混凝土結(jié)構(gòu)試驗指導(dǎo)書分解知識講解

1、混凝土結(jié)構(gòu)試驗指導(dǎo)書課 程名稱：混凝土結(jié)構(gòu)基本原理課程代碼：實驗學(xué)時：6學(xué)時學(xué)院（直屬系）:建筑與土木工程學(xué)院年級/專業(yè)/班:學(xué)生姓名：學(xué)號：理論課教師：實驗課教師：開課學(xué)院：建筑與土木工程學(xué)院實驗中心名稱：建筑與土木工程學(xué)院專業(yè)實驗中心 實驗總成績：目錄前 言 3試驗注意事項 4試驗一鋼筋混凝土簡支梁正截面強(qiáng)度試驗 5試驗二鋼筋混凝土簡支梁斜截面強(qiáng)度試驗 9試驗三鋼筋混凝土短柱強(qiáng)度試驗 11附錄一電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù) 13附錄二靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作使用及電橋特性實驗 16本實驗教學(xué)是所有學(xué)習(xí)專業(yè)基礎(chǔ)課 混凝土結(jié)構(gòu)基本原理 學(xué)生的同時必修課。本課 程教學(xué)目的是使學(xué)生通過試驗研究認(rèn)識混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)

2、件的破壞全過程，掌握測試混凝土受彎和受壓構(gòu)件基本性能的試驗方法。本課程不但要求學(xué)生掌握一定的理論知識，還要求學(xué) 生通過一定的試驗實踐培養(yǎng)觀察、分析試驗現(xiàn)象的能力，學(xué)習(xí)分析、處理試驗數(shù)據(jù)的方法。 為了配合學(xué)生更好地進(jìn)行試驗實踐，引導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)造性地學(xué)習(xí)試驗技術(shù)，我們根據(jù)土建類大 學(xué)土木工程專業(yè)本科生教學(xué)大綱的要求編寫了這本教學(xué)試驗指導(dǎo)書。本指導(dǎo)書選了建筑結(jié)構(gòu)試驗課中幾個具有代表性的試驗。 對于每個試驗均介紹了試驗 目的，試驗使用的儀器及使用方法、試驗裝置和試驗步驟，并附有試驗報告。同時，為了 配合試驗，培養(yǎng)學(xué)生獨立思考的能力，在每個試驗后面都附有一定數(shù)量的習(xí)題， 供學(xué)生們 進(jìn)行練習(xí)，以鞏固所學(xué)的知識

3、。由于本課程學(xué)習(xí)時間短，不可能安排更多的試驗供學(xué)生練習(xí)， 因而，希望同學(xué)們通過 完成指導(dǎo)書中的幾個有代表性的試驗實踐， 總結(jié)建筑結(jié)構(gòu)試驗的一般方法，以便在以后的 工作中更好地指導(dǎo)各類試驗的進(jìn)行。試驗注意事項為確保試驗順利進(jìn)行及人身、設(shè)備安全，應(yīng)切實做到以下各點：一、做好試驗前的準(zhǔn)備工作1、試驗前，應(yīng)認(rèn)真閱讀試驗指導(dǎo)書及相關(guān)參考資料，明確試驗?zāi)康?、原理、?驗方法、操作步驟。2、熟悉試驗所涉及的設(shè)備、儀器儀表的操作使用方法。3、充分了解試驗所需測試記錄的項目及數(shù)據(jù)處理方法，并事先做好“預(yù)習(xí)報告”和 記錄表格的準(zhǔn)備工作。4、除學(xué)習(xí)指導(dǎo)書中所提方案外，可獨立設(shè)計一些其它方案。二、認(rèn)真進(jìn)行試驗1、正式

4、試驗前，應(yīng)認(rèn)真聽取老師講解。2、試驗中，應(yīng)持嚴(yán)格認(rèn)真、實事求是的科學(xué)態(tài)度和作風(fēng)，切實按照試驗方法、步驟 及設(shè)備、儀器操作規(guī)程進(jìn)行試驗。3、對于貴重及電子（電氣）儀器、設(shè)備，在接線或準(zhǔn)備完成后，應(yīng)經(jīng)指導(dǎo)教師檢查 無誤后，方可進(jìn)行試驗。4、試驗過程中，應(yīng)注意觀察現(xiàn)象，認(rèn)真讀取記錄測試數(shù)據(jù)。如發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)立 即報告指導(dǎo)教師，排除故障后， 方可繼續(xù)進(jìn)行試驗。由于結(jié)構(gòu)試驗試件尺寸大，荷載大等 特點，試驗過程中應(yīng)特別注意人身及設(shè)備安全。5、實驗記錄應(yīng)實事求是、完整可靠。除所有測試數(shù)據(jù)外，尚應(yīng)包括設(shè)備儀器名稱、 型號規(guī)格、量程、精度等級以及試件尺寸、材料強(qiáng)度、保護(hù)層厚度、鋼筋規(guī)格及力學(xué)性能 等。若試驗結(jié)

5、果與溫度有關(guān)時，尚應(yīng)記錄溫度、濕度。所有原始數(shù)據(jù)不得弄虛作假，隨意 修改。6、教學(xué)試驗是培養(yǎng)學(xué)生操作動手能力的一個重要環(huán)節(jié)， 必須親自動手，分工協(xié)作， 相 互交流完成全部試驗。三、遵循實驗室規(guī)章制度1、學(xué)生進(jìn)入實驗室，應(yīng)遵循實驗室規(guī)章制度，嚴(yán)肅認(rèn)真，一絲不茍地進(jìn)行試驗。2、愛護(hù)儀器、設(shè)備，嚴(yán)格遵循操作規(guī)程。3、凡與本次試驗無關(guān)的儀器、設(shè)備等，未經(jīng)許可，不得隨意動用。4、試驗結(jié)束后，應(yīng)認(rèn)真清理試驗現(xiàn)場，清點儀器設(shè)備并將其擦拭干凈，并恢復(fù)至非 工作狀態(tài)，經(jīng)指導(dǎo)教師檢查認(rèn)可后方可離去。四、認(rèn)真完成試驗報告 根據(jù)試驗指導(dǎo)書的相關(guān)要求，認(rèn)真完成試驗指導(dǎo)書上的試驗報告題目。試驗一鋼筋混凝土簡支梁正截面強(qiáng)度

6、試驗一、試驗?zāi)康?掌握制定結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗方案的原則。設(shè)計簡支梁的加荷方案和觀察方案，根據(jù)試 驗量程精度要求選擇試驗設(shè)備和測量儀表。2、觀察鋼筋混凝土簡支梁裂縫出現(xiàn)和發(fā)展過程，了解其從受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫，受拉鋼 筋達(dá)到屈服強(qiáng)度，到受壓區(qū)混凝土到達(dá)極限壓應(yīng)變的三個破壞階段。3、測定各級荷載下受力鋼筋及混凝土的應(yīng)變值，以及混凝土開裂時的極限拉應(yīng)變，破壞時的極限壓應(yīng)變；測定各級荷載下梁的跨中撓度及裂縫寬度（放大顯微鏡）。4、測定梁的發(fā)裂荷載、破壞荷載、與理論計算進(jìn)行比較，以驗證正截面強(qiáng)度計算公式的適用范圍，進(jìn)一步理解混凝土基本理論建立的條件， 同時培養(yǎng)同學(xué)們從事試驗研究的 能力。5、掌握常用儀器的使用方法以

7、及試驗數(shù)據(jù)的處理及表達(dá)方法。二、試件、試驗設(shè)備和儀器1試件：普通鋼筋混凝土簡支梁。截面尺寸bx h=100mmX 160mm，跨度2000mm，凈跨度為1800mm；配筋：在梁的受拉區(qū)配了 210的受力鋼筋，在梁的受壓區(qū)配了 210 的架立鋼筋，其在純彎曲段是截段的，實測鋼筋的屈服強(qiáng)度350N/mm2,抗拉強(qiáng)度470N/ mm2 :混凝土的強(qiáng)度等級為C20。2、 加荷設(shè)備：10t油壓千斤頂，簡支梁加載試驗裝置，荷載分配梁，10t荷 載傳感器。3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、百分表及磁力表座、讀數(shù)顯微鏡、鋼卷尺及其它工具。鋼筋混凝土簡支梁截面及配筋圖三、試驗方案為研究鋼筋混凝土簡支梁的工作性能， 主要應(yīng)測定

8、其承載力，抗裂度及各級荷載下的 撓度和裂縫開展情況；另外，測量控制區(qū)段的應(yīng)變大小和變化，找出剛度隨外荷變化的規(guī) 律。梁的試驗荷載一般較大，多點加載常采用同步液壓加載方法。 構(gòu)件試驗荷載的布置應(yīng) 符合設(shè)計的規(guī)定，當(dāng)不相等時，應(yīng)采用等效荷載的原則進(jìn)行代換， 使構(gòu)件在試驗荷載下產(chǎn) 生的內(nèi)力圖與設(shè)計的內(nèi)力圖相近似，主要使兩者在最大受力部位的內(nèi)力值相等。一般采用分級加載，在標(biāo)準(zhǔn)荷載以前分5級。作用在試件上的試驗設(shè)備重量及試驗自 重等，應(yīng)作為第一級荷載的一部分。裂縫的發(fā)生和發(fā)展用放大顯微鏡觀察， 裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡測量，在標(biāo)準(zhǔn)荷載下的 最大裂縫寬度測量應(yīng)包括正截面裂縫和斜截面裂縫，正截面裂縫寬度應(yīng)取受拉

9、鋼筋重心處 的最大裂縫寬度；測量斜裂縫時，應(yīng)在斜裂縫與箍筋相交處測量。將每級荷載下的裂縫發(fā) 展情況按試驗的進(jìn)行在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級別和相應(yīng)的裂縫寬度值。為準(zhǔn)確測定開 裂荷載值，試驗過程中應(yīng)注意觀察第一條裂縫的出現(xiàn)。 在此之前應(yīng)把荷載分級取為標(biāo)準(zhǔn)荷 載的5%。當(dāng)試件接近破壞時，注意觀察試件的破壞特征并確定出破壞荷載值。試件的實際開裂荷載值和破壞荷載值，應(yīng)包括試件自重和作用在試件上的墊板、分配 梁等加荷設(shè)備重量。梁試驗裝置和測點布置（支座寬度 100mm）1 -千斤頂壓桿；2 -應(yīng)變儀；3 -百分表；4 -試件；5-千斤頂；6 -壓力傳感器；7-分配梁；8-電阻應(yīng)變片 試驗的具體方案如下：1

10、、加荷方案：、利用油壓千斤頂和荷載分配梁系統(tǒng)， 對梁實現(xiàn)兩點加荷。荷載通過壓力傳感器由 電阻應(yīng)變儀監(jiān)測。、荷載分級標(biāo)準(zhǔn)，原則上以標(biāo)準(zhǔn)荷載的 20%為一級，但在開裂前夕和臨近破壞時， 相應(yīng)的荷載級距應(yīng)當(dāng)減小，可按標(biāo)準(zhǔn)荷載的 10%或 5%施壓，以便能準(zhǔn)確獲得開裂荷載和 破壞荷載值。2、觀測方案：、根據(jù)簡支梁的內(nèi)力和變形，一般均應(yīng)在最危險截面處布置測點。 根據(jù)三分點荷載 簡支梁的受力特征及受力后的變形特征， 在三分點荷載作用下， 加荷點間為純彎段， 該段 內(nèi)梁的應(yīng)力最大， 各截面最大應(yīng)力相等。 因此，需要測定該段內(nèi)混凝土的應(yīng)變及鋼筋的應(yīng) 力。于是在純彎區(qū)段兩側(cè)混凝土表面各粘貼電阻應(yīng)變片 5 張：受

11、壓區(qū)頂面一張， 中間三張 （按外密內(nèi)疏布貼），受拉鋼筋處一張，以測混凝土應(yīng)變；受拉主筋上貼應(yīng)變片兩張，以 測鋼筋應(yīng)變。鋼筋上貼應(yīng)變片有兩種方法， 一種是后貼法， 即鑿孔貼片，但易引起應(yīng)力集中， 優(yōu)點 是不用作防護(hù)、防水處理；另一種是先貼法，即在澆注混凝土、綁扎鋼筋之前，在鋼筋表 面貼片，然后進(jìn)行防護(hù)、防水、防潮處理（在試件上裝上硬質(zhì)套模，用環(huán)氧樹脂膠灌封） 。、 根據(jù)測量量程和精度要求選擇各儀表撓度（位移）測點 5 個 ： 跨中、分配梁加載點對應(yīng)處各一點、支座沉降測點兩點。 梁跨中撓度二跨中位移測值-支座位移測值平均值。四、試驗步驟1、按電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)要求粘貼好應(yīng)變片，焊接引出線，并對需作

12、防潮處理的應(yīng) 變片作好防潮處理。2、安裝好試驗梁、分配梁、壓力傳感器、油壓千斤頂及荷載監(jiān)測應(yīng)變儀。3、安裝好測撓度及支座沉降的百分表，并將指針調(diào)至 10格左右。4、連接好應(yīng)變儀。分別將測混凝土應(yīng)變和鋼筋應(yīng)變的各應(yīng)變片的導(dǎo)線按某橋路（全 橋、半橋、 1/4 橋）接入應(yīng)變儀。5、預(yù)載試驗。上述工作結(jié)束并經(jīng)檢查無誤后，可進(jìn)行預(yù)載試驗（預(yù)加荷載值必須小 于試驗梁的發(fā)裂荷載值） ，以檢查試驗裝置、儀器、儀表工作是否正常。若出現(xiàn)異常，應(yīng) 及時排除故障，而后方可進(jìn)行正式試驗。6、正式試驗。采用逐級加載法，在標(biāo)準(zhǔn)荷載之前分為5 級，每級荷載值為標(biāo)準(zhǔn)荷載的 20%，但在開裂前夕和臨近破壞時，相應(yīng)的荷載級差應(yīng)當(dāng)減

13、小，可按標(biāo)準(zhǔn)荷載的10%或 5% 施壓。作用在梁上的試驗裝置的重量及梁的自重應(yīng)作為第一級荷載值的一部分。每 加一級荷載，停留35分鐘，準(zhǔn)確讀取各儀器、儀表的讀數(shù)并記錄。每一級荷載下的裂縫發(fā)展情況， 應(yīng)按試驗的進(jìn)行在試驗梁上繪出， 并應(yīng)注明荷載級別 及相應(yīng)的裂縫寬度值。隨著試驗的進(jìn)行，應(yīng)留意觀察試驗裝置，儀器、儀表的工作情況， 仔細(xì)觀察裂縫的發(fā)生和發(fā)展； 當(dāng)荷載達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載時， 應(yīng)立即拆除百分表。 當(dāng)梁接近破壞 時，應(yīng)注意觀察其破壞特征，并確定出破壞荷載值。試驗進(jìn)行到確定破壞荷載值后結(jié)束。開裂荷載的確定方法：、用“放大鏡觀察法”確定開裂荷載實測值。用放大倍率不低于4倍的放大鏡觀察， 當(dāng)在加載過程

14、中首先出現(xiàn)裂縫時， 應(yīng)取前一級荷載值作為開裂荷載的實測值； 當(dāng)在荷載持 續(xù)時間內(nèi)過首先出現(xiàn)裂縫時， 應(yīng)取本級和前一級荷載的平均值作為開裂荷載的實測值； 當(dāng) 在荷載持續(xù)時間結(jié)束后首先出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取本級荷載值作為開裂荷載的實測值。、 當(dāng)混凝土達(dá)到極限拉應(yīng)變時對應(yīng)的荷載值。破壞荷載值的確定方法：在加載試驗過程中， 出現(xiàn)下列標(biāo)志之一時， 即認(rèn)為該構(gòu)件已達(dá)到破壞， 并以此時的荷 載值作為破壞荷載值（正截面強(qiáng)度破壞） ：、受拉主筋應(yīng)力達(dá)到極限拉應(yīng)力 ob,受拉主筋拉應(yīng)變達(dá)到極限拉應(yīng)變；、 受拉主筋被拉斷；、 受拉主筋處最大裂縫寬度達(dá)到 1.5mm;、撓度達(dá)到跨度的1/50; 、壓區(qū)砼被壓壞，壓區(qū)砼達(dá)到極

15、限壓應(yīng)變。7、試驗完畢應(yīng)卸去荷載，拆除儀表，關(guān)閉儀器并清理試驗現(xiàn)場。 備注：構(gòu)件質(zhì)量檢查內(nèi)容及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件質(zhì)量檢查的內(nèi)容包括有強(qiáng)度、 剛度和裂縫寬度， 對于強(qiáng)度， 要求構(gòu)件在承受極限 荷載狀態(tài)時不發(fā)生破壞，并且有一定的安全儲備；對于剛度，要求構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下即在正常使用階段是撓度不可過大， 對于一般的簡支梁不應(yīng)大于lo/2QQ;對于裂縫寬度，要求構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下構(gòu)件的最大裂縫寬度小于某要求，對于本試驗環(huán)境級別為一級，裂縫控制等級為三級，其裂縫寬度應(yīng)小于Q.3mm,以滿足正常使用的要求。試驗二鋼筋混凝土簡支梁斜截面強(qiáng)度試驗一、試驗?zāi)康?通過對鋼筋混凝土簡支梁的強(qiáng)度試驗測定，進(jìn)一步掌握鋼筋

16、混凝土受彎構(gòu)件試驗 的過程。2、觀察剪壓破壞的過程及特性，了解腹筋及剪壓區(qū)混凝土的抗剪作用，測定剪壓破 壞時的破壞剪力。3、觀察斜壓破壞的過程及特性，了解剪跨比對斜截面抗剪的影響；測定斜壓破壞時 的破壞剪力。4、觀察裂縫的出現(xiàn)及發(fā)展，測量裂縫寬度及延伸高度。5、進(jìn)一步驗證混凝土的應(yīng)變沿截面高度的變化情況。二、試件、試驗設(shè)備和儀器1試件為一普通鋼筋混凝土簡支梁，截面尺寸為bx h=13Qmm 32Qmm梁的凈跨度為216Qmm即兩支座之間的距離。梁的全長是 24QQmm配筋：受拉區(qū)配222 （U級）鋼筋，受壓區(qū)配 21Q架立鋼筋；箍筋 615Qmm, 混凝土的強(qiáng)度等級為C2Q。2、加荷設(shè)備：靜力

17、試驗臺座，荷載分配梁，加荷架。3、2Qt油壓千斤頂,2Qt壓力傳感器4、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀5、讀數(shù)顯微鏡鋼筋混凝土簡支梁截面尺寸及配筋圖、試驗加荷方案加荷方案：采用油壓千斤頂并通過分配梁對試驗梁實現(xiàn)兩點加荷，通過壓力傳感器及 電阻應(yīng)變儀進(jìn)行荷載監(jiān)測控制；然后通過調(diào)整試驗裝置、改變剪跨比 入值，從而實現(xiàn)剪 壓破壞和斜壓破壞。四、試驗方法和操作步驟第一步：先做剪壓破壞試驗1按試驗要求，安裝好梁并調(diào)整剪跨比（3）,以及加荷點的位置，同時安裝 好壓力傳感器及油壓千斤頂；2、將壓力傳感器接入電阻應(yīng)變儀。3、用油壓千斤頂小心平穩(wěn)地加荷，同時監(jiān)視應(yīng)變儀讀數(shù)，直到發(fā)生剪壓破壞為止， 記錄下應(yīng)變儀讀數(shù)值，并根據(jù)p-

18、 & （荷載-應(yīng)變）圖求出其破壞荷載值。剪壓破壞試驗裝置圖（彎剪斜裂縫）第二步：斜壓破壞試驗第一步試驗結(jié)束后，移動分配梁支座，安裝好梁（第一步未破壞的長段） ，改變剪跨 比（入v1=及加荷點的位置后，再按剛才第一步的方 法步驟加荷試驗，直到發(fā)斜壓破壞 為止。記錄下應(yīng)變儀讀數(shù)值，并求出荷載值。.斜壓破壞試驗裝置圖（腹剪斜裂縫）試驗三鋼筋混凝土短柱強(qiáng)度試驗一、試驗?zāi)康模?、 通過試驗初步掌握受壓柱靜荷試驗的一般程序和測試方法，進(jìn)一步熟悉有關(guān)儀器、 儀表的操作使用。2、觀察在小偏壓時，鋼筋砼短柱破壞過程及其破壞特征。3、測試每級荷載下控制截面內(nèi)的鋼筋和混凝土的應(yīng)變值，了解小偏心受壓短柱應(yīng)變

19、分布規(guī)律。4、測試各級荷載下小偏心受壓短柱的的側(cè)向撓度。5、測試小偏心受壓短柱的極限承載力，以驗證小偏心受壓短柱的的極限承載力計算 公式。6、測試小偏心受壓短的主要裂縫寬度及延伸長度。二、試件、試驗設(shè)備和儀器1、 試件矩形截面鋼筋砼短柱，砼等級為 C20, 其截面尺寸為bx h=160mrH 100mm總高為660mm 凈高為400mm偏心距為25mm鋼筋為I級，縱向配筋410,箍筋 6100mm2、長柱壓力試驗機(jī)；3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀；4、讀數(shù)顯微鏡、鋼尺等；5、百分表及磁力表座。三、試驗方案柱子試驗的主要目的在于研究縱向彎曲的影響與柱子破壞的規(guī)律， 從而找到不同長細(xì) 比條件下與極限荷載之間的

20、關(guān)系。 柱子試驗多采用正位試驗，也可采用臥位試驗。支座構(gòu) 造裝置是柱子試驗中的重要環(huán)節(jié)，本試驗采用單刀鉸支座，工作靈活可靠。柱子加載一般按估計破壞荷載的1/101/15分級加載，接近開裂荷載和破壞荷載時， 加載值應(yīng)減至1/21/4原分級值觀測項目主要包括：控制區(qū)段內(nèi)應(yīng)力及其變化規(guī)律；裂縫的出現(xiàn)及其開展；各 分級荷載下的水平撓度；開裂荷載和破壞荷載值試件安裝時應(yīng)將試件軸線對準(zhǔn)作用力的中心線，即幾何對中。還應(yīng)進(jìn)行力學(xué)對中，即加載約達(dá)標(biāo)準(zhǔn)荷載的20%左右時，測量柱子中間區(qū)段兩側(cè)應(yīng)變，并調(diào)整作用力軸線，使 各點應(yīng)變基本均勻（相應(yīng)應(yīng)變讀數(shù)差不宜超過10%）。力學(xué)對中后即可進(jìn)行中心受壓試驗。對偏心受壓試驗

21、，應(yīng)在力學(xué)對中后（或幾何對中后），沿加力中心線量出偏心距 eo, 再把加力點移至偏心距上進(jìn)行偏心受壓試驗。試驗裝置與測點布置圖柱子試驗由于高度大，荷載大，側(cè)向變形不易控制和測量破壞時危險性大，同學(xué)們 在觀察時應(yīng)注意安全。1、試驗機(jī)上壓板；2、試件;3、撓度計；4、電阻應(yīng)變片（測橫截面）；5、電阻應(yīng)變片（測縱截面）；6試驗機(jī)下壓板；7、單刀鉸支座；四、試驗的具體操作步驟1、事先粘貼好鋼筋上的應(yīng)變片并做好防水防護(hù)處理后進(jìn)行澆注混凝土。2、在柱子中間區(qū)段混凝土拉壓表面沿縱向貼好應(yīng)變片，并焊接上引出線。3、 用桁車將試驗柱吊裝就位于壓力試驗機(jī)上，對中后，將加載點移至偏心距處。偏 心距 e°=

22、 25mm4、 安裝好測側(cè)向撓度的百分表，并將指針調(diào)至10格左右。5、將測鋼筋和砼應(yīng)變的應(yīng)變片的引出線分別接入應(yīng)變儀。6、根據(jù)給定條件，估算出標(biāo)準(zhǔn)承載力和破壞荷載，進(jìn)行荷載分級。7、上述步驟結(jié)束后，進(jìn)行預(yù)載試驗。預(yù)載值不應(yīng)超過開裂荷載值，借以檢查試驗裝 置及儀器儀表是否工作正常，如無異常，方可進(jìn)行正式試驗。8正式試驗。采用逐級加載法，按估計破壞荷載的 1/101/15分級加載，接近開裂 荷載和破壞荷載時，加載值應(yīng)減至1/21/4原分級值。每加一級荷載，就應(yīng)讀取一次相 關(guān)的儀表儀器讀數(shù)，同時用讀數(shù)顯微鏡測量主要裂縫寬度， 并注意觀察和記錄試件的破壞過程和特征。當(dāng)荷載達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)荷載時，應(yīng)及時拆除百分

23、表，以免損壞附錄一 電阻應(yīng)變片的粘貼技術(shù)一、試驗?zāi)康?、掌握電阻應(yīng)變片的選用原則和方法。2、學(xué)習(xí)常溫用電阻應(yīng)變片粘貼技術(shù)。二、試驗儀表及器材1、兆歐表； 2、萬用電表； 3、粘結(jié)劑（ KH502 粘結(jié)劑及環(huán)氧樹脂、乙二胺、鄰苯二甲 酸二丁脂、丙酮）； 4、鋼筋或混凝土試件； 5、常溫用電阻應(yīng)變片； 6、電烙鐵及其他工 具； 7、塑料薄膜，導(dǎo)線等； 8、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀。三、試驗方法及步驟1、選擇應(yīng)變片。、選擇應(yīng)變片的形式和規(guī)格時，應(yīng)注意到貼片試件的材料性質(zhì)和試件所處的受力狀 態(tài)。在勻質(zhì)材料制成的試件上貼片，一般選用普通型小標(biāo)距應(yīng)變片；在非勻質(zhì)材料制成的 試件上貼片應(yīng)該選用大中型標(biāo)距的應(yīng)變片；試件

24、處于平面應(yīng)變狀態(tài)時應(yīng)選用應(yīng)變花片。、分選應(yīng)變片：首先對選定的應(yīng)變片，逐片進(jìn)行外觀檢查，要求應(yīng)變片絲刪平直， 片內(nèi)無氣泡、霉斑、銹點等缺陷，不合格的片應(yīng)剔除。、用萬用表逐片測定電阻值，并依據(jù)阻值分組。同一測區(qū)用片的電阻值相差不得超 過應(yīng)變儀可調(diào)平的允許范圍。2、粘合劑。粘合劑可歸納為兩大類，即膠劑粘合劑和水劑粘合劑。選擇哪一類應(yīng)視應(yīng)變片基底材 料和試件不同而異。一般均要求粘合劑具有足夠的抗壓和抗剪強(qiáng)度，蠕變小，電絕緣性能 好等優(yōu)點。目前在均質(zhì)材料試件上粘貼應(yīng)變片，較多的采用氰基丙稀酸類水劑粘合劑，如 KH501，KH502快速膠。在混凝土等非均質(zhì)材料試件上貼片，常用環(huán)氧樹脂膠。3、測點表面清理。

25、為了使應(yīng)變片與測點表面粘貼牢固，測點表面必須清理洗凈。均質(zhì)材料試件表面，應(yīng) 砂紙初打磨光潔，再用 0號砂紙將表面打成與測量方向成 45度的斜紋。用毛刷刷去浮塵后 用脫脂棉球蘸丙酮或甲苯、四氯化碳等溶劑擦洗試件表面，直至棉球不沾灰為止。在試件 上畫出測點定向標(biāo)記，等待貼片。4、應(yīng)變片的粘貼與干燥、貼片。選用KH502膠粘貼應(yīng)變片時應(yīng)準(zhǔn)備薄膜若干，薄膜材料應(yīng)不溶解于 KH502 膠，常用的有聚乙烯簿膜。使用時裁成小塊，每塊面積約為應(yīng)變片基地面積的三倍左右。 左手捏住應(yīng)變片引線，右手上膠，貼片時先在試件表面的定向標(biāo)記處和應(yīng)變片基底上分別 涂一薄層均勻的膠層，稍等片刻膠底層開始發(fā)粘，此時迅速將應(yīng)變片按

26、正確位置上，然后 取一塊聚乙烯簿膜蓋在應(yīng)變片上，用手指朝一個方向滾壓應(yīng)變片，稍加壓力后即可等待干 燥。在混凝土表面用環(huán)氧樹脂貼片時，一般應(yīng)采用環(huán)氧樹脂作找平層，等膠層完全固化后 再用砂子打磨，擦凈后方可貼片。貼片時先在找平層上涂一層薄膠液，將應(yīng)變片放上，輕 輕校正方向， 然后蓋上一張玻璃紙， 用手朝一個方向滾壓應(yīng)變片， 擠出氣泡和過量的膠液， 保證膠層盡可能地薄而均勻， 而在應(yīng)變片周圍應(yīng)有膠液溢出效果才好。 貼片后墊上橡皮等， 用重物或夾具加壓， 24小時固化后可進(jìn)行貼片的質(zhì)量檢查。、固化。當(dāng)室溫高于15C和相對濕度低于60%時可采用自然干燥法，干燥時間一般 為2448小時。當(dāng)室溫低于15C和

27、相對濕度高于60%時可采用人工干燥法，但人工干燥前 必須經(jīng)過8小時自然干燥法才能用紅外線燈烘烤或用熱風(fēng)機(jī)吹干，且溫度不得高于 60C, 過熱將會損傷應(yīng)變片，一般烘烤 8小時即可得到較好效果。5、焊接導(dǎo)線。先在離開應(yīng)變片引出線 3-5處粘貼接線片，接線片粘貼牢固后再將引出線焊接在接線片 上，最后把測量導(dǎo)線的一端與接線片連接，連接焊點應(yīng)光滑、牢固、防止虛焊，另一端與 應(yīng)變儀測量橋連接。引出線應(yīng)編號并作記錄。6、應(yīng)變片粘貼質(zhì)量檢查。、兆歐表測量應(yīng)變片的絕緣電阻。靜態(tài)測量的絕緣電阻應(yīng)大于200兆歐。、用萬用表測量應(yīng)變片電阻值，膠層固化后，應(yīng)變片電阻值應(yīng)無明顯變化。、觀察應(yīng)變片的零點漂移。應(yīng)將應(yīng)變片接入

28、電阻應(yīng)變儀，三分鐘之后觀察應(yīng)變片的零 點漂移，若漂移值小于 5 認(rèn)為合格。、檢查應(yīng)變片的穩(wěn)定性，這時對接入應(yīng)變儀測量橋的應(yīng)變片進(jìn)行電阻調(diào)平，若使用 非直流電橋，還需進(jìn)行電容調(diào)平，平衡后用手指按接觸應(yīng)變片敏感柵，此若應(yīng)變儀的表頭 指針偏離零點當(dāng)離開手指后在次觀察表頭指針應(yīng)該回零，則認(rèn)為應(yīng)變片工作穩(wěn)定，若檢查 的結(jié)果是絕緣電阻低，零點漂移大或工作不 穩(wěn)定，則該應(yīng)變片鏟除。7、防潮防水處理。應(yīng)變片處于濕度較大環(huán)境下或應(yīng)變片貼在試驗周期長較長的試件上都要采取防潮防 水措施。防潮措施必須在檢查應(yīng)變片粘貼質(zhì)量合格立即執(zhí)行。防潮的簡便方法是用松香石 蠟或凡士林涂于應(yīng)變片表面，使片與空氣隔離，達(dá)到防潮效果。防

29、水處理一般都采用環(huán)氧4、計曲I I；鋼筋環(huán)氧樹脂保護(hù)層的澆注1-試件；2-澆注口； 3-鐵皮套模；4-電阻應(yīng)變片；5-引出導(dǎo)線樹脂膠，試件上裝好澆注環(huán)氧樹脂膠的外模，一端先用膠布繞上封頭，防止?jié)补鄷r膠外溢固化脫模，即形成一防潮防水保護(hù)層。8環(huán)氧樹脂膠的配制。配方常用的比例是：環(huán)氧樹脂（E-42或E-44）:鄰苯二甲酸二丁脂（增塑劑）：乙二氨（固化劑）=1:（ 0.1-0.15）:（ 0.06-0.09）或 100g： 20g： 67g。配制時，先用天平秤算環(huán)氧樹脂，然后用紅外線燈加熱至流態(tài)，再加鄰苯二甲酸二丁 脂，注意朝一個方向攪拌，最后加乙二胺。此時將產(chǎn)生放熱反應(yīng)，釋放出熱量，故應(yīng)及時 把燒

30、杯浸在冷水中降溫，同時仍朝一個方向攪拌，否則可能使一部分尚未反應(yīng)的乙二胺急 劇分解而產(chǎn)生大量氣體，樹脂亦隨之變?yōu)槎嗫坠腆w而失效。配出的膠即可用于貼片，也可 用于防潮和防水。定位零件附錄二 靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作使用及電橋特性實驗一、試驗?zāi)康?掌握電阻應(yīng)變儀測量橋路的基本原理；2、熟悉靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作規(guī)程；3、學(xué)會電阻應(yīng)變片作半橋及全橋測量的接線方法以及各種接線方法與讀數(shù)間的關(guān)系二、試驗設(shè)備與儀表1 標(biāo)準(zhǔn)鋼梁一根，截面尺寸 bX h=22 mmx 15伽,E=2.0X 105N/mm 2;2、 荷載定位零件和吊籃各兩枚，砝碼一套六枚，每枚重49N ;3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀；4、導(dǎo)線，螺絲刀等工具。

31、三、試驗裝置、電阻應(yīng)變片布置及編號如下圖所示Re卜沏Ri鋼梁試件吊籃試驗裝置、測點布置及編號圖四、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測試原理靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的測量線路采用的是惠斯登電橋。在四個橋臂分別接入電阻Ri、R2、R3、R4,在A、C端接入電源，B、D端為輸出端。全橋電路：就是在測量橋的四個橋臂全部接入應(yīng)變片。半橋電路：只在測量橋的AB和BC橋臂上接入應(yīng)變片，而另半個橋由設(shè)在應(yīng)變儀內(nèi) 部兩個固定電阻組成。采用全橋測量時，在讀數(shù)橋上測讀到的應(yīng)變值與接在四個橋臂上的電阻應(yīng)變變化有關(guān)：£儀=q - 2+23-4。q ,§ ,®分別為各橋臂上應(yīng)變片的應(yīng)變值。采用半橋測量時，應(yīng)變儀的讀數(shù)值

32、只與AB、BC橋臂上的應(yīng)變有關(guān)：q儀=& - 42 由上公式總結(jié)得電橋特性：1、應(yīng)變儀的讀數(shù)值與四個橋臂應(yīng)變代數(shù)和成線性關(guān)系；2、相鄰橋臂應(yīng)變值符號相反；3、 相對橋臂應(yīng)變值符號相同。険 /# 'Rd另外由于應(yīng)變片在試件上粘貼方向和位置不同，使測量的 -. -應(yīng)變值與按理論計算值不同，亦即根據(jù) 測量精度或內(nèi)力分析的,|需要，可以把量測值放大或自動處理后再輸出，所以/A以后惠斯登電橋才能得到量測值測，A稱為橋臂系數(shù)。五、各種橋路接線及測量1、半橋接線與測量n彎曲應(yīng)變半橋單補(bǔ)償接線與測量彎曲應(yīng)變半橋互補(bǔ)償接線與測量如果應(yīng)變片Ri接于應(yīng)變儀AB接線柱，溫度應(yīng)變片R2接于BC接線柱，則

33、構(gòu)成外半 橋，如圖所示，另內(nèi)半橋由應(yīng)變儀內(nèi)部兩個無感繞線電阻構(gòu)成，應(yīng)變儀讀出的應(yīng)變值為£儀=勺。如果梁上同一截面處的壓區(qū)和拉區(qū)分別貼應(yīng)變片 Ri和R2接于AB和BC接線柱, 則構(gòu)成外半橋，如圖所示，兩電阻應(yīng)變片既屬于測量片又互為補(bǔ)償， 應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為:£儀=q-電，又因為 耳=-&，所以有 £儀=2 q2、全橋接線與測量如果梁上同一截面的壓區(qū)貼應(yīng)變片 Ri, R3接于AB、CD接線柱，溫度補(bǔ)償應(yīng)變片R2、R4接于BC和DA接線柱，構(gòu)成全橋。應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為：£儀=q+ 3,因為耳=毬,故有£儀=2 1彎曲應(yīng)變?nèi)珮騿窝a(bǔ)償接線與測量彎曲應(yīng)變?nèi)珮蚧パa(bǔ)償接線與測量若梁上同一截面的壓區(qū)應(yīng)變片 Ri, R3仍接于AB和CD接線柱，而拉區(qū)貼應(yīng)變片R2、 R4,并接于BC和DA接線柱上，則組成全橋。如圖所示，則應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為：£儀=g|- g+ 3- s,因為 q =送=-5 = g,故有 £儀=4 q六、溫度補(bǔ)償技術(shù)用電阻應(yīng)變片測量應(yīng)變時， 除能感受試件應(yīng)變外， 由于環(huán)境溫度變化的影響， 同樣也 能通過應(yīng)變片的感受而引起電阻應(yīng)變儀指示部分的示值波動，這種變動稱為溫度效應(yīng)。溫度使應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化的原因有二：一是電阻絲溫度改變ATC時，電阻值將隨之改變；二是試件材料與應(yīng)變片電阻