结构试验试题.doc

　　　　　　　习 题
一、单选题（每题2分，共20分）
1. 下列是钢筋混凝土构件在低周反复荷载作用下恢复力特性试验得到的四种滞回曲线，试问哪一个图形是不发生剪切破坏的受弯构件的试验结果？（ A ）

图1
A
B
C
D

2.弹簧加载法常用于构件的（ A. ）。
A.持久荷载试验　 B.短期荷载试验　 C.疲劳荷载试验　 D.冲击荷载试验
3.对生产检验性试验，要求在使用状态短期试验荷载作用下，恒载时间为（ B. ）。
A.10分钟　 B.30分钟　 C.45分钟　 D.60分钟
4.有关结构动力特性的说法正确的是（ B. ）。
A.在振源的作用下产生的　　 B.与外荷载无关
C.可以用静力试验法测定　　 D.可以按结构动力学的理论精确计算
5.当使用砂石等松散颗粒材料加载时，如果将材料直接堆放于结构的表面，将会造成荷载本身的（ C. ），而对结构产生卸荷作用。
A.沉降　　　 B.变形　　　　 C.起拱 　　　　D.挤压
6．测点布置和电桥桥路见图2，此时应变仪读数为（ C ）。
A. εM B. εP C. 2εM D. 2εP

（a）受力状态及贴片方式 　(b) 桥路接法
图2
7．离心力加载是根据旋转质量产生的离心力对结构施加（　A　）。
A．简谐振动　　B．自由振动　　　C．阻尼振动　　　D．弹性振动
8． 用钻芯法检测一构件的混凝土强度，取芯样3个，3个芯样尺寸均为：平均直径100mm、高100mm，3个芯样试件抗压试验测得的最大压力分别为256.30kN、263.40kN、232.50kN，芯样强度换算值，，按单个构件评定，构件混凝土强度为（ C ）。
A．32.6 MPa B．33.6 MPa C．29.6MPa D．31.9MPa
9．在确定受弯构件正截面开裂荷载实测值时，下列哪种方法正确？ （　A　）
A．用荷载－挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值为开裂荷载实测值。
B．用荷载－挠度曲线上斜率第二次发生突变时的荷载值为开裂荷载实测值。
C．肉眼观测到第一条裂缝时所对应的荷载值为开裂荷载实测值。
D．采用连续布置应变片法确定为开裂荷载实测值时，取应变片的应变增量有突变时的前一级荷载值。
10．用千分表测应变装置测量某构件应变时，标距取L=200mm，千分表每一刻度代表0.001mm，千分表读数减少10.6个刻度时，构件应变为（ D ）。
A. -53×10-6 B. 106×10-6 C. -106×10-6 D. 53×10-6
二、填空题（每空1分，共8分）
1．进行一元线性回归分析确定回归系数及截距时采用了（　最小二乘法 ）原理。
2．压电式速度传感器输出的电压与振动（ 加速度 ）成正比。
3．测振仪器系统标定的内容有（ 灵敏度标定 ）、（ 频率响应标定 ）和（ 线性度标定 ）这三项。
4．谐量分析的理论基础是（ 傅立叶级数 ）的原理。
5．量测仪表应符合量测所需的（　量程　）及（　精度　）的要求。
三、名词解释（每题2分，共8分）
频率响应特性：动测仪器输出信号的幅值和相位随输入信号的频率变化而变化的特性。常用幅频特性和相频特性曲线表示。分别说明仪器输出信号与输入信号间的幅值比和相位角偏差与输入信号频率的关系。
延性系数：破损荷载点相应的变形与屈服点变形之比。
振动变位图：结构在特定荷载作用下产生的弹性位移曲线。
风洞：产生不同速度和不同方向气流的专用试验装置。

四、简答题（共26分）
1．由简支钢筋混凝土梁荷载试验得到的荷载——挠度曲线见图3，试说明试件的工作状况，并说明曲线产生两次转折的原因。 （6分）
答：OA段：梁弹性工作，荷载与挠度成线性关系。随着荷载增加受拉区混凝土开裂，拉应力全部由钢筋承担，梁的刚度下降产生第一个转折点“A”。
AB段：梁弹塑性工作。随着荷载进一步增加钢筋应力达到屈服强度，梁的刚度进一步下降，整体丧失承载力，产生第二个转折点“B”。
BC段：梁完全塑性工作直至破坏。
2．回弹法检测混凝土强度等级时测试面应选在浇筑的哪一面？每一个回弹测区内有多少个测点？怎样计算测区平均回弹值？ （4分）
答：回弹法检测混凝土强度等级时测试面应选在浇筑侧面，（1分）每一测区内有16个回弹测点，去掉3个最大值和3个最小值余下的10个求平均值，即可算出测区平均回弹值。3分
3．结构静载试验正式加载试验前，要对结构进行预载试验，预载的目的是什么？应注意什么问题？
（6分）
答：预载的目的：3分
（1）使试件的支承部位和加载部位接触良好，进入正常工作状态；
　　（2）检查全部装置的可靠性；
　　（3）检查全部观测仪表工作正常与否。
预载时应注意的问题：3分
预载一般分2～3级，预载值一般不宜超过使用状态标准荷载值的40%，对混凝土构件，预载值应小于开裂荷载计算值的70%。
4．结构的动力特性的测试方法通常哪几种？分别说明不同测试方法的优缺点。 （6分）
答：结构的动力特性通常采用自由振动法、共振法和脉动法三种。各自的优缺点见下表。　
测试方法
优　　　点
缺　　点
自由振动法
得到的周期和阻尼系数比较准确
只能测出基本频率
共振法（强迫振动法）
对于较复杂的动力问题，可得到若干个固有频率
需专门的激振设备
脉动法
不需专门的激振设备，不受结构形式和大小的限制，适于各种结构。
所测固有频率比共振法所得要偏大一些。测量时要选用低噪声和高灵敏度的测振传感器和放大器，并配有足够快速度的记录设备。
5. 为什么说结构的整体变形是最重要的观测项目？（4分）
答：因为结构的整体变形最能概括其工作的全貌，反映结构的弹性和非弹性性质，结构任何部位的异常变形或局部破坏都能在整体变形中得到反映。
3
2
4
1
N
z
y
b
a
My
图4
x
五、设计与计算题（共36分）
1．构件的截面尺寸如图4，在1、2、3、4号测点测得Z方向上的应变为＝200，＝300， ＝200，＝100，已知结构材料弹性模量为E＝2.1×105MPa，求该截面的内力N、M。（图中a=10cm,b=20cm）　（8分）
解：根据应变测试结果，由于＝＝200，故弯矩＝0。由可知截面内力有两个其一是轴力N，其二是弯矩。
轴力产生的应力：

轴力： （4分）
弯矩产生的应力：
弯矩：
（4分）
2．某钢筋混凝土矩形截面梁，其几何尺寸见图5，梁的使用状态设计荷载标准值Qs=84kN/m，不计梁的自重，试验时采用二集中力三分点等效荷载加载，求使用状态短期试验荷载值Fs。　　　　 (6分)
F
2000/3（mm）
F
2000/3（mm）
2000/3（mm）
解：梁的跨中截面是控制截面。加载图示如下图。
梁在使用状态设计荷载标准值Qs作用下跨中截面弯矩：Mmax＝QsL2/8（kN.m）1分
梁在使用状态短期试验荷载值Fs作用下跨中截面弯矩：M＝FsL/3（kN.m）1分
令：M＝Mmax 1分
即：FsL/3＝QsL2/8 1分
故：Fs＝3QsL/8
＝84×2×3/8
＝63(kN) 2分
3．某梁进行承载力检验时，加载图式及挠度测点布置如图6，梁的使用状态短期试验荷载值Ps=80kN，承载力检验荷载设计值=120kN ，承载力检验荷载实测值=130kN，Ps作用下百分表读数见表1。若承载力检验系数＝1.2，结构重要性系数0=1.0。问：　 （8分）
（1）挠度容许值［as］=4mm，梁的挠度检验是否合格？
700mm
700mm
350mm
350mm
1＃
2＃
3＃
图6
P
（2）梁的承载力检验是否合格？

图3 实验加载简图及测点布置图
百分表及应变片读数记录表 表1
测点
荷载
测点1(mm)
测点2(mm)
测点3(mm)
0kN
6.369
10.517
16.912
80kN
6.502
14.361
17.009

解：

支座沉降影响修正后跨中挠度为：
3分
梁在使用状态短期试验荷载作用下跨中挠度实测值：＝3.729mm＜［as］=4mm，故梁的挠度检验合格。2分
（3）梁的承载力检验系数实测值：＜0＝1.0×1.2，故梁的承载力检验不合格。3分

4．某简支梁在移动荷载作用下的振动曲线及用突卸荷载法测得的自由振动曲线如图7，求该梁的动力系数、固有频率及对数衰减率。 （8分）
（a）

（b）
图7
解：（1）求动力系数 3分
最大动挠度：mm mm
最大静挠度： mm
动力系数：
（2）求固有频率 3分
四个周期的时间：
固有频率
（3）求阻尼系数 2分
第n个周期的振幅：
第n+k个周期的振幅：
阻尼系数：
5.某预应力钢筋混凝土屋架作挠度检验时，屋架正位安装，正常使用状态短期试验荷载(节点荷载)作用方式见图8。若要测量屋架的挠度及确定下弦杆件中截面A-A的轴力，屋架各杆件弹性工作，请布置测点（用图示之）。 （8分）
图8
4m
4m
4m
4m
4m
4m
A
A
P
P
P
P
P
A-A截面

解：测点布置如下图
注：下弦节点及支座布置竖向位移测点4分、支座水平测点1分、上弦节点竖向位移测点1分；应变

A-A截面应变测点布置图
挠度测点布置图
测点2分(截面上、下顶面对称布置及在四个角点上布置均对)
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