土木结构

土木工程结构试验与检测知识点整理（别太依赖……书还是要看个一两遍的……）

第一章绪论

【选择】

研究性试验【目的】

①验证结构计算理论的假定

②为制订设计规范提供依据

③为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供试验依据

检验性试验【目的】

①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

②检验结构工程质量，确定工程结构的可靠性

【名词解释】

①拟静力试验：利用加载系统对结构施加逐渐增大的反复作用荷载或交替变化的位移，使

结构或构件受力的历程与结构在地震作用下的受力历程基本相似

②拟动力试验：将地震实际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作用下所经历的真实过程完全一致

【选择】结构实验分类

①根据试验目的：研究性试验与检验性试验

②根据荷载性质：静力试验与动力试验

③根据试验对象：实体试验与模型试验

第二章结构试验设计

【填空】研究性试验包括4个阶段：设计、准备、实施、总结

【填空】试件形状与尺寸要满足：在试验时形成和实际工作相一致的应力状态

【选择】试件数量决定了：试验目的与试验的工作量

试验数量受限于：试验研究、经费预算、时间期限

【名词解释】加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）

【简答】采用等效荷载时，必须全面验算由于荷载图式的改变对结构构件造成的各种影响；

必要时应对结构构件做局部加强，或对某些参数进行修正；取弯矩等效时，需验算剪力对构

件的影响，同时要把采用等效荷载的试验结果所产生的误差控制在试验允许范围内。

【简答】试验装置具体要求

①应具有足够刚度

②试验结构构件的跨度、支承方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在

整个试验过程中保持不变

③满足构件的边界条件和受力变形的真实状态

④满足试件就位支承、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求

【名词解释】加载制度：试验进行期间荷载与试件的关系

【选择】量测项目分类

①反映结构整体工作状况的整体变形：梁的挠度、转角、支座偏移等

②反映结构局部工作状况的局部变形：应变、裂缝、钢筋滑移等

【综合】仪器选择的要求

①必须能满足试验所需的精度与量程要求

②现场试验时，仪器所处条件和环境较复杂，影响因素较多，电测仪器的适应性不如机

械式仪表，选用时应作具体分析和技术比较

③为了简化工作，避免差错，量测仪器的型号规格应尽可能一致，种类越少越好

【综合】量测仪器的要求（第四章P42）

①符合量测所需的量程及精度要求

②动力试验量测仪器，其线性范围、频响特性及相移特性等都应满足试验要求

③对于安装在结构上的仪器或传感器，要求自重轻、体积小，不影响结构的工作

④同一试验中选用的仪器种类应尽可能少，以便统一数据的精度，简化量测数据的整理

工作和避免差错

⑤选用仪器时应考虑试验的环境条件

第三章加载设备与试验装置

【选择】重物加载：重物直接加载与杠杆加载方法判断（见P20-21图3.1.1-3.1.5）

【选择/填空】重物直接加载注意事项：当采用铸铁砝码、砖块、袋装水泥等作为均布荷载

时，应注意重物尺寸和堆放距离；当采用砂、石等松散颗粒材料作为均布荷载时，切勿连续

松散堆放，宜采用袋装堆放，以防止砂石材料摩擦角引起的拱作用；当环境湿度不同时，可

能引起砂石重量随含水率而变化，造成荷载值的不稳定

【选择】分配梁应为单跨简支形式，刚度足够大，重量尽量小，配置不宜超过两层，以免使

用中失稳或引起误差（见P35图3.6.9）

【选择】铰支座基本要求（见P35图3.6.10）

①保证试件在支座处能自由转动

②保证试件在支座处力的传递

如果试件在支承处没有预埋支承钢垫板，试验时必须另加垫板

【选择】支墩要求

①要求支墩和地基有足够的刚度与承载力，在试验荷载下的总压缩变形不宜超过试验构

件挠度的1/10

②为防止支墩不均匀沉降及避免试验结构产生附加应力而破坏，要求各支墩应具有相同

刚度

③单向简支试件的2个支墩的高差应符合结构构件的设计要求，偏差不宜大于试件跨度

的1/50

第四章量测仪器与数据采集系统

【名词解释】灵敏度：单位输入量所引起的仪表指标值的变化

【名词解释】线性范围：保持仪器的输入量和输出信号为线性关系时输入量的允许变化范围

【选择】P45公式4.2.6

【填空】电阻应变仪的原理：通过惠斯登电桥，将微小电阻变化转变为电压或电流变化

【选择】应变片数量

①全桥电路：4个

②半桥电路：2个

③1/4桥电路：1个

【选择】测振仪器

①磁电式速度传感器主要技术指标：固有频率、灵敏度、频率响应和阻尼系数等

②压电式加速度传感器主要技术指标：灵敏度、安装谐振频率、频率响应、横向灵敏

度比和幅值范围（动态范围）等

第五章静力试验（重点）

【解答】掌握静载试验加载过程中荷载与试件的关系，包括预加载时间，静加载时间，满载

时间，卸载时间，空加载时间（见P69图5.1.1）

【填空】预载目的

①使试件各部分接触良好，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

③检验全部量测仪表工作正常与否

④检查现场组织工作和人员的工作情况，起演习作用

预载分三级进行，每级取正常使用荷载20%，每加（卸）一级，停歇10分钟

【填空】简支梁试验等效荷载加载中，把均布加载转化为集中力加载服从等效原则

【解答】应变测量布置测点：一般在梁承受正负弯矩最大的截面或弯矩有突变的截面上布置

测点；对于变截面梁，应在抗弯控制截面上布置测点（即在截面较弱而弯矩值较大的截面上）；

有时需在截面突然变化的位置上布置测点（截面选择见P73图5.1.5）

【综合】裂缝量测

主要内容：开裂荷载、裂缝位置、裂缝宽度和深度，及描述裂缝的发展和分布

裂缝观测方法：（第四章P56）

①肉眼观测（最常用最简易）在试件表面涂白石灰水并待其干燥

②贴应变片

③涂导电漆膜

④超声波检测

裂缝宽度量测仪器：

①读数显微镜

②裂缝读书卡

裂缝测量方法：利用光学仪器、目测或利用应变传感器电测裂缝（第六章P126）

裂缝检测：浅裂缝检测与深裂缝检测（第七章P159）

①对于结构或构件上的裂缝，应检测裂缝的位置、长度、宽度和数量

②必要时应剔除构件抹灰，确定砌筑方法、留槎、线管及预制构件对裂缝的影响

③对于仍在发展的裂缝应进行定期的观测，提供裂缝发展速度的数据（第七章P178）

裂缝观测：加载试验中裂缝观测重点应放在结构承受拉力较大部位及原有裂缝较长、较宽的

部位，在这些部位应测量裂缝长度、宽度，并在混凝土表面沿裂缝走向进行描绘；加载过程

中观测裂缝长度及宽度变化情况，可直接在混凝土表面进行描绘记录，也可采用专门表格记

录；加载至最不利荷载及卸载后应对结构裂缝进行全面检查，尤其应仔细检查是否产生新裂

缝，并将最后检查情况填入裂缝观测记录表，必要时可将裂缝发展情况绘制在裂缝开展图上

（第九章P213）

裂缝发展状况：当裂缝数量较少时，可根据试验前后观测情况及裂缝观测表对裂缝状况进行

描述；当裂缝发展较多时，应选择结构有代表性部位描绘裂缝展开图，图上应注明各加载程

序裂缝长度和宽度的发展；除以上资料整理外，还可根据需要整理各加载程序控制截面应变

（或挠度）分布图、沿桥纵向挠度分布图及列出各加载程序时主要测点实测弹性变位（或应

变）与相应的理论计算值的对照表，并绘出其关系曲线图

【名词解释】延性系数：试验结构构件塑性变形能力的一个指标，等于在荷载下降段相应于

破坏荷载的变形与相应于屈服荷载的变形的比值（见P82公式5.2.2）

【选择/计算】试验数据取舍原则（见P87-88）

1.量测数据修约

①拟舍弃数字（小数点后）的最左一位数字小于5时，则舍去，即保留的各位数字

不变

②拟舍弃数字的最左一位数字大于5，或者是5，但其后跟有非全部为0的数字，

则进一，即保留的末尾数字加1

③拟舍弃数字的最左一位数为5，而右边无数字或皆为0时，若所保留的末尾数字

为奇数则进1，为偶数则舍弃

④复数修约，先将它的绝对值按上述规则修约，然后在修约值前加上负号

⑤拟修约数值应在确定修约数字位数后，一次修约，不得多次按上述规则连续修约

2.异常数据剔除

①3σ准则（见P88公式5.4.1）

②格拉布斯方法

③肖维纳准则

【掌握】P90例5.1.1

第六章动力试验

【填空】动荷载特性：作用力的大小、方向、频率及其作用规律等

【填空】结构动力特性：结构的自振频率、阻尼比、振型等参数

【填空】掌握判断自由振动法、自振法与脉动法（P104-108）

【名词解释】结构对应于某频率振动的振型：结构按此自振频率振动时形成的弹性曲线

【名词解释】动力系数：动挠度和静挠度的比值（P115公式6.3.4）

第七章混凝土结构的检测

【名词解释】非破损检测方法：在不损伤被检测结构构件的条件下，检查构件内在或表面缺

陷，检测有关物理量的材料试验方法

【选择】

①回弹法属于一种常用的非破损检测方法

②后装拔出法属于一种半破损检测方法

【计算】回弹值的测定方法

测试应在事先规定的测区内进行，每一构件测区数不少于10个

每一测区设16个回弹点

分别剔除3个最大值和3个最小值

P151公式7.2.1

【填空/计算】碳化深度测量：吹去洞中粉末，立即用浓度1%的酚酞酒精溶液滴在孔洞内壁

边缘处，未碳化混凝土变成紫红色，已碳化的则不变色

d

m

——测区平均碳化深度

d

m

≤0.4mm，取d

m

=0；d

m

＞6mm，取d

m

=6mm

当构件测区数少于10个时，按P153公式7.2.7确定混凝土强度推定值

当不小于10个或按批量检测时，按P153公式7.2.8确定

【选择】钻心法的芯样试件的钻取位置：应选择在受力较小的部位进行芯样钻取（如矩形框

架柱长向边一侧压力较小处，梁的中心轴线或以下的部位等）

【简答】超声回弹综合法的优点：

①综合法可以减少混凝土龄期和含水率的影响

②综合法可以内外结合，相互弥补回弹法和超声法的不足，较全面反映了混凝土的实际

质量

第八章地基承载力的检测

【填空】高应变法，也称锤击贯入试验法