一、课程性质与目的
建筑结构试验是土木工程专业的一门有较强实践性的专业技术课程。
本课程的任务是通过理论和实验的教学环节,使学生掌握结构试验方面的基本知识和基本技能,并能根据设计、施工和科学研究任务的需要,完成一般建筑结构的试验设计与试验规则,并得到初步的训练和实践。
二、课程基本要求
1.结构试验概论
了解建筑结构试验目的、任务和分类;了解本课程与力学、材料和结构等学科的联系,以及如何利用已有专业知识在本课程中综合应用。要深入理解结构试验与结构理论的关系以及在发展建筑结构学科中的地位和作用。
2.结构试验设计
深入理解和掌握结构试验设计中试件设计、荷载设计和量测设计三个主要部分的内容以及它们之间的相互关系。在试件设计中要注意尺寸效应的影响,要考虑边界条件的模拟和满足试验加载、量测的要求。了解试件数量设计中的正交试验设计法。了解材料的力学性能与结构试验的关系,加载速度与应变速率的关系,以及对材料本构关系的影响。
3.结构试验的加荷设备与方法
掌握试验室与现场试验常用的各种试验装置与加载方法,能在结构试验设计中选择和设计加载方案,重点掌握液压加载方法。对于先进的电液伺服加载方法和原理及其在伪静力、拟动力以及模拟地震振动台等试验方法中的应用作一般了解。对于环境随机激振方法的概念作一般了解。
4.结构试验的量测技术
了解与掌握试验量测设备的原理与使用方法,重点是非电量电测以及各种电测传感器的工作原理适用范围和优缺点,为试验观测设计、仪表选择提供必要的知识准备。对常用机械仪表作一般了解。了解先进的测试设备与量测技术,如数据采集与处理系统的应用,以及量测技术的发展方向。
5.结构静力试验
必须掌握结构静力试验(单调加载)的加载制度,并通过基本构件(梁、板、柱)扩大构件(桁架、薄壳、网架)和建筑物整体试验的实例介绍,掌握结构静力试验中试验加载和观测设计的一般规律与不同类型结构试验的特殊问题。
6.结构动力试验
掌握结构动力特性和动力加载试验的和一般方法。对于用环境随机振动测量动力特性,地震模拟振动台试验、强震观测和人工爆破模拟地震试验等内容作一般了解。对结构疲劳试验也作一般了解。
7.结构模型试验
掌握结构模型试验的相似原理和结构静力、动力模型试验的一般方法;对量纲分析作一般了解。
8.结构非破损试验
掌握混凝土结构的回弹法、超声法、综合法等非破损方法和拔出法取芯法等半破损方法的原理及一般试验方法。对于砌体结构、钢结构的非破损方法作一般了解。
9.结构试验数据整理和性能分析
掌握结构试验结果的数据整理、误差分析和结果表达方法(曲线、图表和方程式),重点是静力试验部分。对动力试验的随机振动数据处理仅作一般了解。掌握混凝土结构的强度、变形和抗裂性能等性能评定方法。对结构抗震性能和抗震能力的分析评定作一般了解。
三、课程教学基本内容
(一) 静态电阻应变仪和机械仪表的使用方法和试验技术。
要求学生正确掌握结构试验常用的静态电阻应变仪和机械式仪表的使用方法和试验技术。
(二) 钢桁架(或钢筋混凝土梁、板)的静力试验
要求学生结合课程作业进行结构试验设计,通过实验掌握结构试验工作的全过程。
(三) 动态量测仪器的使用和振动测量
要求学生正确掌握动态电阻应变仪、各类测振传感器和记录仪器的使用方法和试验技术。
(四) 混凝土结构的非破损试验技术
要求学生掌握回弹法、超声法的试验技术与评定方法。
四、实验内容
(1) 电阻应变片粘贴技术;
(2) 静态电阻应变仪操作试验;
(3) 电阻应变片灵敏系数K的测定;
(4) 动态电阻应变仪与(X-Y)函数记录仪连机使用;
(5) 简支钢桁架静应变测量;
(6) 混凝土结构的非破损试验,回弹法、超声法的试验技术与评定方法。
五、学分及学时分配
学分:1.5 学时:32(授课学时∶20,实验学时∶12)
六、参考书目
1 “建筑结构试验”王娴明编著,清华大学出版社
2 “建筑结构试验指导”王济川编,中国建筑工业出版社
3 “实验应力分析”傅梦蘧等,知识出版社