序或步骤，从试验的进程来看，加载制度也可以认为是施加的荷载与时间的关系。加载制度的设计与试验量测的要求有关，同时受到试验采用的加载设备和仪器仪表的限制。结构试验过程中需要量测记录各种数据，有些试验数据必须使构件保持在某一个受力状态时才能有效的采集。 拟静力试验也称低调周期反荷载试验或伪静力试验。属

7、于工程结构抗震试验。其基本原理是用低周期往复循环加载的方法对结构构件进行静力试验，试验中控制结构的变形值或荷载量，使结构构件在正反两个方向反复加载和卸载，用以模拟结构在地震作用下的受力过程。这种试验加载方法的目的是用静力方法研究地震作用下构件的受力和变形性能。通过试验获得结构构件超过弹性极限后的荷载-变形性能和破坏特征，用以比较和验证抗震构造措施的有效性和确定结构的抗震极限承载力的可靠性，进而建立数学模型进行结构抗震非线性计算机分析提供依据。这种试验方法设备简单，加载历程可人为控制并可按需要加以改变和修正，试验中可停下来观测结构开裂和破坏形态，便于校核试验数据和仪器工作情况。 拟动力试验又称联

8、机试验，是将地震反应所产生的惯性力作为荷载加在试验结构上，使结构所产生的非线性力学特征与结构在实际地震动作用下所经历的真实过程完全一致。但是，这种试验是用静力方式进行的而不是在振动过程中完成的，故称拟动力试验。拟动力试验的目的是真实模拟地震对结构的作用，其基本原理是用计算机直接参与试验的执行和控制，包括利用计算机按地震实际反应计算得到的位移时程曲线驱动和控制电液伺服加载器（又称作动器）对结构施加荷载。同时进行结构反应的量测和数据采集，经检测装置处理后，联机系统将结构试验得到的反应量立即输入计算机，从而得到结构的瞬时非线性变形和恢复力之间的关系，再由计算机算出下一次加载后的变形，并将计算所得到的

9、各控制点的变形转变为控制信号，驱动加载器强迫结构按实际地震反应实现结构的变形和受力。整个试验由专用软件系统通过数据和运行系统来执行操作指令并完成整个系统的控制和运行。 （2）动荷载的特性试验 动荷载的特性包括作用力的大小、方向、频率及其作用规律等。通常采用直接测定法、间接测定法和比较测定法。 直接测定法是直接测定动荷载本身参数以确定其特性。这种方法简单可靠，并且随着量测技术的不断提高，各种传感器的逐步完善，其应用范围也愈来愈广。对一些往复式运动部件产生的惯性力可以用加速度传感器安装在运动部件上，直接测出机器工作时运动部件的加速度变化规律。由于运动部件的质量是已知的，所以惯性力便可得到。对由某些

10、机械传递到结构上的动荷载，可使用各种测力传感器来测定：将传感器固定在结构物和机器底座之间，开动机器时传感器就可将产生的惯性力用记录仪器直接记录下来。但用此法测力传感器的刚度应足够大，否则会导致很大误差。 间接测定法是把要测定动力的机器安装在有足够弹性变形的专用结构上，先进行结构的静力和动力特性的测定（可采用突加或突卸荷载法） ，确定结构的刚度和惯性力矩、自振频率、阻尼比及已知简谐外力作用下的振幅。然后，开动机器用仪器测定并记录结构的振动情况，根据所测数据来确定动力机器的特性。 比较测定法是通过比较振源的承载结构（楼板、框架或基础）在已知动荷载作用下的振动情况和在待测振源作用下的振动情况，进而得

11、出动荷载的特性。测定时在振源旁边放一台激振器，先开动激振器测定承载结构的动力特性，确定出自振频率、阻尼比及在已知简谐力作用下随激振器转速改变的强迫振动振幅，再开动待测振源，记录承载结构的振动图像。依据这些记录数据，可求得振源工作时产生的动荷载的特性。此法也可如下进行：先开动振源，记录承载结构的振动情况，再开动激振器逐渐调节其频率和作用力的大小，使结构产生同样的振动。由于激振器的作用力和频率已知，这样也可以求得振源的特性。 3、 结束语 现代科学技术不断进步，为结构试验技术水平的提高创造了良好的加载、数据采集及分析手段，使得现代结构试验技术、相关的理论和方法得以迅速发展。我们要不断运用新技术为工程试验作出更好的试验与检测，才能有利于工程的更好发展。