spContent=《工程结构试验》是工科高等学校土木工程专业的一门实践类的必修课,在培养学生创造性思维、综合试验能力和土木工程实践能力方面占有重要的地位。本课程的主要任务是通过课堂教学、实验教学及专题研究等环节,培养学生在土木工程、铁道工程、城市轨道工程等相关领域内测试技术的基本理论体系、设计方法、创新意识与能力以及土木工程科学知识的应用能力,使学生全面理解整个土工测试过程,掌握各种测试仪器、仪表的基本原理、性能和使用方法,掌握工程的安全性、耐久性、适用性试验对社会、安全等方面的影响。
《工程结构试验》是工科高等学校土木工程专业的一门实践类的必修课,在培养学生创造性思维、综合试验能力和土木工程实践能力方面占有重要的地位。本课程的主要任务是通过课堂教学、实验教学及专题研究等环节,培养学生在土木工程、铁道工程、城市轨道工程等相关领域内测试技术的基本理论体系、设计方法、创新意识与能力以及土木工程科学知识的应用能力,使学生全面理解整个土工测试过程,掌握各种测试仪器、仪表的基本原理、性能和使用方法,掌握工程的安全性、耐久性、适用性试验对社会、安全等方面的影响。
—— 课程团队
课程概述
《工程结构试验》MOOC建设的教学资源在内容上可以分为理论教学部分和试验操作方面。理论教学部分包括工程结构试验概论、工程结构试验加载技术、工程结构试验量测技术、工程结构静载试验、土木工程的现场检测技术共五章。试验操作部分包括:电阻应变片筛选和粘贴技术、电阻应变仪操作练习、电阻应变计灵敏系数K值的测定、钢筋混凝土简支梁承载能力试验、简支钢桁架静载试验、回弹法评定混凝土的强度等级。
授课目标
1.通过课堂教学、试验教学及项目研究等环节,培养学生在 土木工程、铁道工程、城市轨道工程 等相关领域内工程结构试验的基本理论体系、设计方法、创新意识与能力以及土木工程科学知识的应用能力。
2.使学生全面理解整个结构试验过程,掌握各种测试仪器、仪表的基本原理、性能和使用方法, 掌握工程结构的安全性、耐久性、适用性试验对社会、安全等方面的影响。
3.注意引导和培养学生正确的学习和研究方法,培养学生的自学能力、思维能力和创新意识。
4.理论与实践相结合,掌握必要的测试技术,培养学生的试验操作能力。
课程大纲
工程结构试验概论
课时目标:(1)了解本课程的内容、任务、对象,理解工程结构试验的任务、作用、分类和发展历程。(2)了解本课程的主要内容、要求和学习方法。(3)工程结构试验与其它专业课程的关系。
1.1 试验在各个领域的应用
1.2 为什么学本门课程?
1.3 技术试验和科学实验
1.4 工程结构试验的任务
1.5 工程结构试验的作用
1.6 生产性试验和科研性试验
1.7 原型试验和模型试验
1.8 静力试验和动力试验
1.9 短期荷载试验和长期荷载试验
1.10 实验室试验和现场试验
1.11 工程结构试验的发展状况
1.12 工程结构试验的发展趋势
工程结构加载技术
课时目标:(1)了解重力加载、机械机具加载和气压加载的方法及注意事项。(2)理解电液伺服加载的控制原理。(3)理解液压加载系统的组成,工作原理和操作方法。
2.1 工程结构加载技术概述
2.2 重力加载技术
2.3 手动液压千斤顶加载与同步液压加载系统
2.4 双向液压加载千斤顶与大型结构试验机
2.5 万能材料试验机
2.6 疲劳试验机
2.7 疲劳试验
2.8 电液伺服加载系统
2.9 机械器具加载
2.10 气压加载系统
2.11 惯性力加载
2.12 电磁加载法
2.13 振动台加载
2.14 振动台操作
2.15 其他激振
2.16 支座
2.17 支墩
2.18 加荷架
2.19 试验台座
2.20 拟动力试验
工程结构加载量测技术
课时目标:(1)掌握应变测试的基本原理,以及应变计的粘贴技术、温度补偿技术和桥路连接技术。(2)掌握电阻应变仪的基本性能及操作使用方法。(3)理解应变式测量仪器(应变式位移传感器传、荷载传感器、倾角传感器等)的工作原理。(4)了解其它形式测量仪器的性能及使用方法。
3.1 量测仪表的基本组成
3.2 量侧仪表的性能指标
3.3 应变电测法
3.4 电阻应变片的原理
3.5 电阻应变片的发展和现状
3.6 电阻应变片的分类和性能指标
3.7 几种特殊应变计
3.8 应变片的粘贴技术
3.9 惠斯通电桥
3.10 电桥基本原理
3.11 温度补偿技术
3.12 电阻应变仪
3.13 桥路连接技术
3.14 桥路连接方法
3.15 应变式传感器
3.16 钢弦式传感器
3.17 几种钢弦式传感器
3.18 光纤光栅法
3.19 光纤光栅法的应用
3.20 分布式布里渊光纤传感技术
3.21 水化热测量
3.22 电阻应变片的筛选、粘贴和防潮技术练习
3.23 静态电阻应变仪操作练习
3.24 电阻应变片灵敏系数的测定
3.25 力和应力的测量
3.26 角位移测量
3.27 线位移测量
3.28 连通管、红外测距仪、激光挠度仪测量位移
3.29 全站仪测量位移
3.30 水准仪测量位移
3.31 GPS测量位移
3.32 裂缝测量仪器
3.33 激振器
3.34 拾振器
3.35 测振放大器、滤波器、记录仪
3.36 热电阻和热敏电阻
3.37 热电偶的工作原理
3.38 热电偶的使用
3.39 风洞试验概述
3.40 风洞测试技术
3.41 边界层风洞的应用
3.42 数据采集系统
工程结构静载试验
课时目标:(1)理解工程结构静载试验的加载方法、荷载图式及加载的程序。(2)观测方法:掌握测点的布置原则,理解局部变形和整体变形的测量方法,了解裂缝的测量方法及破坏荷载的标志。(3)一般结构的静载试验:了解板、梁、柱和桁架试验的特点、加载方式和量测方法。(4)静载试验资料的整理和分析:了解变形、裂缝和承载能力试验结果整理内容;掌握弹性构件截面内力的计算和试验曲线的绘制。
4.1 工程结构静载试验概述
4.2 试验准备工作
4.3 构件的搁置位置
4.4 试验加荷图式
4.5 试验荷载的确定
4.6 加载的控制
4.7 加载的设备
4.8 观测方案设计
4.9 位移与应变的测量
4.10 裂缝的测量与测读原则
4.11 梁板静载试验综合实例
4.12 受弯构件的挠度测量
4.13 受弯构件的应力试验
4.14 受弯构件的裂缝试验
4.15 压杆和柱的静载试验
4.16 桩基础试验
4.17 屋架试验
4.18 薄壳和网架结构试验
4.19 锚具的静荷载试验
4.20 静载试验示例
4.21 量测数据的整理
4.22 量测数据的换算
4.23 结构性能评定
4.24 钱江五桥荷载试验
4.25 普立特大桥荷载试验
4.26 梁桥静载试验结果评定分析
4.27 洛河大桥静载试验的桥梁结构状况评价
4.28 基于静载试验进行桥梁结构损伤识别
4.29 试验三——钢筋混凝土简支梁承载能力试验
4.30 试验四——简支钢桁架静载试验
土木工程的现场检测技术
课时目标:(1)了解常用的混凝土结构、钢结构检测的试验方法。(2)了解钢结构内部缺陷的检测方法,理解超声波法在混凝土强度、裂缝和内部缺陷检测中的工作原理。(3)掌握回弹仪的使用方法。
5.1 现场检测技术概述
5.2 回弹法检测混凝土强度
5.3 超声脉冲法检测混凝土强度
5.4 钻芯法检测混凝土强度
5.5 拔出法检测混凝土强度
5.6 红外成像无损检测技术
5.7 雷达无损检测方法
5.8 混凝土裂缝深度检测
5.9 混凝土不密实区、空洞检测
5.10 混凝土结构钢筋检测
5.11 钢结构钢材强度测定
5.12 超声法检测钢材和焊缝缺陷
5.13 磁粉与射线探伤无损检测
5.14 结构可靠性综合评定
5.15 桩基础的检测与鉴定
5.16 预应力结构检测
5.17斜拉桥检测
5.18钢桥检测
5.19 悬索桥检测
5.20 回弹法检测混凝土抗压强度试验五
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预备知识
先导课程:材料力学、结构力学、混凝土结构设计原理、高等数学等。
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
《工程结构试验》。朱尔玉,冯东,等。清华大学出版社,北京交通大学出版社。2016。
《土木工程结构试验》。姚谦峰,等。中国建筑工业出版社。2001。
《工程结构试验理论与技术》。李忠献。天津大学出版社。2004。