第1章 工程结构试验概论 1
1.1 工程结构试验的任务与作用 1
1.1.1 工程结构试验的任务 1
1.1.2 工程结构试验的作用 2
1.2 工程结构试验分类 4
1.2.1 生产性试验和科研性试验 4
1.2.2 原型试验和模型试验 6
1.2.3 静力试验和动力试验 7
1.2.4 短期荷载试验和长期荷载试验 8
1.2.5 试验室试验和现场试验 8
思考题 9
第2章 工程结构试验设计 11
2.1 工程结构试验设计的主要环节 11
2.2 工程结构试验一般过程 12
2.2.1 试验规划阶段 12
2.2.2 试验准备阶段 14
2.2.3 加载试验阶段 15
2.2.4 试验资料整理分析和总结阶段 16
2.3 结构试验的试件设计 16
2.3.1 试件形状 17
2.3.2 试件尺寸 19
2.3.3 试件数目 20
2.3.4 结构试验对试件设计的构造要求 23
2.4 结构试验荷载设计 25
2.4.1 荷载设计的一般要求 25
2.4.2 试验加载装置的设计 25
2.4.3 结构试验的加载制度 27
2.5 结构试验的观测设计 27
2.5.1 观测项目的确定 28
2.5.2 测点的选择与布置原则 28
2.5.3 仪器的选择与测读的原则 29
2.6 材料的力学性能与结构试验的关系 30
2.6.1 概述 30
2.6.2 材料试验结果对结构试验的影响 31
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 33
2.7.1 试验大纲 33
2.7.2 试验基本文件 34
思考题 34
第3章 工程结构试验加载技术 36
3.1 概述 36
3.2 重力加载技术 37
3.2.1 直接重力加载法 37
3.2.2 间接重力加载法（杠杆加载方法） 38
3.3 液压加载技术 39
3.3.1 手动液压千斤顶加载 39
3.3.2 同步液压加载系统 40
3.3.3 双向液压加载千斤顶 40
3.3.4 结构试验机加载设备和技术 41
3.4 电液伺服加载系统 46
3.5 机械力加载系统 48
3.6 气压加载系统 48
3.6.1 空压机充气加载系统 48
3.6.2 真空泵抽真空加载系统 49
3.7 惯性力加载 49
3.7.1 冲击力加载 49
3.7.2 离心力加载 51
3.7.3 直线位移惯性力加载 52
3.8 电磁加载法 53
3.9 振动台加载 54
3.9.1 机械式振动台 54
3.9.2 电磁式振动台 55
3.9.3 电液式振动台 55
3.10 其他激振方法 58
3.11 加载辅助设备 59
3.11.1 支座与支墩 60
3.11.2 加荷架 63
3.11.3 试验台座 65
思考题 68
第4章 工程结构试验量测技术 72
4.1 概述 72
4.2 量测仪表的基本概念 72
4.3 应变电测法 76
4.3.1 电阻应变片的工作原理及构造 77
4.3.2 电阻应变仪的测量电路 83
4.3.3 实用电路及其应用 87
4.4 钢弦式传感器 96
4.4.1 工作原理 96
4.4.2 钢弦式应变计 97
4.5 应变的其他量测方法 99
4.6 光纤光栅法 101
4.7 力和应力的量测方法 102
4.8 位移测量 105
4.8.1 线位移测量 105
4.8.2 角位移测量 108
4.9 光电挠度计 109
4.10 应变场的应变及裂缝测定 111
4.11 测温元件 116
4.11.1 热电阻测温原理 116
4.11.2 热敏电阻温度计 116
4.11.3 热电偶的工作原理 116
4.11.4 热电偶的制作及标定 117
4.11.5 热电偶测温仪器及方法 117
4.12 测振传感器 118
4.12.1 惯性式拾振器原理 118
4.12.2 相对式机械接收原理 122
4.12.3 拾振器的换能原理 122
4.12.4 拾振器的性能与标定 126
4.12.5 常用的几种振动传感器 127
4.12.6 放大器和记录仪 129
4.13 数据采集系统 132
4.13.1 数据采集系统的组成 132
4.13.2 数据采集的过程 134
思考题 135
第5章 工程结构静载试验 139
5.1 概述 139
5.1.1 结构静载试验的任务与目的 139
5.1.2 结构静载试验的主要内容 140
5.2 试验准备 140
5.2.1 试验对象的考察 140
5.2.2 试验准备工作 141
5.2.3 试验人员的组织与分工 142
5.2.4 其他准备工作 142
5.3 加载方案设计 142
5.3.1 构件搁置位置 142
5.3.2 试验加荷图式 144
5.3.3 试验荷载计算 145
5.3.4 加载实施与控制 145
5.4 观测方案设计 149
5.4.1 确定观测项目 149
5.4.2 测点的选择和布置 149
5.4.3 仪器的选择与测读原则 151
5.5 常见结构静载试验 154
5.5.1 受弯构件的试验 154
5.5.2 压杆和柱的试验 159
5.5.3 屋架试验 161
5.5.4 薄壳和网架结构试验 165
5.5.5 静载试验示例 172
5.6 量测数据整理和换算 176
5.6.1 应变到内力的转换 176
5.6.2 梁挠度和转角的计算 178
5.6.3 梁的自重挠度的计算 180
5.6.4 梁弯曲曲率的计算 180
5.6.5 剪切变形的计算 181
5.6.6 试验曲线与图表绘制 182
5.7 结构性能评定 184
5.7.1 构件的承载力检验 184
5.7.2 构件的挠度检验 186
5.7.3 构件的抗裂检验 186
5.7.4 构件裂缝宽度检验 186
5.7.5 构件结构性能评定 187
思考题 187
第6章 工程结构动力试验 190
6.1 概述 190
6.2 工程结构动力特性试验 192
6.2.1 自由振动法 192
6.2.2 共振法 194
6.2.3 脉动法 196
6.3 工程结构动力反应测定 198
6.3.1 动应变测定 199
6.3.2 动位移测定 200
6.3.3 动力系数测定 200
6.4 工程结构疲劳试验 201
6.4.1 概述 201
6.4.2 疲劳试验项目 202
6.4.3 疲劳试验荷载 202
6.4.4 疲劳试验的步骤 203
6.4.5 疲劳试验的观测 203
6.4.6 疲劳试验试件的安装 204
6.5 工程结构风洞试验 208
6.5.1 风作用力对建筑物的危害 208
6.5.2 风荷载作用下结构实测试验 209
6.5.3 工程结构模型风洞试验 209
6.6 工程结构抗震试验 213
6.6.1 概述 213
6.6.2 工程结构抗震试验内容 214
6.6.3 工程结构抗震试验分类 214
6.6.4 工程结构抗震试验方法 216
6.6.5 工程结构抗震性能评定 229
思考题 231
第7章 结构试验现场可靠性检测技术 234
7.1 概述 234
7.2 混凝土结构的现场检测技术 235
7.2.1 混凝土结构的特点 235
7.2.2 混凝土强度检测 236
7.2.3 混凝土破损及内部缺陷检测 241
7.2.4 混凝土结构钢筋检测 250
7.3 钢结构的检测与鉴定 252
7.3.1 钢结构检测要点 252
7.3.2 钢材强度测定 253
7.3.3 连接构造和腐蚀的检查 253
7.3.4 超声法检测钢材和焊缝缺陷 253
7.3.5 磁粉与射线探伤 254
7.3.6 承载能力和构造连接的鉴定评级 255
7.4 结构可靠性综合评定 255
7.4.1 概述 255
7.4.2 结构可靠性鉴定的特点 256
7.4.3 结构可靠性鉴定的一般程序 257
7.4.4 子项的分级标准和评级方法 258
7.4.5 项目的分级标准和评级方法 259
7.4.6 单元综合鉴定评级 260
思考题 260
第8章 结构模型试验技术 263
8.1 概述 263
8.1.1 模型试验的特点 263
8.1.2 模型试验的应用范围 264
8.2 模型试验理论基础 265
8.2.1 模型相似的基本概念 265
8.2.2 相似原理 267
8.2.3 量纲分析 270
8.3 模型设计 274
8.3.1 模型的类型 274
8.3.2 模型设计的程序及模型几何尺寸 275
8.3.3 模型设计中几个常见相似现象的相似关系 275
8.3.4 模型设计示例 280
8.4 动力模型设计 282
8.4.1 弹性阶段的动力相似关系 283
8.4.2 弹性及弹塑性阶段的动力相似关系 283
8.5 模型材料 286
8.5.1 模型试验对模型材料的基本要求 286
8.5.2 常用的几种模型材料 286
8.5.3 模型试验应注意的问题 288
8.6 模型试验工程实例 289
8.6.1 工程概况及试验目的 289
8.6.2 模型设计及其简化 290
8.6.3 模型荷载模拟及试验程序设计 290
8.6.4 坝体模型制作 291
8.6.5 试验程序设计 291
8.6.6 模型量测 292
8.6.7 试验成果分析 292
思考题 292
参考文献 294