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第1篇 基础篇3

1 绪论3

1.1 结构试验的目的4

1.2 结构试验的分类4

1.2.1 实物（真型）试验与模型试验5

1.2.2 结构静力试验和结构动力试验5

1.2.3 短期荷载试验和长期荷载试验6

1.2.4 实验室试验和现场试验7

1.2.5 结构非破损检测7

1.3 结构试验技术的发展7

1.3.1 先进的大型和超大型试验装备7

1.3.2 基于网络的远程协同结构试验技术8

1.3.3 现代测试技术8

1.3.4 计算机与结构试验8

1.4 结构试验课程的特点8

2 加载与量测设备的使用方法和技术10

2.1 常用的试验装置和加载方法10

2.1.1 静力加载设备及加载方法10

2.1.2 动力加载设备及加载方法13

2.1.3 荷载支承设备、试验台座17

2.2 试验测量仪器23

2.2.1 变形测量仪器24

2.2.2 裂缝测量仪表25

2.2.3 力测量仪表26

2.3 应变测试技术27

2.3.1 电阻应变片的工作原理27

2.3.2 电阻应变仪的测量原理28

2.3.3 电阻应变测试中的温度补偿29

2.3.4 电阻应变片和电阻应变仪的构造和种类30

2.3.5 电阻应变片的安装及测试技术要点31

2.4 数据采集与记录系统32

2.4.1 自动记录仪32

2.4.2 数据采集系统34

3 工程结构试验设计37

3.1 结构试验中试件、荷载和量测设计的内容及关系37

3.1.1 结构试验的试件设计38

3.1.2 结构试验的荷载设计44

3.1.3 结构试验的量测设计47

3.2 材料力学性能对结构试验的影响、加荷速度与应变速率对材料力学性能的影响50

3.2.1 材料力学性能对结构试验的影响50

3.2.2 加荷速度与应变速率对材料力学性能的影响51

3.3 相似理论及其应用52

3.3.1 概述52

3.3.2 相似理论53

3.3.3 结构模型设计61

3.3.4 模型的材料、制作与试验67

4 试验数据的处理与分析71

4.1 概述71

4.2 测量中的误差71

4.2.1 系统误差71

4.2.2 偶然误差72

4.2.3 过失误差72

4.3 数据的整理依据及误差的检验72

4.3.1 偶然误差的分布72

4.3.2 误差的传递73

4.3.3 误差的检验74

4.4 一元线性回归76

4.4.1 最小二乘法76

4.4.2 直线回归方程的有效性77

4.4.3 直线回归方程的精度78

4.5 试验数据的表达方法79

4.5.1 表格方式79

4.5.2 图形方式80

4.5.3 用曲线拟合的方式表达数据83

第2篇 应用篇89

5 工程结构静载试验89

5.1 概述89

5.2 试验前的准备工作89

5.2.1 调查研究，收集资料89

5.2.2 制订试验大纲90

5.2.3 试件准备91

5.2.4 材料物理、力学性能测定91

5.2.5 试验设备与试验场地的准备92

5.2.6 试件安装就位92

5.2.7 加载设备和量测仪器的安装92

5.2.8 试验控制特征值的计算92

5.3 基本构件的单调加载静载试验92

5.3.1 受弯构件的试验92

5.3.2 受压构件的试验97

5.4 组合构件的单调加载静载试验99

5.4.1 屋架试验99

5.4.2 薄壳和网架结构试验103

5.5 试验资料整理与分析107

5.5.1 试验原始资料的整理107

5.5.2 试验结果的表达107

5.5.3 应变测量结果分析109

5.5.4 挠度测量结果计算113

5.5.5 结构性能评定114

6 工程结构动载试验117

6.1 概述117

6.2 数字信号处理118

6.2.1 数字信号处理技术简介118

6.2.2 数字信号处理技术在结构动载试验中的应用118

6.2.3 周期信号的幅值谱、相位谱、功率谱119

6.2.4 信号A/D、D/A转换119

6.2.5 采样定理120

6.2.6 窗函数121

6.2.7 快速傅立叶变换（FFT）121

6.2.8 数字信号处理系统的组成121

6.3 结构动力测试的主要内容及测量方法和手段122

6.3.1 动力荷载特性的测试122

6.3.2 结构自振特性的测定124

6.3.3 结构动力反应的测定127

6.3.4 结构疲劳试验129

6.4 试验资料处理132

6.4.1 谐量分析132

6.4.2 工程结构自振特性的数据处理方法134

6.4.3 相关分析与频谱分析138

7 工程结构抗震试验143

7.1 低周反复加载试验143

7.1.1 加载制度143

7.1.2 试验加载设计145

7.1.3 试验的观测设计149

7.1.4 试验的数据整理152

7.2 拟动力试验155

7.2.1 试验的工作原理155

7.2.2 试验的工作流程155

7.2.3 试验设备157

7.3 模拟地震振动台动力试验158

7.3.1 模拟地震振动台158

7.3.2 试验的加载过程和试验方法159

7.3.3 试验的观测和动态反应量测159

7.3.4 试验的安全措施160

7.4 人工地震模拟试验160

7.4.1 爆破方法160

7.4.2 试验的动力反应问题161

7.4.3 试验的量测技术162

7.5 天然地震试验162

第3篇 拓展篇167

8 建筑工程结构的现场检测与试验167

8.1 概述167

8.1.1 检测方案的基本内容167

8.1.2 检测方法和抽样方案167

8.2 混凝土结构现场检测技术168

8.2.1 材料性能168

8.2.2 混凝土强度168

8.2.3 混凝土构件质量与缺陷174

8.2.4 混凝土结构构件的变形与损伤179

8.2.5 构件性能实荷检验与结构动测180

8.3 砌体结构的现场检测技术181

8.3.1 砌体结构检测的工作程序及准备181

8.3.2 砌体强度182

8.3.3 砌筑质量与构造188

8.3.4 变形与损伤188

8.3.5 砌体结构裂缝分级标准189

8.4 钢结构现场检测技术190

8.4.1 一般要求190

8.4.2 钢材强度检测191

8.4.3 钢材和焊缝缺陷检测192

8.4.4 钢结构防火涂层厚度的检测194

8.5 结构现场荷载试验195

8.5.1 结构现场静载试验的荷载195

8.5.2 结构现场静载试验的观测内容和方法196

8.5.3 钢结构性能的静力荷载检验197

8.5.4 结构现场静载试验的组织和实施198

9 桥梁工程结构的现场检测与试验199

9.1 概述199

9.2 桥梁现场试验的准备工作199

9.2.1 资料收集199

9.2.2 试验方案的拟订200

9.2.3 仪器准备202

9.3 桥梁现场荷载试验202

9.3.1 现场准备202

9.3.2 现场荷载试验204

9.3.3 桥梁结构构件试验206

9.3.4 试验数据整理212

9.4 桥梁结构实际承载能力的评定215

9.4.1 桥梁实际工作模型的建立216

9.4.2 静载试验数据整理与分析217

9.4.3 动载试验数据分析与评定220

9.4.4 动力特性试验数据分析与评定221

9.5 桥梁健康监测221

9.6 桥梁现场试验实例224

9.6.1 静载试验实例224

9.6.2 动载试验实例234

10 隧道工程结构的现场检测与试验237

10.1 隧道检测内容的分类237

10.1.1 材料检测237

10.1.2 施工检测237

10.1.3 环境检测238

10.2 开挖施工质量检测238

10.2.1 开挖质量标准238

10.2.2 爆破开挖质量要求239

10.2.3 超、欠挖量测定239

10.3 钢支撑施工质量检测242

10.3.1 钢支撑的形式242

10.3.2 施工质量检测243

10.4 喷锚支护施工质量检测243

10.4.1 锚杆施工质量检测243

10.4.2 锚杆拉拔力测试244

10.4.3 砂浆锚杆砂浆注满度检测245

10.4.4 喷射混凝土质量检测246

10.4.5 初期支护背部空洞检测249

10.4.6 二次衬砌厚度质量检测250

10.5 隧道施工监控量测252

10.5.1 概述252

10.5.2 围岩收敛位移监测253

10.5.3 围岩内部位移量测255

10.5.4 锚杆轴力量测258

10.5.5 压力量测259

10.5.6 混凝土应力量测260

10.6 检测实例262

10.6.1 工程概况262

10.6.2 地质条件262

10.6.3 支护结构设计263

10.6.4 施工监测263

第4篇 实践篇271

11 电阻应变片灵敏系数的测定271

11.1 电阻应变片的粘贴工艺271

11.2 应变片（计）的工作特性等级271

11.3 常用黏结剂和防潮剂274

11.4 电阻应变片灵敏系数测定试验276

12 回弹法检测混凝土的抗压强度278

12.1 试验目的278

12.2 试验设备及仪表278

12.3 试验方法278

12.4 结构数据整理与报告279

13 钢筋混凝土简支梁正截面承载力试验287

13.1 试验目的287

13.2 试验设备和仪器287

13.3 试验方案287

13.4 试验步骤289

13.5 试验结果的整理、分析和试验报告289

14 预制钢筋混凝土空心板鉴定试验291

14.1 试验目的291

14.2 试验设备291

14.3 试验方法291

14.4 试验步骤292

14.5 试验结果的整理和分析293

14.6 试验报告295

15 简支钢桁架非破损试验297

15.1 试验目的297

15.2 试验设备和仪器297

15.3 试验方案297

15.4 试验步骤298

15.5 试验结果的整理、分析和试验报告298

16 钢筋混凝土短柱破坏试验301

16.1 试验目的301

16.2 试验设备及仪器301

16.3 试验方案302

16.4 试验报告303

17 钢筋混凝土简支梁动力特性测试304

17.1 试验目的304

17.2 试验设备和仪器304

17.3 测试方案304

17.4 测试报告305

参考文献307