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第一章 结构试验概论 1

1.1 结构试验的任务 1

1.2 结构试验的目的 2

1.2.1 生产性试验 2

1.2.2 科学研究性试验 3

1.3 建筑结构试验的分类 4

1.3.1 真型试验和模型试验 4

1.3.2 静力试验和动力试验 5

1.3.3 短期荷载试验和长期荷载试验 6

1.3.4 试验室试验和现场试验 6

第二章 结构试验设计 8

2.1 结构试验设计概述 8

2.2 结构试验的试件设计 10

2.2.1 试件形状 10

2.2.2 试件尺寸 13

2.2.3 试件数目 14

2.2.4 结构试验对试件设计的要求 16

2.3 结构试验的模型设计 17

2.3.1 模型的相似要求和相似常数 17

2.3.2 模型设计的相似条件 19

2.4 结构试验荷载设计 25

2.4.1 试验加载图式的选择与设计 25

2.4.2 试验加载装置的设计 26

2.4.3 结构试验的加载制度 27

2.5 结构试验的观测设计 28

2.5.1 观测项目的确定 28

2.5.2 测点的选择与布置 29

2.5.3 仪器的选择与测试的原则 30

2.6 材料的力学性能与结构试验的关系 31

2.6.1 概述 31

2.6.2 材料试验结果对结构试验的影响 32

2.6.3 试验方法对材料强度指标的影响 32

2.7 结构试验大纲和试验基本文件 35

第三章 结构试验的荷载设备 37

3.1 概述 37

3.2 重力加载法 38

3.2.1 重力直接加载方法 38

3.2.2 杠杆加载方法 39

3.3 液压加载法 40

3.3.1 液压加载器 40

3.3.2 液压加载系统 41

3.3.3 大型结构试验机 42

3.3.4 电液伺服液压系统 42

3.3.5 地震模拟振动台 45

3.4 惯性力加载法 48

3.4.1 冲击力加载 48

3.4.2 离心力加载 51

3.4.3 直线位移惯性力加载 52

3.5 机械力加载法 53

3.6 气压加载法 54

3.7 电磁加载法 55

3.7.1 电磁式激振器 55

3.7.2 电磁振动台 56

3.8 人激振动加载法 57

3.9 环境随机振动激振法 58

3.10 荷载支承设备和试验台座 58

3.10.1 支座 58

3.10.2 荷载支承机构 60

3.10.3 结构试验台座 61

3.10.4 现场试验的荷载装置 65

第四章 结构试验的数据采集和测量仪器 68

4.1 概述 68

4.2 传感器 70

4.2.1 基本原理 70

4.2.2 电阻应变计 71

4.2.3 应变测量 73

4.2.4 力传感器和压力传感器 79

4.2.5 线位移传感器 80

4.2.6 角位移传感器 80

4.2.7 裂缝测量仪器 81

4.2.8 测振传感器 82

4.3 记录器 87

4.3.1 概况 87

4.3.2 X-Y记录仪 87

4.3.3 光线示波器 87

4.3.4 磁带记录仪 88

4.4 数据采集系统 89

4.4.1 数据采集系统的组成 89

4.4.2 数据采集的过程 90

第五章 结构单调加载静力试验 93

5.1 概述 93

5.2 结构单调加载静力试验的加载制度 93

5.3 基本构件的单调加载静力试验 95

5.3.1 受弯构件的试验 95

5.3.2 压杆和柱的试验 103

5.4 扩大构件的单调加载静力试验 106

5.4.1 屋架试验 106

5.4.2 薄壳和网架结构试验 111

5.5 建筑物或其部件的单调加载静力试验 120

5.5.1 钢筋混凝土平面楼盖试验 120

5.5.2 单层工业厂房整体结构空间工作试验 126

5.5.3 足尺房屋结构的整体试验 128

第六章 结构低周反复加载静力试验 135

6.1 概述 135

6.2 结构低周反复加载静力试验的加载制度 136

6.2.1 单向反复加载制度 137

6.2.2 双向反复加载制度 138

6.3 结构低周反复加载静力试验 139

6.3.1 砖石及砌块结构抗震性能试验 139

6.3.2 钢筋混凝土框架梁柱节点组合体的抗震性能试验 144

6.4 计算机-加载器联机试验 150

6.4.1 计算机-加载器联机系统的工作原理 152

6.4.2 计算机-加载器联机试验的工作流程 153

6.4.3 七层钢筋混凝土框架足尺结构的联机试验 156

第七章 结构动力特性试验 160

7.1 概述 160

7.2 人工激振法测量结构动力特性 161

7.2.1 结构自振频率测量 161

7.2.2 结构阻尼的测量 162

7.2.3 振型测量 165

7.3 环境随机振动法测量结构动力特性 168

7.3.1 模态分析法 168

7.3.2 主谐量法 177

第八章 结构抗震动力加载试验 184

8.1 概述 184

8.2 结构抗震动力加载试验的加载制度和加载设计 185

8.2.1 周期性动力加载试验的加载制度 185

8.2.2 非周期性动力加载试验的加载设计 186

8.3 结构抗震周期性动力加载试验 190

8.3.1 偏心激振器周期性动力加载试验 190

8.3.2 电液伺服加载器周期性动力加载试验 191

8.3.3 单向周期性振动台动力加载试验 195

8.4 结构抗震非周期性动力加载试验 197

8.4.1 地震模拟振动台动力加载试验 197

8.4.2 人工地震模拟动力加载试验 206

8.4.3 天然地震结构动力试验 212

第九章 结构试验现场检测技术 218

9.1 概述 218

9.2 混凝土结构现场检测技术 219

9.2.1 回弹法检测混凝土强度 219

9.2.2 超声脉冲法检测混凝土强度 221

9.2.3 超声回弹综合法检测混凝土强度 222

9.2.4 钻芯法检测混凝土强度 223

9.2.5 拔出法检测混凝土强度 225

9.2.6 超声法检测混凝土缺陷 227

9.2.7 混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的检测 232

9.3 砖砌结构的现场检测技术 234

9.3.1 砖砌体强度的间接测定法 234

9.3.2 砖砌体原位轴心抗压强度测定法 236

9.4 钢结构现场检测技术 237

9.4.1 钢材强度测定 237

9.4.2 超声法检测钢材和焊缝缺陷 238

第十章 结构试验的数据处理 240

10.1 概述 240

10.2 数据的整理和换算 240

10.3 数据的统计分析 246

10.4 误差分析 249

10.4.1 误差的分类 249

10.4.2 误差计算 250

10.4.3 误差传递 251

10.4.4 误差的检验 252

10.5 数据的表达 254

10.5.1 表格方式 254

10.5.2 图像方式 256

10.5.3 函数方式 258

参考文献 264