本书内容包括:绪论、结构试验设计、试验荷载与加载设备、结构试验数据采集技术、结构动载试验、工程结构静载试验、结构非破损检测技术以及建筑结构试验指导书等。针对土木工程专业工程实践性强的教学需求,教材在编写中力求简明易懂、深入浅出、文字精炼、思路清晰、重点突出、篇幅适当、内容创新。
本书以高等学校土木工程专业指导委员会制定的《高等学校土木工程本科指导性专业规范》为依据,并根据《高等学校土木工程专业本科生教育培养目标和培养方案及教学大纲》及最新颁布的国家标准和规范编写而成的专业基础课实验教材。
建筑结构试验是研究和发展土木工程新结构、新材料、新工艺以及检验结构分析和设计理论的重要手段,在土木工程的科学研究和技术创新等方面起着重要作用。该课程的任务是通过理论和实验的教学环节,使学生获得结构试验技术的基础知识和基本技能,掌握结构试验的基本方法和试验技能。
本书根据土木工程专业理论课程最新教学大纲要求,参考了国内建筑结构方面理论与试验相关教材,突出了工程实践中各类建筑结构的基本技术要求。本书力求从整体上理顺框架,内容精炼、篇幅适当、重点突出,在编写过程中参考了大量的同类教材和文献资料,反映国内外土木工程结构试验和检测技术的最新进展,对我国近年来在结构试验方面的最新研究成果和先进技术、仪器设备也做了介绍。
参与本书编写的作者主要有:谢永雄(桂林理工大学)、罗伯光(桂林理工大学)、廖葵莉(南宁理工学院)、刘之葵(桂林理工大学)、王蕊(桂林理工大学)、蒋仕清(建材桂林地质工程勘察院有限公司)、姜大伟(建材桂林地质工程勘察院有限公司)。
本书得到南方石山地区矿山地质环境修复工程技术创新中心项目(CXZX2020002)、广西岩土力学与工程重点实验室项目(桂科能20-Y-XT-03)和桂林理工大学教材建设基金的资助出版。同时也是“广西高校示范性现代产业学院,先进建材与智慧建造现代产业学院”的建设内容之一。
本书引用了许多国内外同行的资料和成果,在此表示衷心的感谢。由于编者水平有限,书中难免存在疏漏和不足之处,欢迎读者批评指正。
第1章 绪论
1.1 结构试验的任务和目的
1.2 结构试验的分类
1.3 结构试验技术的发展
1.4 结构试验课程的特点
第2章 结构试验设计
2.1 概述
2.2 结构试验的一般程序
2.3 结构试验设计的基本原则
2.4 结构测试技术的原理
2.5 建筑材料的力学能与结构试验的关系
2.6 试件设计
第3章 试验荷载与加载设备
3.1 概述
3.2 重力加载法
3.3 机械力加载法
3.4 气压加载法
3.5 液压加载法
3.6 惯力加载法
3.7 荷载支撑设备和试验台座
第4章 结构试验数据采集技术
4.1 概述
4.2 应变测量
4.3 位移测量
4.4 应变场的应变及裂缝测定
4.5 力与温度的测量
4.6 数据采集系统
第5章 结构动载试验
5.1 概述
5.2 结构动载试验的仪器仪表
5.3 结构振动测试
5.4 工程结构疲劳试验
5.5 工程结构风洞试验
第6章 结构静载试验
6.1 概述
6.2 加载与量测方案的设计
6.3 常见结构构件静载试验
6.4 量测数据整理
第7章 结构非破损检测技术
7.1 概述
7.2 回弹法检测混凝土强度
7.3 超声-回弹综合法检测混凝土强度
7.4 钢筋混凝土结构缺陷检测
7.5 钢结构焊缝缺陷检测
7.6 局部破损检测方法
第8章 建筑结构试验指导书
试验一 钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验
试验二 钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验
试验三 普通砖砌体轴心受压试验
试验四 钢板对接焊缝及剪力螺栓受拉试验
试验五 桁架模型静力试验
试验六 混凝土静弹模量测定试验
试验七 回弹法检测混凝土抗压强度
试验八 超声回弹法检测混凝土抗压强度
试验九 钻芯法检测结构混凝土强度试验
试验十 钢筋扫描检测试验
参考文献
《建筑结构试验/普通高等院校土木建筑类专业系列特色教材》:
第1章绪论
土木工程结括建筑结构、桥梁结构、地下结构、水工结构、隧道结构及各种特种结构等。这些结构都是以各种土木工程材料为主体构成的不同类型的承重构件相互连接而成的组合体。为满足结构能及使用上的要求,必须使得这些结构在稳定的使用期内能有效地承受外部及内部形成的各种作用,为行合理的设计,工程技术人员必须掌握在各种作用下结构的实际工作状态,了解结构构件的承载力、刚度、受力能以及实际所具有的储备。
为了确保实现结构能,常采用以下三种途径:①理论分析:利用现有成熟的理论,计算分析结构在各种作用下的效应,使其满足规范、规程、标准的要求。②结构试验:对结构施加各种作用,通过测试技术评判结构是否满足要求。③计算机模拟:利用计算机程序模拟分析结构在各种作用下的效应,通过大量的参数分析,寻找其中的规律,从而解决结能问题。
上述三种解决结能的途径,彼此并不是独立的,而是互为指导和验证的关系。是随着土木工程结构的不断发展,结构越来越复杂,要确保这些结能的实现,这三种途径缺一不可。在结构分析中,一方面可以利用传统的理论计算方法,另一方面也可以利用试验方法,即通过结构试验,采用试验应力分析方法来解决。是电子计算机技术的发展,它为用数学模型方行计算分析创造了条件。同样,利用计算机控制的结构试验技术,为实现荷载模拟、数据采集、数据处理,以及整个试验过程实现自动化提供了有利条件,使结构试验技术的发展产生了根本的变化。因此,结构试验仍然是发展结构理论和解决工程设计方法的主要手段之一,在结构工程学科的发展演变过程中形成的由结构试验、结构理论与结构计算构学科结构中,结构试验本身也成为一门真正的实验科学。
1.1结构试验的任务和目的
土木工程结构试验的任务是以土木工程结构物(实物或模型)为研究对象,以设备仪器为工具,以各种试验技术为手段,借助量测技术对结构物受作用后的行观测,量测与结构工作能有关的各种参数(变形、挠度、应变、振幅、频率……),从强度、稳定、刚度和抗裂以及结构实际破坏形态来判断结构的实际工作能,估计结构的承载能力,确定结构对使用要求的符合程度,并用以检验和发展结构的计算理论。例如以下三个任务:
(1)钢筋混凝土简支梁在竖向静力荷载作用下,通过检测在不同受力阶段的挠度、角变位、截面应变和裂缝宽度等参数,分析梁的整个受力过程以及结构的强度、挠度和抗裂能。
(2)结构承受动力荷载作用时,可以量测结构的自振频率、阻尼系数、振幅和动应变等参量,研究结构的动力特和结构对动力荷载的反应。
(3)在结构的抗震研究中,结构在低周反复荷载作用下,通过试验获得应力-变形关系滞回曲线,为分析抗震结构的强度、刚度、延、刚度退化、变形能力等提供数据资料,可见,土木工程结构试验的任务是以试验方式测定相关数据,由此反映结构或构件的工作能、承载能力以及相应的度,为结构的使用或设计理论的建立提供科学依据。
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