结构原型试验

结构原型试验(prototype test of structures)是指量测实际结构在等因素作用下的反应（如应力、位移、自振频率等）的的试验，又称结构原体试验。

简介结构原型试验(prototype test of structures)是指量测实际结构在等因素作用下的反应（如应力、位移、自振频率等）的的试验，又称结构原体试验1。

发展概况结构原型试验是随着科学技术的进步而发展起来的。20世纪60年代后在测试方法的多样化，测测试仪器的高精度、小型化方面，均有很快的发展。特别是计算机的应用，使测试技术发生了巨大变化。不仅各种试验数据可以快速在线处理，还还可控制数据采集，选择操作方法。进行多测点的自动巡回检测2。

试验目的（1）对结构的工作性态作出评价，以鉴定结构的安全度。对建成或运行一段时间后的结构，尤其是发现有严重故障（如过度变形、开裂等）的结构，通过测试，进行故障诊断，以判断结构的实际承载能力，并为结构的改造、加固提供依据。

（2）对结构的正常运行进行监，以反映其可靠程度，井为今后设计和和运行管理积累资料。

（3）对结构所采用的设计理论和方法是否可靠、合理进行验证，并为发展结构设计的理论和方法提供依据。

作用在结构原型上的荷载或其他因素可以是自然产生的，如水位增长、气温变化地震作用等，也可以是人为造成的，如冲击加压重等2。

试验分类试验分类可分为静态和动态两大类。

静态结构原型试验在静荷载作用下量测结构的反应。如量测结构某一部位的位移、应变或温变等。常用的传感元件有电阻应变片、预埋式应变计、电阻片式成振弦式钢筋应力计、压力盒、温度计等。常用的量测仪器有静态或动态电阻应变仪、振弦频率计超声测试仪等。

动态结构原型试验在动荷载作用下量测结构的反应。如量测结构的动位移、自振率、加速度等。常用的传感元件有电阻应变片等。常用的量测仪器有动态应变仪，各种动态试仪等。记录仪器有光线示波器、扫描记录仪等。结构原型试验又可分为长期观测试验和短期观测试验。前者如大坝沉陷、结构的倾斜度、温度变化观潮等。后者如结构特性测试、转子动平衡试验、在受力过程中结构和基础的最大应力和承载试验等。

由于结构原型试验在实际结构上进行，故比任何模型试验或分析计算都更接近于结构的实际情况，并具有很强的直观性。但由于调试对象是实际建筑物，有些条件（如空库、超截、施工过程等）不可能在试监时实现或再现，有些工作情况（如破坏坏、严重损伤等）不允许在试验中出现。所以，它不能完全代替模型试验分析计算。

结构原型试验在自然环境中进行，受各种自然条件的影响、干扰较大，影响精度的因素也比室内模型试验多。因此，需制定切实可行的试验方，合理布置测点，选用合适的量测仪器，采用先进的分析方法1。

本词条内容贡献者为:

刘军 - 副研究员 - 中国科学院工程热物理研究所