土木工程专业试验报告书101217-gzs确定

土木工程专业综合实验报告（建筑工程方向用）专业班级实验小组姓名学号实验日期建筑与土木工程学院实验中心1目录实验一静态电阻应变仪原理及桥路连接实验实验二钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验实验三建筑物动力特性测试实验四简支钢桁架静载试验2实验一静态电阻应变仪原理及桥路连接实验一、实验目的1、熟悉静态电阻应变仪的操作规程；2、掌握电阻应变仪单点测量方法；3、学会电阻应变仪半桥及全桥接法。二、实验内容利用等强度梁实验台进行静态电阻应变仪原理实验，测定等强度梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论。三、实验仪器设备和工具1、等强度梁实验台2、CM-1L系列静态电阻应变仪3、等强度梁（已粘贴好应变片）梁的高度h＝5mm，弹性模量E=206GPa，泊松比μ＝0.284、游标卡尺、钢板尺四、实验步骤1、开箱后将实验台搬出放到事先准备好的桌子上。2、把实验台的调节腿拧到实验台上，然后调平。3、将砝码托盘挂到加载杆上。4、把砝码准备好放到砝码托盘旁边，准备就绪。5、将仪器开关置开，预热10分钟，并检查该装置是否处于正常实验状态6、将应变片按1/4桥路、1/2桥路或全桥，接至应变仪，灵敏度设置正确，具体参考应变仪说明书。7、对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数；8、测量梁的宽度b和高度h、载荷作用点到测试点距离L及各应变片到中性层的距离yi。9、拟定加载方案首先对应变片的读数进行清零。然后分级加载，以每级1000g3（≈10N），加至4000g（≈40N），记录各级载荷。10、按实验要求接好线，调整好仪器，检查整个测试系统是否处于正常工作状态。11、加载应轻拿轻放，然后分级等量加载，每增加一级载荷，待数值稳定后，依次记录各点电阻应变片的应变值i，直到最终载荷。实验至少重复三次。12、作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复原，实验资料交指导老师检查签字。五、实验数据整理分析及思考题1、分析在操作过程中发生的故障原因及排除方法。2、测量梁的宽度b和高度h、载荷作用点到测试点距离L及各应变片到中性层的距离yi。填入下表中。表1-1梁上应变片编号项目R1R2R3R4R5测点处梁宽度b测点处梁高度h载荷作用点到测试点距离L应变片到中性层的距离yi3、按试验要求整理出各种测量数据，将实验结果填入表1-2，表1-3中。并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。4表1-2试验数据记录表接法半桥接法（1）单补半桥接法（2）互补砝码重量（g）次数0100020003000400001000200030004000123平均表1-3试验数据记录表接法全桥接法（1）单补全桥接法（2）互补砝码重量（g）次序0100020003000400001000200030004000123平均4、讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。5、按试验等强度标准梁的参数和支承条件作出理论计算，填入下表，并分析计算值与实测值的差异原因。5表1-4测点处应力值R1R2R3R4实测值理论值实测/理论实验二钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验6一、实验目的1、直观认识钢筋混凝土简支梁在集中荷载作用下变形发展过程的三个工作阶段、正截面破坏过程及最终破坏特征。3、测量受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证梁正截面承载力计算公式。3、测量钢筋混凝土受弯构件的挠度，并和计算值进行比较。4、通过试验，验证梁正截面设计理论中的‘平截面假定’。二、量测内容1．量测各级荷载作用下试验梁的截面应变。2．观察裂缝的出现，实测试验梁的开裂荷载。3．量测试验梁各级荷载下裂缝的宽度和间距，记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。4．量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。5．观察试验梁的破坏形态，实测试验梁的破坏荷载。三、试件参数试件为一钢筋混凝土简支梁。截面尺寸为120mm×250㎜，梁长2300mm,试验跨度为2000mm，混凝土等级为C30，主筋HRB335，箍筋、架立筋为HPB235，箍筋直径为8mm，架立筋直径为12mm，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为25mm。试件分别设计为少筋梁、适筋梁和超筋梁，其尺寸及配筋分别如图2-1~图2-3所示。为了得到实测混凝土立方强度,需与梁同时制作3组立方体标准试样，同样为了得到受拉钢筋的实测力学性能，受拉钢筋取3个试样(长500mm)。根据材性试验将主要参数列入表2-1。图2-1少筋试验梁配筋图7图2-2适筋试验梁配筋图图2-3超筋试验梁配筋图表2-1试验梁参数表试件类别截面尺寸混凝土受拉钢筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公称直径Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁适筋梁超筋梁表中：b—截面宽度；h—截面高度；ho—有效截面高度；fcu—砼立方体抗压强度实测值；fc—砼轴心抗压强度；Ec—砼弹性模量；As—受拉区钢筋面积；fy—钢筋实测屈服强度；t—钢筋实测抗拉强度；Es—钢筋弹性模量；δ10—钢筋延伸率。cucff2188.0（3-1）四、试验设备装置与测量仪器试验设备装置：试验反力刚架、支墩、支座、千斤顶、分配梁、荷载传感器、量测仪器：CM-1L系列电阻应变仪、千分表、百分表、读数放大镜及电筒、钢板尺、钢卷尺、应变仪等。试验梁支承于支座上，支座支承于支墩上，通过千斤顶和分配梁施加荷载，千斤顶的反力由试验反力刚架承受，用荷载传感器和电阻应变仪量测荷载，用千分表量测试验梁纯弯段的截面应变，用百分表量测试验梁跨中挠度，用放大镜观察裂缝8的出现，用读数放大镜量测裂缝宽度，用钢板尺及钢卷尺量测裂缝间距。实验装置如图2-4所示千斤顶钢筋应变片（片1、片2）支座Ⅰ表2表1分配梁Ⅰ支座Ⅰ-Ⅰ剖面图片1、2混凝土应变测点1（5）压力传感器表3片3、4千分表1（5）混凝土应变测点1（6）混凝土应变测点1（7）混凝土应变测点1（8）千分表2（6）千分表3（7）千分表4（8）图2-4钢筋混凝土梁试验装置图五、试验过程在进行试验前应认真阅读本试验指导书，复习材料力学试验中的有关知识；了解各种测试设备和测试仪表的性能、原理、操作方法及使用时的注意事项。试验按以下步骤进行：1．由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验梁，布置安装试验仪表。2．记录试验梁编号、量测并记录试验梁尺寸、记录试验梁配筋数量、所用材料的强度指标、千分表安装位置和标距以及经标定的电阻应变仪读数和荷载传感器的转换关系等有关数据，记录试件与加荷装置重量。3．检查试验仪表并调整仪表初读数。电阻应变仪预热至少15分钟再调零，注意应变仪灵敏系数指示值与电阻应变片灵敏系数应相同。百分表、千分表要检查预压值是否正确，长短针指示位置应配合一致。4．根据试验梁的截面尺寸、配筋数量和实测的材料基本力学性能值，按有关公式估算出裂弯矩crM、破坏弯矩uM，相应地计算出裂载荷2crP、破坏荷载2uP。出裂弯矩crM按公式（2-1）计算01207.055.1WfhMtkcr（3-2）其中：h为梁截面高度，当截面高度mmh400时，取mmh400，当截面高度9mmh1600时，取mmh1600；tkf为混凝土抗拉强度标准值；0W为换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩。5、确定承载力极限状态设计荷载。根据混凝土、钢筋的设计强度，计算受弯承载力极限状态设计抵抗弯矩，并计算出相应的设计荷载2P。6、首先进行预加载。进行1-3次预加载，预荷载值取出裂荷载2crP的30%。预载时，测读数据，注意观察试件、加荷装置、仪表工作是否正常，然后卸去预荷载，排除故障，仪表重新调零或记录初读数。应特别注意：预载值中应包括试件的自重和加荷设备重量。7．正式试验，分级加荷。利用荷载传感器进行控制，取设计荷载的20%为第一级荷载，试件的自重和加荷设备重量等应作为第一级荷载的一部分；在接近出裂荷载时应加密，取设计荷载的5%为荷载增量；试件块破坏时，亦应适当加密。每次都要读数。开始加荷，每级荷载加到后，持荷约3-5分钟后读数。在试验梁上发现第一条裂缝后，在试验梁表面对裂缝进行标记，记录裂缝出现前一级荷载下的电阻应变仪读数。在每级加载后的间歇时间内，认真观察试验梁上原有裂缝的发展和新裂缝的出现等情况并进行标记，记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。8．继续加载，当所加荷载约为破坏荷载值的60%~70%时，用读数放大镜测读最大裂缝宽度和用直尺量测裂缝间距并记录。9．加载至试验梁破坏，千分表及百分表梁破坏前拆除，防止损坏，抢时间记录电阻应变仪读数。10．卸载。记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。六、试验结果分析及试验报告（一）试验基本情况及有关参数用图、表说明自己所在小组试验梁的尺寸、配筋、混凝土和钢筋的力学性能、h0、加荷简图，梁正截面试验仪表布置图。试件编号:，制作日期:，试验日期:表2-2试验梁参数表试件类别截面尺寸混凝土受拉钢筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公称直径Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁10适筋梁超筋梁加荷简图：加荷装置及梁自重：梁正截面试验仪表布置图：（二）试验分级加载值试验前按从小到大的顺序计算好2P值的各级荷载值，每个数值减去梁自重和加荷装置的重量，即为千斤顶应加的每级荷载值。试验机应加的荷载值=2P×荷载等级-自重lq86-加荷设备重量表2-3分类加载方案荷载等级0.200.250.300.350.400.450.502P×荷载等级试验机应加的荷载值11续表2-3分类加载方案荷载等级0.550.600.801.001.201.401.452P×荷载等级试验机应加的荷载值续表2-3分类加载方案荷载等级1.501.551.601.651.701.751.802P×荷载等级试验机应加的荷载值续表2-3分类加载方案荷载等级1.851.902.002P×荷载等级试验机应加的荷载值（三）、试验记录1、电阻应变仪量测得到的受拉钢筋应变实测记录表2-4电阻应变仪测定应变记录表（×10-6）序号测点读数荷载1234平均值读数读数读数读数012345126789101112131415161718192021222、试验梁整体挠度测试记录利用百分表测定梁整体挠度，数据记录填入表2-5。表2-5百分表测定挠度记录表（单位：mm）序号荷载kN百分表1百分表2百分表3支座沉陷跨中挠度读数差值读数差值读数差值2⑥②⑦④①②③④⑤⑥⑦⑧0123413567891011121314151617181920213、千分表记录表表2-6千分表记录表（单位：mm）序号测点读数荷载千分表1千分表2千分表3千分表4千分表5千分表6读数差值读数差值读数差值读数差值读数差值读数差值⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿01234514678910111213141516171819202122续表2-6千分表记录表（单位：mm）序号测点读数荷载千分表7千分表8均值2⑩②均值2⑿④均值2⒁⑹均值2⒃⑻读数差值读数差值⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇012345615789101112131415161718192021224、试件裂缝分布图用裂缝展开图表示试验梁裂缝出现及展开过程，裂缝间距等。图2-5裂缝分布图表2-7裂缝过程记录表序号荷载（KN）裂缝最大宽度（mm）梁正面梁正面梁底1梁正面梁底梁背面16234567891011121314155、试验数据汇总表表2-8数据汇总表序号荷载混凝土应变（×10-6）混凝土顶面纤维应变εts（×10-6）受压区高度x(mm)受拉钢筋应变εts（×10-6）跨中挠度f（mm）123401234567891710111213141516171819202122出裂荷载2Pc=出裂弯矩Mc=破坏荷载2Pu=破坏弯矩Mu=（四）、试验数据分析1、绘制梁的荷载﹣挠度曲线在整理挠度实测值时，应计入梁的自重和加荷设备（千斤顶、荷载传感器及分配量）重量。（1）梁的挠度实测值f1）加载设备产生的挠度第一级荷载第一级荷载设备加载设备重量Pff2=2）算系数三分点对称荷载挠度计均布荷载挠度计算系数第一级荷载自重第一级荷载梁自重P