结构工程师基础知识点：结构试验的观测设计

 （一）观测项目的确定

 

在确定试验的观测项目时，首先应该考虑反映结构整体工作和全貌的整体变形，如结构挠度、转角和支座偏移等。通过挠度的测量不仅能了解结构的刚度，而且可以知道结构的弹性或非弹性工作性质，挠度的不正常发展还能反映出结构中某些特殊的局部现象。转角的测定往往用来分析超静定连续结构。

 

对于某些试验，反映结构局部工作状况的局部变形也是很重要的，如应变、裂缝和钢筋的滑移等。例如钢筋混凝土结构的裂缝出现能直接说明其抗裂性能。再如，在作非破坏性试验进行应力分析时，控制截面上的最大应变往往是推断结构极限强度的最重要指标。

 

（二）测点的选择与布置

 

利用结构试验仪器对结构物或试件进行变形和应变测量时，在满足试验目的前提下，测点应是宜少不宜多。任何一个测点的布置都应该服从于结构分析的需要。

 

测点的位置必须要有代表性，结构物的最大挠度和最大应力部位上必须布置测量点位，称之为控制测点。如果目的不是要说明局部缺陷的影响，就不应该在有显著缺陷的截面上布置测点。

 

在测量工作中，由于部分测量仪器会有工作不正常，发生故障以及很多偶然因素影响量测数据的正确性，为了保证测量数据的可靠性，还应该布置一定数量的校核性测点。校核测点可以布置在结构物的边缘凸角和零应力的构件截面或杆件上，也可以布置在理论计算比较有把握的区域，此外我们还经常利用结构本身和荷载作用的对称性，在控制测点相对称的位置上布置一定数量的校核测点。

 

（三）仪器的选择与测读的原则

 

1.试验所用仪器要符合量测所需的精度要求，一般的试验，要求测定结果的相对误差不超过5%也就可以了。为此，应使仪表的最小刻度值不大于5%的最大被测值。

 

2.仪器的量程应该满足最大应变或挠度的需要。最大被测值宜在仪器满量程的1/5～2/3范围内，一般最大被测值不宜大于选用仪表最大量程的80%.

 

3.如果测点的数量很多而且测点又位于很高很远的部位，这时应采用电阻应变仪多点测量或远距测量，对埋于结构内部的测点只能用电测仪表。

 

4.选择仪表时必须考虑测读方便省时，必要时须采用巡回检测和自动记录装置。

 

5.为了避免差错，同类参数的量测仪器应尽可能选用一样的型号规格，而常在校核测点上使用另一种类型的仪器，以致比较。

 

6.动测试验使用的仪表，尤其应注意仪表的线性范围、频响特性和相位特性要满足量测的要求。

 

仪器仪表的测读应按一定的程序进行，具体的测定方法与试验方案、加载程序有密切的关系。可参见《混凝土结构试验方法标准》（GB50152-92）规定。