土木工程结构试验PDF电子书下载

1 工程结构试验概论 1

1.1 工程结构试验的目的与任务 1

1.1.1 工程结构试验的目的 1

1.1.2 工程结构试验的任务 3

1.2 工程结构试验分类 3

1.2.1 原型试验和模型试验 4

1.2.2 静力试验和动力试验 4

1.2.3 短期荷载试验和长期荷载试验 5

1.2.4 实验室试验和现场试验 5

1.3 工程结构试验设计 6

1.3.1 工程结构试验的一般程序 6

1.3.2 工程结构试验的试件设计 8

1.3.3 工程结构试验方案拟定 9

1.3.4 工程结构试验结果分析与结论 11

本章小结 11

思考题 12

2 结构模型设计 13

2.1 概述 13

2.1.1 模型试验遵循的基本原则、分类及特点 13

2.1.2 模型试验的应用和适用范围 14

2.1.3 结构模型试验的意义 14

2.2 模型设计相似原理 15

2.2.1 相似的含义 15

2.2.2 相似常数 16

2.2.3 相似原理 17

2.3 相似条件的确定方法 19

2.3.1 方程式分析法 19

2.3.2 量纲分析法 20

2.4 模型设计 23

2.4.1 结构静力模型设计 23

2.4.2 结构动力模型设计 25

2.4.3 热应力结构模型设计 26

2.5 试验模型材料与选用 27

2.5.1 模型材料的指标 28

2.5.2 常用模型材料 28

本章小结 32

思考题 33

3 工程结构试验荷载模拟 34

3.1 概述 34

3.2 静力荷载模拟 34

3.2.1 重力模拟荷载 35

3.2.2 液压模拟加载 36

3.2.3 其他加载技术 40

3.3 动力荷载模拟 42

3.3.1 惯性力加载 42

3.3.2 激振器加载 44

3.3.3 爆炸激振 46

3.4 结构试验反力装置 47

3.4.1 反力装置 47

3.4.2 其他加载装置 48

3.4.3 试验台座 50

本章小结 53

思考题 53

4 工程结构试验量测技术 54

4.1 概述 54

4.2 应变量测 55

4.2.1 应变量测概述 55

4.2.2 电阻应变片 55

4.2.3 电阻应变仪 58

4.2.4 应变测点的布置 63

4.2.5 应变的其他量测方法与仪表 64

4.3 位移与变形量测 65

4.3.1 线位移量测 65

4.3.2 角位移测量 69

4.4 力的量测 72

4.4.1 荷载和反力测定 72

4.4.2 拉力和压力测定 73

4.4.3 结构内部应力测定 73

4.5 裂缝、应变场应变及温度测定 75

4.5.1 裂缝检测 75

4.5.2 内部温度测量 77

4.6 测振仪器 78

4.6.1 拾振器的力学原理 78

4.6.2 测振传感器 82

4.7 记录仪器 85

4.7.1 x-y记录仪 85

4.7.2 光线示波器 86

4.7.3 磁带记录仪 87

4.8 数据采集系统 88

4.8.1 数据采集系统的组成 88

4.8.2 数据采集的过程 89

本章小结 90

思考题 91

5 工程结构静力试验 92

5.1 概述 92

5.2 试验前的准备 93

5.2.1 试验规划阶段 93

5.2.2 试验准备阶段 93

5.3 加载与量测方案的制定 96

5.3.1 加载方案 96

5.3.2 量测方案 99

5.4 一般结构构件静载试验 102

5.4.1 受弯构件的试验 102

5.4.2 受压构件的试验 106

5.4.3 桁架静力试验 108

5.4.4 屋架试验 109

5.5 静载试验量测数据的整理和分析 110

5.5.1 截面内力计算 111

5.5.2 挠度计算 113

5.5.3 平面应力状态下的主应力计算 115

5.5.4 试验曲线与图表绘制 116

本章小结 119

思考题 119

6 工程结构动力试验 120

6.1 概述 120

6.2 结构动力特性试验 120

6.2.1 自由振动法 121

6.2.2 共振法 123

6.2.3 随机振动法 125

6.3 结构动力反应试验 128

6.3.1 动力荷载特性的测定 128

6.3.2 结构特定部位动参数的测定 129

6.3.3 测定结构的振动变位图 130

6.3.4 结构动力系数的试验测定 131

6.4 结构疲劳试验 131

6.4.1 结构疲劳试验的目的 132

6.4.2 结构疲劳试验的方法 132

本章小结 135

思考题 135

7 工程结构抗震试验 136

7.1 概述 136

7.1.1 结构抗震试验的特点 136

7.1.2 结构抗震试验的内容 136

7.1.3 结构抗震试验分类 136

7.2 拟静力试验 138

7.2.1 加载设备与装置 138

7.2.2 拟静力加载方法 138

7.2.3 滞回曲线和骨架曲线的主要特征 141

7.2.4 恢复力特性的模型化 144

7.3 拟动力试验 146

7.4 模拟地震振动台试验 149

7.4.1 振动台 149

7.4.2 试验加载过程 151

7.4.3 试验的观测和动态反应测量 152

7.5 人工地震模拟试验 152

7.5.1 爆破方法 152

7.5.2 人工地震与天然地震的差异 153

7.6 天然地震试验 154

本章小结 155

思考题 156

8 结构现场检测技术 157

8.1 概述 157

8.1.1 检测的作用和意义 157

8.1.2 建筑结构检测范围和分类 158

8.1.3 检测的内容及分类 158

8.1.4 检测的原则和抽样方案 158

8.1.5 检测的工作程序 159

8.2 混凝土结构的检测技术 160

8.2.1 混凝土结构耐久性损伤机理 160

8.2.2 混凝土结构的外观及裂缝和变形检测 161

8.2.3 混凝土强度检测 163

8.2.4 超声波法检测混凝土缺陷 171

8.2.5 混凝土结构钢筋位置与钢筋锈蚀检测 176

8.3 砌体结构现场检测 177

8.3.1 概述 177

8.3.2 原位轴压法 180

8.3.3 扁顶法 182

8.3.4 切制抗压试件法 184

8.3.5 原位单剪法 185

8.3.6 原位单砖双剪法 186

8.3.7 推出法 188

8.3.8 回弹法 189

8.3.9 筒压法检测砂浆强度 192

8.4 钢结构现场检测技术 193

8.4.1 构件尺寸及平整度的检测 193

8.4.2 表面质量检测 194

8.4.3 钢材强度检测 195

8.4.4 连接（焊接、螺栓连接）的检测 195

8.4.5 超声法测钢材和焊缝缺陷 196

8.4.6 防腐涂层厚度检测 197

8.4.7 钢材锈蚀的检测 198

8.4.8 防火涂层厚度检测 198

8.4.9 钢结构动力检测 199

本章小结 199

思考题 200

9 工程结构试验的数据处理 201

9.1 概述 201

9.2 试验测量的误差 201

9.2.1 系统误差 201

9.2.2 偶然误差 202

9.2.3 过失误差 202

9.3 试验数据的误差分析 203

9.3.1 误差的分布 203

9.3.2 误差的计算 206

9.3.3 间接测定值的误差分析 207

9.3.4 误差的检验 208

9.4 数据的表达方式 211

9.4.1 表格方式 211

9.4.2 图像方式 212

9.4.3 函数方式 214

本章小结 219

思考题 220

参考文献 221