建筑结构试验思维导图

建筑结构试验思维导图，内容有结构试验概论、结构实验设计、结构静载实验、结构动载试验、结构非破损检测与鉴定，适用于土木工程专业建筑结构试验专业课的期末复习和平时学习使用

建筑结构试验

• 第1章：结构试验概论
  • 1. 结构试验的目的
    • 分类：研究性试验、鉴定性试验
    • 研究性试验用来解决下面问题：
      • ①验证结构计算理论或 创立新的结构理论
      • ②制定工程技术标准
    • 鉴定性试验有直接的生产性目的 和 具体的工程对象，？用于解决以下问题：
      • • ①检验结构、构件或结构部件的质量
        • ②确定已建结构的承载能力
        • ③验证结构设计的安全度？
  • 2. 结构试验的分类
    • 真型试验、模型试验 静力试验、动力试验 短期试验、长期荷验(按荷载作用的时间长短分类) 破坏性试验、非破坏性试验
      • 真型实验
        • 试验对象
          • 实际结构或按比例复制的结构、构件
        • 优点：完全反映真实结构受力特性，试验结论可靠
        • 缺点：费用高，加载难度大，试验周期长，非破损试验（结构使用阶段）？
      • 模型实验
        • 试验对象
          • 缩尺试件
        • 优点：实施方便，费用低，多参数、多试件
        • 缺点：严格相似条件难实现，尺寸效应
      • 静力试验
        • 单调静力试验
          • 低周反复静力试验(伪静力试验)
            • 拟动力试验
        • 优点：加载设备简单，试验观测方便
        • 缺点：不能反映结构动力性能
      • 动力试验
        • 结构动力特性试验
          • 地震模拟振动台试验
            • 风洞试验（风载试验）
              • 疲劳试验、抗爆试验、冲击试验、耐火试验
        • 优点：能真实反映结构的动力特性和动力响应
        • 缺点：加载设备和测试手段复杂
      • 短期荷载实验
        • 实验全过程持续几分钟到几天
      • 长期荷载实验
        • 试验全过程持续几个月、几年到数十年
        • 研究与时间有关的结构特性
          • 混凝土的收缩、徐变，预应力筋的松弛，结构的耐久性能等
      • 结构非破损试验
        • 以不损伤结构和不影响结构功能为前提，在建筑结构现场，根据结构材料的物理性能和结构体系的受力性能对结构材料和结构受力状态进行检测的方法。
          • 测砼强度
          • 非破损 ①回弹法 :方便，简单（工程中最常用） 超声法 :内部缺陷，准确 钻心法 :准确，费时费力
• 第2章：结构实验设计
  • 真实模拟结构的荷载、边界条件和试验所处的环境；
  • 消除次要因素影响；
  • 将结构反应视为随机变量；(选择填空）
  • 合理选择试验参数；
  • 统一测试方法和评价标准；
  • 降低试验成本和提高试验效率。
  • PDCA质量循环体系的基本思想是把质量管理的工作过程分为四个阶段：计划阶段（Plan）、实施阶段（Do）、检查阶段（Check）、处理阶段（Action）
  • 结构实验一般分为 四个阶段：
    • 实验规划与计划
      • 试验任务分析
      • 试件设计
      • 试验装置与加载方案设计
      • 观测方案设计
      • 试验终止条件和安全措施
    • 试验技术装备
      • 试件制作
      • 预埋传感元件
      • 安装试验装置及试件
      • 安装测量元件
      • 调试标定仪器设备
      • 相关材料性能测试
    • 试验实施过程
      • 记录试件初始状态
      • 采集并记录试验数据
      • 观察并记录试件特征反应（如裂缝、破坏状态等）
    • 实验数据分析与总结
      • 整理试验结果
      • 判断异常数据
      • 绘制试验曲线图表
      • 分析试验误差
      • 分析并总结试验现象
  • 2.2 结构实验设计基本原则
    • 1. 荷载、边界条件和实验环境
      • 直接加载
      • 间接加载
    • 2. 主次因素影响
      • 实验目的
        • 主要因素：仔细研究
        • 次要因素：消除影响
      • 混凝土徐变
        • 温度变形
        • 砼收缩变形
        • 砼徐变变形
      • 钢筋混凝土梁
        • 弯曲破坏实验：足够的配筋
        • 剪切破坏实验：足够的纵筋
    • 3. 结构反应的随机性
      • 试验影响因素模糊性
      • 材料特性的随机性
        • 新材料性能的未知
        • 材料的非线性强度等参数
      • 结构力学模型的不确定性
    • 4. 实验参数影响
      • 两类实验参数
        • 与试验加载系统有关
        • 与试验结构的具体性能有关
      • 常见试验结构参数
        • 钢筋混凝土结构
          • 砼等级、配筋率、配筋形式、截面形式、荷载形式及位置参
        • 砌体结构
          • 块体强度、砂浆等级
        • 钢结构
          • 构件长细比、截面形式、节点构造方式等
    • 5. 测试方法和评价标准
      • 鉴定性实验 --> 须符合相关技术标准的规定
      • 研究性实验 --> 遵循学科领域中认可的标准或约定（如：加载设备能力、数据采集和记录能力等）
    • 6. 实验成本和效率
      • 实验成本
        • 试件加工制作
        • 预埋传感器
        • 试验装置加工
        • 试验用消耗材料
        • 设备仪器折旧
        • 试验人工费用
        • 管理费。。。
      • ### 2.3 测试技术基本原理
      • 测试仪器设备的分类（按功能和使用情况分）
        • 传感器、放大器、显示器、记录器、分析仪器、数据采集仪或系统。
      • 其功能分别为：
      • 传感器——感受各种物理量（力、位移、应变等），并把它们转换成电量（电信号）或其它容易处理的信号；
      • 放大器——把从传感器得到的信号放大，使信号可以被显示和记录；
      • 显示器——把信号用可见的形式显示出来；
      • 记录器——把采集得到的数据记录下来，作为长期保存；
      • 分析仪器——对采集得到的数据进行分析处理；
      • 数据采集仪——用于自动扫描和采集，是数据采集系统的执行机构；
      • 数据采集系统——集成式仪器，包括传感器、数据记录仪和计算机或其他记录器、显示器等，可用来进行自动扫描、采集，还能进行数据处理等。
      • 传感器
        • 是测量系统的一种前置部件，它将输入变量转换为可测量的信号
      • 测量
        • 为确定试验结构的反应量值而进行的过程；
          • 直接测量 --> 钢尺、百分表等
          • 间接测量 --> 声波、水重等
        • 测量量值 = 数值 × 计量单位（一般采用国际单位，如：4mm）
      • 标定
        • 采用已知的标准物理量校正仪器或测量系统的过程。
        • 即：将原始基准器件，或比被标定仪器或测量系统精度高的各类传感器作用于测量系统，通过对测量系统的输入—输出关系分析，得到传感器或测量系统得精度的试验操作。
        • 当代测量技术的特点
          • 电测法 --> 非电物理量 -> 电量
          • 计算机 --> 数据采集、信号处理、运算、存贮显示、打印输出
• 第3章：结构静载实验
  • 静载实验加载设备
    • 对结构施加静力荷载并考察结构在静力荷载下的力学性能的试验
    • 静力: 试验过程中试验结构的反应不包含任何惯性作用和加速度的影响
    • 加载方法分类
      • 重力加载法：利用重物直接加载或通过杠杆作用间接加载
        • 重力直接加载法:重物荷载可直接堆放在结构表面形成均布荷载,或置于荷载盘上通过吊杆挂于结构上形成集中荷载,，假如荷载再大，就可以通过杠杆来加载。
          • 重物间隙要大于 5cm,保证重物间不搭接，以防止起拱作用
          • 优点：荷载可就地取材，可重复使用 结构或试件的变形可保持恒载，可分级加载，容易控制。
          • 缺点：加载过程中需要花费较大的劳动力，占据较大的空间，安全性差，试验组织难度大
        • 杠杆重力加载法：利用杠杆原理，将荷载放大作用于结构上，以满足试验要求。
          • 优点：杠杆制作方便，荷载值稳定不变，当结构有变形时可保持恒载，对于作持久荷载试验尤为合适。
      • 液压加载法：利用液压加载器和液压试验机加载（最常见的方法）
        • 控制装置
        • 液压加载设备类型
          • 电液伺服液压试验系统
            • 控制装置 采用电液伺服阀
            • 伺服机构：指利用反馈来控制该机构中运动部件的位置或运动状态的一种闭环系统，而反馈输入来自机构的运动部件。又称为“随动系统”。
          • 移动式同步液压加载器
          • 手动液压千斤顶
          • 液压试验机
          • 万能材料试验机、压力试验机、长柱试验机
        • 优点：试验操作安全方便，特别对于大型结构构件。试验要求荷载点数多、吨位大时更合适。
      • 机械加载法：利用绞车、滑轮组、弹簧和螺旋千斤顶等机械设备加载
      • 气压加载
        • 气压加载适合于对板壳结构施加均布荷载
          • 正压加载 —— 气包充气后对试件形成均布荷载作用。适于板、壳等试验。
          • 负压加载 —— 利用大气压差对试件施加均布荷载。适用于无法从板顶面加载的板或斜面、曲面的板壳等试验。
    • 在进行试验台座、反力装置设计时要考虑承载力要求、刚度要求、疲劳强度要求。
  • 应变测试方法
    • 机测：利用机械式仪表，如双杠杆、手持式应变仪等
    • 电测：
      • 电阻式应变片（电阻应变计）
        • 优点：试验操作简单，数据可靠，不受电磁等因素干扰；
        • 缺点：不适合应变率较大区域的应变测量；不能自动记录数据，数据测读的时间较长；温度补偿方案不易实现。
        • 工作原理是：电阻应变效应（利用导体或半导体在外界作用下产生机械变形时，其电阻值发生变化的现象）
        • 基本测量电路为惠斯登电桥
          • 邻臂相减，对臂相加
        • 温度补偿方法
          • 有桥路补偿方法（补偿片法）
            • 优点：简单方便、在常温下补偿效果好
            • 缺点：环境温度变化较大时，影响补偿效果
          • 应变片自补偿方法 -- “温度自补偿应变片”
        • 箔式应变片、丝绕式应变片
      • 振弦式应变传感仪
      • 光纤式应变传感仪
  • 静载试验
    • 目的：通过试验了解结构的静力性能
    • 测量物理量：①位移，包括角位移；②力；③裂缝；④温度等
    • 观测项目: 荷载（力）、位移、转角、应变、裂缝分布、出现顺序和宽度、温度
      • 整体变形、转角
      • 局部特征（如裂缝、应变、钢筋滑移等）
    • 选择测量仪器仪表
      • 估算确定测试仪器的量程（力、位移、应变等），满足精度和量程要求。试验精度与分析一致，避免盲目追求高精度。一般的试验，应使仪表的最小刻度值小于最大被测值的5％
    • 裂缝部位及走向
      • 放大镜
    • 力测试仪器：
      • 机械式力传感器
      • 电阻式应变式力传感器
      • 振动弦式力传感器
    • 测点的位置必须要有代表性，测点的布置应有利于试验时操作和测读，最优测点数；另外，还应该布置一定数量的校核性测点 ——(零应力、对称处)
    • 加载制度：试验过程中荷载施加程序或步骤，即施加的荷载和时间的关系。包括：加载顺序、加载卸载程序和大小。
      • 加载级距：是指每次加、卸载的数值变化量
      • 级间间歇时间：每加载至一个级别的荷载之后的稳载时间
        • 目的是保证结构的变形充分地表现
      • 加卸载循环次数：荷载从零加载到预定荷载（一般为正常使用极限状态荷载）后卸载，然后再加载、卸载的反复次数，通常与试验性质有关
    • 加载程序：预载、标准荷载（正常使用荷载）、破坏荷载三阶段
      • 预载
        • 目的：使结构进入正常工作状态，同时对加载设备、仪器仪表全面检查；
        • 分级加载：一般分3级进行，预加载值不超过开裂荷载计算值的70％，然后再分级卸载，2～3级卸完。
    • 单调加载静载试验主要用于模拟结构承受静荷载作用下，观察和研究结构及构件的强度、刚度、裂缝、稳定性等基本性能和破坏机制，复杂部位的应力分布规律、传力机理、塑性内力重分布等。
    • 钢筋混凝土简支梁静载试验
      • 实验目的：了解梁的承载能力（弯曲或剪切）和变形性能，要求通过试验得到梁的荷载 —— 挠度曲线和弯矩 —— 曲率关系
        • 试件安装：正位、简支（铰支承、滚动支承）
        • 加载方法：重力加载和液压加载器加载
      • 构件试验时的荷载图式应符合设计规定和实际受载情况，常采用等效加载图式
        • 应变测量一般在梁对称轴的两侧各布置一个应变片，求取平均应变量。
        • 卧梁
        • 计算题
    • 钢筋混凝土偏压柱静载试验
      • 试验的目的：研究不同轴压比条件下纵向弯曲的影响与柱子破坏的规律，从而找出不同长细比的柱与极限荷载之间的关系。对于钢结构件还有局部稳定向题。
      • 先几何对中、后力学（物理）对中
      • 混凝土轴压柱实验中，达到使用状态短期实验荷载值前，每级加载值不大于荷载值20%；达到后，每级加载值不大于10%
• 第4章：结构动载试验
  • 结构动载与静载试验的区别标准：惯性力、加速度
    • 结构动载试验的特点：
      • 施加在结构上的荷载（大小、方向）随时间连续变化
      • 结构在动载下的反应与结构自身的动力特性密切相关
        • 结构动力特性为自身属性，与外荷载、环境、结构内力无关
        • 测定结构的动力特性，包括自振频率、阻尼比、振型
      • 动力条件下，结构的承载能力和使用性能的要求发生变化；
      • 冲击和爆炸荷载作用下，结构在很短的时间内达到极限承载能力。
      • 结构动载中，结构反应的基本变量为：速度、加速度、动位移和动应变等
        • 动位移和动应变：被测信号连续变化，无法人工测量和记录
      • 绝对振动测量和相对振动测量的概念
        • 反映安装基点和量测对象之间的相对位移；如安装基点为绝对不动点，则为绝对位移
        • 当直接安装在结构上，加速度、速度为绝对加速度、速度
      • 测量仪器的分辨率指测量仪器有效辨别的最小示值差。分辨率与信号电压与噪声电压的比值有关。
  • 结构动载试验
    • 结构地震模拟振动台试验 —— 模拟地震下结构反应
      • 振动台的基本原理
        • 组成
          • 电液伺服作动器
          • 振动台台面
          • 控制系统
          • 数据采集系统
      • 振动台的控制
        • 三参数控制技术
          • 加速度：高频振动，加速度起控制作用；
          • 速 度：中频振动，速度起控制作用；
          • 位移：低频振动，位移起控制作用；
      • 振动台的主要性能指标
        • 台面尺寸和台面最大负荷 —— 决定结构模型的尺寸和重量
        • 台面运动自由度和阵列 —— 理论上6个自由度，多点输入
        • 频率范围 —— 多数为0～50Hz，可达到80～120Hz
        • 最大响应（位移、速度和加速度）—— 最大位移一般为100mm，最大加速度可达到2g（20m／s^2）
        • 输入波形 —— 天然波、人造波、正弦波、白噪声等
      • 模型设计与制作
        • 结构模型与原型结构的几何相似 —— 保证力学性能方面相似的基本要求，比例不宜太小；
        • 采用与实际结构性能相近的材料来制作模型 —— 钢结构：钢材，但型钢需要定做；混凝土和砌体：较难达到要求，一般按强度和弹性模量相近原则；
        • 试验模型制作工艺—模型制作的精度。
      • 试验数据采集
        • 结构模型各点的加速度、位移 —— 模型基底应安装加速度传感器；
        • 应变—容易失效，常利用位移间接得到；试验数据只能自动记录
      • 试验误差
        • 台面与输入地震动的差异；
        • 尺寸效应。
    • 低周反复荷载试验 —— 研究构件在地震下的细部抗震性能
      • 结构抗震试验是结构抗震设计理论和方法的基础，任务包括：研究新型材料的抗震性能，为其推广提供科学依据；研究新型结构的抗震能力，提出该类结构的抗震设计方法；实际结构模型试验研究，验证其抗震性能，评定其安全性；试验数据分析研究，为制定和修订抗震设计规范提供科学依据。
      • 地震动三要素：幅值、频谱、持时
    • 结构拟动力试验 —— 计算机与试验机联机—模拟地震，大比例试件
    • 结构疲劳试验 —— 重复荷载作用产生内部损伤、破坏模拟地震下结构反应
    • 爆炸或冲击荷载试验 —— 荷载持续时间短，强度大，作用次数少
    • 抗连续倒塌试验 —— 局部破坏引起连续倒塌
    • 结构振动试验 —— 获取结构动力特性参数
  • 惯性式传感器的基本原理
    • 典型的单自由度m—k—d体系，其运动方程为：（地震反应运动方程及计算）
    • 动力系统包括弹簧、阻尼、质量， 不包括磁钢
    • 频率比很大，且阻尼比足够小
  • 压电式加速度传感器： 利用压电晶体材料具有压电效应制成
  • 磁电式速度传感器（磁电式传感器/电动势传感器） ：基于磁电变换原理
  • 结构动载试验加载设备与加载方法
    • 惯性力加载
      • 冲击力加载：重物、钢丝、弹簧，作用时间极短
        • 突然卸载法-张拉突卸法（初位移加载）
          • 优点是结构自振时荷载已不存在于结构，没有附加质量的影响，仅适用于刚度不大的结构 。同时注意怎样牵拉和释放才能使结构仅在一个平面内产生振动。
        • 突然加载法-突加荷载法 （初速度加载）
        • 自由振动
      • 离心力加载：偏心质量起振
        • 简谐振动
        • 运动具有周期性，作用力的大小和频率按一定规律变化，使结构产生强迫振动
    • 液压振动台：地震力
      • 脉动反应：在地面脉动影响下，建筑物出现类似的微幅振动反应
        • 能明显反映建筑物的固有频率和自振特性
        • 通过量测仪器可以测得脉动反应的波形，波形中近似“拍”振的区段的振动频率就是结构的自振频率。
      • 环境随机振动：由于受到海潮、风浪、气压变动和地球内部活动等自然原因或交通运输、工业生产以及其他各种人为活动等影响，大地在没有地震时也会出现微动（地面脉动），称为环境随机振动。利用它可以测量建筑物的动力特性，而不需要任何的激振设备，又不受结构型式和大小的限制。
    • 电磁加载：电磁振动试验台
      • 根据电磁感应原理，当磁场中的线圈通过简谐变化的交变电流时，顶杆作用于结构的激振力也按同样规律变化，且激振力与通过线圈的电流成正比。
      • 电磁振动台：由信号发生器、振动自动控制仪、功率放大器、电磁激振器和台面组成。
      • 优点： 激振频率范围较宽、推力较小、重量轻，控制方便，可按给定信号可产生各种波形的激振力
      • 缺点：激振力不大，位移小，仅适合于小型结构及模型试验
  • 结构振动测试
    • 目的：掌握结构的动力特性 ，为结构动力分析和动力设计提供试验依据
      • 振型：结构在某一固有频率下，结构的振动形式（变形曲线）
      • 掌握作用在结构上的动荷载特性；（如风载、设备振动等）；
      • 采用结构振动信号对已建结构进行损伤诊断和健康监测。
    • 结构振动反应测试： 在了解了结构动力特性的基础上，可以进一步研究结构在动荷载（机械振动、车辆运动、风荷载等）的作用下的动力反应（动应变、动位移、动力系数等）。
      • 振动变位图：强迫振动下的挠度曲线
        • 振动变位图时结构在特定外荷载作用下的变形曲线
      • 结构振型的测量：结构的振型是由惯性力引起的弹性振动曲线，与外荷载无关，属于结构本身的动力特性
      • 两者的图形不一致
      • 对于承受动力荷载的桥梁结构等，需考察的动力系数包括：挠度、应力等，称为动力放大系数或冲击系数
    • 方法
      • 自由振动法：瞬态激振后的阻尼振荡，垂直突加、减荷载，水平突加荷
        • 加载方法：初位移加载法，初速度加载法
        • 测量方法：将测振传感器布置在结构可能产生最大振幅的部位，记录结构的有阻尼自由振动曲线，只能测定结构的一阶频率，多取几个波形
        • 计算题：阻尼比的计算
      • 强迫振动法：用激振设备使结构产生共振
        • 测量方法：将激振器及测振传感器安装在结构上，将激振器的转速由低到高连续变换（频率扫描），在达到一定频率时结构产生共振，该频率即为结构的自振频率。
        • 在结构的不同楼层布置传感器，根据传感器测得的同一时刻不同楼层的振动幅值来确定结构的振型。用自由振动法测量结构的自振特性时，一般只能测得结构的一阶振型。
      • 脉动法：环境随机脉动
        • 利用被测建筑物周围不规则微弱干扰（如地面脉动、空气流动等）所产生的微弱振动作为激励来测定建筑物自振特性
      • 频谱分析法
        • 用傅立叶变换将各种频率的正弦波分离出来，每一种频率对应一个振幅
      • 载共振法：起振机变频激振
  • 4.6 结构拟动力试验
    • 拟静力试验：是对材料或结构的抗震表现进行研究，试验可获得结构的强度、刚度、变形及耗能等信息，但不能模拟结构在地震作用下的反应；
    • 振动台试验：真实再现地震动和结构地震反应，对结构地震反应的计算结果进行验证。但囿于台面尺寸和设备能力，只能进行小尺寸或小比例的模型试验，由于动力相似条件的限制，尤其在弹塑性情况下，试验结果难以推广到原型结构中去；
    • 结构弹塑性地震反应计算：需要事先确定结构的恢复力模型，而这也是目前尚未很好解决的问题，是导致地震反应计算结果偏差的主要因素。
    • 试验步骤
    • 中心差分法 $$ x
    • {i+1}=\frac{2m x {i}+(c\Delta t/2-m)x {i-1}-(F {r {i}}+m\ddot{x} {g_{i}})\Delta t^{2}}{m+c\Delta t/2} $$
    • 初始位移 $$ x
    • {0}=\dot{x} {0}=0,\ddot{x} {0}=-\ddot{x} {g0},x {-1}=-\frac{1}{2}\ddot{x} {g0}\Delta t^{2} $$
• 第5章：结构非破损检测与鉴定
  • 已建工程结构
    • 新建结构：验证工程质量，处理工程质量事故，评估新结构、新材料和新工艺的应用等；
    • 服役结构：结构可靠性鉴定，主要是评估已建结构的安全、可靠性，为结构的维修改造和加固处理提供依据；
  • 结构可靠性鉴定的意义
    • 较多已建结构的使用寿命逐渐进入老龄期，临近退役；
    • 如何评估和处理已有建筑，减少经济上和社会影响上的损失，推动了近十几年来建筑物使用寿命可靠性的评价和剩余寿命的预测技术的发展；
  • 结构可靠性鉴定的特点
    • 已建结构是一个具体的对象，它的材料强度、几何尺寸、使用荷载、环境条件已经是客观存在并具有个性化特征。
    • 对于已建结构，可以采用非破损检测方法获取材料、构件和结构的部分相关变量的数据，通过调查，还可以得到荷载和使用环境的相关数据，但信息仍然是不完整的和不精确的。
    • 可靠性鉴定的核心内容是已建结构的安全性。
    • 满足规范要求的结构设计，其下限可靠度由设计规范赋予。
  • 工程结构事故分析与处理
    • 工程事故是指结构在设计、施工和使用中，由于非正常事件导致的结构破坏和破损、工程质量缺陷、人员财产损失等以为情况。
  • 无损检测技术的定义
    • 在不破坏结构构件的条件下，在结构构件原位对结构材料性能以及结构内部缺陷进行直接定量检测的技术。
  • 无损检测技术的项目
    • 混凝土结构：混凝土强度及内部缺陷、钢筋直径及其锈蚀、混凝土保护层厚度等
    • 钢结构：焊缝缺陷检测
    • 砌体结构：砌体和砂浆强度检测
  • 5.2 混凝土强度检测
    • 5.2.1 超声法脉冲法
      • 超声脉冲法 —— 结构混凝土的抗压强度与超声波在混凝土中的传播参数（声速、衰减等）之间的相关关系是超声脉冲检测混凝土强度方法的基础。
      • 工作原理
        • 超声波检测主要是测量超声波在混凝土当中的传播速度；
        • 超声波在介质中传播时，遇到不同界面，将产生反射、折射、绕射、衰减等现象，从而使传播的声时、波形、频率等发生相应变化，测定这些规律的变化，便可得到材料的某些性质与内部构造情况；
        • 在普通混凝土检测中，通常采用20KHz～500KHz的超声频率。
      • 超声检测的信息：声时、距离、声速和波形
        • 声时：超声波在混凝土中传播的时间；
        • 声速：发射探头与接受探头的距离除以声时；
        • 首波：超声检测仪将从发射探头发射的脉冲信号第一次达到接受探头的信号，超声检测仪主要检测首波达到的声时和首波的波形。
      • 测试方法
        • 利用标准棒（长度固定的金属棒，其声时已在厂家标定）对仪器进行校核；
        • 在现场进行结构混凝土强度检测时，应选择试件浇筑混凝土的侧面为测试面，一般以200mm＊200mm的面积为一测区。
        • 每一试件上相邻测区间距不大于2m。
        • 测试面应清洁平整、干燥无缺陷。
        • 每个测区内应在相对测试面上对应布置三个测点，相对面上对应的辐射和接受换能器应在同一轴线上。
        • 测试时必须保持换能器与被测混凝土表面有良好的耦合（防止空气进入），并利用黄油或凡士林等耦合剂，以减少声能的反射损失。
      • 数据处理
        • 测区超声波传播速度 $$ v=l/t
      • {m},\quad 其中\ t {m}=(t {l}+t {2}+t {3})/3 \ 式中：v为测区声速值，l为超声测距，t为声时值。 $$ 当在试件混凝土的浇筑顶面或底面测试时，声速值应作修正，即 $$ v {u}=\beta\nu \ $$ 其中：β为超声测试面修正系数。 在混凝土浇灌顶面及底面测试时，β＝1.034。在混凝土侧面测试时，β＝1.0。
        • 由试验量测的声速，按fcu-v曲线求得混凝土强度换算值。
      • 超声检测的特点
        • 检测过程无损于材料和结构构件的性能；
        • 直接在结构物上进行检测并推定其实际的强度；
        • 重复或复核检测方便，检测方法具有良好的重复性；
        • 具有检测混凝土均匀性和内部缺陷的功能，可以将混凝土的强度评定和内部缺陷评定有机的结合；
        • 在有些情况下，其他非破损检测方法无法获取混凝土的质量和强度信息，超声法有其特殊性。例如，采用超声法测量基桩混凝土或钢管混凝土。
    • 5.2.2 混凝土强度检测
      • 超声回弹综合法
        • 超声回弹综合法是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系的基础上的，以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。
        • 超声波在混凝土材料中的传播速度反映了材料的弹性性质，由于声波穿透被检测的材料，因此也反映了混凝土内部构造的有关信息。
        • 回弹法的回弹值反映了混凝土的弹性性质，同时在一定程度上也反映了混凝土的塑性性质，但它只能确切反映混凝土表层约3cm左右厚度的状态。
      • 测试方法和数据处理
        • 回弹值的测量及计算同回弹法，但不须测量混凝土的碳化深度。
        • 超声法的测量及计算同超声法的规定，但是超声的测点应布置在同一个测区回弹值的测试面上，测量声速的探头安装位置不宜与回弹仪的弹击点相重叠。
        • 每一测区内，宜先回弹测试，后超声测试。
      • 注意：只有同一测区内所测得的回弹值和声速值才能作为推算混凝土强度的综合参数，不同测区的测量值不得混用。
    • 5.2.3 钻心法
      • 钻心法
      • 钻芯法试验是使用专用的取芯钻机及配套机具，从被检测的结构或构件上直接钻取圆柱形的混凝土芯样，并根据芯样的抗压强度推定混凝土的立方体抗压强度。
        • 不需要建立混凝土的某种物理量与强度之间的换算关系（即测强曲线），是一种较为直观、准确、可靠的检测混凝土强度的方法；
        • 可以同时检测混凝土内部缺陷（如裂缝、受火或受冻混凝土的损伤深度等）；
        • 由于需要从结构构件上取样，对原结构有局部损伤，所以是一种能反映混凝土实际状态的现场检测的半破损试验方法。
    • 5.2.4 拔出法
      • 拔出法
        • 拔出法试验是用一金属锚固件埋入混凝土构件内，然后测试锚固件被拔出时的拉力，由被拔出的锥台形混凝土块的投影面积，确定混凝土的拔出强度，并由此推断混凝土的立方抗压强度，它也是一种半破损试验的检测方法。
      • 类型及适用范围
        • 预埋拔出法（LOK试验）：在浇筑混凝土时预埋锚固件的方法。该法常用于工程施工阶段，按事先计划要求布置测点。
        • 后装拔出法（CAPO试验）：在混凝土硬化后再钻孔埋入特制的膨胀螺栓作为锚固件的方法。该法用于检测混凝土的质量和判断硬化混凝土的现有实际强度。
• 结构静载试验