实验指导书(结构试验)

建筑结构试验指导书解国梁主编黑龙江八一农垦大学工程学院2005．4前言建筑结构试验是土木工程专业的一门有较强实践性的专业技术课程。本课程的任务是通过理论和实验的教学环节，使学生掌握结构试验方面的基本知识和基本技能，并能根据设计、施工和科学研究任务的需要，完成一般建筑结构的试验设计与试验规则，并得到初步的训练和实践。试验一简支钢桁架非破坏试验一、试验目的与要求1．试验目的：①学习和掌握静态电阻应变仪的使用方法。②掌握应变片粘帖，检测技术，位移表的安装和读数。③通过对钢桁架节点位移，杆内力的测量，对桁架工作性能做出分析，并验证理论计算的准确性。二、原理与方法2．试验原理：①挠度f=f中-1/2（f左+f右）②轴力N=EAε三、试件、试验设备和仪器1．试件：钢桁架，各杆件均采用角钢2∠30×3，节点板厚5mm，测点布置见图1所示：1000比例尺1：30（图一）1000500ABA1000500图例：--位移计--应变片--加载位置BA500BBBBBBBA2．加载设备：吊蓝（275N）,铸铁加载块(120N/块)。3．静态电阻应变仪及平衡箱一套。4．百分表、磁性表座、支架三套。四、试验方案1．各杆应变片的布置如图1所示.桥路采用全桥,外设温度补偿片,仪器的读数与实际应变是两倍关系.画出应变片连接桥路.UBDCADUBR2R3R1R4R4R1L/3LR2R32．观测项目:各杆应变、上弦中点挠度、支座变形.五、试验步骤1.粘帖应变片与接线(应变片性能:R=120欧姆,K=2.0).2.安装百分表,并记下初读数.3.加275+3×120=635N/点作预载试验,测取读数,检测装置、试件和仪表工作是否正常.然后卸载,发现问题及时排除。4.仪表重新调零,并记初读数。5.正式试验,采用5级加载.第一级为635N/点,以后每级加360N/点,每级荷载下停5～10分钟,并读数。6.为2075N/点.卸载分两级,并记录数据。六、实验结果分析1.原始资料各杆:A=350mm2,E=2.1×105N/mm2,每级荷载下杆力及挠度填于表一,表二。2.原始数据记录表格形式见表二.3.试验结果整理后绘出荷载挠度图4.误差分析表一实测上弦中点挠度与理论及实测轴力与理论值对照表P(N)f测(mm）理论(mm)f测/f理论杆1杆2杆3杆4杆5杆6杆7杆8N实测N理论N实测N理论N实测N理论N实测N理论N实测N理论N实测N理论N实测N理论N实测N理论6350.299950.4613350.6217150.7920750.95表二原始数据记录表格（两份）P（N）支座1位移支座2位移中点位移应变（杆1）应变（杆2）应变（杆3）应变（杆4）应变（杆5）应变（杆6）应变（杆7）应变（杆8）加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽加载卸栽初始读数635995135517152075试验二钢筋混凝土简支梁试验一、试验目的与要求1、试验目的：①通过对钢筋混凝土简支梁正截面的强度、刚度及抗烈度的测定，掌握钢筋混凝土受弯构件试验过程。②进一步学习常用仪器仪表的选用原则和使用方法。③掌握试验量测数据的整理、分析和表达。④对钢筋混凝土梁的工作性能进行评价。二、原理与方法①弯矩Mf=0.292tfbh2②弯矩Mu=α1fcbh02[x/h（1-0.5x/ho）]α1fcbx=fy*As③线性回归方程aniPi12+bniPi1=iPini1aniPi1+8b=nii1三、试件、试验设备和仪器1．试件为一普通钢筋混凝土简支梁，截面尺寸及配筋见图一400试验梁配筋图1:106@1506@1508501700220022121450320021-11:1015021212122-21:10P150212220021224502850预埋件3120021P1212说明:1,混凝土为C202,混凝土粗骨料最大直径为20mm.4,每跟梁留一组抗压试块及一组钢筋试样.5,混凝土试块为100x100x100mm钢筋试件为300mm长,试件号要统一.6,试样养护与梁在一个条件下.图一预制钢筋混凝土简支梁截面及配筋2．加载设备：采用手动液压千斤顶和分配梁加载。3．静态电阻应变仪、预调平衡箱一套。4．压力传感器一个，百分表，千分表及表架三套。5．钢卷尺、游标卡尺及其它工具。四、验数据准备1．测出如下数据：梁的底宽度b1，梁的顶宽度b2，梁的高度h，保护层厚度a、混凝土立方体抗压强度fcu、钢筋屈服应力fy、钢筋的极限应力fb、混凝土的轴心抗压强度fc=0.88αc1αc2fcu。将这些数据列入表一。2．根据实测截面尺寸和材料的力学性能算出梁的破坏荷载Pu，开裂荷载Pf，标准荷载Pb=Pu/1.5，并算出相应的弯矩Mu、Mf、Mb.计算时梁及加载设备自重按P=1000N考虑。3．对力的传感器进行标定见表二，并整理出力F与显示应变με之间的线性方程五、试验方案1．为了研究钢筋混凝土梁的工作性能，主要测定其强度，抗裂度及各及荷载的挠度和裂缝开展情况，另外还要测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随外荷载变化的规律。2．载制度：试验梁采用分级加载，每级荷载为10～20%的标准荷载，在临近开裂荷载或破坏荷载时，取5%的标准荷载。在每级荷载下停留5分钟，并进行数据记录。把确定好的加载制度换算成传感器所应显示的应变。第一级荷载应记入构件和加载设备的自重。3．用眼睛观察，裂缝宽度用游标卡尺测量，在标准荷载下，正截面裂缝宽度取受拉钢筋处的最大裂缝宽度，量测斜裂缝时，应取斜裂缝最大处量测。每级荷载下的裂缝发展情况应在构件上绘出，并注明荷载级别和相应的斜裂缝宽度。4．构件破坏判断：当发现下列情况之一时，该构件已经达到破坏，此时荷载即为破坏荷载值。a．受压区混凝土破损;b．纵向受拉钢筋被拉断或受拉钢筋应变达到1200με;c．构件的挠度达到跨度的1/50或纵筋受拉钢筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm5．试验方法和测点布置如图二所示分配梁试件砼应变片半桥连接钢筋应变片半桥连接千斤顶荷载传感器全桥连接图二试验方法和测点布置六、试验步骤1．按图二安装好试验梁和试验设备，粘帖好应变片，安装好百分表和千分表。2．进行1～2级预载试验，测取读数、观测试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除故障。预载值必须小于构件的开裂荷载。3．正式试验，在每级荷载下的测试数据填入表三。4．随着试验的进行注意仪表和加载装置的工作情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态。七、试验结果的整理和分析1．绘出弯矩与受压区混凝土最大应变点的关系曲线。2．绘出弯矩与受拉区混凝土最大应变点的关系曲线。3．绘出弯矩与受拉钢筋应变点的关系曲线。4．绘出弯矩与最大挠度点的关系曲线。5．根据试验所确定的开裂弯矩Mf、破坏弯矩Mu与理论值比较。分析差异原因;6．绘出标准荷载下裂缝开展图和构件的破坏形态图，并对梁的破坏特征作出评定。表一钢筋混凝土梁实测数据表梁号b1b2hafcufcfyfb表二力的传感器标定记录荷载F（KN）显示应变（με）1次2次3次平均值20406080100表三实验记录表（位移）位置位移（支座1）位移（支座2）位移（支座3）荷载P弯矩M应变读数读数差累计读数读数差累计读数读数差累计表四实验记录表（应变）应变仪初始读数混凝土应变1混凝土应变2混凝土应变3应变荷载P弯矩M读数读数差累计读数读数差累计读数读数差累计表五实验记录表（应变）应变仪初始读数混凝土应变4混凝土应变5受拉钢筋应变应变荷载P弯矩M读数读数差累计读数读数差累计读数读数差累计