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《建筑结构试验》课程教学大纲

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一、课程名称:建筑结构试验

二、课程英文名称:Building Structure Test

三、课程编码:ZX0650920

四、课程性质:

《建筑结构试验》是我校土木工程专业的一门必修的专业基础课程;是电学、光学、光电子学、力学、钢筋混凝土结构和钢结构等学科相互交叉的、实用性很强的一门学科,是用试验的方法研究和测量建筑结构的强度、结构受荷载作用后的反应及评估建筑结构产品质量的一门学科。

五、学时数、学分数、开课学期:32学时、2学分、第七学期 

六、课程目的与要求:

通过学习《建筑结构试验》课程,使学生掌握经常使用的测试方法的基本原理和测量技术,结合土木工程专业的特点,培养学生结构检验的试验技能,使之具有从事一般建筑结构的检测能力,为学生进行现场结构检测和科学研究奠定基础;教学过程中要注意理论联系实际,突出基本理论的应用,重点使学生掌握建筑结构试验的试验设计、加载方法、数据采集和测量仪器。通过试验,强化学生对规范条文的理解,提高设计技能,达到能熟练掌握典型结构静荷检测的测试内容、测试方法的全过程。

七、本课程与其它课程的联系:

由于本课程是一门技术性极强的专业课,用到的知识较为全面,既牵涉基础课,又涉及专业基础课,与其有密切联系的课程有:《材料力学》、《结构力学》、《建筑材料》、《钢筋砼结构》。

八、教学方法:

采用文字教材进行课堂教学,在教学方法上,要在讲清楚基本原理的基础上,让学生理解和学会建筑结构试验的试验方法和步骤。

九、考核方法:根据本课程的特点,考核的方式一般采用闭卷考试。可以灵活多样进行命题,避免将学生引向死记硬背的陈旧学习套路,以较为全面地对学生掌握知识的状况做出评价。试题分为填空题、选择题、判断题、试验计算题等题型,主要考察概念、基本原理、应用建筑结构试验现行规范的能力及试验程序、方法与步骤。

命题方式为:A、B试卷。B卷为补考用。

要求:答题完整、整洁、条理清晰、计算方法整确、应用公式准确无误。

十、选用教材参考书目:

选用教材:

杨德建 王宁主编 建筑结构试验 武汉理工大学出版社 2006

参考书目:

姚振刚 留祖华主编 建筑结构试验 第三版 上海 同济大学出版社 2002,

十一、教学进程安排表:

序号

章节教学内容

学时

理论

实践

合计

1

第一章 结构试验概论

3

 

3

2

第二章 结构试验设计

5

 

5

3

第三章 结构试验的荷载设备

8

 

8

4

第四章 结构试验的数据采集和测量仪器

8

 

8

5

第五章 结构单调加载静力试验

2

 

2

7

合 计

26

6

32

 

十二、主要教学内容、重点和难点

第一章:结构试验的概论

一、学习目的:通过本章的学习,应掌握生产性试验和科研性试验的试验内容,

了解结构试验的任务,明确结构试验的分类。本章计划3学时。

二、课程内容

第一节 结构试验的任务

应了解结构试验的任务、课程的性质

第二节 结构试验的目的

(一)生产性试验

应了解、掌握和理解的主要内容为生产性试验的内容

(二) 科学研究性试验

应了解、掌握和理解的主要内容为科学研究性试验的主要内容

第三节 建筑结构试验的分类

(一)真型试验和模型试验

应了解、掌握和理解的主要内容为真型试验和模型试验的对象

(二)静力试验和动力试验

应了解、掌握和理解的主要内容为静力试验和动力试验的试验范围,明确其优缺点

(三) 短期荷载和长期荷载试验

应了解、掌握和理解的主要内容为短期荷载和长期荷载试验的时间性

(四)试验室试验和现场试验

应了解、掌握和理解的主要内容为试验室试验和现场试验对仪器设备的要求

三、重点、难点提示和教学手段

(一)教学重点:结构试验的主要任务;生产性试验和科研性试验的试验内容;建筑结构试验的分类。

(二)教学难点:生产性试验和科研性试验的试验内容

(三)教学手段及教学环节:列举大量的工程实例进行讲授

四、思考与练习

1、生产性试验和科研性试验的试验内容是什么?它需要掌握哪些知识与内容?

2、建筑结构试验的分类是什么?被广泛应用于何处?它具有哪些优缺点?

第二章:结构试验设计

一、学习目的:通过本章的学习,使学生掌握结构试验的试件设计;结构试验的模型设计;结构试验荷载设计;结构试验的观测设计。本章计划5学时。

二、课程内容

第一节 结构试验的概述

应了解、掌握和理解的主要内容为结构试验的目的;结构试验设计;结构试验准备;结构试验实施;结构试验的分析及结论;

第二节   结构试验的试件设计

(一)试件形状

应掌握试件的形状;

(二)试件尺寸

应掌握常用试件的尺寸

(三)试件数量

     应掌握常用试件的数量

第三节 结构试验的模型设计

(一)模型的相似要求和相似常数

应了解、掌握和理解的主要内容为模型的相似要求和相似常数

(二)模型设计的相似条件

    应了解、掌握和理解的主要内容为模型设计的相似条件

第四节 结构试验荷载设计

(一)试验加载图式的选择与设计

应了解、掌握和理解的主要内容为试验加载图式的选择与设计原则

(二)试验加载装置的设计

应了解、掌握和理解的主要内容为试验加载装置的设计方法与步骤

(三)结构试验的加载制度

应了解、掌握和理解的主要内容为试验的加载制度

第五节 结构试验的观测设计

(一)观测项目的确定

应了解、掌握和理解的主要内容为结构试验观测项目的确定

(二)测点的选择与布置

应了解、掌握和理解的主要内容为测点选择的多少与布置位置

(三)仪器的选择与测读的原则

应了解、掌握和理解的主要内容为仪器选择的精度与测读的原则要求

第五节 材料的力学性能与结构试验的关系

应了解、掌握和理解的主要内容为材料的试验结果对结构试验的影响;试验方法对材料强度指标的影响

三、重点、难点提示和教学手段

(一)教学重点:

1、结构试验的试件设计的设计内容;

2、模型的相似要求和相似常数,模型设计的相似条件;

3、试验加载装置的设计,结构试验的加载制度

4、观测项目的确定,测点的选择与布置,仪器的选择与测读的原则

(二)教学难点:模型的相似要求和相似常数,模型设计的相似条件;

(三)教学手段及教学环节

认真绘图,准确分析,认真讲授。

四、思考与练习

1、结构试验的试件设计应符合哪些条件?

2、模型的相似要求是什么?

3、结构试验荷载设计有哪些内容?

4、设计时,为什么要防止脆性破坏的产生?

5、结构试验的观测设计时,应注意哪些问题?

第三章:结构试验的荷载设备

一、学习目的

通过本章的学习,应掌握重力加载法;液压加载法;惯性力加载法;机械力加载法;气压加载法使用特点和要求;正确地选择试验所用的荷载设备和加载方法。本章计划8学时。

二、课程内容

第一节 概述

应了解、掌握和理解的主要内容为结构试验的荷载设备,加载方法和选择要求

第二节 重力加载法

(一)重力直接加载方法

应了解的主要内容为重力直接加载方法的特点和要求

(二)杠杆加载方法

应了解、掌握和理解的主要内容为杠杆加载方法的特点和要求

第三节 液压加载法

 

(一)液压加载器

应掌握的主要内容为液压加载器的加载要求

(二)液压加载系统

应掌握和理解的主要内容为液压加载系统的工作原理

(三)大型结构试验机

应掌握和理解的主要内容为大型结构试验机的工作原理

(四)电液伺服液压系统

应掌握和理解的主要内容为电液伺服液压系统的工作原理

第四节 惯性力加载法

(一)冲击力加载

应了解的主要内容为冲击力加载的方法

(二)离心力加载

应掌握和理解的主要内容为离心力加载的要求,

(三)直线位移惯性力加载

应掌握和理解的主要内容为直线位移惯性力加载的方法

第五节 机械力加载法

应掌握和理解的主要内容为机械力加载法的方法及其应用。

第六节 气压加载法

了解的主要内容为气压加载法的种类和特性

三、重点、难点提示和教学手段

(一)教学重点:重力直接加载方法,杠杆加载方法;液压加载器,液压加载系统,大型结构试验机,电液伺服液压系统;气压加载法;

 

(二)教学难点:电液伺服液压系统

(三)教学手段及教学环节

认真绘图,准确分析,认真讲授。

四、思考与练习

1.结构试验的加载方法分几类?

2.重力加载法包括什么?

3.液压加载法包括什么?

4.惯性力加载法的原理是什么?

第四章:结构试验的数据采集和测量仪器

一、学习目的

通过本章的学习应了解、掌握和理解结构试验的数据采集原理;理解测量仪器的分类,了解传感器的基本原理,掌握电阻应变计,应变测量,力传感器和压力传感器的原理,了解线位移传感器,角位移传感器,裂缝测量仪器,测振传感器的使用方法;掌握

记录器(X—Y记录仪,光线示波器,磁带记录仪)的工作原理和使用方法;掌握数据采集系统的组成,数据采集的过程。本章计划8学时。

二、课程内容

第一节 概述

应了解、掌握和理解的主要内容是数据采集的方法和应用范围,明确仪器设备的分类,结构试验测量仪器设备的主要技术性能指标。

第二节 传感器

(一)基本原理

应了解、掌握和理解的主要内容是各种传感器的基本原理

(二)电阻应变计

应掌握和理解的主要内容为电阻应变计的基本原理和电阻应变计的构造及种类

(三)应变测量

应掌握和理解的主要内容为电阻应变计测量应变的工作原理和方法;掌握电桥的加减特性计半桥、全桥的各种接法。掌握电阻应变片的粘贴方法。

(四)力传感器和压力传感器

应了解、掌握和理解的主要内容是力传感器和压力传感器的原理和分类

(五)线位移传感器

应了解、掌握和理解的主要内容是线位移传感器的原理和使用方法

(六)角位移传感器

应了解、掌握和理解的主要内容是线位移传感器的原理和使用方法

(七)裂缝测量仪器

应了解、掌握和理解的主要内容是裂缝测量仪器的工作原理和使用方法

第三节 记录器

(一)概况

应掌握和理解的主要内容为常用记录器的概念作用。

(二)X—Y记录仪

应掌握和理解的主要内容为X—Y记录仪的工作原理

(三)光线示波器

应掌握和理解的主要内容为光线示波器的工作原理

(四)磁带记录仪

应掌握和理解的主要内容为磁带记录仪的工作原理

第四节 数据采集系统

(一)数据采集系统的组成

应了解、掌握和理解的主要内容是数据采集系统的组成和数据采集系统的分类及作用

(二)数据采集的过程

应了解和理解的主要内容是数据采集的过程、方法及记录过程

三、重点、难点提示和教学手段

(一)教学重点:

1、数据采集方法;

2、应变测量基本原理和方法;

3、电桥的接法(半桥接法、全桥接法)

4、记录器的工作原理和操作步骤

(二)教学难点

应变测量基本原理和方法

(三)教学手段及教学环节

认真绘图,准确分析,认真讲授。

四、思考与练习

1.结构试验测量仪器设备的主要技术性能指标是什么?

2.电阻应变计的基本原理和电阻应变计的构造及种类是什么?

3.记录器的作用是什么?

4.电桥的接法(半桥接法、全桥接法)应如何接?

第五章:结构单调加载静力试验

第一节 概述

应了解和理解的主要内容是结构单调加载静力试验的加载过程

第二节 结构单调加载静力试验的加载制度

应了解和理解的主要内容是结构单调加载静力试验的加载制度的设计方法和荷载分级的方法

第三节 基本构件的单调加载静力试验

(一)受弯构件的试验

应了解和理解的主要内容是受弯构件的加载方法和试验项目及测点布置

(二)压杆和柱的试验

应了解掌握压杆和柱的试验方法,试验项目及测点布置

三、重点、难点提示和教学手段

(一)教学重点:

1、 受弯构件、受压构件的静力加载试验的原理和方法

2、 屋架试验、薄壳和网架结构试验的测试方法和加载制度

(二)教学难点:  屋架试验

(三)教学手段及教学环节

认真绘图,准确分析,认真讲授。

四、思考与练习

1.什么是单调加载静力试验?

2.结构单调加载静力试验的加载制度应如何确定?

3.受弯构件的试验项目是什么?

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