建筑结构检测方法学习总结与结构无损检测新方法的学习探究
【摘要】本文通过对几种常见的建筑结构（混凝土结构、砌体结构、钢结构）的常用检测方法的学习进行系统总结，同时对国内外在这些结构的检测方法最新进展的方面进行学习，并做出相应的总结报告，了解并学习近年在各类结构的检测方面的最新研究成果，比较各种方法之间的内在联系及个中利弊。
【关键词】结构检测混凝土结构砌体结构钢结构结构无损检测
“结构”一词的范围及其广泛，不仅包括通常意义上的土木工程结构（混凝土结构、砌体结构、钢结构等），也包括连杆、轴承、齿轮等一系列零件所组成的机械结构，而各种工业及民用建筑物、桥梁、海洋平台、水工结构、机器的支架承台和基础、管道和容器等则都属于工程结构范畴⑴。工程结构中常常存在损伤，如建筑结构中的梁、板、柱、壳等的裂缝，钢结构的开焊和压力容器爆炸等。对大多数的工程结构而言，一定程度的带伤工作是完全容许的，因此现有的检测工作多数为结构的可靠性评估，对于结构的质量检测尤其是故障诊断及智能化故障诊断的开展尚不足。工程结构中建筑结构检测的目的是通过对结构物受到的各种不同因素作用后的观察和测试，并进行分析与计算，对结构物的工作性能及可靠性进行评估，对结构物的承载能力做出正确的估计，同时，为验证和发展理论及对新结构的研究提出可靠的具体依据⑵；其具体过程为采用各种检测方法对建筑结构进行耐久性检测，并对其安全性、可靠性进行鉴定，得出其鉴定等级和是否需要加固的结论⑶。下面将对建筑结构检测与诊断的各个方面做出学习总结。
1 建筑结构常见的劣化现象
建筑结构在自然条件、人为因素及有害介质的作用下，将会逐渐受到侵蚀，进而产生各种劣化现象。这些劣化现象往往是建筑结构损坏甚至倒塌的主要原因，也是建筑结构经过检测、鉴定后进行加固、改造的主要对象。
1.1 承载力不满足要求
建筑结构或构件由于本身的剥蚀、冲刷或磨损，使其截面面积减少，或因钢筋、钢结构的锈蚀使其截面面积不足，在荷载不变的情况下结构承载力相应显著降低，不能满足承载力要求；或者由于外部环境条件的改变，结构或构件的外部
荷载明显增加，从而使结构承载力不符合要求。
1.2 裂缝
裂缝在钢筋混凝土结构中及其常见，也是建筑结构中最为常见的劣化现象。裂缝是造成结构耐久性下降的重要因素，它不仅影响结构感观，而且因为有害物质的入侵打开了通道，使结构加重劣化程度。但是有相关研究表明，并不是所有的裂缝都会对建筑结构产生影响，其中一部分裂缝是不影响结构使用的（称之为无害裂缝），可以不对其进行修补或加固，而影响结构使用性能的裂缝（称之为有害裂缝）则必须加以修补和加固。
目前混凝土现浇结构的大量使用和结构刚度的增加以及在其他结构的约束下于施工现场进行结构的变形都是裂缝产生的因素；同时施工速度加快，使混凝土等结构没有变形的时间和空间，也是裂缝产生的原因之一；此外，材料性能的改变，如水泥强度和混凝土强度的提高，特别是早期强度的提高，使混凝土或砌体结构变脆，或早期施放较多的水花热，也容易使结构产生裂缝。目前根据裂缝的成因将混凝土结构以及砌体结构的裂缝大致分为一下几类：
I 钢筋混凝土结构裂缝：
①干燥收缩裂缝；
②自收缩裂缝；
③温度收缩裂缝；
④塑性收缩裂缝；
⑤荷载裂缝；
II 砌体结构裂缝：
①基础不均匀沉降裂缝；
②温度裂缝；
③因结构连接不当造成的裂缝等。
1.3 腐蚀
腐蚀主要包含水泥基材料的腐蚀和钢筋以及钢结构的锈蚀。水泥基材料的腐蚀主要是化学腐蚀，物理腐蚀较少，主要包括：酸腐蚀、硫酸盐腐蚀、氯盐腐蚀以及碱-骨料反应；而钢筋及钢结构的腐蚀主要是电化学腐蚀，即在离子存在的情况下，铁原子失去电子转化成二价铁离子，即铁锈，这一反应使得钢筋或钢结构不断锈蚀。
1.4 渗漏
建筑结构的渗漏最易发生在屋面和卫生间，其次是墙面，成为建筑结构的以种常见的劣化现象。渗漏不但影响建筑的使用功能，而且会大大降低其耐久性，特别是会造成钢筋锈蚀。造成渗漏的原因除施工质量不符合规范要求外，就是使用不当。另外，某些地下结构如隧道、地铁等因地下水较丰富，形成一定水压力，也常出现渗漏现象。
1.5 结构变形或连接缺陷
建筑结构的较大变形不但预示着结构的承载力降低，而且改变了结构的受力状态，当变形达到一定程度后，会使结构产生裂缝，严重影响结构的使用功能。结构的变形主要有梁类构件的挠度增加，主梁或桁架的侧向弯曲、柱顶的倾斜和基础不均匀沉降等，是结构劣化现象之一。连接缺陷是指构建与构件之间、构件与连接件之间的连接方式不当，其构造存在严重缺陷，焊缝、螺栓、铆钉等各种连接处有明显变形、滑移、局部拉脱或剪坏。连接缺陷同样将会造成建筑物局部损坏，严重的会造成整体垮塌。
2 建筑结构的传统检测内容（项目）及检测方法
2.1 混凝土结构的检测
①安全性检测
安全性检测主要是指根据结构的整体变位和支承情况判断整个结构或结构的一部分是否危险；根据强度检测结果演算结构构件的强度安全情况，并由强度检测和构造条件演算和评价连接节点、连接材料的安全性，根据结构和构件的工作条件做出安全、稳定性测评，同根据检测结构和构件的变形和开裂数据做出整个结构及构件的安全状态及质量优劣的评定。其具体的检测项目有：强度（抗压强度和抗剪强度）、弹塑性、断裂性能、缺陷（蜂窝麻面、孔洞等）、损伤（混凝土因干缩、温度收缩、化学收缩、外荷载作用产生的裂缝等）等。
②功能完整性检测
功能完整性检测主要是根据设计目的和规范要求进行感观评估，以确定是否满足使用要求；根据实际测量的变形值与规范值或理论值进行比较，以判定对使用的影响程度；另外，根据裂缝的发生和发展来确定其对屋盖以及围护墙体的影响程度以及对整体结构的危害程度。主要的检测项目有：感观评估、位移及变形检测、整体试验等。
③耐久性检测
耐久性检测主要是根据结构材料和裂缝状态、老化程度、钢筋锈蚀程度以及环境条件的作用对其使用寿命进行预测。具体检测项目有：抗渗漏、抗冻、钢筋锈蚀、抗磨损、碳化和收缩、受压徐变、动弹性模量、抗压疲劳强度检测等。
现将钢筋混凝土结构性能检测方法总结如下表2.1所示。
表2.1 混凝土结构性能常用无损检测方法
2.2 砌体结构的检测与评定
砌体结构是指由砖砌体、石砌体和砌块砌体建造的结构。对于砌体结构的质量检查主要有以下七个方面的内容：
①物理力学性能检查；
②裂缝检查；
③损伤检查；
④变形检查；
⑤连接部位的检查；
⑥圈梁检查；
⑦墙体稳定性检查；
⑧施工质量检查等。
砌体结构常用的检测项目与方法有：回弹法检测砂浆抗压强度、回弹检测烧结普通砖抗压强度、原位轴压法检测砌体抗压强度等。具体检测方法见表2.2：
表2.2 砌体强度检测方法
2.3 钢结构的检测
钢结构的缺陷主要有制造缺陷、安装缺陷以及使用缺陷三个方面，其损坏主要表现为：裂缝、断裂、构件切口形式的整体性破坏，变形、弯曲和局部扭曲形式的几何形状变态，焊缝、螺栓和铆钉产生裂缝、松动与破坏形式的连接破损，挠度过大、偏斜等形式的结构变位以及腐蚀破损、疲劳破损等形式的损坏。
钢结构的质量检测与评定需包含材质的检验与测定、钢结构构件承载能力和结构构件变形的检验与评定等几个方面的内容。具体的检测方法包含取样拉伸法、表面硬度法、化学分析法、超声检测法以及磁探伤法等检测手段。具体检测项目及检测方法或步骤见表2.3所示。
表2.3 钢结构检测方法
3 结构损伤检测技术的发展新动向
桥梁、堤坝和超高层建筑等重大工程结构在发生地震等自然灾害时会因年久失修而产生隐患，建筑结构中的裂缝、混凝土的过火、钢结构的开焊以及构件中存在的内部缺陷等往往具有很大的危险性并造成重大的经济损失。由于结构都是按照力学原理进行设计，没有生命和只能，无法感知自然灾害作用而向工程人员反馈，因此设计者常常采取片安全的保守设计，比如增大截面尺寸与重量等，这样一来不但增加了人力物力财力，也增加了资源的消耗，造成浪费。因此，如何通过一定的检测手段就可以判断出结构的健康状况是当前国际上一个研究热点。基于此，近年世界主要发达国家投入大量人力物力发展等结构检测技术以及结构无损检测技术等先进的结构检测技术。
建筑的无损检测技术是建筑工程质量控制的重要手段。无损检测技术是一门以物理学、材料科学、变形固体力学、电子学等为基础，在不改变被检测对象为前提下，探测和评价被测对象的性能的综合性应用技术。不改变被测对象原有的结构形式，不影响其使用是无损检测技术最显著的特点。这一特点使得无损检测技术在许多行业和部门得到了广泛的应用，同时也在土木工程结构的质量检测方面发挥了极大的作用。
无损检测技术包含多种方法，如：超声波无损检测法、电磁无损检测法⑹、雷达无损检测法(9—11)、焊接结构的射线和磁粉检测法、红外热成像检测技术、钢丝绳检测技术以及声发射技术等，由于近20年来神经网络技术在全世界范围内的飞速发展，使得基于计算只能（包括神经网络、遗传算法和模糊理论等）的结构优化设计和结构损伤检测问题为广大国内外科技与工程界相关科研人员关
注与研究。而神经网络技术以其良好的自适应性以及较强的学习、优化、联想和容错功能特别适合于结构工程领域中许多非线性问题，因而近十几年神经网络被广泛的应用于结构工程的优化设计与损伤检测中。这里，最早将神经网络用于结构损伤检测的是美国普渡大学(Purdue University)的Venkatasubramanian 和Chan，他们最早于1989年发表《基于神经网络方法的缺陷诊断处理》(A neural network methodology for process fault diagnosis)⑿，文中运用BP网络进行了工程结构的损伤与诊断，后来许多研究人员开发了不同的网络模型，对工程结构或构件进行了损伤检测与诊断⑸。
Venkatasubramanian 和Chan在1989年构造的神经网络为18个输入单元、13个输出单元、一个隐含层且单元数为5至27个的BP网络。该神经网络的缺点是训练时间过长，且训练时使用的数据不是实时的。后来1992年Wu等人发表《神经网络在结构损伤检查中的应用》(Use of neural networks in detection of structural damage)⒀利用神经网络的自组织、自学习能力，提出了一种基于傅里叶谱的损伤检测方法，并成功的对一栋3层建筑的开裂与无裂缝结构进行了损伤检测。同年，Kudva等人发表《基于神经网络与有限元分析的大型结构损伤检测》(Damage detection in smart structures using neural networks and finite-element analysis)⒁，提出了大型结构损伤检测的方法，该方法首先运用有限元分析的结果来训练神经网络，然后运用训练后的神经网络作为模式分类器，来识别给定应变模式的损伤位置和损伤程度。接下来第二年，Elkordy等人用两个数学模型产生的训练样本训练神经网络，用试验数据来检验神经网络建立的模态与构件刚度变化之间的映射关系。他们发表《基于分析型模拟损坏状态下的神经网络训练》(Neural network trained by analytically simulated damage states)⒂，并用这样的BP 网络来识别一栋5层建筑，该网络模型比较成功的预报了第一、二层的损伤及其损伤程度。次年，他们在对仅依靠现场目测进行结构损伤检测的传统方法的可靠性产生质疑的情况下提出一个基于BP网络的结构损伤检测系统，发表《结构损伤的神经网络警报系统》(A structural damage neural network monitoring system)⒃。该系统训练采用来自振动台试验和有限元分析得到的应变模态作为震动信号，研究发现神经网络可以用来诊断比较复杂的损伤模式，对于处理具有噪声和不完整的数据效果较好。1993年Worden等人发表《神经网络用于缺陷定位》(Neural network for fault location)⒄一文，文中用BP网络来识别一个20根构件组成的结构的损伤，研究发现，当使用实验数据来训练神经网络时，训练后的神经
网络能够识别结构的大部分损伤。
我国道路复杂，河流众多，在道路及桥梁中存在的损伤很容易造成重大的财产损失与人员伤亡。而神经网络同样可以用于道路桥梁方面的健康检测与损伤诊断。1999年Chan等人发表《独创性神经网络用于青马大桥悬索的异常检测》(Neural network novelty for anomaly detection of Tsing Ma bridge cables)⒅，该法通过调整索的张力来改变索的频率变化，并在理论计算的基础上添加测量噪声获得“测量数据”，用测量数据的前300个来训练过滤器，后200个来检验大桥的健康状况。2000年时Ko等人发表《自动联结神经网络用于香港汀九斜拉桥的结构损伤警报》(Structural damage alarming in Ting Kau bridge using auto-associative neural network)⒆，用自联想神经网络对香港汀九斜拉桥进行了异常检测。此后Choi等人开发了一个真实钢结构桁架桥的损伤检测系统，发表《基于神经网络技术的实际钢结构桁架桥的损伤检测系统》(Damage detection system of a real steel truss bridge by neural networks)⒇，该系统首先对实桥进行加载实验，测得火车通过该桥的应变和加速度，用实际测得的数据来修正有限元模型，然后运用修正后的有限元模型来模拟损伤序列，最后运用BP神经网络对损伤构件的位置及损伤程度进行检测与识别。
神经网络具有自适应、自学习的能力，它能够通过训练或学习阶段，获得健康结构和损伤结构所具有的有关知识与信息；神经网络还具有联想、记忆及模式匹配的能力，能够存储学习过程中的损伤知识，然后将此信息与实测数据进行模式匹配与比较；神经网络具有抽取、归纳的能力，它具有滤出噪声及在有噪声情况下抽取事物本身内在特征、得出正确结论的能力，比较适合具有大量噪声和测量误差的结构的在线健康检测与状态评估；同时神经网络本身就是一个输入输出的映射函数关系，它具有分辨原因及结构损伤类型的能力。总之，现阶段的研究表明，神经网络非常适合应用于结构的损伤检测与状态评估⑸。
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建筑工程结构的损伤检测技术 摘要：建筑工程结构会受到来自各种因素、不同环境的影响，例如使用过度、年久失修、环境破坏、人为损害等，无论多么优越的建筑工程结构都会因为自身缺陷及损伤的加深而不能有效发挥其效果，因此检测建筑工程结构可十分精准地检测出缺陷位置与损伤程度，可谓具有十分重要的现实意义。 关键词：建筑工程；结构损伤；检测技术 1 损伤检测技术的应用 建筑工程结构损伤检测借助科技发展之力已完成了由最传统、最原始的专家检验一家之言向较科学、较规范的仪器检测先进之法的过渡，而且评定既有结构物的可靠性从某种程度上说对科学仪器的依赖性也是只增不减。关于建筑工程结构损伤检测的研究工作从时间跨度上分有探索阶段、发展阶段和完善阶段：1940～1950年是采用目测法、凭经验判断的探索阶段，主要研究结构缺陷为什么会产生及如何修补；1960～1970年是引入多种检测及评价方法的发展阶段，主要研究建筑物的检测与评估方法；1980年之后是一系列的规范、标准都已制定的完善阶段，此阶段强调建筑物的综合评价并应用到实际检测的工作中去。 2 传统的损伤检测技术 对建筑工程结构进行损伤检测最常用的即是简便易行的目测法，目测法作为人工检测方法之一仅仅适用于结构规模小、复杂程度低的结构检测，结构规模与复杂程度一旦增加，应用该法的检测效率则会大打折扣，同时还会因部分构件材料老化、检测区域肉眼所不能及等原因导致检测工作费时费力、检测结果也不准确。 无损检测法是结构局部损伤检测方法的一种，仅仅适用于结构损伤区域已知的环境。应用无损检测技术还需要配备专业的测试设备与检测人员，无损检测的工作量大、强度高，还存在一定缺陷，即特殊部位很难检测得到，而且在线监测与整体损伤检测实现起来也有一定的难度。 局部检测法同样存在诸多局限且应用环境要求较高。例如，要预先知道建筑工程结构缺陷的大概位置并确定结构缺陷之间是否接近，对于部分难以到达的结构缺陷及结构规模较大、复杂程度较高的结构损伤检测，此法则毫无作用；局部检测法需要人工定期进行检测，所以检测期间部分结构的功能会停工或禁用，这势必会影响经济增长；此外，如果间隔期内的损伤不能被及时发现，则会“牵一发而动全身”，结构实时在线的连续监测便无从谈起。 传统的目测法和无损检测法都是针对结构局部而言，因此对结构整体性能参数的变化很难做到有效预测，实时、在线的健康监测和损伤检测都难以实现。建筑工程结构一旦出现损伤，就会影响结构性能参数，此种影响若能被检测并归类，
《工程结构试验与检测》课程实验教学大纲 （Engineering Structure Experimentation and Measuring） 一、基本信息 课程编号：G1113106 课程类别：专业教育必修课 适用层次：本科 适用专业：土木工程、工程管理 开课学期：6 总学分：0.5 总学时：8学时 考核方式：考查 二、教学目的 《工程结构试验与检测》是一门实践性很强的课程，实验是这门课的一个重要组成部分，学生实验的目的在于：一是熟悉、验证、巩固所学的理论知识，增加感性认识；二是了解所使用的仪器设备，掌握所学建筑各种结构的试验方法；三是进行科学研究的基本训练，培养分析问题和解决问题的能力；四是培养学生严肃认真实事求是的学风。 三、基本要求 实验课是教学的重要环节之一，在实验过程中，对于仪器操作、记录格式、试验成果的检核、计算等，应向学生提严格要求。对具体的实验内容要求见表1。
表1 试验内容与要求 四、实验内容 本课程实验以在实验室试验为主，以多媒体教学和现场观察测试为辅。实验主要包括六个实验内容，除必修实验外（实验一、五），学生可以在选修实验（实验二、三、四、六）中任选一个实验。 实验一电阻应变片的粘贴、静态电阻应变仪的使用及桥路连接试验 实验目的： （1）参观试验室，了解基本的大型试验仪器，了解试验的基本过程； （2）掌握应变片的粘贴技术，学会防潮层的制作； （3）掌握半桥、全桥及四分之一桥的接法； （4）掌握静态电阻应变仪的使用。 实验要求和实验内容： （1）正确处理基层、会进行应变片的粘贴与防潮； （2）学会单点、多点测量方法，半桥、全桥接法及四分之一桥接法；
钢结构工程检测办法集团公司文件内部编码：（TTT-UUTT-MMYB-URTTY-ITTLTY-
钢结构工程检测方案 一、制作过程中的质量检测 1、原材料检验 （1）钢材验收 1）检验工具:万能试验机、半自动冲击机、布氏硬度机、冲击试样缺口手动拉床、微机CS 分析仪、RB-1试块、钢尺、游标卡尺等。 2）检验内容：核对材质证书、炉批号、产品名称、数量、规格、重量、品质、技术条件、主要标志等是否符合要求；检查钢板尺寸、厚度、钢板标记、表面质量；每炉号复验一组机械性能和化学成份。 3）检验过程：钢材到厂后，材料采购部提供一份材料到货清单及检验通知单给质检部。质检部接到通知单后，根据检验内容逐项组织钢材验收；钢材的复验按炉批号分批进行；Z向钢板将组织监理、市质监站赴钢厂进行出厂检验，进行事前控制。 4）合格产品：钢材的各项指标符合设计要求和国家现行有关标准的规定。不符合标准的钢材不能使用。 合格产品的资料整理、保管：钢材外观及复验检验合格后，填写《钢材验收清单》，对采购的材料需将产品证书、《材料来货报验单》、复验报告及《材料验收清单》由质检部一并整理成册，以便备查。材料来货验收确认后，由仓管员作好验收标记，并按规定进行材料保管和发放。 （2）焊材验收 1）检验内容:检验焊材证书的完整性，是否与实物相符，检验包装情况，焊丝、焊条是否有生锈等现象。
2）检验过程：焊材到货后，材料采购部将‘焊材到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收，验收合格后填写《焊材验收清单》。焊材的复验分批次进行，每批焊材复验一组试样。 3）合格产品：焊材的各项指标符合设计要求和国家现行有关标准的规定。不符合标准的焊材不能使用。 4）合格产品的保管：钢材外观及复验检验合格后，送焊材二级库保管，并按规定手续发放。 （3）高强螺栓验收 1）检验内容:检验产品的质量合格证明文件，是否与实物相符，检验包装情况。 2）检验过程：涂料到货后，材料采购部将‘涂料到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收。按有关规定按批进行复验，复验应送达国家法定检测机构进行复验，复验采用见证制度，在持见证员证书的监理工程师见证下共同取样送检。 3）只有复验合格的高强螺栓才能用于本工程的结构施工。 4）合格产品的保管：入库应按规定分类存放，防雨、防潮。螺纹损伤时不得使用。螺栓螺母、垫圈有锈蚀时应抽样检查紧固力，满足后方能使用。螺栓不得被泥土、油污沾染，始终保持洁净、干燥状态。 （4）涂料验收 1）检验内容:检验涂料证书的完整性，是否与实物相符，检验包装情况。 2）检验过程：涂料到货后，材料采购部将‘涂料到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收。按有关规定按批进行复验，复验应送达国家法定检测机构进行复验，复验采用见证制度，在持见证员证书的监理工程师见证下共同取样送检。
钢结构工程施工质量检测方法探讨 摘要：工程检测的重点在于安装、拼接过程中产生的质量问题。钢结构工程中主要的检测内容有：构件尺寸及平整度的检测、构件表面缺陷的检测、连接(焊接、螺栓连接)的检测、钢材锈蚀检测、防火涂层厚度检测。本文就这些检测内容探讨了检测的方法跟施工中存在的问题。 关键词：钢结构；施工质量；检测方法；问题 钢结构工程的质量检测工作在整个工程建设中控制工程质量处于重要的地位，钢结构工程质量的具体结果也是判定整个工程质量是否合格的重要依据。所以检测工作的质量好坏，必将对整个工程项目的质量控制产生直接影响。而且钢结构产业在我国属于朝阳产业，应用前景广阔，因此对钢结构工程施工质量检测意义重大，加强钢结构工程检测工作的重要性也是不言而喻的。 一、钢结构施工过程中可能出现的问题 近年来，钢结构材料因其环保、抗震等自身优点，在高层楼房、工业厂房、桥梁等现代建筑中得到了广泛应用。但在大量的工程建设过程中，钢结构工程也暴露出了很多质量问题。钢结构在施工过程中的常见问题有以下几种： 1、构件的制作问题 门式钢架所用的板件非常薄，在日常应用中，最薄可达4毫米。多薄板的下料切割方式应当首选剪切方式，而尽量避免火焰切割。这是因为用火焰切割会使得板边产生很大的波浪状的变形。目前，h型钢材料的焊接方式大多数厂家均采用的是埋弧自动焊或半自动焊。倘若在切割时未能把握好手法，很容易发生焊接变形，使构件弯曲或扭曲。 2、柱脚安装问题 2.1预埋件问题 整体或局部偏移，标高有错误，丝扣没有采取保护措施。这将直接造成钢柱底板螺栓的不对位，丝扣长度不够。 2.2.锚栓不垂直问题 框架柱脚的底板水平度差，造成苗栓不垂直，使得基础施工后预埋锚栓水平误差偏大。 2.3锚栓连接问题 柱脚锚栓没有拧紧，垫板没有与底板焊接，部分位置没有露出2-3个丝扣的锚栓。 3、连接问题 3.1螺栓装备不符合标准要求，使得螺栓不好安装或导致螺栓安装不够紧固。 3.2螺栓丝扣有损伤，螺杆不能顺利旋入螺母，阻碍了螺栓的装配。 3.3现场的焊接问题，质量不能保证，设计所要求全焊透的一、二级焊缝没有采用超声波探伤，楼面主梁与柱没有实施焊接，没有采用引弧板施焊等等问题造成钢结构施工问题。 4、构件的变形问题 4.1构件在运输时发生变形，出现死弯或缓弯，造成构件无法进行安装。在构件制作过程中由于焊接产生的变形，构件一般呈现缓弯。在构件待运时，支垫点的不合理，如上下垫木不垂直或堆放构建的场地发生沉陷等原因，使构件产生了死弯或者缓变形。构件运输过程中因碰撞而产生了变形，一般呈现死弯等。这些原因造成的构建变形问题，使得钢结构材料在施工过程中无法正常使用，带来了施工的不便。 4.2钢梁构件在拼装之后全长扭曲程度超过允许值，造成钢梁的安装质量无法保证。拼接工艺的不合理以及拼装节点尺寸不符合设计要求等原因，造成了钢梁结构构件的不合格，在钢结构施工过程中无法进行建筑实施，质量更是无法保证。 4.3构件起拱，其程度数值大于或小于设计的数值。当构件起拱数值小时，安装后梁下挠，当起拱数值大时，容易造成构件标高超标。这种现象产生的主要原因是，构件的尺寸不
建筑工程结构检测的主要方法及质量控制措施论述 发表时间：2019-01-14T13:39:35.767Z 来源：《防护工程》2018年第30期作者：徐松[导读] 从而希望能够提升建筑工程主体结构检测水平，为城市建设提供保证。 32128219911028xxxx 摘要：随着社会经济的不断发展，建筑工程的规模也在不断提升，而随着建筑结构数量的增加，其已经呈现一种多元化发展，一些新技术、新方法也在不断创新，有效的提高了建筑行业的整体水平。为了能够使建筑工程质量满足使用要求，对建筑工程主体结构质量进行有效的检测，能够提高建筑工程主体结构质量，保证建筑使用者的安全性。可是虽然我国目前建筑工程主体结构质量的检测方法已经非常普及，但是因为起步较晚，与西方发达国家还是存在一定的差距，因此本文针对目前建筑工程主体结构质量检测方法进行研究，并对实际应用中的问题进行分析，从而希望能够提升建筑工程主体结构检测水平，为城市建设提供保证。 关键词：建筑结构；结构检测；检测方法 一、建筑工程结构质量检测方法 （一）外观检测 对建筑工程主体结构质量检测中外观检测，其是一种可视性特点，能够直接将建筑结构外观缺陷进行及时发展。一般建筑工程外观缺陷为，混凝土结构为麻面、裂缝、空洞等，并且还能够对混凝土结构外观尺寸与质量进行检测。不仅能够对建筑结构中的预埋件、结构距离等作为检测的主要内容，还能够通过尺量的方法将建筑结构的准确外部尺寸进行确量，保证相关建筑结构尺寸的偏差在合理范围内。此外，不同的建筑环境还可能影响建筑结构产生不同问题，从而对建筑结构主体造成严重的破坏，而外观检测能够及时的将损伤严重的位置进行检验，有效的控制检测质量。 （二）钢筋检测 钢筋作为建筑工程中一个非常重要的原材料，在混凝土建筑结构中广泛的使用。但是因为在建筑结构中，钢筋的使用位置与使用方式等直接对整个建筑结构质量产生影响。因此，我们在进行混凝土浇筑前，必须要将内部钢筋的质量进行有效的检测，检测内容包含了对钢筋数量、规格、类型、绑扎质量等。当进行混凝土浇筑完成后，我们还需要通过电磁传感器等一些探测设备，对钢筋的位置及自身变形情况进行准确的检测，确保混凝土浇筑过程中钢筋结构的自身稳定性，从而帮助提高建筑工程主体结构的质量安全。 （三）建筑主体结构抗压强度检测 建筑工程主体结构的自身抗压强度，对于整个建筑结构的整体稳定性与安全性有着非常重要的影响，因此我们必须要对建筑结构主体进行抗压强度检测。而目前对建筑结构进行抗压检测的方法主要有回弹法和钻芯法两种。其中，钻芯法主要是通过应用检测仪器对建筑结构进行取样，然后检测判断建筑结构的构件强度，虽然采用这种方法进行检测其检测结果非常准确，但是这样方法对建筑混凝土结构会产生一定的破坏，从而降低了建筑结构的安全性。回弹法能够对一些混凝土结构裂缝进行有效的检测，其通过应用回弹仪器，弹击混凝土结构的表面，然后根据仪器自身的重锤接触的回弹值，以及碳化深度来检测建筑结构的抗压强度，这样方法对建筑结构不会产生破坏，并且准确性也较高。 二、建筑工程结构质量检测方法的应用 （一）建筑工程准备阶段的检测 对于建筑工程主体结构进行质量检测是一项非常复杂的工作，因为我们在对其检测过程中需要对整个建筑工程施工、材料、技术等进行有效的管理，因此我们必须要结合实际的要求，选择合适的检测方法。一般，我们在建筑工程的准确阶段，为了能够有效的对建筑结构主体质量进行检测，需要我们对施工方案、材料质量、人员技术、施工技术等进行有效的管理。在工程建设施工开始前，必须要审查每一个施工单位的施工资质，确保施工单位具备相应的施工能力。并且还要对相关的技术人员、施工设备进行审查，确保施工设备的完整，人员技术符合施工要求。此外，作为重要的一个检测核心就是对施工方案的检测，通过应用先进的BIM技术对其整体结构方案进行三维模型检验，通过对施工建筑结构进行反复的撞击试验，从而将建筑结构施工方案中的一些问题进行查找，然后及时的进行解决，从而保证建筑结构施工方案的有效性。 （二）建筑工程施工阶段的检测 当建筑工程主体结构进入到施工阶段后，施工过程中我们针对建筑工程主体结构的检测要求更加严格，保证检测过程中要认真、负责、抓重点，并且在检测过程中对于一些细节的把握要重视起来，不能够出现任何的遗漏，从而确保建筑工程主体结构质量检测的有效性。施工阶段我们对于施工规范性、施工材料质量、施工过程中建筑结构的沉降率等都要进行及时的检测。就以沉降率的检测为例，一般在施工过程中都会存在沉降情况发生，这主要是由于建筑主体结构重量较大造成的，而普通的沉降不会造成太严重的后果，但是因为建筑工程的所在地质不同，则沉降的后果也有所差异，从而给建筑结构的安全带来严重隐患。因此必须要对沉降问题进行及时的检测，首先将监测点布置在建筑主体结构的不同方位，并对建筑结构进行第一轮沉降检测，通过记录所有基准点数据作为参考，然后每天进行一次检测与记录，通过比较数值的变化，在正常沉降范围内则表示建筑结构主体安全，但是超出正常沉降值则需要及时的进行处理，防止发生严重的事故。 （三）建筑工程完成阶段的检测 在工程项目建设完成之后，质量检测工作的开展应该做好细节方面的内容，主要包含建筑结构的外观检测、更改建筑结构空间以及做好建筑工程项目的室内检测工作等。如今的建筑工程主体结构，特别是对于大型的建筑工程项目，通常都是以混凝土结构为主。在开展混凝土施工作业的过程中，常见的质量问题是混凝土的裂缝，此外，如果混凝土的构件比较大，还可能出现内部空洞问题。空洞以及裂缝都会降低混凝土的强度，从而影响混凝土的承载力。因此，在检测的过程中，首先应该借助观察法对混凝土结构进行总体检测，并且借助超声波在不同介质中的回波差异以及传播速度，查明混凝土构件的质量问题，一旦发现空洞以及裂缝问题，便不能开展验收工作，此时就需要对这种现象及时治理。从而确保整个建筑工程项目主体结构的质量。
钢结构工程检测方案 一、制作过程中的质量检测 1、原材料检验 （1）钢材验收 1）检验工具: 万能试验机、半自动冲击机、布氏硬度机、冲击试样缺口手动拉床、微机CS分析仪、RB-1试块、钢尺、游标卡尺等。 2）检验内容：核对材质证书、炉批号、产品名称、数量、规格、重量、品质、技术条件、主要标志等是否符合要求；检查钢板尺寸、厚度、钢板标记、表面质量；每炉号复验一组机械性能和化学成份。 3）检验过程：钢材到厂后，材料采购部提供一份材料到货清单及检验通知单给质检部。质检部接到通知单后，根据检验内容逐项组织钢材验收；钢材的复验按炉批号分批进行；Z向钢板将组织监理、市质监站赴钢厂进行出厂检验，进行事前控制。 4）合格产品：钢材的各项指标符合设计要求和国家现行有关标准的规定。不符合标准的钢材不能使用。 合格产品的资料整理、保管：钢材外观及复验检验合格后，填写《钢材验收清单》，对采购的材料需将产品证书、《材料来货报验单》、复验报告及《材料验收清单》由质检部一并整理成册，以便备查。材料来货验收确认后，由仓管员作好验收标记，并按规定进行材料保管和发放。 （2）焊材验收 1）检验内容: 检验焊材证书的完整性，是否与实物相符，检验包装情况，焊丝、焊条是否有生锈等现象。 2）检验过程：焊材到货后，材料采购部将‘焊材到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收，验收合格后填写《焊材验收清单》。焊材的复验分批次进行，每批焊材复验一组试样。 3）合格产品：焊材的各项指标符合设计要求和国家现行有关标准的规定。不符合标准的焊材
不能使用。 4）合格产品的保管：钢材外观及复验检验合格后，送焊材二级库保管，并按规定手续发放。 （3）高强螺栓验收 1）检验内容: 检验产品的质量合格证明文件，是否与实物相符，检验包装情况。 2）检验过程：涂料到货后，材料采购部将‘涂料到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收。按有关规定按批进行复验，复验应送达国家法定检测机构进行复验，复验采用见证制度，在持见证员证书的监理工程师见证下共同取样送检。 3）只有复验合格的高强螺栓才能用于本工程的结构施工。 4）合格产品的保管：入库应按规定分类存放，防雨、防潮。螺纹损伤时不得使用。螺栓螺母、垫圈有锈蚀时应抽样检查紧固力，满足后方能使用。螺栓不得被泥土、油污沾染，始终保持洁净、干燥状态。 （4）涂料验收 1）检验内容: 检验涂料证书的完整性，是否与实物相符，检验包装情况。 2）检验过程：涂料到货后，材料采购部将‘涂料到货清单’及‘检验通知单’送质检部，质检部接到通知单后应根据检验内容逐项验收。按有关规定按批进行复验，复验应送达国家法定检测机构进行复验，复验采用见证制度，在持见证员证书的监理工程师见证下共同取样送检。 3）只有复验合格的涂装材料才能用于本工程的涂装施工。 4）合格产品的保管：合格涂料应设专门的防爆、防燃涂装材料仓库进行保管。
宁波市区建筑钢结构工程质量检测规定（试行） 一、为确保建筑钢结构工程的施工质量，规范钢结构检测工作，根据有关规范、标准，结合本市实际，制定本规定。 二、本规定适用于宁波市市区范围内新建、改建和扩建的建筑钢结构工程质量检测。 三、本规定所称建筑钢结构工程质量检测（以下简称检测），是指检测机构接受委托，依据《钢结构工程施工验收规范》（GB50205—2001）(以下简称《规范》)及国家有关标准，对涉及钢结构工程的结构安全和功能项目的现场抽样检测和对进入施工现场的钢结构材料、构配件的见证取样检测。 四、钢结构工程中以下材料、构配件进入施工现场后，应按见证取样的有关规定送具有资质的检测机构对相应参数进行检测，经检测合格后才能使用：（一）对属于下列情况之一的钢材及其制作件： 1 国外进口的钢材（除具有国家进出口质量检验部门的复验商检报告外）； 2 钢材混批； 3 板厚等于或大于40mm,且设计有Z向性能要求的厚板； 4 建筑结构安全等级为一级，跨度大于30米钢结构中主要受力构件所采用的钢材； 5 设计有复验要求的钢材； 6 对质量有疑义的钢材。 对结构构件钢材的力学性能检测包括屈服点、抗拉强度、伸长率、冷弯和冲击功等项目，试件应在监理（或建设）单位见证下在制作现场随机抽取。 检测数量：原材料每个批量3个试件；焊接件每个批量6个试件；冲击功试样另按检测要求送样。 （二）钢结构工程中的以下连接紧固标准件： 1、高强度螺栓：应对其连接副的扭矩系数和连接摩擦面的抗滑移系数进行检测；如为扭剪型的高强度螺栓尚应对其连接副作紧固轴力(预拉力)检测。试件应在监理（或建设）单位见证下在制作现场随机抽取。 2、普通螺栓：当设计有要求或对其质量有疑义时，应进行螺栓实物最小拉力载荷检测。 检测数量：扭矩系数和紧固轴力（预拉力）每批8套；摩擦面的抗滑移系数每批3组试件；最小拉力载荷每一规格8个。 （三）对建筑结构安全等级为一级，跨度40m及以上的建筑钢网架结构，应按《规范》要求对焊接球节点、螺栓球节点进行节点承载力检测。试件在监理（或建设）单位见证下在制作现场随机抽取。 试验数量：每项试验做3个试件。 五、钢结构分部（分项）工程施工完成后，对下列项目，施工单位在自检合格基础上，尚应按如下抽取比例，委托具有资质的检测机构进行现场见证 检测。委托检测前，施工单位应编制好检测方案，经监理（或建设）单位审核后，送我站相关科室进行备案： （一）设计要求全焊透的一、二级焊缝的内部缺陷的检验。 检测数量:一、二级焊缝按焊缝处数随机抽检3%，且不少于3处。
研究性试验：验证结构设计的某一理 论，或验证各种科学的判断、推理、假设 及概念的正确性，或者为了创造某种新型 结构体系及计算理论，而系统地进行的试 验研究。静力试验：所谓“静力”一般是指试验过程中，结构本身运动均加速度 效应（惯性力效应）可以忽略不计。单调静力荷载试验：试验荷载逐渐单调增 加到结构破坏或预定的状态目标，研究结 构受力性能的试验。拟静力试验：也叫低周期反复荷载试验或伪静力试验。利用 加载系统对结构施加逐渐增大的反复作 用荷载或交替变化的位移，使结构或构件 受力的历程与结构在地震作用下的受力 历程基本相似，属于结构抗震试验方法， 但其加载速度远低于实际结构在地震作 用下所经历的变形速度。结构动力试验主要包括：①动荷载的特性试验方法：直接测定法、间接测定法、比较测定法。 ②结构动力特性试验；③结构的动力反应 试验；④模拟振动地震台试验； ⑤风洞试验；⑥疲劳试验。实体试验和模 型试验；试验室试验和现场试验；非破坏 性试验和破坏性试验。 结构检测：是为了评定结构工程的质量 或鉴定既有结构的性能等所实施的检测 工作。研究性试验包括哪几个阶段？设计阶段→准备阶段→实施阶段→总结阶段。试验阶段试验加载图式：试验荷载在试验结构构件上的布置（包括荷载类型和分布情况）称为加载图示。试验装置：①试验装置应有足够的刚度，在最大的试验荷载作用下，应有足够承载力（包括疲劳强度）和稳定性。②试验结构构件的跨度、支撑方式、支撑等条件和受力状态应符合设计计算简图，且在整个试验过程中保持不变。③试验装置要满足构件的边界条件和受力变形的真实状态，且不应分担试验结构构件承受的试验荷载和不应阻碍结构构件变形的自由发展。④应满足试件就位支撑、荷载设备安装、试验荷载传递和试验过程的正常工作要求。加载制度：是指试验进行期间荷载与时间的关系。测点的选择与布置：用仪器对结构或构件进行内力、变形等参数的量测时，测点的选择与布置应满足以下原则。仪器选择与测读原则：①选择的仪器，必须能满足试验所需的精度与量程要求。②仪器的量程应满足最大应变和扰度需要。试验中若仪器量程不够，中途调整必然会增加量测误差，应尽量避免。③现场试验时，仪器所处条件和环境较复杂，影响因素较多，电测仪器的适应性就不如机械式仪表。而测点较多时，机械式仪表却不如电测仪表灵活、方便。因此，选用对应做具体分析和技术比较。④为了简化工作，避免差错，量测仪器的型号、规格应尽可能一致，种类越少越好。结构试验准备阶段：将设计阶段确定的试件按要求制作、安装就位，将加载设备和测试仪器率定、安装就位，准备设计记录表格，算出各加载阶段试验结构各特征部位的内力及变形值。重物加载：它是利用物体本身的重量施加在结构上作为模拟荷载，在实验室内可以采用的重物有专门制作的标准铸铁砝码、混凝土试块和水箱等；在现场试验可以就地取材如砖、砂、石、袋装水泥等建筑材料作为加载物。气压加载：它分为正压加载与负压加载。正压加载是利用压缩空气的压力对结构施加压力负压加载是利用将实验结构物下面密封室内的空气抽出，使之形成真空，结构的外表面收到的大气压，就成为施加在结构上的均布荷载，由真空度可得出加载值。液压加载：液压千斤顶、大型结构试验机、电液伺服加载系统。电液伺服加载系统的组成：1、液伺服加作动器2、控制系统3、液压源。模拟地震振动台设备的组成：振动台台面与基础、液压驱动和动力系统、控制系统、测试和分析系统、动力加载法 冲击力加载：特点是荷载作用时间极为 短暂，在它的作用下被加载结构产生自由 振动，适用于进行结构动力特性的试验。加载方法：分为初位移法和初速度法。（1）初位移加载法：在结构上拉一钢丝绳，使结构产生一个人为的初始强迫位移，然后突然释放，使结构在静力平衡位置附近作自由振动。（2）初速度加载法：利用摆锤或荡重的方法使结构在瞬时内受到水平或垂直的冲击，产生一个初速度，同时使结构获得所需的冲击荷载。离心力加载：离心力加载一般采用机械式激振器，激振器由机械和电控两部分组成，机械部分主要是由两个或多个偏心质量组成。直线位移惯性力加载：电磁加载在磁场中通电的导体将受，到与磁场方向垂直的作用力，电磁加载就是根据这个原理工作的。现场激振方法：1、人体激振2、人工爆炸激振3、环境随机振动例：微小的地震活动、机器运作、车辆行驶。人体激振产生的方式:人的身体作与结构自振同步结构运动，产生足够大的惯性力，就有可能形成适合共振实验的振幅。人工爆炸激振产生的方式：在实验结构附近场地采用炸药进行人工爆炸，利用爆炸产生的冲击波对结构进行瞬时激振，使结构产生强迫震动。环境随机震动的产生方式：建筑物常处于微小的而不规则的脉动之中，这种微小而不规则的震动来源于微小的地震活动、机器运作和车辆行驶等，使地面存在着连续不断的运动，采用高灵敏的传感器、放大记录设备，量测结构的反映。试验台座：1、槽式试验台座2、地锚式试验台座3、箱式试验台座4、锚槽式试验台座5、梁式台座6、空间桁架式台坐水平反力装置：主要由反力墙（或反力架）及千斤顶水平连接件等组成。试验支座和支墩各有什么作用？对其有何要求？ 结构试验中的支座与支墩是试验装置中 模拟结构受力和边界条件的重要组成部 分，是支撑结构、正确传递作用力和模拟 实际荷载图式的设备。 支座要求：①保证试件在支座处能自由 转动。②保证试件在支座处力的传递。支墩要求：①有足够的刚度与承载力，在试验荷载下的总压缩变形不易超过试验构件饶度的1/10。②应具有相同的刚 度。（当试验需要使用两个以上的支墩时） ③偏差不应大于试件跨度的1/50。④双 向板支墩在2个跨度方向的高差和偏差 也应满足上述要求.⑤连续梁各中间支墩 应采用可调式支墩，必要时还应安装测力 计，按支座反力的大小调节支墩高度，因 为支墩的高度对连续梁的内力有很大影 响。支座有哪些类型？活动铰支座、固 定铰支座、球铰支座、刀口支座。简述 常用的试验台座及其特点：①槽式试 验台座：沿台座纵向全长布置几条槽轨。 槽轨由型钢制成的纵向框架式结构，埋置 在台座的混凝土内，它的作用在于锚固加 载支架，用以平衡结构物上的荷载产生的 发力。②地锚式试验台座：这种台座在台 面上每隔一定间距设置一个地脚螺栓，螺 栓下端锚固在混凝土内，顶端伸出到台座 表面特质的地槽内，并略低于台座表面标 高。③箱式试验台座：它本身就是一个刚 度很大的箱形结构，台座顶板沿纵、横两 个方向按一定间距留有竖向贯穿的孔洞， 以固定立柱或梁式槽轨。台座配备有短的 梁式活动槽轨，便于沿孔洞连线的任意位 置加载，即先将槽轨固定在相邻的两孔 间，然后将立柱按加载的位置固定在槽轨 中。④槽锚式试验台座：此台座兼有槽式 及地锚式台座的特点，同时，由于抗震试 验的需要，利用锚栓一方面可固定试件， 另一方面可承受水平剪力。⑤梁式台座： 在预制构件厂和小型结构实验室中，当缺 少大型试验台座时，也可以采用抗弯大梁 式和空间桁架式台座，以满足中小型构件 试验或混凝土制品检验的要求。⑥空间桁 架式台座：一般用于进行中等跨度的桥架 及层面大梁的试验。量测仪器的组成： 分为：感受、放大、显示。感受：直接与 被测对象相连。放大：将感受部分传来的 被测参数通过各种方式进行放大。显示： 将放大部分传来的量测结果通过指标、电 子数码器、屏幕等显示出来，或通过各种 记录设备将试验数据或曲线记录下来。 量测仪器的主要指标：1、量程；2、 刻度值；3、分辨率；4、灵敏度；5、精 确度；6、滞后；7、线性范围；8、频响 特性；9、相移特性。量程：仪器能测 围。刻度值：仪器指示装置的最小刻度 灵敏度：使仪器指示值发生变化的最 小输入变化值。分辨率：单位输入量 所引起的仪表指示值的变化。精确度： 仪表指示值与被测真值的符合程度。量 测仪器的选用：1、符合量测所需的量 程及精度要求。2、动力试验量测仪器， 其线性范围，频响特性及相移特性等都应 满足试验要求。3、对于安装在结构上的 仪器或传感器，要求自重轻，体积小，不 影响结构的工作。特别要注意夹具安装的 设计是否合理正确，不正确的夹具安装将 使试验结果带有很大误差。4、同一试验 中选用的仪器种类应尽可能少，以便统一 数据的精度，简化量测数据的整理工作和 避免差错。5、选用仪器时应考虑试验的 环境条件。选用仪器前，应先对被测值进 行估算。一般应使最大被测值控制在仪器 的213量测范围附近，以防仪器超量程而 损坏。同时，为保证量测精度，应使仪器 的最小刻度值不大于最大被测值的5%。 量测方法的分类？应变量测、位移量 测、力值量测、裂缝观测、温度量测等等 应变量测的方式机测引伸仪：1、手持 式应变仪；2、千分表测应变装置。电阻 应变计的技术指标？1.标距L 2、电阻 值R 3、灵敏系数K。位移测量的方法 有哪些？线位移传感器、角位移传感 器、光纤位移传感器。线位移量测仪器 传感器有哪些？机械式百分表和千分 表、张拉式位移传感器、电阻应变式位移 传感器、滑动电阻式位移传感器、线性差 动电感式位移传感器。角位移传感器有 哪些？水准式倾角仪、电子倾角仪力值。 有哪些？机械式力传感器、电阻应变式 力传感器、震动弦式力传感器。裂缝观 测的方法？1.肉眼观测2.贴应变片3涂 导电膜漆4超声波检测。裂缝宽度测量 仪器有哪些？读数显微镜、裂缝读数 卡。读数显微镜的使用方法？读数轮 上标有刻度，旋动读数鼓轮，使镜内长线 分别处于裂缝量测边缘并读出两次刻度 值。两次读数差即为裂缝宽度。温度量 测的方法有哪些？从测试元件与被测 材料是否接触来分，分为接触式测温和非 接触式测温两大类，接触式测温仪器有： 水银温度计和热电偶温度计。非接触式测 温仪器有红外温度计振动参数测量设 备有哪些？作用分别是什么？1.感 受：感受部分通常称为拾震器，是将机械 信号处理成电信号的2放大：放大器不仅 将信号放大，还可将信号进行积分、微分 和滤波等处理，可分别测量出振动参量中 的位移、速度及加速度3显示记录：显示 自振频率、振型、位移、速度和加速度等 震动参量，记录这些震动参数随时间历程 变化的全部数据。测振仪器一般有哪些 传感器？磁电式速度传感器、压电式加 速传感器。数据采集系统的组成有哪 三个部分？作用分别是1.计算机的作 用：数据后处理、打印输出、实时屏幕图 像显示、存入文字、计算处理、从数据采 集仪读入数据2.数据采集仪的作用：打 印输出、存入磁盘、放入内存、系统换算、 A/D换算、扫描采集3.传感器的作用：把 物理量转变为电信号、感受各种物理量。 数据采集系统的分类大型专用系统；2、 分散式系统；3、小型专用系统；4、组成 式系统。数据采集系统的过程有哪 些？单调静力荷载试验：它是指试验 荷载逐渐单调增加到结构破坏或预定的 状态目标，研究结构受力性能试验。单 调静力荷载试验加载制度：它是指试 验实施过程中荷载的施加程度或步骤，从 试验实施的进程来看，加载制度也可以认 为是施加的荷载与时间的关系。试验加载 程序是指试验进行期间荷载与时间的关 系。三个阶段：预载、正常使用荷载、 极限荷载。1、预载：一般分为三级进行， 每级取正常使用荷载的20%，然后分级卸 载，2～3级卸完。每加（卸）一级荷载， 停歇10min。目的：①使试件各部分接 触良好，进入正常工作状态，荷载与变形 关系趋于稳定；②检验全部试验装置的可 靠性；③检验全部量测仪表工作正常与 否；④检查现场组织工作和人员的工作情 况，起演习作用。2、正式加载空载时间： 受载结构卸载后到下一次重新开始受载 之间的间歇时间。满载时间：对需要进 行变形和裂缝宽度试验的结构，在标准短 期荷载作用下的持续时间。拟静力试验 加载制度及加载方法：1、单向反复加 载制度（1）变形控制加载法：Ⅰ.变幅加 载；Ⅱ.等幅加载；Ⅲ.变幅等幅混合加载； （2）荷载控制加载法；（3）荷载—变形 双控制加载法。注意事项：①试验时应首 先施加轴向荷载，并应在施加反复试验荷 载时保持轴向荷载值稳定；反复试验荷载 的加载程序宜采用荷载—变形双控制加 载法；在结构构件达到屈服荷载前，宜采 用荷载（或应力）控制；在结构构件达到 屈服荷载后宜采用变形（应变）控制。② 在结构构件的荷载达到屈服荷载前宜取 屈服荷载值的0.5倍、0.75倍和1.0倍 作为回载控制点；在结构构件的荷载达到 屈服荷载后宜取屈服变形的倍数点作为 回载控制点。③反复加载次数应根据试验 目的的确定。一般情况下，反复加载次数 宜为3次。若结构构件的残余变形很小， 则进行一次反复杂加载；当研究承载力退 化率时，在相应于某一位移延性系数下反 复加载次数不宜少于5次；当研究刚度退 化率时，在选定荷载作用下反复加载次数 不宜少于5次；试验中应保证反复加载过 程的连续性，每次循环时间宜一致。双 向反复加载制度：x、y轴双向同步加 载x、y轴双向非同步加载开裂荷载：取 试验结构或构件出现第一条垂直裂缝或 斜裂缝时的荷载。屈服荷载和屈服变 形：取试验结构构件在荷载稍有增加而 变形有较大增长时所能承受的最小荷载 和其相应的变形为屈服变形。极限荷载： 取试验构件所能承受的最大荷载值。破 坏荷载和极限变形：当试验构件丧失承 载力或超过极限荷载后，下降至85%极限 荷载时，所对应的荷载值即为破坏荷载， 其相应变形为极限变形。延性系数：它 是试验结构构件塑性变形能力的一个指 标。退化率：反映试验结构构件抗力随 反复加载次数增加而降低的指标。拟动 力试验的设备：它的加载设备一般由计 算机、加载装置与加载控制系统组成。 （1） 计算机：试验系统的心脏，加载过程的控 制和试验数据的采集都由它来完成。同时 对试验结构和其它反应参数进行演算和 处理。（2）加载装置与加载控制系统： 根据该时刻由计算机传来的位移指令转 换为电压信号输入，用于电液伺服系统， 使加载器按指令工作。实验步骤①在计 算机系统中输入地震加速度时程曲线，并 按一定的时间间隔数字化。②把几时刻的 地震加速度值代入运动方程，解出几时刻 的地震反应位移X。③由计算机控制电液 伺服加载系统，将X施加到结构上，实现 这一步的地震反映。④量测此时试验结构 的反力Fn，并代入运动方程，按地震反 应过程的加速度进行n+1时刻的位移 Xn+1的计算，量测试验结构反力Fn+1。 ⑤重复以上步骤，按输入n+1时刻的地震 加速度值，解位移Xn+2和结构反力Fn+2， 连续进行加载实验，直到实验结束。异 常数据的剔除：1.σ3检测；（2）格 拉布斯方法；（3）肖维纳准则。误差的 类型：（1）过失误差；（2）系统误差； （3）随机误差。过失误差：由于量测人 员粗心大意，不当操作或思想不集中所造 成。系统误差：仪器的缺陷，外界因素影 响或观测者感官不完善等固定原因引起。 随机误差：①在一定的量测条件下，随机 误差的绝对值不会超过一定的限度。②随 机误差数值是有规律的，绝对值小的出现 的机会多，绝对值大的的机会少。③绝对 值相等的正负误差出现的机会相同。④它 在多次量测中具有抵偿性质，即对于同一 物理量进行等精度量测时，随着量测次数 的增加，随机误差的算术平均值将逐渐趋 于0。试验结果表达：表格法；（2）图 形法；（3）函数方式。系统识别方法： 用数学的方法，由已知系统的输入和输 出，找出系统的特性或它的最优的近似 解。在模拟地震动振动台中，可以用系统 识别方法来确定试验结构的某些参数、刚 度、阻尼、质量和恢复模型。步骤：1、 建立数学模型和选定需要识别的参数；2、 构造误差函数；3、对选定的系统参数进 行优化。动力荷载试验的类型：结构 动力特性试验、结构动力反应试验、模拟 地震震振动台实验、模拟地震震振动台实 验、风洞实验、结构疲劳试验。动荷载 的特性试验：动荷载的特性包括作用力 的大小、方向、频率及其作用规律等。 主振源的测定：首先要找出对结构振动 起主导作用即危害最大的主振源，然后测 定其特性。在工业厂房内有多台动力机械 设备时，可以逐个开动，观察结构在每个 振源影响下的振动情况，从中找出主阵 源，但是这种方法往往由于影响生产而不 便实现。也可以分析实测振动波形，根据 不同振源将会引起不同规律的强迫振动 这一特点，来间接判断振源的某些性质， 作为探测主振源的参考依据。分析结构振 动的频率，可作为进一步判断主振源的依 据。由于结构强迫振动的频率和作用力的 频率相同，因此具有这种频率的振源就可 能是主振源。对于简谐振动可以直接在振 动记录图上量出振动频率，而对于复杂的 合成振动则需将合成振动记录图作进一 步分析，做出复合振动频谱图，在频谱图 上可清楚地看出合成振动由哪些频率成 分组成的，哪一个频率成分有较大的幅 值，从而判断哪一个振源为主振源。动 荷载的参数测定（1）直接测定法：它 是通过测定动荷载本身参数以确定其特 性。2）间接测定法：它是把要测定动力 的机器安装在有足够性变形的专用结构 上。3）比较测定法：它是通过比较振源 的承载结构在已知动荷载作用下的振动 情况和待测振源作用下的振动情况，进而 得出荷载的特性数据。自由振动法：它 是设法使结构产生的自由振动，通过记录 仪器记下有衰减的自由振动曲线，由此求 出结构的基本频率和阻尼系数。共振法： 它是利用专门的激振器，对结构式加简谐 动荷载，使结构产生恒定的强迫简谐振 动，借助对结构受迫振动的测定，求得结 构动力特性的基本参数。脉动法：它是 一种很微小的振动，脉动源来自地壳内部 微小的振动，地面车辆运动，机器运转所 引起的微小振动及风引起的建筑物的振 动等。1、基本假设①假设建筑物的脉 动是一种各态历经的随机过程。②对于多 自由度体系，多个激振输入时，在共振频 率附近所测得的物理坐标的位移幅值，可 以近似地认为就是纯模态的振型幅值。③ 假设脉动源的频谱是较平坦的，可以把它 近似为有限带宽的白噪声，即脉动源的傅 里叶谱或功率谱是一个常数。2、测试方 法1）对仪器的要求1、应注意下限频率； 2要求高灵敏度的传感器；3、要有足够 数量的传感器及相应的放大记录设备。 （2）传感器布置原则1、找好中心位置 平移振动测点；2、在建筑物的两侧布置 扭转测点；3、在结构突变处布置测点；4、 在特殊部位处布置测点；5、测点数量和 测试步骤的确定；6、传感器数量受限时 测点的布置。3、数据分析（1）模态分析 法；（2）主谐量法6.3结构动力反应试 验。结构动力系数的测定动挠度和静挠 度的比值称为动力系数。为了求得动力系 数，先是移动荷载以最慢的速度驶过结 构，测得扰度图，然后使动力荷载按某种 某度驶过，这时结构产生最大扰度yd。 从图上量得最大静桡度yj，和最大动桡 度yd；即可求得动力系数。强震观测目 的：强震观测能够为地震工程科学研究和 结构抗震设计提供确切数据，并用来验证 抗震理论和抗震措施是否符合实际。基本 任务：①取得地震时地面运动过程的记 录，为研究地震影响场和烈度分布规律提 供科学资料。②取得结构物在强震作用下 振动过程的记录，为结构抗震分析与试验 研究及设计方法提供客观的数据。6.4 模拟地震震振动台实验6.4.1试验模 型（1）模型结构与原型结构几何相似； （2）应采用与实际结构性能相近的材料 制作模型；（3）振动台试验模型制作工 艺应严格要求。风洞试验：钝体模型： 用于研究风荷载作用下，结构表面各个位 置的风压。气弹模型：主要用于研究风致 振动以及相关的空气动力学现象。结构 疲劳试验目的：了解在重复荷载作用下 结构的性能及变化规律。疲劳：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。荷载：上限荷 载疲劳次数下限荷载1、预加静载试验 对构件施加不大于上限荷载20%的预加 静载1～2次，消除松动及接触不良，并 使仪表运动正常。2、正式疲劳试验① 做疲劳前的静载试验，目的主要是为了对 此构件经受反复荷载后受力性能有何变 化。荷载分级加到疲劳上限荷载，每级荷 载可取上限荷载的20%，临近开裂荷载 时应适当加密，第一条裂缝出现后仍以 20%的荷载施加，每级荷载加完后停歇 10～15min，记录读数，加满载后分两次 或一次卸载，也可采取等变形加载方法。 ②进行疲劳试验，首先调节疲劳机上下限 荷载，待示值稳定后读取第一次动载读 数，以后每隔一定次数读取数据。根据要 求也可在疲劳过程中进行静载试验，完毕 后重新启动疲劳机继续疲劳实验。③破坏 试验，达到要求的疲劳次数后进行破坏试 验时有两种情况。一是继续施加疲劳荷载 直至破坏，得到承受疲劳荷载的次数。另 一是做静载破坏试验，这时方法同前，荷 载分级可加大。振动信号处理及分析振 动按其特性可分为确定性振动和随机振 动两大类。确定性振动：按确定规律变 化的运动，它可用确定的数学表达式加以 描述，它又包括简谐振动、复杂周期振动、 非周期振动等形式。随机振动：一种非 确定性振动，不能用确定函数来描述这种 振动。周期性振动信号（1）单一简谐 振动波形分析；（2）两个简谐振动合成 的信号分析；（3）间歇非周期振动信号 分析.随机数据的统计特征1、幅值域的 统计参量（1）概率密度函数：研究随机 振动的瞬时幅值落在某指定范围内的概 率值。（2）均值：随机过程的一个非常 重要的特征参数，表示一个变化着的量是 否有恒定值。（3）均方值：只能描述振 动信号中的恒定分量，而不能描述波动情 况。（4）方差：均方指—均值的差。2、 时域的统计参量（1）自相关函数（2）互 相关函数3、频域的统计参量（1）自功 率谱密度（2）互功率谱密度（3）传递函 数4）相干函数随机数据的分析：采集 原始数据→剔除不合理数据→A/D转换 →数据预处理→数据检验→数据分析1、 原始信号的处理2、模数转换3、数据预 处理（1）确定经过量化后的数字量与被 测参量单位之间的换算关系，即校正数据 的物理单位（2）进行中心化处理，即将 原始数据减去平均值的处理，以便简化计 算公式。（3）消除趋势项，趋势项是指 样本记录周期大于记录长度的频率成分， 它可能是由于仪器的零点漂移或测试系 统引起的，或是变化缓慢的误差等，如果 不把它事先消除，在相关分析和功率谱分 析时将引起很大的畸变，会导致低频谱的 估计值完全失真。4、数据检验5、数据 分析。结构检测程序结构检测分为哪 几类的结构检测？1混凝土2.钢筋混 凝土强度的检测方法1回弹法2.钻芯 法3.超声法4.超声回弹综合法5.后装拔 出法。回弹法、钻芯法、超声法、超 声回弹综合法、后装拔出法适用条件 1。采用回弹法时被检测混凝土的表层质 量应具有代表性，且混凝土的抗压强度和 龄期不应超过相应技术规程限定的范围 2.采用超声综合回弹法时，被检测混凝土 的内外质量应无明显差异，且混凝土的抗 压强度不应超过相应技术规程限定的范 围3.采用后装拔出法时，被检测混凝土的 表层质量应具有代表性，且混凝土的抗压 强度和混凝土粗骨料的最大粒径不应超 过相应技术规程限定的范围。4.在回弹 法、超声回弹综合法或后装拔出法适用的 条件下，宜进行钻芯修正或利用同等条件 养护立方体试块的抗压强度进行修正五、 回弹法的测定方法测试时，打开按钮，弹 击杆伸出筒身外然后把弹击杆垂直顶住 混凝土测试面使之徐徐压入筒身，这时筒 内弹簧和重锤逐渐趋于紧张状态，当重锤 碰到挂钩后即自动发射，推动弹击杆冲击 混凝土表面后回弹一个高度，回弹高度在 标尺上示出，按下按钮取出仪器，在标尺 上读出回弹值。回弹法检测注意的几 个问题①用回弹仪测试混凝土的强度时, 必须注意其限制条件。龄期3年以上的混 凝土,其表面混接土的碳化可能达到相当 深度,回弹值已不能准确反映混凝土的强 度,因此,不宜采用回弹法测定龄期超过3 年的老混凝土。回弹仪的弹击锤回弹距离 受到回弹仪本身的限制,其有效回弾最大 距离决定了回弹法能够测试的最大混凝 土强度,当混凝土强度超过C60级时,不能 采用回弾法检测混疑土的强度。对混凝土 的成型工艺、潮湿状态等也有限制。②回 弹法实际上是利用混凝土的表面信息推 定混凝土的强度,很多因素影响测试结果, 如原材料构成、外加剂品种、混凝土成型 方法、养护方法及湿度、碳化及龄期、模 板种类、混凝土制作工艺等,这些因素使 测试结果在一定范围内表现出离散性。③ 对于建筑工程和公路工程中的混凝土构 件,都有相应的技术规程,如建筑工程的? 回弹法检测混凝土抗压强度技术规程 ?(JGJ/T 23-2001)和公路工程的?回弹仪 检测水泥混凝土强度试验方法?(T 0954-1995)。在这些技术规程中,对回弹仪 的操作与维护、回弹值的修正、测强曲线 及混凝土强度推定的方法等方面,做出了 具体的规定。采用回弹法检测混凝土的强 度时,必须遵守有关技术规程的规定。超 声回弹法的定义是什么？超声回弹综 合法是指采用超声检测仪和回弹仪，在结 构或构件混凝土的同一测区分别测量超 声声时和回弹值，再利用已建立的测强公 式，推算该测区混凝土强度的方法。超 声回弹法的优点是什么1.超声回弹综 合法是指采用超声检测仪和回弹仪，在结 构或构件混凝土的同一测区分别测量超 声声时和回弹值，再利用已建立的测强公 式，推算该测区混凝土强度的方法与单一 的回弹法或超声法相比，超声回弹综合法 具有以下优点。2.混凝土的龄期和含水率 对回弹值和声速都有影响。混凝土含水率 大，超声波的声速偏高，而回弹值偏低； 混凝土的龄期长，回弹值因混凝土表面碳 化深度增加而增加，但超声波的声速随龄 期增加的幅度有限。两者结合的综合法可 以减少混凝土龄期和含水率的影响。3回 弹法通过混凝土表层的弹性和硬度反映 混凝土的强度，超声法通过整个截面的弹 性特性反映混凝土的强度、回弹法测试低 强度混凝土时，由于弹击可能产生较大的 塑性变形影响测试精度，而超声波的声速 随混凝土强度增长到一定程度后，增长速 度下降，因此，超声法对较高强度的混凝 土不敏感。采用超声回弹综合法，可以内 外结合，相互弥补各自不足，较全面的反 映了混凝土实际质量。浅裂缝和深裂缝 取什么方法检测：对于结构混凝土开裂 深度小于500MM的裂缝，可用平测法或 斜测法进行检测。对于大体积混凝土中预 计深度在500MM以上的深裂缝，采用平 测法和斜测法有困难时，可采用钻孔探 测。超声波检测内部缺陷的方法：超 声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，确定异常测点的坐标位 置，从而判定缺陷的范围。 砌体块材的检测方法强度检测一般可 采用取样法、回弹法、取样结合回弹或钻 芯的方法检测。砌筑砂浆的检测方法检测 砌筑砂浆的强度宜采用取样的方法检测， 如推出法、筒压法、砂浆片剪切法、点荷 法等。砌体强度的检测方法1、扁顶法 2.原位轴压法 3.原位单剪法 4.原位单砖双 剪法砌筑的质量的检测砌筑质量检测可 分为砌筑方法、灰缝质量、砌体偏差、砌 体中的钢筋检测和砌体构造检测等项目。 怎么来测定钢材的强度：可采用表面 硬度的方法检测。表面硬度法主要利用布 氏硬度计测定，由硬度端部的钢珠受压时 在钢材表面和已知硬度标准试样上的凹 痕直径，测得钢材的硬度，并由钢材硬度 与强度的相关关系，经换算得到钢材的强 度超声探伤方法超声法检测钢材和焊缝 缺陷的工作原理与检测混凝土内部缺陷 相同，试验时较多采用脉冲反射法超声波 脉冲经换能器发射进入被测材料传播时， 当通过材料不同介面(构件材料表面、内 部缺陷和构件底面)时，会产生部分反射， 这些超声波各自往返的路程不同，回到换 能器时间不同，在超声波探伤仪的示波屏 幕上分别显示出各界面的反射波及其相 对的位置，分别称为始脉冲、伤脉冲和底 脉冲磁粉探伤的原理融粉探伤的原理：铁 磁材料(铁、钴、镍及其合金)置于磁场中、 即被磁化。如果材料内部均匀一致而截面 不变时，则其磁力线方向也是一致的和不 变的，当材料内部出现缺陷，如裂纹、空 洞和非磁性夹杂物等，则由于这些部位的 导磁率很低，磁力线产生偏转，即绕道通 过这些缺陷部位.当缺陷距离表面很近 时，此处偏转的磁力线就会有部分越出试 件表面，形成一个局部磁场。这时将磁粉 撒向试件表面，落到此处的磁粉即被局部 磁场吸住，于是显现出缺陷的所在。射 线探伤有哪两种？射线探伤有x射线 和 γ 射线