结构动载试验(第8讲)朱晶讲稿XXXX930(1)

1、1 各种类型的工程结构，在实际使用过各种类型的工程结构，在实际使用过程中除了承受静荷载作用外，常常还要受程中除了承受静荷载作用外，常常还要受各种各种动荷载动荷载作用。如作用。如地震作用地震作用、风振动作风振动作用用、大型机械设备运转产生的、大型机械设备运转产生的振动振动和和冲击冲击作用、作用、核爆炸核爆炸等产生的瞬时冲击作用等，等产生的瞬时冲击作用等，因此，需要研究这些因此，需要研究这些动荷载动荷载对工程结构的对工程结构的影响，以达到在结构设计时影响，以达到在结构设计时消除消除或或减小减小动动荷载不利影响的目的。荷载不利影响的目的。 23 研究振动的目的就是消除或减少不利的振动，研究振动的目的

2、就是消除或减少不利的振动，合理利用振动效应为我们服务。合理利用振动效应为我们服务。45678 框架结构 91011n4.2 4.2 动载试验的仪器仪表动载试验的仪器仪表n一、动态信号测试基本概念n量测动态信号的基本原理与量测静态信号的基本原理有相同之处。 图4.5 动态信号量测系统组成12n二、结构动载试验中的传感器图4.6 测振传感器力学原理13v（1）冲击力加载n图4.7 用张拉突卸法对结构施加冲击力荷载n1.结构物 2.钢拉杆 3.保护索 4.钢丝绳 5.绞车 6.实验模型 7.钢丝 8.滑轮 9.支架 10.重物 11.减振垫层三、结构动载试验的加载设备与方法1. 惯性冲击力加载14n

3、（2） 离心力加载n图3.6 机械式激振器的原理图15n（3） 直线位移惯性力加载v图3.7 直线位移惯性力加载系统16图3.8 电磁振动台组成系统图1.信号发生器 2.自动控制仪 3.功率放大器 4.电磁激振器 5.振动台台面 6.测振传感器 7.记录系统 8.试件 9.台坐n2、 电磁加载n电磁式振动台17n4.3 4.3 结构振动测试结构振动测试n结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率、结构动力特性是结构固有的特性，包括固有频率、阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材料阻尼、振型。它们只与结构的质量、刚度和材料有关。有关。n结构振动测试的目的是：结构振动测试的目的是：n1、通过振动

4、测试，掌握结构的动力特性，为结、通过振动测试，掌握结构的动力特性，为结构动力分析和结构动力设计提供试验依据。构动力分析和结构动力设计提供试验依据。n2、通过结构振动测试，掌握作用在结构上的动、通过结构振动测试，掌握作用在结构上的动荷载特性。荷载特性。n3、采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断、采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断和健康监控。和健康监控。18一、 方法1. 自由振动法 2. 强迫振动法 3. 随机荷载激振法图3.9 有阻尼自由振动衰减曲线图3.10 结构受强迫振动时的共振曲线19 04.11.22晚23时至23日6时, 华科大工程结构检测中心人员对海南省海口和平桥进行了一次全

5、方位“体检”动静载试验。动载试验含脉动、跑车、刹车、跳车4项内容。刹车试验中,试验车辆在通过桥一定断面时突然刹车,通过此方式来采集当时桥梁反应,包括桥梁上、下部结构的反应。 试验前技术员已在桥底设置100多个传感器和应变计。桥上中间一侧的人行道上,密密麻麻布满了连着桥底感应器和应变计的一些黑色线。 实验车队排成一条长龙 20图3.11 有阻尼自由振动波形图21图3.12 无零线的有阻尼自由振动波形图22图3.13 动力系数曲线图23n4.4 4.4 结构抗震试验结构抗震试验一、 周期性动力荷载试验的加载制度 1. 强迫振动共振加载。 2. 有控制的逐级动力反应测试试验。二、 非周期性动力荷载试

6、验的加载设计 1. 地震模拟振动台动力反应测试试验的荷载设计。 2. 人工地震模拟动力荷载测试试验的荷载设计。 3. 对于天然地震，则是在频繁发生地震的地区等待 天然地震对结构的动力影响。24 三、 强震观测 地震发生时，用仪器观测地面运动的过程和建筑物的动力反应。结构物在强震过程中的振动记录。自动触发启动，蓄电池供电【美国洛衫矶】凡新建六层以上、面积超过6000平方英尺的建筑物必须设置强震仪3台。【杨浦大桥和金茂大厦】已安装了强震记录网络，仅金茂就安装了6台。上海计划在十五期间普及更多，通过立法，达到10层以上的建筑都安装。【浦东机场深井群】安放了深度不同的地震记录仪,最浅30米,最深300

7、多米,其他还有50米、100多米及200多米,这些井群可测量到不同深度接收到的不同地震波强度。25表4.1 伪静力试验与拟动力试验的比较v(1) 伪静力试验和拟动力试验四、 伪静力试验与拟动力试验的加载制度 为了求得结构抗震基本性能，评定结构抗震能力而做的试验。26v(2) 伪静力试验(亦称低周反复荷载试验)加载方法va)控制位移加载法：v变幅加载；等幅加载；混合加载图3.14 单向控制位移的 图3.15 单向控制位移的等变幅加载制度 幅加载制度27图3.16 控制位移的变幅等幅混合加载制度图3.17一种专门设计的变幅等幅混合加载制度28vb) 控制作用力加载法v注明：力控制加载是在加载过程中

8、，以力作为控制值，按照一定的力幅值进行循环加载。因为时间屈服后难以控制加载的力，所以这种加载制度较少单独使用。v图3.18 控制作用力的加载方案29nc) 控制作用力和控制位移的混合加载法n 试验装置n图3. 19 几种典型的伪静力试验加载装置30图3.20几种典型的伪静力试验加载装置v(3) 拟动力试验加载方法31图3.21 计算机数值分析控制试验加载（联机试验系统原理图）32n3.5 3.5 结构疲劳试验结构疲劳试验n 结构物或构件在重复荷载作用下，达到破坏时的应力比其静力强度要低得多。这种现象称为疲劳。n试验目的：了解重复荷载作用下，结构的性能及其变化规律。 v图3.22 疲劳应力与荷载

9、 次数关系图33 一、 疲劳测试项目 1 鉴定性试验 抗裂性及开裂荷载 裂缝宽度及发展 最大挠度及其变化幅度 疲劳强度 2 科研性疲劳试验 各阶段截面应力分布状况，中和轴变化规律 抗裂性及开裂荷载 裂缝宽度、长度、间距及发展 最大挠度及其变化规律 疲劳强度的确定 破坏特征分析34二、疲劳测试荷载 1 .疲劳测试荷载取值上限荷载：最大标准荷载最不利组合下产生的弯距计算下限荷载：根据疲劳试验设备的要求而定。国内多采用等幅匀速荷载国内多采用等幅匀速荷载图3.23等幅匀速荷载35n 2. 疲劳测试的荷载频率 荷载频率影响材料的塑性变形和徐变，频率过高对试验设施有影响，使构件在实际工作时受力状态一致，构

10、件与荷载架不能发生共振。 荷载频率与结构固有频率之比应满足： 3. 疲劳循环次数 经受所确定控制次数的疲劳荷载作用后，其抗裂性、刚度、强度等必须满足规范中有关规定。 中级制吊车梁 重级制吊车梁36图3.24 疲劳测试步骤示意三、 疲劳测试程序 1. 加载程序可归纳为两种；为求得疲劳极限而对构件从头到尾施加重复荷载；静荷载与疲劳荷载交替施加。 372.疲劳试验过程中要进行的四种形式试验（1）预加载：预加载值为最大荷载的20%，以消除支座等连接件之间的不良接触，检查仪器工作是否正常。（2）静载试验：静载试验的最大荷载按正常使用的最不利组合选取。试验方法按结构静载试验各章介绍的方法进行，观测项目可适

11、当简化。在正常情况下，如果出现裂缝，应与静载试验一样描述裂缝开裂情况。38（3）疲劳试验：首先调整最大、最小荷载，待稳定后开始记数，直到需做静载试验的次数。在运行过程中，需要做动态挠度与动应变测量。（4）破坏试验：构件在达到要求的疲劳次数后，一般需做破坏试验。这时加载情况有两种：第一种加载情况是继续做疲劳试验直至破坏，构件出现疲劳极限标志，得出疲劳荷载的极限次数，这需要很长时间，甚至构件不能破坏；第二种是做静载破坏试验，得到疲劳后的承载力极限荷载。393受弯构件的疲劳破坏标志（1）正截面疲劳破坏标志：纵向主筋疲劳断裂，这是当配筋率正常或较底时可能发生的；受压区混凝土疲劳破坏，这是当配筋率过高或

12、倒T形截面时可能发生的。（2）斜截面疲劳破坏标志：与临界斜裂缝相交的腹筋疲劳断裂，这是当腹筋配筋率正常或较低时可能发生的；混凝土剪压疲劳破坏，这是当腹筋配筋率很高时可能发生的；与临界斜裂缝相交的主筋疲劳断裂，这是当纵向配筋率较底时可能发生的。（3）钢筋与混凝土锚固疲劳破坏：这种情况常发生在采用热处理钢筋、冷拔低碳钢丝、钢绞线配筋的预应力混凝土结构中。 40第第5 5章章 结构动载试验结构动载试验5.1 概述应用：应用： 评定结构构件的质量。评定结构构件的质量。 诊断已建结构构件的承载能力和耐久性，诊断已建结构构件的承载能力和耐久性，评定已建结构的可靠度等级和估算剩余寿命。评定已建结构的可靠度等

13、级和估算剩余寿命。 加强施工管理，控制饰工进度。加强施工管理，控制饰工进度。 41一、混凝土强度的非破损检测技术 n回弹法回弹法n超声法超声法n回弹超声综合法回弹超声综合法n钻芯法钻芯法n拔出法拔出法局部破损检测技术局部破损检测技术非破损检测技术非破损检测技术5.2 混凝土结构的非破损检测技术42回回弹弹法法1 1、回弹法的基本原理、回弹法的基本原理 ：n定义：定义： 采用采用回弹仪回弹仪弹击混凝土表面，测量混凝土弹击混凝土表面，测量混凝土的表面硬度（用回弹值表示）来推算其抗压强度。的表面硬度（用回弹值表示）来推算其抗压强度。n原理：原理：利用弹性模量和强度之间的相关性利用弹性模量和强度之间的

14、相关性。回弹法。回弹法测定混凝土强度均采用试验归纳法，建立混凝土强度测定混凝土强度均采用试验归纳法，建立混凝土强度与回弹值与回弹值R R之间的一元回归公式，或建立混凝土强度之间的一元回归公式，或建立混凝土强度与回弹值与回弹值R R及主要影响因素（如混凝土表面的碳化深及主要影响因素（如混凝土表面的碳化深度度d) d)之间的二元回归公式。之间的二元回归公式。 回弹法适合于龄期为回弹法适合于龄期为14 141000d1000d，抗压强度为，抗压强度为10 1060MPa60MPa的混凝土强度的检测。的混凝土强度的检测。 43回弹仪构造图回弹仪构造图图5.1回弹仪构造图1-试验构件表面；2-弹击杆；3

15、-拉力弹簧；4-套筒；5-重锤；6-指针；7-刻度尺；8-导杆；9-压力弹簧；10-调整螺丝；11-按钮；12-挂钩44n回弹值回弹值%100 LLN混凝土强度混凝土强度ccufmCdBmccuARf10 式中：式中： 弹击弹簧的初始拉伸长度；弹击弹簧的初始拉伸长度； 重锤反弹位置或重锤回弹时弹簧的拉伸长度重锤反弹位置或重锤回弹时弹簧的拉伸长度。 LL 式中：式中： 某测区混凝上的强度换算值；某测区混凝上的强度换算值； 该区平均回弹值；该区平均回弹值； 该区平均碳化深度；该区平均碳化深度； A A，B B，CC常数项，按原材料条件等因宝不同而变化。常数项，按原材料条件等因宝不同而变化。ccuf

16、mdmR回回弹弹法法452、 检测技术 单个检测：单个检测：适用于单个结构或构件的检测；适用于单个结构或构件的检测； 批量检测：批量检测： 适用于在相同的生产工艺条件下，强度等适用于在相同的生产工艺条件下，强度等级相同，原材料、配合比、条件养护基本一致级相同，原材料、配合比、条件养护基本一致且龄期相近的同类结构或构件。且龄期相近的同类结构或构件。按批进行检测的构件，抽检数量不得少按批进行检测的构件，抽检数量不得少于同批构件总数的于同批构件总数的3030且构件数不得少于且构件数不得少于10 10件。件。此外，抽检构件时，应严格遵守此外，抽检构件时，应严格遵守“随机随机”抽样抽样的原则，并使所选构

17、件具有代表性。的原则，并使所选构件具有代表性。回回弹弹法法46n测区布置：测区布置：n 测区数量测区数量：每一结构或构件其测区数量应不：每一结构或构件其测区数量应不少于少于10 10个，对于某一方向尺寸小于个，对于某一方向尺寸小于4.5m4.5m且另一方且另一方向尺寸小于向尺寸小于0.3m0.3m的构件，其测区数量可适当减少，的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于但不应少于5 5个。测区的大小不宜大于个。测区的大小不宜大于0.04m0.04m2 2 ，一，一般取为般取为4X44X4的网格，网格大小为的网格，网格大小为50mmX50mm50mmX50mm。n 测区间距测区间距：相邻两测区的间距

18、应控制在：相邻两测区的间距应控制在2m2m以以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于于0.5m0.5m，且不宜小于，且不宜小于0.2m. 0.2m. 2、 检测技术 回回弹弹法法47n 测区布置测区布置n 测区位置测区位置：测区应优先考虑布置在混凝土浇筑的：测区应优先考虑布置在混凝土浇筑的侧侧面面。不能满足时，则可选在混凝土浇筑的。不能满足时，则可选在混凝土浇筑的表面或底面表面或底面。测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。在结构或构件的测面上，且应均匀分布。在结构或构

19、件的受力部位、薄受力部位、薄弱部位以及容易产生缺陷的部位弱部位以及容易产生缺陷的部位，必须布置测区，并应，必须布置测区，并应避开预埋件。避开预埋件。n 测区表面测区表面：测区表面应清洁、平整、干燥，不应有：测区表面应清洁、平整、干燥，不应有接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢和蜂窝麻面等。必接缝、饰面层、粉刷层、浮浆、油垢和蜂窝麻面等。必要时可采用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉要时可采用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉末或碎屑。末或碎屑。2、 检测技术 回回弹弹法法48n 回弹值测量回弹值测量: : 检测时，回弹仪应始终垂直于结构或构件的混凝土检测面，缓慢施压，准确读数，快速复位。测

20、点在测区内均匀布置，测点间距不宜小于20mm。测点距外露钢筋、预埋件的距离不小于30mm。测点不应在气孔或外露石子上，同一测点只允许弹击一次。每一测区应记取16个回弹值，每一测点的回弹值读数估读至l。对体积小、刚度差以及测试部位的厚度小于l00mm的构件，测试时应设置支撑，加以固定，防止产生颤动，影响量测精度。2、 检测技术 回回弹弹法法49n 碳化深度测量 回弹值测完后，在有代表性的位置选择不回弹值测完后，在有代表性的位置选择不少于构件测区数的少于构件测区数的3030测量碳化深度，取平均测量碳化深度，取平均值作为碳化深度值。当碳化深度的最大最小值值作为碳化深度值。当碳化深度的最大最小值相差超

21、过相差超过2.0mm2.0mm时，应对所有测区的碳化深度时，应对所有测区的碳化深度进行测量。进行测量。 测量碳化深度值时，在测区表面钻直径约测量碳化深度值时，在测区表面钻直径约为为15mm15mm的孔洞，深度大于混凝土碳化深度。的孔洞，深度大于混凝土碳化深度。 测测量次数至少量次数至少3 3次，取其平均值作为该测区混凝次，取其平均值作为该测区混凝土的碳化深度值，每次量测读数精确至土的碳化深度值，每次量测读数精确至0. 5mm0. 5mm。2、 检测技术 回回弹弹法法503、 数据处理 n 回弹值的计算计算测区平均回弹值时，应从该测区的计算测区平均回弹值时，应从该测区的16 16个个测点的回弹值

22、中分别剔除测点的回弹值中分别剔除3 3个最大值和个最大值和3 3个最小值，个最小值，然后把余下的然后把余下的10 10个回弹值取平均值个回弹值取平均值 。回回弹弹法法1 011 0iimRR51n 回弹值修正 回弹值修正主要有非水平方向检测和非混凝土浇筑侧面的修正。 回弹仪非水平方向检测混凝土浇筑侧面时，应按回弹法检测混凝土抗压强度技术规程)(JGJ/T23-2001)附录表对回弹值进行测试角度的修正； 水平方向检测非混凝土的浇筑顶面或底面时，应按回弹法检测混凝土抗压强度技术规程(JGJ/T 23-2001)附录表进行非浇筑侧面修正。 3、 数据处理 回回弹弹法法52n 回弹值修正如果既是非水

23、平方向又是非混凝土浇筑侧面，则应先进行回弹值测试角度修正，然后再对修正后的回弹值进行非浇筑侧面修正。 3、 数据处理 回回弹弹法法53n 碳化深度值的计算 每一测区的碳化深度平均值按下式计算：每一测区的碳化深度平均值按下式计算：当当d dm m 0. 5mm 6mm, 6mm,则按则按d dm m = 6mm= 6mm计算。计算。 3、 数据处理 回回弹弹法法1niimddn544、混凝土强度评定 n测区混凝土强度值的计算 混凝土强度换算值按混凝土强度换算值按回弹法检测混凝土抗压强度回弹法检测混凝土抗压强度技术规程所求得的平均回弹值技术规程所求得的平均回弹值R Rm m及平均碳化深度及平均碳化

24、深度d dm m，由，由规程规程附录附录A A的测区混凝土强度表查表得出。的测区混凝土强度表查表得出。 有地区或专用测强曲线时，应按地区或专用测强曲有地区或专用测强曲线时，应按地区或专用测强曲线换算得出。当强度高于线换算得出。当强度高于60MPa60MPa或低于或低于lOlOMPaMPa，附录表，附录表A A查不出时，可记为查不出时，可记为 50MPa50MPa或或 l0l0MPaMPa，表中未列，表中未列出的测区强度值可用内插法求得。出的测区强度值可用内插法求得。 当检测条件与测强曲线的使用条件有较大差异时，当检测条件与测强曲线的使用条件有较大差异时，采用数量不少于采用数量不少于6 6个的相

25、同条件试件或钻取混凝土芯样个的相同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正。钻取芯样时，每个部位应钻取一个芯样。计进行修正。钻取芯样时，每个部位应钻取一个芯样。计算时，测区混凝土强度换算值乘以修正系数算时，测区混凝土强度换算值乘以修正系数cucfcucf回回弹弹法法55n 结构或构件的测区混凝土强度平均值 结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的结构或构件的测区混凝土强度平均值可根据各测区的混凝土强度换算值计算。当测区为混凝土强度换算值计算。当测区为10 10个以上时个以上时, , 尚应计算尚应计算强度标准差。结构或构件混凝土的测区强度平均值及标强度标准差。结构或构件混凝土的测区强度平均值及标准

26、差按下列公式计算：准差按下列公式计算： 4、混凝土强度评定 回回弹弹法法56n结构或构件混凝土强度推定值 fcu,e当该结构或构件的测区数量少于当该结构或构件的测区数量少于10 10个时，个时，以构件中最小测区强度值作为该构件的混凝土以构件中最小测区强度值作为该构件的混凝土强度推定值。强度推定值。当该结构或构件的测区数量不少于当该结构或构件的测区数量不少于10 10个或个或批量检测时，则按下列公式计算的计算值作为批量检测时，则按下列公式计算的计算值作为结构或构件的混凝土强度推定值：结构或构件的混凝土强度推定值： 4、混凝土强度评定 回回弹弹法法57基本原理超声波是一种频率超过超声波是一种频率超

27、过20kHz20kHz的机械波，一般由的机械波，一般由高频电振荡激励换能器中的压电晶体产生。超声波的高频电振荡激励换能器中的压电晶体产生。超声波的检测技术，就是基于测量超声波在混凝土当中的传播检测技术，就是基于测量超声波在混凝土当中的传播速度。速度。 根据弹性力学理论，超声波在混凝土中的传播速根据弹性力学理论，超声波在混凝土中的传播速度与混凝土的弹性模量、材料密度的关系为：度与混凝土的弹性模量、材料密度的关系为： 超声法法111 2dEvvvv58 测试步骤n检测系统：混凝土超声检测使用非金属超声检测仪，超声波的工作频率在1MHz以下，一般采用50l00kHz。还需要钢筋定位仪定出钢筋位置。n

28、测区布置：应布置在混凝土浇筑侧面，测区的间距不宜大于2m；测区宜避开钢筋密集区和预埋铁件；测试表面应清洁平整、干燥，无缺陷和无装饰面层，如有杂物粉尘应清除。 超声法法59n 超声检测：在每个测区内的相对测试面上，应布置三个测点，且每对发射换能器和接收换能器应在同一轴线上，使每对测点的测距最短，测得每对测点的声时t1、t2、 t3。测试时必须保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合（如采用黄油、凡士林、石膏浆等），以减少声能的反射损耗。 测试步骤超声法法60 当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应作修正：速值应作修正： 超声法法avv61n强度推定：

29、根据各测区超声波速度检测值，按率定的 v曲线取得对应测区的混凝土强度值，并推定结构混凝土的强度。 cucf超声法法62 超声法和回弹法两种单一测强方法的综合应用，以超声波速度和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。超声波在混凝土材料中的传播速度反映了材料的弹性性质。 回弹法的回弹值反映了混凝土的弹性性质。当采用超声和回弹综合法时，既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性；既能反映混凝土的表层状态，又能反映混凝土的内部构造。这样可以较为确切地反映混凝土的强度。 超声回弹综合法法63 使用专用的取芯钻机，从被检测结构或使用专用的取芯钻机，从被检测结构或构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样

30、，并构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据芯样的抗压试验结果推定混凝土的抗根据芯样的抗压试验结果推定混凝土的抗压强度。压强度。 直观、结果可靠，直观、结果可靠，适用于混凝土适用于混凝土强度等级大于强度等级大于C10C10的结构的混凝土强度的检的结构的混凝土强度的检测评定。测评定。钻芯法 641、芯样钻取n取样设备：钻取芯样采用专门的电动钻芯机，钻头为金刚石或人造金刚石薄壁空心钻头钻取芯样时，应采用冷却水冷却钻头和排除混凝土料屑。芯样位置：钻取芯样应在结构或构件受力较小和混凝土强度质量具有代表性的部位，应避开主筋、预埋件和管线的位置，并尽量避开其他钢筋。用钻芯法与其他非破损检测方法综合测定混凝

31、土强度时，芯样应与非破损法取自同一测区。 钻芯法 65n芯样数量：芯样数量：单个构件检测时，每个构件的钻芯数量单个构件检测时，每个构件的钻芯数量不应少于不应少于3 3个；对于较小的构件，钻芯数量可取个；对于较小的构件，钻芯数量可取2 2个。个。对构件的局部区域进行检测时，取芯位置和数量可由对构件的局部区域进行检测时，取芯位置和数量可由已知质量薄弱部位的大小决定，检测结果仅代表取芯已知质量薄弱部位的大小决定，检测结果仅代表取芯位置处的混凝土质量位置处的混凝土质量 。n芯样要求：芯样要求：芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的芯样直径一般不宜小于骨料最大粒径的3 3倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径

32、的倍，在任何情况下不得小于骨料最大粒径的2 2倍。芯倍。芯样直径为样直径为l00mml00mm或或150mm150mm，芯样抗压试件的高度和直径之，芯样抗压试件的高度和直径之比应在比应在1-21-2的范围内。芯样试件内不应含有钢筋，的范围内。芯样试件内不应含有钢筋， 如不如不能满足，则每个芯样内最多只允许含有两根直径小于能满足，则每个芯样内最多只允许含有两根直径小于10mm10mm的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出的钢筋，且钢筋应与芯样轴线基本垂直并不得露出端面端面 1、芯样钻取钻芯法 662、芯样加工 芯样端面不平整会导致应力集中和实测芯样端面不平整会导致应力集中和实测强度偏低，故

33、必须保证芯样端面平整度和垂强度偏低，故必须保证芯样端面平整度和垂直度。经加工后的芯样试件，芯样尺寸和外直度。经加工后的芯样试件，芯样尺寸和外观质量应满足：观质量应满足：芯样高度偏差小于005d (d为芯样平均直径）；沿芯样高度任一直径与平均直径相差小于2mm。芯样端面的不平整度在l00mm长度范围内不超过0.1 mm。芯样端面与轴线的不垂直度小于20。芯样不应有裂纹。 钻芯法 673、芯样试验及强度推定n 芯样抗压试验 芯样试件宜在与被检测结构或构件混凝芯样试件宜在与被检测结构或构件混凝土湿度基本一致的条件下进行抗压试验。如土湿度基本一致的条件下进行抗压试验。如结构工作条件比较干燥，芯样在受压

34、前应在结构工作条件比较干燥，芯样在受压前应在室内自然干燥室内自然干燥3d3d，以自然千燥状态进行试验。，以自然千燥状态进行试验。如结构工作条件比较潮湿，则芯样应在如结构工作条件比较潮湿，则芯样应在2020士士55的清水中浸泡的清水中浸泡40-48h40-48h，从水中取出后进行，从水中取出后进行抗压试验。抗压试验。钻芯法 68 混凝土强度推定混凝土强度推定 钻芯法检测混凝土强度技术规程钻芯法检测混凝土强度技术规程规定，以规定，以直径直径l00mml00mm或或150mm,150mm,高径比高径比h/d=1h/d=1的圆柱体芯样试件的的圆柱体芯样试件的抗压测试值，其与边长为抗压测试值，其与边长为

35、150mm150mm的立方体试块强度的立方体试块强度基本上是一致的，因此可直接作为混凝土的强度基本上是一致的，因此可直接作为混凝土的强度换算值。换算值。 对于单个构件或单个构件的局部区域，取芯样对于单个构件或单个构件的局部区域，取芯样试件混凝土换算强度中的最小值作为结构混凝土试件混凝土换算强度中的最小值作为结构混凝土强度的代表值。强度的代表值。3、芯样试验及强度推定钻芯法 69 拔出法是在浇筑混凝土之前预埋金属锚固件（拔出法是在浇筑混凝土之前预埋金属锚固件（预预埋拔出法埋拔出法），或是在已经硬化的混凝土构件上钻孔埋），或是在已经硬化的混凝土构件上钻孔埋人金属锚固件（人金属锚固件（后装拔出法后装

36、拔出法），然后采用拔出仪测试），然后采用拔出仪测试锚固件从硬化混凝土中被拔出时的极限拔出力，根据锚固件从硬化混凝土中被拔出时的极限拔出力，根据预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推算预先建立的拔出力与混凝土强度之间的相关关系推算混凝土的抗压强度。检测结果可靠性较高。混凝土的抗压强度。检测结果可靠性较高。 预埋拔出法主要用于新建结构混凝土质量的控制，预埋拔出法主要用于新建结构混凝土质量的控制，使用受到限制。而后装拔出法在新旧结构或构件中均使用受到限制。而后装拔出法在新旧结构或构件中均可使用，已获得国际国内的广泛承认。在我国也得到可使用，已获得国际国内的广泛承认。在我国也得到了广泛采用，并已

37、经颁布了广泛采用，并已经颁布后装拔出法检测混凝土强后装拔出法检测混凝土强度技术规程度技术规程。 拔出法1、基本原理70二、混凝土内部缺陷的超声波检测技术 n混凝土裂缝检测 n混凝内部空洞缺陷检测 n混凝土表面损伤检测 71（1 1）施工原因，例如，振捣不足、钢筋网过密而骨料最大）施工原因，例如，振捣不足、钢筋网过密而骨料最大粒径选择不当、模板漏浆等所造成的内部孔洞、不密实区、粒径选择不当、模板漏浆等所造成的内部孔洞、不密实区、蜂窝及保护层不足、钢筋外露等；蜂窝及保护层不足、钢筋外露等； （2 2）由于混凝土非外力作用形成的裂缝，例如，在大体积）由于混凝土非外力作用形成的裂缝，例如，在大体积混凝

38、土中因水泥水化热积蓄过多，在凝固及散热过程中的不混凝土中因水泥水化热积蓄过多，在凝固及散热过程中的不均匀收缩而造成的温度裂缝，混凝土干缩及碳化收缩所造成均匀收缩而造成的温度裂缝，混凝土干缩及碳化收缩所造成的裂缝；的裂缝； （3 3）长期在腐蚀介质或冻融作用下由表及里的层状疏松；）长期在腐蚀介质或冻融作用下由表及里的层状疏松； （4 4）受外力作用所产生的裂缝，例如因龄期不足即行吊装）受外力作用所产生的裂缝，例如因龄期不足即行吊装而产生的吊装裂缝等。而产生的吊装裂缝等。 问题：在混凝土结构物的施工及使用过程中，缺陷和问题：在混凝土结构物的施工及使用过程中，缺陷和损伤的原因？损伤的原因？72 混凝

39、土裂缝检测浅裂缝检测 对于结构混凝土开裂深度对于结构混凝土开裂深度500mm500mm的裂缝，可用的裂缝，可用平测平测法法或或斜测法斜测法进行检测。进行检测。平测法：平测法：1220 iiicittld式中： 第i次测的裂缝深度（mm） ， 分别代表测距为 时不跨缝和跨缝量测的声时值； 第i次测的超声传播距（mm）cid0ititilil双面斜测法：双面斜测法： 当结构的裂缝部位有两个相互平当结构的裂缝部位有两个相互平行的测试表面时可采用斜测桧检测。行的测试表面时可采用斜测桧检测。 两个换能器分别设置于对应表面。两个换能器分别设置于对应表面。 当两换能器连线通过裂缝时，则接收当两换能器连线通过

40、裂缝时，则接收信号的波幅和频率明显降低，信号的波幅和频率明显降低， 可以判可以判定裂缝的深度是否在贯通定裂缝的深度是否在贯通73深裂缝检测 对于在大体积混凝土中预计深度在对于在大体积混凝土中预计深度在500mm500mm以上深裂以上深裂缝，可采用钻孔探测。缝，可采用钻孔探测。74混凝内部空洞缺陷检测 超声检检测混凝土内部的不密实区域 或空洞是根据各测点的声时（或声速）、波幅或频率值的相对变化。确定异常测点的座标位置，从而判定缺陷的范围。对测法：对测法：当结构具有两对互相平行的测试面时采用，在测区的两对相互平行的测试面上。分别画间距为20030born的网格，确定测点的位置。斜测法：斜测法：对于

41、只有一对相互平行的测试面采用，在测区的两个相互平行的测试面上，分别画出交叉测试的两组测点位置。钻孔法：钻孔法：当结构测试距离较大时，可在测区的适当部位钻出平行于结构侧面的测试孔 75混凝土表面损伤检测76三、混凝土结构钢筋检测主要检测内容：n钢筋位置和保护层厚度保护层厚度检测检测 n钢筋锈蚀检测 钢筋材质检测77 钢筋位置和保护层厚度保护层厚度检测 测定钢筋位置测定钢筋位置查明实际配筋情况查明实际配筋情况 测定保护层厚度测定保护层厚度 确定构件的耐久性确定构件的耐久性 仪器：仪器：磁感仪磁感仪适用范围：适用范围： 配筋稀疏、配筋稀疏、 保保 护层不太厚护层不太厚 的钢筋的的钢筋的检测。钢筋布置

42、在同检测。钢筋布置在同一平面或在不同平面一平面或在不同平面内且距离较大时，才内且距离较大时，才能取得比较满意的结能取得比较满意的结果。果。 78 钢筋锈蚀检测钢筋锈蚀检测检测方法：检测方法： 电位差法电位差法 基本原理：基本原理：钢筋锈蚀将钢筋锈蚀将引起腐蚀电流，使电位引起腐蚀电流，使电位发生变化。发生变化。 试验证明：试验证明：电位差为电位差为正正值，钢筋值，钢筋无锈蚀无锈蚀；电位；电位差为差为负负值，钢筋值，钢筋有锈蚀有锈蚀可能，负值越大，表明可能，负值越大，表明钢筋锈蚀程度愈严重钢筋锈蚀程度愈严重。79n5.3 钢结构检测n一、钢结构缺陷 二、钢材强度测定n【钢材硬度】指材料抵抗其它物体

43、压n 入其表面的能力。n【硬度表述方法】布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度。n【布氏硬度计】可测定钢材，铸铁等黑n色金属和有色 金属的布氏硬度值及钢的n抗拉强度。nHB,HS分别为钢材和标准试件的布氏n 硬度，其中HS为已知值；nf钢材抗拉强度80n 三、超声法检测钢材和焊缝缺陷脉冲反射法探伤示意图 斜向探头测缺陷位置焊缝探伤仪 快速便捷、无损伤、精确地进行工件内部焊缝、裂纹、夹杂、气孔等)多种缺陷检测、定位、评估和诊断。用于实验室和工程现场。81n5.4 砌体结构非破损检测n概述n（1）砌体结构墙体裂缝产生原因n温度裂缝n基础沉降不均匀导致的斜向裂缝n墙体承载力不促出现的与压力作用方向平行的裂缝（

44、最严重最危险）n（2）检测内容n 砂浆、块体和砌体强度（主要）82n一、原位轴压法:检测普通砖砌体的抗压强度 原位轴压法的试验装置83【安装】 墙体上开凿上下水平对齐的两条水平槽孔，安放原位压力机，两槽间相隔7皮砖，净距约430mm，槽间砌体的承压面修平整； 在上槽下表面和扁式千斤顶的顶面，均匀铺设厚10mm湿细砂垫层； 反力板置于上槽孔，扁式千斤顶置于下槽孔，并使两个承压板上下对齐； 拧紧螺母并调整其平行度，试加荷载检查测试系统是否灵敏以及上下压板和砌体受压面接触是否均匀密实，待正常后卸荷即开始测试。84【测试】 分级加荷，每级荷载约为预估破坏荷载的10%,加至预估破坏荷载的80%，连续加荷直至槽间砌体破坏(当槽间砌体裂缝急剧扩展而压力表指针明显回退时,即为槽间砌体的破坏荷载)。 将破坏荷载换算成槽间砌体的抗压强度和标准砌体抗压强度，再与设计值对比，从而判明现有砌体的真实强度。85n二、扁顶法:n1.检测普通砖强度n2.测试古建筑