02449建筑结构试验-范文

１第一部分：试验准备（一）试验注意事项学生到实验室做试验，为确保试验的顺利进行，达到预期的试验目的，应做到以下几点：一、试验前作好准备工作1、预习试验指导书，明确试验目的，了解试验方法、步骤和注意事项。2、预习与试验有关的基本理论和其他有关参考资料。3、对试验中所用到的仪器、设备，应先从课本上熟悉和了解。4、应清楚地知道所做试验的观测内容、所需记录的项目及数据处理的方法，事先准备好记录表格等。二、严格遵守试验室的规章制度1、进入实验室，必须严肃认真，保持安静。2、爱护仪器设备，严格遵守操作规程。3、非本试验所用的仪器及设备不准随意动用。4、试验完毕后，应将所用仪器设备擦拭干净，恢复到原来正常状态。5、所用的仪器及设备，须经指导老师清点后，方可离开实验室。三、认真做好试验1、认真听取教师讲解。2、试验前检查清点试验用仪器、仪表、器材等设备。3、应树立严谨的科学态度，认真细致地按试验要求和步骤进行试验。4、对电测或贵重的仪器设备，在接线或布置完成时，应经教师检查通过后，方可开始试验。5、试验过程中，应密切观察试验现象，随时进行分析，发现异常情况应及时汇报；试验时注意采取防护措施，确保人身、仪器及设备的安全。6、认真记录试验量测数据，记录仪器型号、精度、量程，以及试件的有关参数；若试验结果与环境温（湿）度有关，还应记录试验时的温度和湿度。原始数据不得随意修改。7、试验教学是培养学生动手能力的重要实践性环节之一。试验时，根据试验内容，在试验小组中可进行适当分工，但每个学生都应自己动手，相互交流，完成试验各个环节。四、认真写好试验报告２试验报告是对试验成果的总结，通过认真书写试验报告，可以提高分析问题的能力。报告必须独立完成，要求书写整洁、内容清楚，要有分析和自己的观点，并进行讨论。一般试验报告应具有以下内容：1、试验名称、试验日期、试验者及同组成员；2、试验目的；3、试验的基本原理、方法和步骤；4、仪器及设备名称、型号、精度、量程等；5、试验数据及其处理（包括所有原始数据、计算公式、运算数据、最终结果及误差分析等）；试验数据及其运算整理，最好能以表格形式列出，注明测量单位，试验结果最好用曲线形式给出或给出经验公式；6、讨论；根据试验结果及试验现象，结合基本理论知识进行分析讨论，提出相应的见解。（二）常见结构试验设备及仪器1.结构试验加载设备（1）各类试验台座；（2）各类加载架；（3）液压试验机；（4）液压加载设备--油泵、千斤顶；2.结构试验常见试验仪器（1）电阻应变计：又称电阻式应变片；（2）拉压传感器和压力传感器；（3）读数显微镜；（4）电阻应变仪；（5）位移传感器：百分表（精度0.01mm），千分表（精度0.001mm）等；（6）数据采集仪；（7）各类回弹仪。（三）工程结构常见试验仪器的使用1.读数显微镜的使用工程背景：测量混凝土构件的裂缝宽度。仪器的使用要点：３（1）量程：一般而言，微调轮尺量程：1mm；有些仪器还同时具有其他形式的最大量程标尺：如水平标尺，水平标尺最大读数即为该仪器最大量程，再比如JC-1型手持式读数显微镜的最大量程6mm，可从目镜中看到。（2）读数精度：一般0.01mm，可从仪器或说明书查知。（3）使用方法：调整仪器采光窗方向，使光线充分进入采光窗。①微调轮的起始读数回“0”；若存在最大量程标尺，可估计测量量程需要，将该标尺调整到某个整数，以方便读数。②调整目镜焦距，使“被测对象”清晰；注：若仪器目镜中“十字丝”不清晰，可调整目镜解决。③“被测对象”与仪器相对移动，使“被测线宽一侧”与十字丝“竖线”对齐，然后，转动微调轮，使十字丝“竖线”移动到被测对象的另一侧。③读数即为被测线条“宽度。2.回弹仪的使用工程背景：对混凝土结构、构件进行无损检测。仪器的使用要点：（1）型号：型号较多，比如常用的HT-225型。（2）读数单位：Mpa；精度：0.1Mpa。（3）工作原理：利用撞击杆的回弹高度，间接推断被测材料的强度。（4）仪器操作方法：①、回“0”：用力“顶”一下冲击杆端部，放出冲击杆；②、垂直对准被测物体，徐徐压入冲击杆；当听到“啪”的声音后，按下“锁定按钮”；③、读数（5）混凝土强度测定方法：④、在被测对象上选“测区”，每个测区面积200×200mm，测区个数视被测对象大小、长短而定，一般≥5个；⑤、用砂轮清理测区后，在每个测区，均匀选“测点”≥16个，并记录每次回弹仪读数；⑥、计算统计平均值：去除最大值3个、最小值3个，剩余10个值平均；⑦、用1%酚酞溶液：测定混凝土“碳化深度”（混凝土本色未改变的深度为已经碳化、紫色为未碳化）；⑧、结合：平均强度数值和碳化深度，查用强度换算表，确定出“混凝土实际强度”。备注：强度换算表见有关资料，或根据地区混凝土的具体情况自己４制做表格。3.百分表、千分表：工程背景：该仪器用于“位移量”测量，常用来量测结构或构件的竖向或横向的位移。百分表：读数精度0.01mm；千分表：读数精度0.001mm；以百分表为例，介绍使用方法：①初始读数：方法一：记录表盘初始读数；方法二：旋转表盘回“0”，此时初始读数为“0”；②读数：大表盘每格0.01mm，表针转动一圈100格，恰为1mm；此时，小表针恰好转动1格，故小表盘最大读数即为百分表的最大量程。mm仪器精度大表针读数小表盘读数位移值4.YJR-5型静态数字应变仪的使用：工程背景：和电阻应变片配合使用，测量构件应变值。粘贴在构件上的应变片随构件变形时，其阻值发生变化，利用静态应变仪内部的惠斯登电桥，将电阻的微小变化量转换为电压（或电流）信号，经静态应变仪内部的放大、检波等电路，并最后转换为应变量显示出来。为更好的使用静态应变仪，将有关的几个概念介绍如下：（1）电阻应变片：种类很多，根据测量应变方向，有单轴和多轴之分，最多见的单轴应变片构造如图所示：（2）应变片的灵敏度系数K：将应变片贴在构件欲测应变方向，构件变形时，应变片的电阻相对变５化与构件该方向的应变之比值，称为应变片的灵敏度系数：RRLLRRK常用的应变片灵敏度系数K=2～2.4。静态应变仪的灵敏度系数与仪器校准：应变仪的灵敏度系数是按K=2设计的，当选用的应变片的K≠2时，必须在测量前进行仪器校准。为保证标定精度，校准办法是将背面板的平衡开关置于平衡档，平衡电位器置零挡，接入标准电阻形成惠斯登电桥后，然后按入标定开关（标定状态），对照下表查得标定值，转动幅调电位器，使表头显示标定值时，说明K已经标定好（即测量值不必再进行K误差修正），则可把标定开关按出（非标定状态）。YJR-5型静态数字应变仪标定值表应变片K校准值1.91.9522.052.12.152.22.252.32.352.4桥臂120Ω52635182500048784762465145454444434742554167仪器测量时测点平衡调整：标定好的仪器，接入工作应变片后，调节对应的平衡电位器，使显示“0”，则测点平衡调好，即可进行测量数据采集。(1)仪器外观构造：（2）仪器配件：塑壳密封120Ω×2精密无感线绕电阻（又称标准电阻或标准外桥电阻）。（3）静态应变仪的使用①、仪器的校准：关闭电源（按键式开关置“按出”状态）；按出标定键（置非标定状态）；选择开关置“0”；６开启电源，前面板表显示为：00000；按出量程键（此时置小量程状态：0--19999；按入为大量程状态：0--39999；1=10-6）将后面板接线柱D1、D2、D3用三连片连接；把2联式标准电阻器接A、B、C；接通电源；后背面板“转换开关”按到“平衡”挡；依次调节“对应平衡电位器”使数字回“0”；此时，仪器校准完毕。注意：仪器校准时，除标准电阻外，不得接入任何应变片。②、仪器的K值修正：拆下塑壳标准电阻，按设计接入半桥桥路；若采用全桥，则还应将三连片也拆除，按设计桥路接入即可。按下标定键（进入标定状态）：转动“幅调电位器”至“4762”后，按出标定键。备注：每换接一种工作桥路，均应重复K值修正。③、应变测量调节对应的平衡电位器，使显示“0”，加载、采集数据。（4）电桥工作原理由前知：静态应变仪内部的惠斯登电桥，可将电阻的微小变化量△R转换为电压（或电流）信号，经静态应变仪内部的放大、检波等电路，并最后转换为应变量显示出来。那么，这种变化具有什么规律呢？推导得出△UBD公式如下：全桥测量时，若四桥臂有感电阻阻值分别变化：△R1、△R2、△R3、△R4、则：URRRRRRRRRRRRUBD443322112121可见，把应变片阻值的变化△R，转换为输出BD端△UBD；且符合规律：“相对B或D点，邻臂△R符号反，成相减输出；对臂△R符号同，成相加输出。”７2143432143214321404KUUKUUKKKKKRRRRR故：时，因；同理：半桥测量则：灵敏系数，格相同即若接入的四个应变片规可见：从静态应变仪读出的应变代数和与各桥臂应变片读数符合下列关系：4321（5）桥路连接全桥电路：若R2、R4为温度补偿应变片时,称为全桥单补,若四桥臂均接入工作应变片时,称全桥互补.半桥电路：若1R、21R接入工作应变片，另半桥为应变仪内部标准电阻时，组成半桥电路。1/4桥路（半桥单补）：８若1R接入工作应变片，2R为温度补偿应变片，另半桥为应变仪内部标准电阻时，组成1/4桥电路。（6）常见几种桥路的特点：桥路输出灵敏度取决于应变片在受力构件上的贴片位置和方向、以及它在桥路中的接线方式，一般，常用桥路具有的特点如下：①轴向拉（压）受力测量：半桥单补：工作片R1沿受力方向贴片，不易消除偏心作用引起的弯曲影响。全桥单补：工作片R1、R3沿受力方向贴片，输出电压提高1倍（即灵敏度提高1倍），可消除弯曲影响。半桥互补：工作片R1沿受力方向贴片，工作片R3垂直受力方向贴片，输出电压提高到（1+）倍，不能消除弯曲影响。全桥互补：工作片R1、R3沿受力方向贴片，工作片R2、R4垂直受力方向贴片，输出电压提高到2（1+）倍，且能消除弯曲影响。②弯曲受力测量：半桥单补：工作片R1沿拉（压）力方向贴片，贴片少，但只测一面弯曲应变，灵敏度不提高。半桥互补：工作片R1（R2）沿拉（压）力方向贴片，贴片少，可同时测两面弯曲应变，以便取平均值，输出电压提高1倍，可消除轴向拉（压）影响，但只适用于匀质材料。全桥互补：工作片R1、R2沿拉力方向贴片，工作片R3、R4沿压力方向贴片，可同时测量两面四点弯曲应变，输出电压提高到4倍，且能消除轴向拉（压）影响，但贴片多，但只适用于匀质材料。5.压（拉）力机使用：（万能试验机）（1）表针、表盘：主动针---加载指示针，按前后位置，为后针；从动针---因加载结束瞬间，主动针会自动回“0”，为了指示极限荷载位９置，设计了可静止于破坏荷载Pu处的从动针；表盘上可能有几排（圈）读数，每一排读数对应于压力机的一个最大压力的等级。见（4）。（2）回油阀：加载结束后，回油以控制表针复位；控制加载夹头升降、调整夹头工作间距；（3）进油阀：配合主动表针、控制加载速度、停顿、行进；（4）加载等级选择：一般，一台压力机均有几个加载等级供选择，表盘也有相应的几排读数，选择相应的砣，则使用相应的加载等级。备注1：万能试验机操作规程A、选择测量范围按装摆杆上的砣，按下电源按钮，指示灯亮。B、根据试件形状及尺寸，把相应的钳口装入上、下钳口座内。在描绘器的转筒上卷压好记录纸，以便于绘图。C、开动油泵，拧开送油阀使试台上升10mm，然后关闭送油阀。如果试台已在上升位置，则不必这样做。D、将试件的一端夹于上钳口中，开动油泵调整指针对准度盘零点。E、开动电动机，将下钳口升降到合适高度，将试件另端夹在下钳口。F、将绘图笔放下，进入绘图状态，并配好绘图比例。G、按试验要求的加荷速度，慢慢拧开送油阀进行加荷实验。试件断裂后，关闭送油阀，并停止油泵工作。H、把记录的绘图笔抬起，打开回油阀卸荷后，将从动针拨回