建筑結構試驗指導書(新)

1、昆明理工大學建筑結構實驗實驗指導書編者：蘇何先賴正聰專業(yè)：學號：姓名：土木工程學院2018 年 10 月實驗守則1實驗應嚴格按步驟進行，安裝、接線完畢后，要仔細檢查，經(jīng)教師復查后才能接通電源。要如實的記錄實驗條件和數(shù)據(jù)。2實驗完畢需經(jīng)教師檢查儀器、工具和實驗數(shù)據(jù)后才能離開實驗室。3注意安全用電，遇到事故應立即切斷電源并報告教師處理。4要保持實驗室安靜和整潔，嚴禁亂扔紙屑，雜物及吸煙等。5私人器材（除文具用品外）不得帶進實驗室，實驗室儀器和器材也不得擅自帶出。6學生對儀器和實驗設備應愛護和謹慎使用，對于不聽從教師指導和違反操作規(guī)程以致?lián)p壞儀器、工具和元器件者應檢查原因，按規(guī)定進行賠償。實驗注意事

2、項結構實驗是一門實驗性科學，即用實驗的方法去驗證設計理論和結構鑒定等問題。當然，實驗方法是建立在很多理論基礎上的，如相似理論，光學、電學、彈塑性力學等。因此，掌握實驗理論是結構實驗課的一個方面。但是實驗性的實踐環(huán)節(jié)無疑是一個更為重要的方面，通過實踐，掌握各種實驗方法，提高實驗技能。因此，結構實驗技術是工程技術人員必須掌握的技能之一。為了能夠順利的完成實驗，要求做好以下幾個方面工作：一、實驗前的準備工作首先，應認真預習本實驗指導，了解實驗目的、原理、方法和步驟，熟悉所使用的儀器和儀表的構造和操作規(guī)則。另外，實驗小組成員應分工明確、協(xié)調工作，準備好必要的表格。二、正式實驗在進行正式實驗前，要注意各

3、測量裝置是否處于工作狀態(tài)，儀表、試件安裝是否穩(wěn)妥，由指導教師檢查后，方可進行實驗。在實驗過程中，必須嚴肅認真、一絲不茍的進行工作，決不允許草率了事，私自拆動儀器和其它設備。實驗完畢，應清理好設備。歸還所借用的儀器和工具。實驗原始數(shù)據(jù)記錄一式兩份，一份交指導教師、一份留作小組作為實驗報告依據(jù)。2/20三、實驗報告的書寫實驗報告是實驗者最后交出的實驗成果，是實驗資料的總結，實驗者必須獨立完成報告所要求的各項內(nèi)容。一般實驗報告應包括以下內(nèi)容：、實驗報告一律使用昆明理工大學報告用紙；、實驗名稱、日期、地點、條件和實驗人員；、實驗目的、實驗所用設備、儀器、儀表、并注明型號和精度等；、實驗方法及步驟，扼要

4、說明實驗原理及如何進行實驗；、實驗數(shù)據(jù)應記錄在表格中，整理實驗原始數(shù)據(jù)必須注意有效位數(shù)的運算法則，不能虛構精度；、實驗結果，在實驗中除根據(jù)實測數(shù)據(jù)進行整理計算結果外，一般還采用圖表和曲線表達實驗結果；、結論。分析所得結果及誤差，指出存在的問題及進一步改進措施，實驗的收獲及體會，思考題在報告中應做出回答。目錄實驗一機械式量測儀表的構造與使用1實驗二電阻應變片的粘貼及防潮技術3實驗三電橋的接橋方式和靜態(tài)應變儀的使用6實驗四結構的靜載實驗9實驗五鋼梁動力參數(shù)的測定1463/20實驗一機械式量測儀表的構造與使用一、實驗的目的和要求：、 認識結構靜載實驗用的各種機械式量測儀表，了解它們的構造和性能，學習

5、安裝技術和使用方法。、通過實測，可進一步熟悉等強梁的理論計算以及等強梁的質量檢查。二、實驗設備和器材：、等強梁加載裝置一套；、三點撓度應變計一套；、百分表及磁性表架各一只；、游標卡尺、鋼皮尺各一只。三、實驗內(nèi)容：、 通過使用熟悉這幾種儀表的外貌，了解它們的工作原理和構造，使用方法和適用范圍。、 在等強度梁上安裝百分表、三點撓度應變計，在梁端施加砝碼，測量等強度梁某一指定截面上的應變及撓度值。、將實測值與理論值進行比較。四、實驗方法和步驟：、 用游標卡尺和鋼皮尺測量等強度梁截面尺寸（， b,b x,x,h ）, 記錄在表內(nèi)， h 要量次取平均值。表格 1-1等強度梁尺寸單位： mm工程尺寸第一次

6、第二次第三次第四次第五次平均值Lbbxh、 用磁性表架在距梁端（砝碼掛鉤槽）120mm處的截面上安裝百分表。（注意，百分表要有一定的壓縮，并嚴格垂直于梁面）分別加碼9.8N、19.6N 至 49。將得到的逐級加、卸載時測量結果記錄于表12。1/20、在離梁端12cm 處的截面上，放上三點撓度應變儀計，測得的結果記錄于表 12。表 12測量數(shù)據(jù)表序號荷載（ N）百分表讀數(shù)（ mm）千分表讀數(shù)（mm）1029.8319.6429.4539.2649739.2829.4919.6109.8110五、理論計算、等強度梁的尺寸（見圖）。等強度梁的總長度。b等強度梁根部的寬度。bx被測截面的寬度。X被測截

7、面到加載點的距離（取X=120mm）。h等強度梁的平均厚度。5梁片材料的彈性模量：=1.9610 MPa2/20M xPX6PX、 等強度梁截面的應力計算：xbxh2bxh2W63、三點撓度應變計的應變值計算：4hfl2h梁片的平均厚度l 三點撓度應變計的跨度（l =100 mm）f 千分表的讀數(shù)差4、等強度梁在離梁端某一距離的撓度計算：fPL ( X 1L ) 2其中 J1 bh3 (cm 4)2EJ12五、報告要求：、將測試結果列出表格表示。、試比較實測數(shù)據(jù)與理論計算結果，求出誤差。、分析誤差產(chǎn)生的原因，并加以討論。六、思考題、等強度梁的質量如何鑒定？實驗二電阻應變片的粘貼及防潮技術一、實

8、驗目的、掌握電阻應變片的選用原則和方法；、掌握應變片的粘貼技術，學會防潮層的制作。二、實驗儀表與器材、數(shù)字萬用表 DT890B型；、黏結劑（ 502 膠）；、常溫用電阻應變片；、懸臂等強梁（或鋼簡支梁）及小鋼塊；、電烙鐵、鑷子等小工具；、環(huán)氧樹脂、聚酰胺，丙酮；3/20、M長塑料膠合線根。三、實驗方法：、電阻應變片的選擇在應變片靈敏系數(shù)相同的一批應變片中，用數(shù)字萬用表測量應變片的電阻值，將電阻差值變化在 +0.5 范圍內(nèi)的應變片選出待用。、試件表面的處理用砂紙、銼刀等工具將試件貼片處的油污、漆層、銹跡除去，再用細砂紙打成 450 交叉紋，并用棉球蘸丙酮將貼片處擦洗干凈，直至棉球潔白為止。然后在

9、試件上用畫針畫出貼片的準確位置如附圖。按圖分別把號片貼在等強度梁（或簡支梁上），、號片貼在小鋼塊上。具體方法如下。、粘貼用左手捏住應變片引線，右手在應變片粘貼面上薄薄涂上一層粘接劑（注意應變片的正反面），同時，在試件貼片位置上涂上一層粘接劑，并迅速將應變片準確的放在粘貼位置上，將一小片塑料薄膜蓋在應變片上面，用手指順著應變片依次擠壓出多余的膠水，按住應變片 1-2 分鐘后把塑料薄膜輕輕揭開，檢查有無氣泡、翹曲、膠脫等現(xiàn)象。如影響測量時，應重貼。最后，貼上應變片，焊出引線。作好引線編號。4、檢查（ 1） 用數(shù)字萬用表的電阻檔（ 200檔）檢查應變片有無短路、斷路現(xiàn)象，如不能排除鼓掌應重貼。（2）

10、用數(shù)字萬用表檢查應變片與試件之間的絕緣度（100M以上合格），低于 100M 時，用紅外線燈烘烤至合格。5、制作防潮層為使應變片在潮濕環(huán)境或混凝土中具有足夠的絕緣度，在應變片貼好后，必須制作防潮層。防潮劑用環(huán)氧樹脂一份與聚酰胺 0.3 0.6 份混合而成。然后將配好的防潮劑涂在應變片上（包括引線的裸露部分），再用萬用表檢查一遍， 24 小時防潮劑固化。4/20四、實驗報告要求、簡述選片原則和貼片、焊線、防潮防水處理的注意事項。、分析在操作過程中發(fā)生的、故障原因及排除方法。五、思考題、萬用表、兆歐表、電橋的使用應注意些什么？應變片粘貼應注意些什么？、野外粘貼應變片應注意些什么？防潮措施應如何處理

11、？、絲繞應變片和泊式應變片的區(qū)別是什么？5/20實驗三電橋的接橋方式和靜態(tài)應變儀的使用一、半橋、全橋接法1、掌握靜態(tài)電阻應變儀調試及使用方法。2、學會單點、多點測量方法及半橋、全橋接法。二、實驗驗儀器及設備1、貼有應變片的等強梁或簡支梁。2、DH-3818靜態(tài)應變測試儀3、YHD型位移計4、數(shù)字萬用表三、實驗方法及步驟1、準備工作a) 、測各電阻應變片的對梁絕緣電阻 >100M ，自身電阻 120 左右（用萬用表）；b) 、測 YHD型位移計中線與另外兩端的電阻為 50（80） 左右（用萬用表）；c) 、在距等強梁加載線 120mm處的橫向中點安裝好 YHD位移計頂桿。2、半橋測量a）、

12、按圖 2-2 （a）進行接線（四分之一橋），平衡應變儀（顯示為 0），分五級加載至 49（5 個砝碼， 9.8 × 5）N，再分五級卸載至 0，每加、卸一級荷載記錄一讀數(shù)，并記入表格 1 中，加載、卸載各進行一次，同時將加載至 49N時的讀數(shù)記入表 2 第一欄中。b) 、分別按圖 2-2 （b）、 2-2 （c）、 2-2 （d）接線，一次加載 49N（每次接好線，加載之前都要平衡應變儀），讀取數(shù)據(jù)，記錄于表2 中的第二、三、四欄。3、全橋測量分別按圖 2-2 （e）、 2-2 （f ）接線，一次加載 49N（每次接好線，加載之前都要平衡應變儀），讀取數(shù)據(jù)，記錄于表 2 第五、六欄中

13、。4、多點測量。將等強度梁上的六個測點應變片分別接到靜態(tài)應變儀任意六個通道的 AB 端。1、2 、3 、4 、5 、6 片共用補償片7 或，平衡應變儀，一次加載 49N6/20把各測點應變值讀數(shù)記錄于表格3 中，重復 3 次，讀取平均值。5、撓度測量。將 YHD位移計按半橋方式接入應變儀，平衡應變儀，一次加載49N，讀取數(shù)據(jù)，記錄于表 2 第七欄中。注意：應變值讀數(shù)一律取整數(shù)。四、數(shù)據(jù)處理及報告要求1、認真編制表格1、2、3，填入實驗數(shù)據(jù)，并在表2 中給出各種橋路的橋臂系數(shù) b；2、對表3 中1 至6 應變片的應變讀數(shù)值按下式進行儀器誤差修正，得出真實應變值片。K儀 儀=K片 片其中： K儀

14、=2，儀 即為讀數(shù)值， K 片=2.08 。3、將 YHD位移計應變讀數(shù)除于相應靈敏系數(shù)得到撓度值（mm）。4、把所用的等強度梁，通過機測、電測加以整理后的應變、撓度與理論值進行比較，算出相對誤差用表格來表示，并將由電測法所得真實應變值計算出的泊松比 與提供值（ 0.285 ）進行比較。5、分析機測、電測與理論值產(chǎn)生誤差的原因。五、思考題、試述電測和機測的特點。、試述單臂、半橋、全橋測量的主要應用范圍。、 a 、b、c、d、e、f 不同聯(lián)接時的橋臂系數(shù)各為多少？7/20BBR1R7R1R3C0C0RR儀RR儀儀儀DD(a)（b）BBR1R4R1R2C0C0R儀R儀儀R儀RDD（c）（d）BBR

15、141RRR4C0C06R2R3RR5DD（e）（f ）圖 2-2 測量橋路示意圖表 1 按 a 圖接線實驗數(shù)據(jù)8/20荷載 /N加載卸載09.819.629.439.24939.229.419.69.80應變 / 圖 2 半橋、全橋實驗數(shù)據(jù)荷載：49N接線方式（圖）abcdefYHD 位移計（半橋）應變 / 橋臂系數(shù) b/圖 3 多點測量荷載 49N測點應變片2345611應變2/ 3平均值/ 修正后真實值/ 實驗四結構的靜載實驗- 鋼桁架非破壞實驗一、實驗目的1、認識結構靜載實驗用的幾種儀器、設備，了解它們的結構、性能，并學習其安裝和使用方法。2、熟悉結構靜載實驗的全部工作過程，學習實驗方

16、法和實驗結果的分析整理。9/203、通過桁架節(jié)點位移、桿件內(nèi)力的測量對桁架結構的工作性能作出分析，并驗證理論計算的準確性。二、試件、實驗設備和儀器1、試件鋼桁架（見圖1）。圖 1 鋼桁架受力簡圖2、實驗裝置構成（ 1）鋼桁架；（ 2）支墩；（ 3）鉸支座；（ 4）側限導軌；（ 5）砝碼盤，實驗裝置見圖 2。圖 2 實驗裝置圖截面圖3、實驗測量裝置 DH-3818 靜態(tài)電阻應變儀、千分表、百分表，應變及位移測點布置見圖 3。圖 3 應變、位移測點布置圖S、J左右對稱的電阻應變片； 百分表（千分表）；三、實驗方法和步驟1 、本實驗采用砝碼逐級加載方式，每個砝碼重100N ，加載時兩個砝碼10/20

17、（200N）為一級，共分為四級加載。2、桁架就位于固定的剛性支墩上，并設置平面外位移側限裝置，防止實驗中桁架出平面喪失整體或局部穩(wěn)定。3、按測點布置圖在各測點上安裝各種儀器、儀表。4、對桁架進行預載實驗，加載200N，檢查各種儀表工作是否正常，然后卸載。1) 在預載實驗中，如發(fā)現(xiàn)儀器安裝及讀數(shù)有問題，必須加以調整。2) 編制表格，將所有儀器的初讀數(shù)記入表格中，正式開始實驗。5、滿載（ 800N）后逐級卸載，并記錄讀數(shù)。表 4-1 應變記錄表荷載N02004006008006004002000應變S1S2S3S4S5S6J1J2J3J4J5J6表 4-2 位移記錄表荷載N020040060080

18、06004002000位移1234四、理論計算1、在圖 1 所示荷載作用下桁架桿件的內(nèi)力見圖4。11/20圖 4 桁架內(nèi)力圖2、 桁架下弦點撓度計算單位力作用于節(jié)點“ F”時桁架桿件內(nèi)力 N2 見圖 5。圖 5 單位力作用于節(jié)點“ F”時桁架桿件內(nèi)力圖單位力作用于節(jié)點“ G”時桁架桿件內(nèi)力N3 見圖 6。圖 6 單位力作用于節(jié)點“ G”時桁架內(nèi)力圖F、G 點位移計算公式如下式所示：NN2LNN3LfFfGEAEA式中 E鋼材的彈性模量E=1.96 105MPa3、桁架各桿件截面幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)填表計算五、實驗結果的整理分析1、架下弦節(jié)點撓度分析1）繪制各級荷載作用下桁架下弦的實測與理論撓度曲

19、線（應考慮支座剛性位移的影響修正）。2）比較桁架在滿載時下弦測點處的實測與理論撓度值。3、桁架桿件的內(nèi)力分析12/201）繪制桁架桿件CD、AF 在各級荷載作用下的荷載應變曲線。2）比較桁架各桿件在滿載作用下軸力的實測值與理論值。六、分析討論1、根據(jù)實驗結果分析，對鋼桁架受載后的實際工作狀態(tài)作出結論。2、分析各種實測數(shù)據(jù)與理論值不相符合的原因，并加以討論。3、預載實驗的作用。13/20附表 鋼桁架 F、G 點位移計算表桿件編桿件長度L桿件桿件型號截面 A號（mm）（mm2）AC× ×75034.5615150.6CD15×15×0.675034.56DE

20、× ×75034.5615150.6EB15×15×0.675034.56AF15×15×0.6442.534.56CF× ×442.534.5615150.6CG15×15×0.6442.534.56DG× ×442.534.5615150.6DH15×15×0.6442.534.56EH15×15×0.6442.534.56EI× ×442.534.5615150.6BI15×15×0.6442.534.56FG× ×75034.