电大建筑结构试验试卷答案

1.杠杆加载试验中，杠杆制作方便，荷载值（ D ），对于做持久荷载试验尤为适合。

A.变化较大；

B.变化较缓；

C.变化较小；

D.稳定不变。

2.下列哪个不属于生产性试验?( C )

A.鉴定预制构件的产品质量；

B.现有结构的可靠性检验；

C.为制定设计规范提供依据进行的试验；

D.工程改建和加固试验。

3.下列哪种仪器不能测量应变?( D )

A.电阻应变仪；

B.手持应变仪；

C.位移计；

D.读数显微镜。

4. 下列试验中可以不遵循严格的相似条件的是( A )。

A.缩尺模型试验；

B.相似模型试验；

C.足尺模型试验；

D.原型试验。

5. 在确定结构试验的观测项目时，应首先考虑( B )。

A.局部变形；

B.整体变形；

C.应变观测；

D.裂缝观测。

6. 轴心受压钢筋混凝土柱试验在安装时( A )。

A.先进行几何对中；

B.先进行物理对中；

C.只进行物理对中；

D.只进行几何对中。

7. 电液伺服液压系统中，控制液压油流量和流向的是( A )。

A.电液伺服阀；

B.液压加载器；

C.数据采集系统；

D.高压油泵。

8. 低周反复加载试验中，下列哪种加载方式容易产生失控现象?( B )

A.控制位移等幅、变幅混合加载法；

B.控制力加载法；

C.控制位移等幅加载法；

D.控制位移变幅加载法。

9. 对于混凝土结构静力试验，在达到使用状态短期试验荷载值以前，每级加载值不宜大于其荷载值的( C )。

A.5%；

B.10%；

C.20%；

D.30%。

10．当使用液压加载系统在试验台座上或现场进行试验时，必须配置各种( B )，来承受液压加载器对结构加载时产生的反作用力。

A．加载装置；B．支承系统；

C．测量系统；D．控制系统。

11．下列各图中属于固定铰支座的是( B )

12．混合加载是将变幅、等幅两种加载制度结合起来运用，下列各图符合上述要求的是( C )

13. 结构静力试验预载时的加载值不宜超过该试件开裂试验荷载计算值的（ B ）

A.60%；

B.70%；

C.80%；

D.90%。

14.现行规范采用的钢筋混凝土结构构件和砖石结构的计算理论，其基础是（ B ）

A.理论分析；

B.试验研究的直接结果；

C.数值计算；

D.工程经验。

15.为了使所测到的位移表示测点相对于试验台座或地面的位移，通常把传感器支架固定在

（ D ）

A.试件上；

B.任意表面上；

C.绝对不动点上；

D.试验台或地面的不动点上。

1. 在研究框架柱的剪切性能时，需要将柱设计成适于反对称加载的试件。

2. 结构静力试验的加载设计包括加载制度和加载图式两方面的设计。

3. 在模型设计中，在参与研究对象各物理量的相似常数之间必定满足一定的组合关系，当相似常数的组合关系式等于1时，模型和原型相似。因此这种等于1的相似常数关系式即为模型的相似指标。

4. 在结构分析工作中，一方面可以应用传统和现代的设计理论、现代的计算技术和计算方式，另一方面也可以应用试验和检测的手段来解决。

5. 受弯构件（如钢筋混凝土梁）试验时，混凝土的微细裂缝常常不能用肉眼所能察觉，其裂缝宽度可根据裂缝出现前后两级荷载所产生的仪器读数差值来表示。

6. 在进行低周反复加载试验时，当试验对象具有明确的屈服点时，一般都以屈服位移的倍数为控制值。

7. 在现场试验水塔、水池、油库等特种结构时，水是最为理想的试验荷载，它不仅符合结构物的实际使用条件，而且还能检验结构的抗裂、抗渗情况。

8．采用分级加载一方面可控制__加荷速度___，另一方面便于观测结构变形随荷载变化的规律，了解结构各个阶段的工作性能。

9. 手持应变仪的原理是用两点之间的相对变形来近似地表示两点之间的平均应变。

10.冲击力加载的特点是荷载作用时间极为短促，在它的作用下使被加载结构产生自由振动，适用于进行结构动力特性的试验。

1. 质量相似

答：在工程结构动力试验中，要求结构的质量分布相似，即模型与原型结构对应部分的质量成比例。

2. 测量仪器分辨率

答：使测量仪器表示值发生变化的最小输入变化值叫测量仪器分辨率。

3．结构动力系数

答：结构动力系数是指决定于结构的形式、刚度、质量分布、材料特性及构造连接等因素，而与外荷载无关的参数，它包括结构的自振频率、阻尼、振型等。

四.问答题(第1、2、3题每题5分，第4题6分，共21分)

1.结构静力试验正式加载试验前，为什么需要对结构进行预载试验？

答：在进行试验前对结构预加载的目的主要有：

（1）使试件内、外部接触良好，进入正常工作状态，可以使在试件制造、安装等过程中节点和结合部位难免产生的缝隙密合。（1.5分）

（2）检验全部试验装置的可靠性。（0.5分）

（3）检验全部量测仪表是否都已进入正常工作状态，应严格检查仪表的安装质量、读数和量

程是否满足试验要求，自动记录系统运转是否正常等。（1.5分）

（4）使试验人员熟悉自己的工作，掌握调表、读数等技术，强调、协调记录注意事项，保证采集数据的正确性和统一性。 （1.5分） 2. 什么叫加载图式？等效加载图式应满足的条件有哪些？

答：加载图式是指试验荷载在试件上的布置形式。 （1分）

应满足的条件有：

（1）等效荷载产生的控制截面上的主要内力应与计算内力值相等； （1分） （2）等效荷载产生的主要内力图形应与计算内力图形相似； （1分） （3）对等效荷载引起的变形差别应给予适当修正； （1分） （4）控制截面上的内力等效时，次要截面上的内力应与设计值接近。 （1分） 3. 静力结构试验中，测点的选择与布置应遵循什么原则？

答：（1）在满足试验目的的前提下，测点宜少不宜多，以简化试验内容，节约经费开支，并使重点观测项目突出； （1.5分） （2）测点的位置必须有代表性，以便能测取最关键的数据，便于对试验结果进行分析和计算； （1.5分） （3）为了保证量测数据的可靠性，应该布置一定数量的校核性测点； （1.5分）

（4）测点的布置对试验工作的进行应该是方便、安全的。 （0.5分） 4. 静力结构试验中仪器选择与测读的原则是什么？

答：（1）选用的仪器、仪表，必须满足试验所需的精度与量程的要求，能用简单仪器、仪表的就不要选用精密的。 （1分） （2）为了估计和控制量测误差，必须进行多次重复量测； （1分）

（3）现场试验，由于仪器所处条件和环境复杂，影响因素较多，电测仪器的适用性就不如机械式仪表； （1分）

（4）试验结构的变形与时间因素有关，测读时间应有一定限制，必须遵守有关试验方法标准的规定，仪器的选择应尽可能测读方便、省时； （1分）

（5）为了避免误差和方便工作，量测仪器的型号、规格应尽量一致，种类愈少愈好；(1分) （6）仪器的测读，应按一定的时间间隔进行，全部测点读数时间应基本相等，只有同时测得的数据联合起来才能说明结构在某一受力状态下的实际情况。 （1分）

五.计算题(每题10分，共20分)

1、 在静力模型试验中，若几何相似常数3

1

][][1==

p m L L S ，结构材料弹性模量相似常数8

1

][][==

P m E E E S ，求集中荷载的相似常数S P （下标m,p 分别表示模型和原型）。（10分） 解：根据量纲分析，集中荷载的量纲为[P] 几何尺寸的量纲为[L]，弹性模量的量纲为

2

]

[]

[L P

则：22

2

22

2

22

3181][][][][][][][][][]

[][][??? ???=?=?===l E p m P m p

P p m m m p m p S S L L E E L L P L L P P P S 72

1=

2、 简支梁受均布荷载作用产生变形，已知支座1和支座2在荷载作用下的沉降量分别为 Δ1=0.12mm 和Δ2=0.10mm ，梁跨中挠度的测量值Δ12=5.21mm ，求该梁跨中的真实挠度。 （10分） 解：

根据梁跨中挠度的计算公式有：

mm 10.52

10

.012.021.522112＝＝－

＝跨中+-?+??? 1．生产检验性试验通常解决哪些问题？

答：生产检验性试验以直接生产为目的。 生产检验性试验通常解决以下问题：

（1）结构的设计和施工通过试验进行鉴定； （2）预制构件的性能检验； （3）工程改建或加固； （4）工程事故的处理；

（5）服役结构的可靠性鉴定。

2．科学研究性试验通常解决哪些问题？ 答：科学研究性试验的目的是验证结构计算的各种假定、发展新的设计理论、改进设计计算方法、修改和制定各种规范，为发展和推广新结构、新材料和新工艺提供理论和试验的依据。 科学研究性试验通常解决以下问题： （1）验算结构计算理论的假定； （2）为制定设计规范提供依据；

（3）为发展和推广新结构、新材料与新工艺提供实践经验。

3．结构试验按试验对象、荷载性质、试验场所以及试验持续时间可分为哪几类？

答：结构试验按试验对象、荷载性质、试验场所以及试验持续时间可将结构分为真型试验与模型试验；静力试验与动力试验；短期荷载试验与长期荷载试验。

4．何谓构件抗裂检验系数、承载力检验系数与承载力极限标志？

答：构件抗裂检验系数就是构件开裂荷载实测值与构件正常使用荷载标准值之比。 承载力极限荷载实测值与承载力检验荷载设计值之比称为承载力检验系数。

当构件丧失承载能力时，由于受力形式不同，呈现不同的破坏形态，称为承载力极限标志。根据承载力极限标志的不同，规定了不同的构件承载力检验系数允许值。 5．施加均布荷载的方法有哪几种？

答：重物加载的作用：通过重物加载这种方式可以实现均布荷载的加载，也可以实现集中荷载的加载。气压加载适用于对板壳等大面积的结构物施加均布荷载。 6．何谓重物加载？它有何优、缺点？

答：所谓重物加载就是使用容重较大的又容易获得的物质对结构或构件施加荷载的方法。重物加载是最经常使用的加载方法之一。

重物加载的优点是：（1）适于长时期的建筑结构试验，并能保持荷载值的稳定；（2）荷载重物容易获取，加载方法简单方便，经济可靠。其缺点是：在加载过程中费时、费力；砂子、砖块等材料含水量容易变化。

7．何谓机械式加载？它有什么优点？试说出通使用的机械加载设备。

答：机械式加载就是利用简单的机械设备对结构施加荷载。机械式加载对建筑结构可施加集中荷载。

机械式加载的优点是加载机械设备简单可靠，实现加载容易。

8．根据不同的结构和不同的功能，液压加载器有哪几种？试述每种液压加载器的特点。

答：液压加载器根据结构和不同的功能分为：液压千斤顶、单向作用液压加载器、双向作用液压加载器和电液伺服作动器。

液压千斤顶是一种简单的起重工具，可用于施加集中荷载。

单向作用液压加载器不能单独使用进行加荷，需要配备液压系统，形成液压加荷系统。其结构简单，加荷工作行程大，可在使用中倒置安装，易实现多点同步加载。

双向作用液压加载器的特点是：活塞两侧液压油的作用面积基本相当，因此，双作用液压加载器可施加往复拉压加载，为抗震结构试验中的低周往复加载试验提供了加载器具。

电液伺服加载器是在双作用液压加载器的基础上配置电液伺服阀、拉压力传感器和位移传感器组成的可控加载装置。电液伺服加载系统具有频响快，灵敏度高，控制精度好，适应性强等优点，在建筑结构试验中应用范围较广，电液伺服作动器和控制系统可以完成结构静荷试验、结构动荷试验、结构低周疲劳和模拟地震试验等等。

1．何谓对测试仪器的标定（或称为率定）？

答：为了确保测试仪器的精确度和灵敏度，保证测试仪器测量数据的误差不超出规定的范围，应进行测试仪器示值与标准值校对工作，这一工作过程称为对测试仪器的标定（或称为率定）2．电阻应变测量方法的主要特点有哪几方面？

答：电阻应变测量方法的主要特点：

测量灵敏度高；标距小；滞后小；在复杂的环境中也可以完成应变测量。

3．试述建筑构件处于轴向拉压状态下，电阻应变测量的四种方案及其特点。

答：建筑构件处于轴向拉压状态下，电阻应变测量的四种方案及其特点：

（1）外设补偿片的半桥测试方案

这种布置应变片的形式和测量桥路的特点是：消除了温度的影响，使用的应变片较少，不能消除偏心荷载的影响和不能提高测量灵敏度。

（2）测量应变片互相补偿的半桥测试方案

这种布置应变片的形式和测量桥路的特点是：消除了温度影响，使用的应变片较少，测量灵敏度提高了（）倍，不能消除偏心荷载的影响。

（3）外设补偿片的全桥测试方案

这种布置应变片的形式和测量桥路的特点是：消除了温度的影响，也消除了偏心荷载的影响，桥路测量灵敏度提高一倍，但使用的应变片较多。

（4）测量应变片互相补偿的全桥测试方案

这种布置应变片的形式和测量桥路的特点是：消除了温度影响，也消除了偏心荷载的影响，测量灵敏度提高了2（）倍，使用的应变片较多。

4．手持式应变仪与振弦式应变计各有何特点与适用？

答：手持式应变仪的特点是结构简单，易于操作，可用于非常恶劣的测试环境，测量结构混凝土表面应变具有足够的精度。手持式应变仪常用于混凝土结构试验和现场实际混凝土结构的应变测量。它可测量混凝土表面的应变，特别适用于持久的应变测量。

振弦式应变计的特点是：测量不受长距离导线的影响，抗干扰能力强，对测试环境要求较低，因此，特别适用于长期检测和现场测量

5．什么是无损检测技术？它的主要任务有哪几方面？

答：无损检测技术是在建筑结构试验过程中不破坏（或局部少许破坏）试验结构和构件，保持结构和构件原本的强度、刚度和安全储备指标，利用物理学的基本原理对建筑结构的强度、内部缺陷、表面或内部的应力与应变进行测量，对建筑结构的质量做出定量描述的一种测试技术。

它的主要任务有：评定建筑结构和构件的施工质量；对受灾的已建成的建筑物进行安全评估；对古老的建筑物进行安全评估。

6．超声波检测的基本原理是什么？

答：超声波检测的基本原理是：超声波在不同的介质中传播时，将产生反射、折射、散射、绕射和衰减等现象，使我们由接收换能器上接收的超声波信号的声时、振幅、波形或频率发生了相应的变化，测定这些变化就可以判定建筑材料的某些方面的性质和结构内部构造的情况达到测试的目的。

7．什么是超声法检测混凝土裂缝的基本原理？它有哪几种方法，各适用于什么什么条件？

答：超声法检测混凝土裂缝的基本原理：超声波在混凝土传播过程中遇到裂缝，将产生反射、折射、绕射等物理现象，使超声波声时延长，根据声时的变化推测裂缝的深度。这就是超声波检测混凝土裂缝深度的基本原理

根据不同的检测目标和检测结构形状的要求，辐射换能器和接收换能器可采用下面三种布置形式测量结构混凝土的声时。

（1）两换能器对面布置在两侧试面的同一条轴线上，称直穿法。

（2）两换能器对面布置在两侧试面的不同轴线上，称斜穿法。

（3）两换能器对面布置在同侧表面上，称平测法。

8．超声法检测结构和构件混凝土内部空间和疏松等缺陷的原理是什么？其方法有哪几种？答：超声法检测结构和构件混凝土内部空间和疏松等缺陷的原理是，利用超声波在混凝土中的声时、波幅或频率值的变化确定异常测点的位置，达到判别缺陷范围的目的。

超声法测试结构和构件混凝土内部空洞和缺陷的方法有三种。

（1）建筑结构和构件有两对相互平行的测试面时可采用对测法；

（2）当建筑结构和构件仅有一对平行的测试面时，应采用斜测法；

（3）当建筑结构和构件的尺寸较大时，利用钻孔法检测混凝土内部的缺陷。

1.研究性试验，荷载如何分级？

答：研究性试验，荷载分级：

①达到标准荷载之前，每级加载值不应大于标准值的20%，一般分五级加至标准荷载；②标准荷载之后，每级不宜大于标准荷载的10%；

③当加载至计算破坏荷载的90%后，为了求得精确的破坏荷载值，每级应取不大于标准荷载的5%逐级加荷至结构破坏；

④对于钢筋混凝土或预应力构件，加载到开裂荷载的90%后，也应改为不大于标准值的5%施加，直至第一条裂缝出现，开裂后再恢复到正常加载程序。

2．混凝土结构静力试验中，各级荷载下的恒载持续时间是如何规定的？

答：①混凝土结构的级间停留时间不得少于10～15min；

②在正常使用极限状态标准荷载作用下的持续时间不应少于30min；

③对于采用新材料、新工艺、新结构形式的结构构件，或跨度较大(大于12m)的屋架、桁架等结构构件，为了确保使用期间的安全，要求在正常使用极限状态短期试验荷载作用下的持续时间不宜少于12h，在这段时间内变形继续增长而无稳定趋势时，还应延长持续时间直至变形发展稳定为止

3．静力试验中，各级荷载下的恒载持续时间是如何规定的？

答：①混凝土结构的级间停留时间不得少于10～15min，钢结构取10min，砌体和木结构也可参照执行。

②在正常使用极限状态标准荷载作用下的持续时间不应少于30min，钢结构也不宜少于30min，砌体为30min的6倍；木结构不小于24小时；拱式砖石结构或混凝土结构不小于72小时。

③对于预应力混凝土构件，在开裂荷载下应持续30min(检验性构件不受此限制)。如果试验荷载达到开裂荷载计算值时，试验结构已经出现裂缝，则开裂试验荷载不必持续作用。

④对于采用新材料、新工艺、新结构形式的结构构件，或跨度较大(大于12m)的屋架、桁架等结构构件，为了确保使用期间的安全，要求在正常使用极限状态短期试验荷载作用下的持续时间不宜少于12h，在这段时间内变形继续增长而无稳定趋势时，还应延长持续时间直至变形发展稳定为止。

4．一根承受均布荷载的简支梁，要求最大挠度 ( ) 相似设计试验模型。设已经确定；; ,简述求的过程。

答：①按公式求相似判据π：

②将相似判据换算成相似指标，并令其为1，即：

③确定相应的相似常数：材料相同；均布荷载q相同

5．一个截面对称的受弯构件，如图所示，用电阻应变仪测量截面应变变化规律。试拟定一个测试方案。

答：①

在梁的

一个截 M M

面上等

距离地

贴5—7

个电阻应变片作工作片，如上图所示；

②另取与梁同一材料的试块作补偿块，贴一片电阻应变片作补偿片；

③补偿片依次与工作片组成半桥测点，测出各点应变；

6．怎样描绘梁的裂缝开展图？

答：描绘梁的裂缝开展图：

①在第一条裂缝出现后，开始描绘裂缝开展情况。在每一级加载后，用1B绘图铅笔在距裂缝边缘1－3mm处平行地画出一条曲线表示原有裂缝及新出现的裂缝形状及走向。

②按出现的次序编号。

③在线上画一条与其垂直的小线段与裂缝的尾端对齐，在线段旁标注荷载等级及裂缝宽度。

④裂缝的观测应一直继续到出现承载力极限标志为止。

7．一个工字形截面构件，承受双向弯矩Mx及My与轴力P共同作用，如图所示，用电阻应变仪测量应变。试拟定一个测试方案，分别测出弯矩Mx及My与轴力P引起的应变？

1

Mx Mx

P P

3

答：①选定一个截面，贴四片电阻应变片，如图所示；

②在与构件材料相同的试块上，贴一片电阻应变片，作补偿片；

③用补偿片分别与四个电阻应变片接成半桥，测出四点的应变；

④为轴力P引起的应变；

为弯矩Mx引起的应变；

为弯矩My引起的应变。

（或用教材中式（6—13）解得应力。）

8．钢筋混凝土梁校核测点的作用是什么？应布置在什么位置？

答：校核测点的作用是：校核试验的正确性，便于整理试验结果时进行修正。校核测点经常布

置在梁的的端部凸角上的零应力处。

1．测定结构的动力特性的方法有哪几种？

答：测定结构的动力特性的方法有：①自由振动法；②共振法；③脉动法。用自由振动法得到的

频率和阻尼均比较准确，但只能测出基本频率。脉动法是测量实际结构动力特性的一种实用方法。

振动试验的目的是测定结构的特性、结构的响应及结构的破坏特性等。

2．使结构产生自由振动的激振方法有哪几种？

答：使结构产生自由振动的激振方法有：①初位移法；②初速度法。

3．结构振动试验通常有哪几种内容？

答：结构振动试验通常有以下几项内容：

（1）结构的振动位移、速度、加速度的测量；

（2）结构动力特性测定；

（3）结构的振动反应测量。

4．什么是振动的时域表示法？如何由时域表示法变换成频域表示法？

答：振动的时域表示法：用时间函数表示振动历程的方法称为时域表示法。

将用（或）为横坐标的坐标系统描述的振动历程称为频域表示法。

7．抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为哪几种方法？拟动力试验具有哪些特点？

答建筑结构的抗震试验按照试验方法和试验手段的不同，可以分为低周反复加载试验（伪静力试验）、拟动力试验和动力加载试验。

拟动力试验具有以下特点：

8．伪静力试验测量项目和内容一般应包括哪些？

答：结构伪静力试验的主要目的是研究结构在经受模拟地震作用的低周反复荷载后的力学性能和

破坏机理。

包括强度，刚度，滞回曲线形状，骨架曲线，延性系数，退化率，能量耗散。

强度包括：开裂强度、屈服强度、极限强度和破损强度。

刚度包括：初次加载刚度，卸载刚度，反向加载、卸载刚度和重复加载刚度和等效刚度。