大连理工大学《土木工程实验》(二)离线作业答案

姓名：报名编号：学习中心：层次：（高起专或专升本）专业：实验名称：混凝土实验一、实验目的：1.熟悉混凝土的技术性质和成型养护方法；2.掌握混凝土拌合物工作性的测定和评定方法；3.通过检验混凝土的立方体抗压强度，掌握有关强度的评定方法。二、配合比信息：1．基本设计指标（1）设计强度等级C30（2）设计砼坍落度30—50mm2．原材料（1）水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级PC32.5Mpa（2）砂子：种类河砂细度模数2.6（3）石子：种类碎石粒级5-31.5mm连续级配（4）水：洁净的淡水或蒸馏水3．配合比：(kg/m3)材料水泥砂碎石水水灰比砂率1m3用量(kg)47560011252000.4235%称量精度±0.5%±1%±1%±0.5%----15L用量(kg)7.1259.016.87530.4235%三、实验内容：第1部分：混凝土拌合物工作性的测定和评价1、实验仪器、设备：电子称：量程50kg，感量50g；量筒；塌落度筒；拌铲；小铲；捣棒（直径16mm、长600mm，端部呈半球形的捣棒）；拌和板；金属底板；2、实验数据及结果工作性参数测试结果坍落度，mm40粘聚性良好保水性良好第2部分：混凝土力学性能检验1、实验仪器、设备：标准试模：150mm×150mm；振动台；压力试验机：测量精度为±1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的20%且小于压力机全量程的80%；标准养护室2、实验数据及结果试件编号1#2#3#破坏荷载F，kN713.5864870.2抗压强度ccf，MPa其中（AFfcc1000，A=22500mm2）31.738.438.7抗压强度代表值，MPa38.4四、实验结果分析与判定：（1）混凝土拌合物工作性是否满足设计要求，是如何判定的？满足设计要求。实验要求混凝土拌合物的塔落度30-50mm，而此次实验结果中塔落度为40mm，符合要求；捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，锥体逐渐下沉表示粘聚性良好；坍落度筒提起后仅有少量稀浆从底部析出表示保水性良好。（2）混凝土立方体抗压强度是否满足设计要求。是如何判定的？满足设计要求。该组试件的抗压强度分别为31.7MPa、38.4MPa、38.7MPa，因31.7与38.4的差值大于38.4的15%，因此把最大值最小值一并舍除，取38.4MPa作为该组试件的抗压强度值，38.4MPa大于38.2MPa，因此所测混凝土强度满足设计要求。实验名称：钢筋混凝土简支梁实验一、实验目的：1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技能。3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。二、实验基本信息：1．基本设计指标（1）简支梁的截面尺寸150mmX200mm（2）简支梁的截面配筋（正截面）A6@100,；2A8;2B142．材料（1）混凝土强度等级C30（2）钢筋强度等级HRB335三、实验内容：第1部分：实验中每级荷载下记录的数据荷载百分表读数挠度支座1（f1）支座2（f2）跨中（f3）110kN0.94.915.482.575220kN0.864.835.850.43330kN0.824.756.260.47440kN0.784.686.660.455550kN0.744.617.110.505660kN0.704.567.520.455770kN0.674.528.020.535880kN0.634.488.500.52990kN0.604.439.060.610100kN0.574.399.650.625起裂荷载40kN破坏荷载138.3KN第2部分：每级荷载作用下的应变值荷载应变值110kN38503888220kN99168109174330kN258376300310440kN445760497440550kN5611095652570660kN6961425832731770kN84317601022842880kN95220211156957990kN106823051306104610100kN1187259814571170四、实验结果分析与判定：（1）根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算正截面起裂荷载、最大荷载，并于实测值进行比较？最大荷载C30混凝土，214.3/cfNmm，11，HRB335钢筋，2300/yfNmm环境取为一类，保护层厚度取为20mm。界限的相对受压区为0.55，取45smm，h0=200-45=155mm，M=1.0×14.3×150×155×0.55×（1-0.5×0.55）=132.574KN·m破坏荷载为138.3KN，因此实测值略大于计算值。（2）依据控制截面实测应变值绘制某级荷载时正截面应变图（此部分不作考核要求）。–ε1234+ε实验名称：静定桁架实验一、实验目的：1.掌握杆件应力—应变关系与桁架的受力特点。2.对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏实验实验基本过程。3.结合实际工程，对桁架工作性能作出分析与评定。二、实验数据记录：桁架数据表格外径(mm)内径(mm)截面积(mm)杆长度(mm)线密度(kg/m)弹性模量(Mpa)222069.545000.512.06X105三、实验内容：第1部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格荷载（N）上弦杆腹杆下弦杆1点2点均值力1点2点均值力1点2点均值力500-34-36-35-475.3272626.5359.87181918.5251.231000-68-72-70-950.6535152706.16343735.5482.091500-100-106-103-1398.747876771045.66525553.5726.532000-133-142-137.5-1867.25104101102.51391.95697371964.181000-61-70-68.5-930.23515050.5685.79353736488.880000000000000第2部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格荷载（N）挠度测量下弦杆表①累计表②累计表③累计表④累计②③500000.0750.0750.1250.125000.0750.1251000000.1450.1450.2530.253000.1450.2531500000.2200.2200.3770.377000.2200.3772000000.2850.2850.5020.502000.2850.5021000000.1420.1420.2510.251000.1420.2510000.0010.0010.0020.002000.0010.002四、实验结果分析与判定：1.将第一部分中内力结果与桁架理论值对比，分析其误差产生的原因？由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。2.通过试验总结出桁架上、下弦杆与腹杆受力特点，若将实验桁架腹杆反向布置，对比一下两者优劣。当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过受力分析可以得出，反向布置之后，腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变。据此为避免压杆失稳，实验中布置的桁架形式更优越，受力更合理，更能发挥材料的作用。实验名称：结构动力特性测量实验一、实验目的：1.了解动力参数的测量原理。2.掌握传感器、仪器及使用方法。3．通过振动衰减波形求出系统的固有频率和阻尼比。二、实验设备信息：1、设备和仪器名称型号和规格用途拾振器DH105将振动信号转变成变荷信号输出动态测试系统DH5922用来采集振动传感器输出的电信号，并将其转换成数字量传递给计算机2、简支梁的基本数据截面高度(mm)截面宽度(mm)长度(mm)跨度(mm)弹性模量(GPa)重量(kg)自振频率理论值(Hz)61185203518501012.734.35三、实验内容：根据相邻n个周期的波峰和时间信息，并根据公式计算一阶固有频率和阻尼比次数123456第i个波形波峰时间1.56152.92551.57459.3582.5681.5615幅值500.73518.79490.20424.32436.28500.73波谷时间1.57512.9381.5889.37152.58181.5751幅值-512.45-492.83-474.27-383.27-436.95-512.45第i+n个波形波峰时间1.75053.14051.7629.54452.7811.7505幅值341.18370.39334.59297.06293.01341.18波谷时间1.76353.1551.77459.5592.79451.7635幅值-316.74-350.98-360.56-279.24-303.95-316.74间隔n787787周期/s0.0270.026880.02680.02660.026620.027频率/Hz37.03737.20237.31337.59437.56637.037阻尼比ζ0.00870.00670.00870.00810.00790.0087根据公式：（1）1dfT、（2）12iidAtnAtnT()ln()计算上述表格中的频率和阻尼比，填写到上表中。四、问题讨论：1.在实验中拾振器的选择依据是什么？最为关心的技术指标为：灵敏度、频率范围和量程。（1）灵敏度：土木工程和超大型机械结构的振动在1～100ms-2左右，可选300～30pC/ms-2的加速度传感器；（2）频率：土木工程一般是低频振动，加速度传感器频率响应范围可选择0.2～1kHz；（3）传感器的横向比要小，以尽可能减小横向扰动对测量频率的影响；2.对动态测试系统的要求是什么？使用时有什么注意事项？对动态测试系统的要求：（1）分析参数设置1k～2kHz;采用连续采样方式，即一直不断的采集和记录数据。其余不用设置。（2）系统参数设置选定测量通道：2-1，并屏蔽未用通道，避免干扰。灵敏度：将传感器灵敏度输入相应的通道的灵敏度设置栏内。由于本试验采用的是加速度传感器，因此参数表中工程单位EU应设为m/s2，传感器灵敏度单位为PC/EU，表示每个工程单位输出多少电荷，DH105振动传感器给定的参数的为300PC/EU，即300PC/m/s2。使用注意事项：量程范围：调整量程范围，使实验数据达到较好的信噪比。调整原则：不要使仪器过载，也不要使得信号过小。3.什么是自由振动法？在实验中采用初位移或初速度的突卸或突加载的方法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。