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半桥外补一片多补工作原理桥路示意图6.一片多补技术的工作原理图4.6半桥桥路图4.7全桥桥路7.应变仪半桥与全桥切换技术的工作原理4.3.2其他方法测量应变1.位移方法ε=Δl/l

（4.11）2.光测法4.4传感器的分类4.4.1传感器的分类4.4.2传感器的组成1.机械式传感器机械式传感器利用机械原理进行工作，主要由以下4部分组成：（1）感受装置。（2）转换装置。（3）显示装置。（4）附属装置。2.电测传感器电测传感器主要由以下4部分组成：（1）感受装置。（2）转换装置。（3）传输装置。（4）附属装置。3.其他传感器图4.8几种测力计及传感器4.5常用传感设备4.5.1测力传感器图4.9几种常用位移传感器构造原理图

1.测杆2.外壳3.弹簧4.电阻应变片

5.电阻丝6.线圈7.电缆4.5.2线位移传感器图4.10倾角传感器示意图

1.长水准管2.水准泡3.读数盘4.测微轮5.试件6.圆水准器7.电阻应变片8.质量块4.5.3倾角传感器图4.11应变片或导电漆膜观测裂缝示意图4.5.4裂缝观测仪图4.12测振传感器力学原理4.5.5测振传感器1.测振传感器工作原理（4.12）（4.13）（4.14）（4.15）（4.16）（4.17）图4.13幅频特性曲线图4.14相频特性曲线2.传感器的频率特性（4.18）图4.15加速度传感器的幅频特性曲线（4.19）（4.20）（4.21）

图4.16磁电式速度传感器

1.信号输出2.线圈3.磁钢

4.阻尼器5.弹簧片

3.磁电式速度传感器图4.17摆式传感器1.弹簧2.信号输出3.线圈4.磁钢5.外壳（4.22）图4.18加速度传感器原理

1.外壳2.硬弹簧

3.质量块4.压电晶体4.压电式加速度传感器（1）灵敏度。（2）安装谐振频率。（3）频率响应。（4）横向灵敏度比。（5）幅值范围。图4.19X-Y

记录仪工作原理

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试验记录方法4.6.1概况4.6.2X-Y记录仪图4.20光线示波器的工作原理

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光线示波器图4.21直接记录式磁带记录仪原理图4.6.4磁带记录仪4.6.5数据采集系统1.数据采集系统的组成图4.22组合式数据采集系统的组成图4.23数据流通过程2.数据采集过程analogsignals模拟信号数字信号digitalsignals图4.24回弹原理示意图4.7建筑结构现场测试技术4.7.1混凝土结构现场检测试验1.回弹法检测混凝土强度（1）回弹法的基本原理。（2）回弹值与强度值的关系。直线方程幂函数方程抛物线方程二元方程（3）测试方法。（4）数据处理。图4.25混凝土超声波检测系统2.超声脉冲法检测混凝土强度指数函数方程幂函数方程抛物线方程测区声波传播速度，其中，3.超声回弹综合法检测混凝土强度平面型方程曲面型方程4.钻芯法检测混凝土强度表4.3芯样试件混凝土强度的换算系数5.拔出法检测混凝土强度6.超声法检测混凝土缺陷（1）混凝土裂缝检测。图4.26平测法检测裂缝深度图4.27斜测法检测裂缝深度

图4.28钻孔检测裂缝深度图4.29裂缝d-A坐标图4.30混凝土缺陷对测图4.31混凝土缺陷检测钻孔法

测点布置（2）混凝土内部空洞缺陷的检测。

图4.32混凝土内部空洞尺寸估算图4.33平测法检测混凝土表层损伤厚度图4.34混凝土表层损伤“时-距”图（3）混凝土表层损伤的检测。图4.35钢筋影响感应电流示意图7.混凝土结构钢筋位置和钢筋锈蚀的检测（1）钢筋位置的检测。图4.36钢筋锈蚀测试仪原理图

1.毫伏表2.铜棒电极3.硫酸铜饱和溶液

4.多孔接头5.钢筋（2）钢筋锈蚀的检测。表4.4钢筋锈蚀状况的判别标准8.冲击回波法检测混凝土内部缺陷及厚度长期以来，人们一直寻求以声波反射（回波）的方法来探测混凝土内部缺陷。这种方法有以下优点：（1）可单面测试，扩大应用范围；（2）可获得缺陷明确的反射信号，直观，测一点即可判断一点；（3）勿需丈量测距，测试方便；（4）可以很方便的测量结构厚度。9.雷达法检测技术雷达波检测具有如下的技术特点：（1）对混凝土有较强的穿透能力，可测较大深度。（2）可实现非接触探测，可作实时检测，探测速度快。（3）以减小波长和增大频率宽度，实现高分辨率的探测。（4）微波有极化特性，可确定缺陷的形状和取向。4.7.2钢管混凝土质量检测4.7.3红外成像无损检测技术4.7.4钢结构现场检测（1）钢材强度测定（2）超声法检测钢材和焊缝缺陷图4.37脉冲反射法探伤示意图图4.38斜向探头测缺陷位置4.7.5砌体结构现场检测（1）砖砌体强度的间接测定法1）冲击法。单位功的表面积增量与试样强度之间的关系为2）回弹法。3）推出法。4）筒压法。5）砂浆片剪切法。6）点