第1篇 建筑结构试验概论.pdf

第一部分第一部分 建筑结构试验建筑结构试验 第一篇建筑结构试验概论 第一章结构试验基础知识 第一节结构试验常用符号 结构构件截面面积， 电阻丝截面面积， 结构构件振动的振幅， 超声波的波幅 模型截面面积 “ 真型截面面积 “ 磁感应强度 布氏硬度计钢珠直径 材料弹性模量， 感应电动势 模型材料弹性模量 “ 真型材料弹性模量 结构抗震恢复力， 电磁激振器的电磁感应力， 钻芯法检测芯样混凝土抗压试验 最大压力值， 拔出法检测测点的拔出力， 推出法检测的极限推力值， 砌体原位 轴心抗压试验破坏荷载 （ *（’） ， 并且 * 与 , 互相独立， 则称统计量 - . / “ 所服从 的分布为自由度 ’ 的 0 分布， 记作 - ; 0 （’） 。 - 分布的概率密度函数为 0 （*， ’） ’ 8 - * ’ * ’ “ - 8 ** ’ （’ 8 -） .* （- -/） 式中* 随机变量； ’ 样本容量， 在数理统计学中称自由度。 当随机变量 * 服从自由度为 ’ 的 0 分布时， 记作 * ; 0 （ ’） ， 其分布图形如图 - 1。 可以证明 当 ’时， 0 分布趋于正态分布， 一般说来， 当 ’ 9 （ *， ,,70） ； 流出系数； 可膨胀性系数； “ 直径比，“1 *； 节流件孔径， 6； * 管道内径， 6； “7按测量管流动方向和工艺管道流动方向间布置方式分类 （.） 并行式测量管的布置使流体流动方向和工艺管道流动方向平行。 （） 垂直式测量管的布置与工艺管道垂直， 传感器不在工艺管道振动干扰作用的平 面内， 抗管道振动干扰能力较强。 7按用途分类， 分液体用和气体用。 热式质量流量计 （56） 的分类 56 近年来在微小气体流量和大流量气体的应用上有突出的表现， 称为量热式气体 质量流量计， 主要在微小气体流量中成为解决此领域流量测量的优良仪表 （采用分流式亦 可测量较大的气体流量） ， 产品在石油、 化工、 半导体、 医疗仪器、 生物工程、 燃烧控制、 配 气、 环境监测、 精密仪器、 科研和计量领域得到广泛应用。 一般可分为 .7量热式质量流量计； 7金氏律热式质量流量计。 ’） 直接式质量流量计的工作原理 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 科里奥利质量流量计 （“） 在一个旋转系内作朝向或远离中心运动的质点 （如 图 所示。 “ 第一篇建筑结构试验概论 流量计选型考虑因素表 “ “ 仪表性能方面精确度， 重复性， 线性度， 范围度， 压力损失， 上、 下限流量， 信号输出特性， 响应时间 流体特性方面 流体压力， 温度， 密度， 粘度， 润滑性， 化学性质， 磨损， 腐蚀， 结垢， 脏污， 气体压缩系 数， 等熵指数， 比热容， 电导率， 声速， 导热系数， 多相流， 脉动流 安装条件方面 管道布置方向， 流动方向， 上下游管道长度， 管道口径， 维护空间， 管道振动， 接地， 电、 气源， 辅属设备 （过滤， 消气） ， 防爆 环境条件方面环境温度、 湿度， 安全性， 电磁干扰， 维护空间 经济因素方面购置费， 安装费， 维修费， 校验费， 使用寿命， 运行费 （能耗） ， 备品备件 （* 78） 1 ） ， 是系统的振动频率与转动设备固有频率发生共振的速度。一般说来， 固有频率是质量、 弹 性、 外力、 转矩以及转子转动速度的函数， 如果周期性的外力作用到系统上并接近系统的 固有频率， 转动设备就存在着共振的可能性。 速度测量仪表的基本原理 速度测量分为线速度和转运速度。转速的测量一般有离 心式转速表、 磁性式转速表， 是利用将转速转换成位移的原理。测速发电机是利用转速转 换成电压的原理， 而速度传感器和光电式传感器是基于将转速变成脉冲信号的原理。 0 离心式转速表 离心式转速表是基于与回转轴扁置的荷重 “在回转时产生的离心力 和回转 轴的角速度的平方成正比， 即 “*;43） 是三个非常近似的概念。 位置 物体空间存在的地点状态。 移位 物体位置的变化， 无方向性， 是标量。 位移 物体在某一方向位置的变化， 是矢量。 经常说的位移变送器是指后者。位移变送器根据检测的原理不同分为电容式， 电感 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 式、 磁阻式、 电位式、 应变仪式、 振弦式和光电式等类型。 非接触式的电感位移变送器是将位移的变化转换成线圈自感的变化， 一般是用一根 可滑动的铁芯， 位移改变铁芯在线圈里的位置， 使得线圈里的自感发生变化， 线圈作为检 测桥臂的一部分， 与 “ 振荡器相连， 其结果是由于电感的变化引起振荡频率变化。 在非接触式电感式位移变送器中应用最多的是涡流式的， 其原理见图 ’。 图 ’涡流检测探头 线圈； ’ 磁场； 靶 （五） 测振仪表 系统概述 测振的方法分为直接接触测量和非接触测量， 目前多采用非接触测量方法。在非接 触测量中又以涡流式测振方法最为普遍， 如监视旋转机械转轴的变形， 轴的不平衡引起的 径向移动。图 是测振系统示意图。 检测转动设备的偏心度， 轴位置和转速是非常重要的。在做自诊断时需要大量的信 息， 如轴径向移位， 用简单的一两个检测值是不可能进行诊断的， 经常是在轴的径向上按 水平和垂直位置装有多个探头， 并将测量信号送给示波器， 在示波器上显示出轴在轴承限 制范围内移动情况。 实时分析对于工况急剧变化非常重要， 快速富利叶变换处理器、 离散型富利叶变换处 理器和时间压缩分析器三种处理器基本上属于数字*模拟混合型， 提供频谱 （即振动振幅， 是频率的函数） 给运行状态下某一特定系统， 显示出数据自诊断状况， 如最大振动振幅、 共 振现象、 临界速度和结构振动， 从这些数据可以很容易得到在操作速度情况下机器振幅的 变化， 利用这些数据可以校正从轴端部探头发来的信号。 ’ 测振仪分类 测振仪按信号种类分为机械式、 电子式两种， 按测量方式分为接触式 （手持式、 磁式电 阻应变仪式、 压电式） 和非接触式 （涡流式、 电容式） 。 “ 第一篇建筑结构试验概论 图 “ “ 测振系统示意图 （六） 称重仪表 称重仪表的分类 按秤重仪表的工作原理分为机械式、 液动式、 气动式和电子式， 电子式又根据检测原 理的不同分电阻应变式、 磁弹性式、 电容式、 电压式、 电感式、 压电式和振弦式等， 但是用得 最多的是电阻应变仪式和压电式。 一般说来， 一个秤量系统应包括三个主要部分 荷载接收装置， 敏感元件， 指示 （或记 录、 控制） 系统。 ’ 称重仪表的原理 （） 机械式 利用杠杆的原理对物体进行秤量， 当杠杆平衡时， 根据顺时针力 力臂 反时针力 力臂的道理可得到被测物体的重量。有时为了测得较重的物体， 需增加辅助杠杆进行力 的传递， 见图 “ “ 。 （’） 液压式 用液压测量重量， 是在膜盒室里充满油并与压力表连接， 液压系统受到物体重量作用 时， 在与之相连的压力表上读得的压力数值就反映了物体的重量。 （） 气压式 检测原理与液压式相同， 仅仅是将介质由流体变成气体。 （） 电动式 根据检测元件的不同分为电阻应变式、 压电式、 振弦式等多种称重仪表。 秤重仪表的选用原则 要选好秤重系统， 首先应考虑是拉伸型还是受压型， 或两者皆有之。应慎重考虑其测 “ 建筑结构试验检测技术与鉴定加固修复实用手册 图 “ “ 转矩杠杆磅秤示意图 “ 杠杆支点； “ 转矩延伸杠杆； “ 料斗支撑点； “ 转动轴； ’ “ 铰链； “ 料斗； “ 延伸臂 量范围、 过载能力和精度等级， 在安装时应考虑尺寸大小、 连接形式、 元件材质， 甚至对动 态曲线和刚度也要清楚， 作用到变送器的景大偏心力也要有规定， 偏差系等数要小， 使得 响应加快。应规定变送器的过载， 不破坏变送器结构， 不使工作性能降低。另外， 对信号 输出 （模拟*数字） 也要有要求。 “ 第一篇建筑结构试验概论