第四章 建筑结构试验测试技术

第4章

建筑结构试验测试技术

4.1概述4.1.1仪器设备的分类4.1.2试验仪器仪表的主要技术性能指标（1）刻度值。（2）量程。（3）灵敏度。（4）分辨率。（5）线性度。（6）稳定性。（7）重复性。（8）频率响应。4.1.3结构试验对仪器设备的使用要求4.2电阻应变片4.2.1电阻应变片的工作原理

图4.1金属丝的电阻应变原理

1.受力前的金属丝

2.受力后的金属丝（4.1）（4.2）（4.3）图4.2电阻应变片构造示意图

1.引出线2.电阻线3.覆盖层4.基底层4.2.2电阻应变片的构造电阻应变片的主要技术指标如下；（1）电阻值R（Ω）。（2）标距l。（3）灵敏系数K。图4.3几种电阻应变片

1，2，3，7，9.箔式电阻应变片4.半导体应变片

5.丝绕式电阻应变片6.短接式电阻应变片8.焊接电阻应变片4.2.3电阻应变片的种类和粘贴方法表4.1续表图4.4惠斯登电桥的桥路图4.3应变测量4.3.1电阻应变仪测量应变1.应变仪工作原理（4.4）（4.5）（4.6）（4.7）2.桥路组成的类别（1）等臂桥路。（2）1/4电桥桥路。（3）半桥桥路。（4）全桥桥路。3.桥路读数值构成特点当ABCD顺时针标注当ABCD逆时针标注（4.8）（4.9）4.温度补偿技术（1）同一桥路具有相同的温度效应，即（2）外补桥路补偿片的荷载效应为零，即5.桥路的连接技术（4.10）表4.2续表4-2续图4.5半桥外补补一片多多补工作作原理桥桥路示意意图6.一片多补补技术的的工作原原理图4.6半桥桥路路图图4.7全桥桥路路7.应变仪半半桥与全全桥切换换技术的的工作原原理4.3.2其他方法法测量应应变1.位移方法法ε=Δl/l（4.11）2.光测法4.4传感器的的分类4.4.1传感器的的分类4.4.2传感器的的组成1.机械式传传感器机械式传传感器利利用机械械原理进进行工作作，主要要由以下下4部分组成成：（1）感受装装置。（2）转换装装置。（3）显示装装置。（4）附属装装置。2.电测传感感器电测传感感器主要要由以下下4部分组成成：（1）感受装装置。（2）转换装装置。（3）传输装装置。（4）附属装装置。3.其他传感感器图4.8几种测力力计及传传感器4.5常用传感感设备4.5.1测力传感感器图4.9几种常用用位移传传感器构构造原理理图1.测杆2.外壳3.弹簧4.电阻应变变片5.电阻丝6.线圈7.电缆4.5.2线位移传传感器图4.10倾角传感感器示意意图1.长水准管管2.水准泡3.读数盘4.测微轮5.试件6.圆水准器器7.电阻应变变片8.质量块4.5.3倾角传感感器图4.11应变片或或导电漆漆膜观测测裂缝示示意图4.5.4裂缝观测测仪图4.12测振传感感器力学学原理4.5.5测振传感感器1.测振传感感器工作作原理（4.12）（4.13）（4.14）（4.15）（4.16）（4.17）图4.13幅频特性性曲线图图4.14相频特性性曲线2.传感器的的频率特特性（4.18）图4.15加速度传传感器的的幅频特特性曲线线（4.19）（4.20）（4.21）图4.16磁电式速速度传感感器1.信号输出出2.线圈3.磁钢4.阻尼器5.弹簧片3.磁电式速速度传感感器图4.17摆式传感感器1.弹簧2.信号输出出3.线圈4.磁钢5.外壳（4.22）图4.18加速度传传感器原原理1.外壳2.硬弹簧3.质量块4.压电晶体体4.压电式加加速度传传感器（1）灵敏度度。（2）安装谐谐振频率率。（3）频率响响应。（4）横向灵灵敏度比比。（5）幅值范范围。图4.19X-Y记录仪工工作原理理1.传感器2.桥盒3.应变仪4.电源5.绘图笔6.大车7.小车8.记录仪4.6试验记录录方法4.6.1概况4.6.2X-Y记录仪图4.20光线示波波器的工工作原理理1.张丝2.线圈3.磁场4.镜片5.光源6.输入线7.记录线8.频闪灯4.6.3光线示波波器图4.21直接记录录式磁带带记录仪仪原理图图4.6.4磁带记录录仪4.6.5数据采集集系统1.数据采集集系统的的组成图4.22组合式数数据采集集系统的的组成图4.23数据流通通过程2.数据采集集过程analogsignals模拟信号号数字信号号digitalsignals图4.24回弹原理理示意图图4.7建筑结构构现场测测试技术术4.7.1混凝土结结构现场场检测试试验1.回弹法检检测混凝凝土强度度（1）回弹法法的基本本原理。。（2）回弹值值与强度度值的关关系。直线方程程幂函数方方程抛物线方方程二元方程程（3）测试方方法。（4）数据处处理。图4.25混凝土超超声波检检测系统统2.超声脉冲冲法检测测混凝土土强度指数函数数方程幂函数方方程抛物线方方程测区声波波传播速速度，，其其中，3.超声回弹弹综合法法检测混混凝土强强度平面型方方程曲面型方方程4.钻芯法检检测混凝凝土强度度表4.3芯样试件件混凝土土强度的的换算系系数5.拔出法检检测混凝凝土强度度6.超声法检检测混凝凝土缺陷陷（1）混凝土土裂缝检检测。图4.26平测法检检测裂缝缝深度图图4.27斜测法检检测裂缝缝深度图4.28钻孔检测测裂缝深深度图4.29裂缝d-A坐标图4.30混凝土缺缺陷对测测图4.31混凝土缺缺陷检测测钻孔法法

测点点布置（2）混凝土土内部空空洞缺陷陷的检测测。图4.32混凝土内内部空洞尺寸估估算图4.33平测法检检测混凝凝土表层层损伤厚厚度图4.34混凝土表表层损伤伤““时-距”图（3）混凝土土表层损损伤的检检测。图4.35钢筋影响响感应电电流示意意图7.混凝土结结构钢筋筋位置和和钢筋锈锈蚀的检检测（1）钢筋位位置的检检测。图4.36钢筋锈蚀蚀测试仪仪原理图图1.毫伏表2.铜棒电极极3.硫酸铜饱饱和溶液液4.多孔接头头5.钢筋（2）钢筋锈锈蚀的检检测。表4.4钢筋锈蚀蚀状况的的判别标标准8.冲击回波波法检测测混凝土土内部缺缺陷及厚厚度长期以来来，人们们一直寻寻求以声声波反射射（回波波）的方方法来探探测混凝凝土内部部缺陷。。这种方方法有以以下优点点：（1）可单面面测试，，扩大应应用范围围；（2）可获得得缺陷明明确的反反射信号号，直观观，测一一点即可可判断一一点；（3）勿需丈丈量测距距，测试试方便；；（4）可以很很方便的的测量结结构厚度度。9.雷达法检检测技术术雷达波检检测具有有如下的的技术特特点：（1）对混凝凝土有较较强的穿穿透能力力，可测测较大深深度。（2）可实现现非接触触探测，，可作实实时检测测，探测测速度快快。（3）以减小小波长和和增大频频率宽度度，实现现高分辨辨率的探探测。（4）微波有有极化特特性，可可确定缺缺陷的形形状和取取向。4.7.2钢管混凝凝土质量量检测4.7.3红外成像像无损检检测技术术4.7.4钢结构现现场检测测（1）钢材强强度测定定（2）超声法法检测钢钢材和焊焊缝缺陷陷图4.37脉冲反射射法探伤伤示意图图图图4.38斜向探头头测缺陷陷位置4.7.5砌体结构构现场检检测（1）砖砌体体强度的的间接测测定法1）冲击法法。单位功的的表面积积增量与与试样强强度之间间的关系系为2）回弹法法。3）推出法法。4）筒压法法。5）砂浆片片剪切法法。6）点荷荷法。7）射钉钉法。（2）砖砖