結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(8課時(shí))(共12頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)學(xué) 生 實(shí) 驗(yàn) 須 知1、實(shí)驗(yàn)前，必須預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)中的相關(guān)內(nèi)容，了解本次實(shí)驗(yàn)的目的、內(nèi)容、原理、使用儀器設(shè)備、實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)等，并寫(xiě)出合格的預(yù)習(xí)報(bào)告。2、按預(yù)約時(shí)間帶著要做實(shí)驗(yàn)的預(yù)習(xí)報(bào)告準(zhǔn)時(shí)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不得無(wú)故遲到、早退或缺席。3、進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室后，應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)室內(nèi)安靜，不得高聲喧嘩和擅自亂動(dòng)儀器設(shè)備。4、保持實(shí)驗(yàn)室整潔，不準(zhǔn)在機(jī)器、儀器及實(shí)驗(yàn)臺(tái)上涂寫(xiě)，不準(zhǔn)亂丟紙屑，不準(zhǔn)隨地吐痰。5、實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)真聽(tīng)取教師指導(dǎo)，嚴(yán)格遵守實(shí)驗(yàn)操作步驟和注意事項(xiàng)，遵守儀器設(shè)備的操作規(guī)程。如果實(shí)驗(yàn)時(shí)儀器設(shè)備發(fā)生故障，學(xué)生應(yīng)立即報(bào)告指導(dǎo)教師，經(jīng)及時(shí)檢查、排除故障后，

2、方可繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。6、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，學(xué)生違反儀器設(shè)備操作規(guī)程操作損壞儀器設(shè)備、造成事故者，應(yīng)批評(píng)教育并按學(xué)校損壞儀器賠償規(guī)定賠償損失。7、實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，每個(gè)學(xué)生都必須親自動(dòng)手，分工合作，共同完成本小組的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。8、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)將實(shí)驗(yàn)儀器、工具清理擺正，不得將實(shí)驗(yàn)室的工具、儀器、材料等物品攜帶出實(shí)驗(yàn)室。9、實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)及時(shí)、規(guī)范、準(zhǔn)確地完成交上，并要求做到字跡端正、繪圖清晰、表格簡(jiǎn)明。實(shí)驗(yàn)一 電阻應(yīng)變片的粘貼一、試驗(yàn)?zāi)康?了解應(yīng)變片的選取原則及質(zhì)量鑒別方法。2掌握應(yīng)變片的粘貼工藝與粘貼技術(shù)。二、試驗(yàn)儀表及工具序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量1普通數(shù)字萬(wàn)用表15電烙鐵、剪刀等工具22兆歐表16塑料薄膜、

3、導(dǎo)線等器材33常用普通型電阻應(yīng)變片27粘合劑、丙酮等化學(xué)試劑14鋼筋或混凝土試塊2三、試驗(yàn)步驟1選擇應(yīng)變片（1）選擇應(yīng)變片的形式和規(guī)格時(shí)，應(yīng)注意所測(cè)試件的材料性質(zhì)和試件所處的受力狀態(tài)。針對(duì)勻質(zhì)材料制成的試件，一般選用普通型小標(biāo)距應(yīng)變片；對(duì)于非勻質(zhì)材料制成的試件，應(yīng)該選用大、中型標(biāo)距的應(yīng)變片；試件處于平面應(yīng)變狀態(tài)時(shí)應(yīng)選用應(yīng)變花片。（2）分選應(yīng)變片時(shí)，首先應(yīng)對(duì)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(wú)氣泡、霉變、銹點(diǎn)等缺陷，否則應(yīng)以剔除。然后用萬(wàn)用表逐片測(cè)定其電阻值，并依據(jù)電阻值得大小分組。同一組應(yīng)變片的阻值偏差不得超過(guò)應(yīng)變儀可調(diào)平的允許范圍，一般為0.6左右。2選擇粘合劑粘合劑分為

4、兩大類(lèi)，即膠劑粘合劑和水劑粘合劑。具體選用應(yīng)視應(yīng)變片基底材料和試件材質(zhì)的不同而異。通常要求粘合劑具有足夠的抗拉和抗剪強(qiáng)度，蠕變小，絕緣性能好等特點(diǎn)。目前在勻質(zhì)材料試件上粘貼應(yīng)變片時(shí)，較多地采用氰基丙烯酸類(lèi)水劑粘合劑，如KH501、KH502快速膠。在混凝土等非勻質(zhì)材料試件上貼片時(shí)，常采用環(huán)氧樹(shù)脂膠。3測(cè)點(diǎn)表面整理為了使應(yīng)變片與測(cè)點(diǎn)表面粘貼牢固，測(cè)點(diǎn)表面必須清理擦洗干凈。對(duì)于勻質(zhì)材料試件的表面，先用工具或化學(xué)試劑清除貼片處的漆皮、油污、銹層等污垢，然后用銼刀銼平表面，用80#砂紙初次打磨光潔，再用120#砂紙將表面打磨成與測(cè)量方向成450的細(xì)斜紋。吹去浮塵后用脫脂棉球蘸上丙酮、甲苯或四氯化碳等溶

5、劑擦洗試件表面，直至棉球不沾灰為止。此后，在試件處理完的表面上畫(huà)出測(cè)點(diǎn)定向標(biāo)記，等待貼片。4應(yīng)變片的粘貼與干燥當(dāng)選用KH502膠粘貼應(yīng)變片時(shí)，應(yīng)準(zhǔn)備薄膜若干片；薄膜材料應(yīng)不溶解于KH502膠，常用的有聚乙烯薄膜。使用時(shí)將聚乙烯薄膜裁成小塊，每塊面積約為應(yīng)變片基底面積的三倍左右。貼片時(shí)，先在試件表面的定向標(biāo)記處及應(yīng)變片基底上分別均勻地涂抹一薄層粘貼膠，稍等片刻膠層即開(kāi)始發(fā)粘，此時(shí)迅速將應(yīng)變片按正確的方向位置貼上，然后取一塊聚乙烯薄膜蓋在粘貼了的應(yīng)變片上，用手指稍加壓力后，等待干燥。當(dāng)在混凝土表面貼片時(shí)，一般應(yīng)先用環(huán)氧樹(shù)脂膠作找平層處理，待找平膠層完全固化后再用砂紙打磨光滑，擦凈后用502膠水或環(huán)

6、氧樹(shù)脂均可粘貼電阻應(yīng)變片。當(dāng)室溫高于15和相對(duì)濕度低于60%時(shí)可采用自然干燥法，干燥時(shí)間一般為2448小時(shí)。室溫低于15或相對(duì)濕度大于60%應(yīng)采用人工干燥法，但是在人工干燥前必須經(jīng)過(guò)8小時(shí)自然干燥。人工干燥常用紅外線烘烤的方法，且控制烘烤時(shí)的溫度不得高于60，一般烘烤8小時(shí)即可達(dá)到要求。5焊接導(dǎo)線先在離開(kāi)應(yīng)變片引出線35mm處粘貼接線片，接線片粘貼牢固后再將引出線焊接與接線片上，最后把測(cè)量導(dǎo)線的一端與接線片連接，另一端與應(yīng)變儀測(cè)量橋路連接。6應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量檢查（1）用兆歐表量測(cè)應(yīng)變片的絕緣電阻。靜態(tài)測(cè)量的絕緣電阻應(yīng)大于200兆歐。（2）觀察應(yīng)變片的零點(diǎn)漂移。將應(yīng)變片接入電阻應(yīng)變儀，三分鐘之后

7、觀察應(yīng)變片的零點(diǎn)漂移情況，若漂移小于5認(rèn)為合格。（3）檢查應(yīng)變片的穩(wěn)定性。這時(shí)對(duì)接入應(yīng)變儀測(cè)量橋路的應(yīng)變片進(jìn)行電阻調(diào)平，若使用非直流電橋的應(yīng)變儀時(shí)，還需進(jìn)行電容調(diào)平。當(dāng)電阻電容均調(diào)平衡后，用手指接觸應(yīng)變片敏感柵部位，此時(shí)應(yīng)變儀的表頭指針將偏離零點(diǎn)；當(dāng)手指離開(kāi)后應(yīng)變儀的表頭指針時(shí)應(yīng)該回零，此時(shí)則認(rèn)為該應(yīng)變片工作穩(wěn)定。若檢查的結(jié)果是絕緣電阻低、零點(diǎn)漂移大或工作不穩(wěn)定時(shí)，則說(shuō)明該應(yīng)變片測(cè)定工作狀態(tài)不良，該將此應(yīng)變片鏟除重新粘貼。7防潮防水處理如果應(yīng)變片處于濕度較大的使用環(huán)境下，或者應(yīng)變片貼在試驗(yàn)周期較長(zhǎng)的試件上使用時(shí)，都需要對(duì)應(yīng)變片采取防潮措施。防潮措施必須在檢查應(yīng)變片粘貼質(zhì)量合格后馬上進(jìn)行。防潮處

8、理的簡(jiǎn)便方法是用松香、石蠟或凡士林涂于應(yīng)變片表面，使測(cè)片與空氣完全隔離，達(dá)到防潮的目的。防水處理一般采用環(huán)氧樹(shù)脂膠遮蓋的方法。常用的環(huán)氧樹(shù)脂膠配方：環(huán)氧樹(shù)脂：鄰苯二甲酸二丁脂：乙二氨=1：（0.10.15）：（0.060.09）。實(shí)驗(yàn)二 常用機(jī)械式儀表的使用技術(shù)一、試驗(yàn)?zāi)康?了解各種機(jī)械式儀表的構(gòu)造原理和安裝調(diào)試方法。2掌握機(jī)械式儀表的測(cè)試方法，熟悉儀表刻度、量程與測(cè)量精度的關(guān)系，標(biāo)距與應(yīng)變的關(guān)系。3了解結(jié)構(gòu)靜力試驗(yàn)的荷載分級(jí)方法和加載制度。二、試驗(yàn)設(shè)備與儀器序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量1標(biāo)準(zhǔn)鋼梁：長(zhǎng)L=1.6m，截面bh=2015mm2，彈性模量E=2.1105N/mm21套5百分表3塊

9、6千分表1塊7附著式應(yīng)變儀1套2支座架2副8數(shù)顯位移計(jì)1套3荷載吊具2枚9磁性表座4個(gè)4砝碼一套（每枚重49N）6枚注：以上為每組實(shí)驗(yàn)時(shí)的1整套裝置。三、儀表的安裝與調(diào)試試驗(yàn)裝置、測(cè)點(diǎn)布置及測(cè)點(diǎn)編號(hào)如圖2-1所示。1、3、4測(cè)點(diǎn)百分表 2測(cè)點(diǎn)為千分表 5測(cè)點(diǎn)為手持應(yīng)變儀 6測(cè)點(diǎn)為附著式應(yīng)變儀圖2-1 試驗(yàn)裝置測(cè)點(diǎn)布置及編號(hào)圖1百分表與千分表 百分表與千分表均用與測(cè)量位移和撓度變形。必須將表身固定在磁性表座上，并將磁性表座固定于不動(dòng)的工作平臺(tái)上以作為定點(diǎn)，將儀表的測(cè)桿與被測(cè)試件始終緊密接觸以作為動(dòng)點(diǎn)。安裝儀表時(shí)，應(yīng)注意必須使儀表測(cè)桿與試件表面垂直，儀表的頸軸夾在表座上的松緊程度要適中，測(cè)點(diǎn)表面處

10、處理平整光滑。在測(cè)量讀數(shù)時(shí)，表讀數(shù)應(yīng)讀至最小刻度后再估讀一位數(shù)，并以mm為單位記錄。2手持應(yīng)變儀使用手持應(yīng)變儀時(shí)，應(yīng)首先在試件表面上安裝標(biāo)腳，標(biāo)腳的間距視手持應(yīng)變儀的標(biāo)距而定。數(shù)據(jù)測(cè)量時(shí)，將儀器的兩個(gè)插軸安放于標(biāo)腳的錐形小穴中，注意此時(shí)插軸必須與試件表面垂直，然后讀取儀表示值。讀書(shū)方法與百分表、千分表相同。3附著式應(yīng)變計(jì)附著式應(yīng)變計(jì)是由一塊千分表（或百分表）、一個(gè)側(cè)桿及兩個(gè)固定的標(biāo)腳所組成。儀表和測(cè)桿通過(guò)兩個(gè)標(biāo)腳按一定的標(biāo)距固定在被測(cè)試件的表面上。當(dāng)固定的標(biāo)腳隨著被測(cè)試件發(fā)生變形時(shí)，標(biāo)距間的距離即發(fā)生了變化，儀表的讀數(shù)也隨之發(fā)生改變。設(shè)兩次儀表讀數(shù)的差值為L(zhǎng)，兩固定標(biāo)腳之間的初始標(biāo)準(zhǔn)距離為L(zhǎng)，

11、則應(yīng)變值為：=L/L。儀器安裝時(shí)，根據(jù)測(cè)試標(biāo)距的要求，先將兩固定標(biāo)腳粘貼于被測(cè)試試件的表面；然后分別將儀表和測(cè)桿安裝在兩個(gè)固定標(biāo)腳的固定孔中，并使標(biāo)桿頂著測(cè)桿的一頭。安裝時(shí)注意，應(yīng)根據(jù)測(cè)點(diǎn)變形的大小和方向，預(yù)估表?xiàng)U頂入的深淺，以確保在整個(gè)測(cè)量過(guò)程中表?xiàng)U始終與測(cè)桿接觸良好。測(cè)量讀數(shù)方法與千分表、百分表的讀數(shù)方法相同。由于手持應(yīng)變儀和附著式應(yīng)變儀的標(biāo)腳有一定的厚度，使儀表測(cè)量時(shí)離構(gòu)件表面均有一個(gè)距離a（如圖2-2），造成測(cè)量的L值大于（受拉面）或小于（受壓面）構(gòu)件表面實(shí)際的伸長(zhǎng)量或縮短量。所以應(yīng)對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行必要的修正。假定受彎構(gòu)件界面的應(yīng)變符合平截面假定，修正后的應(yīng)變?yōu)椋? （2-1） 式中：h試

12、件截面積a 試件表面距標(biāo)腳孔的圓心位置的距離（附著式應(yīng)變計(jì)）；試件表面至空穴底心的距離（手持應(yīng)變儀）。L 在高度a處的位移示值，見(jiàn)圖2-2所示；L儀器標(biāo)距。4數(shù)顯位移表按儀器編號(hào)連接測(cè)桿與數(shù)顯位儀表，其連接位置在數(shù)顯位儀表后端，連接完畢之后開(kāi)通電源，電源開(kāi)關(guān)在數(shù)顯位移表的前端，摁下電源開(kāi)關(guān)即可。根據(jù)測(cè)試的數(shù)據(jù)可在數(shù)顯位儀表的窗口讀出。（a）軸線變形 （b）彎曲變形變形圖2-2 彎曲平面內(nèi)的L四、確定加荷制度標(biāo)準(zhǔn)鋼梁試驗(yàn)的加荷程序按如圖2-3所示，分三級(jí)加載，每級(jí)在梁的兩端各加49N荷重砝碼，每級(jí)荷載間的間歇時(shí)間根據(jù)結(jié)構(gòu)變形知是否穩(wěn)定、以及測(cè)量讀數(shù)是否完成而確定定，每增一級(jí)荷載或卸載一級(jí)荷載都應(yīng)

13、時(shí)刻觀察鋼梁的應(yīng)變和撓度變化情況，并記錄各儀表的讀數(shù)。五、試驗(yàn)步驟 1.選定測(cè)點(diǎn)位置。 2.在各測(cè)點(diǎn)上安裝儀表，檢查儀表是否進(jìn)入正常工作狀態(tài)。圖2-3 加載程序圖 3.加荷之前，同時(shí)記錄各儀表的初讀數(shù)。 4.分級(jí)加荷載，每級(jí)兩端各加49N重的砝碼，每加完一級(jí)荷載即記錄儀表讀數(shù)，直至滿載3249=294N為止。 5.滿載后分級(jí)卸載，每卸一級(jí)荷載，各儀表記錄一次讀數(shù)，直至荷載卸至為零。實(shí)驗(yàn)三 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面受彎破壞試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康?掌握制定結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn)方案的原則，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)支梁受彎破壞試驗(yàn)的加荷方案和測(cè)試方案，并根據(jù)試驗(yàn)的設(shè)計(jì)要求選擇試驗(yàn)測(cè)量?jī)x器儀表。2觀察鋼筋混凝土受彎試件從開(kāi)裂，受拉鋼筋屈

14、服，直至受拉區(qū)混凝土被壓碎這三個(gè)階段的受力與破壞全過(guò)程，掌握適筋梁受彎破壞各個(gè)臨界狀態(tài)截面應(yīng)力應(yīng)變圖形的特點(diǎn)。3能夠按照國(guó)家規(guī)范要求，對(duì)使用荷載作用下受彎構(gòu)件的強(qiáng)度，剛度以及裂縫寬度等進(jìn)行正確評(píng)估。二、使用設(shè)備和儀表序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量序號(hào)儀器名稱(chēng)數(shù)量1靜載反力實(shí)驗(yàn)裝置1套9XY函數(shù)記錄儀1臺(tái)220t液壓千斤頂配高壓油泵1臺(tái)10電測(cè)位移計(jì)1臺(tái)3荷載分配梁1根11千分表6塊420t或10t荷載傳感器1個(gè)12百分表8塊5滾動(dòng)和鉸支座若干13附著式應(yīng)變計(jì)的標(biāo)腳16個(gè)6支撐架2個(gè)14附著式應(yīng)變計(jì)的測(cè)桿8個(gè)7靜態(tài)電阻應(yīng)變儀2臺(tái)15磁性表座7個(gè)8動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀1臺(tái)16螺絲刀、導(dǎo)線等器材和工具三、試驗(yàn)方案1試件

15、設(shè)計(jì)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C20，鋼筋為、級(jí)，試件配筋詳見(jiàn)圖4-1。圖4-1 簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)圖2加荷方案（1）利用靜載反力試驗(yàn)臺(tái)上液壓設(shè)備和荷載分配梁系統(tǒng),對(duì)梁跨三分點(diǎn)處施加集中荷載,以便在跨中形成純彎段.荷載裝置如圖4_2所示.試驗(yàn)荷載理論計(jì)算和試驗(yàn)設(shè)備強(qiáng)度驗(yàn)算應(yīng)在正式試驗(yàn)前完成。（2）荷載分級(jí)原則上是以正常使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值的20%為一級(jí),開(kāi)裂荷載附近加載量應(yīng)適當(dāng)減少,不宜大于正常使用階段荷載標(biāo)準(zhǔn)值的5%.超過(guò)正常使用極限狀態(tài)以后，每級(jí)加載量減少至荷載標(biāo)準(zhǔn)值的10%，接近極限承載能力時(shí)，每級(jí)荷載不宜大于5%。圖4-2 加荷布置圖3測(cè)試方案（1）根據(jù)簡(jiǎn)支梁的內(nèi)力和變形特點(diǎn)，一般應(yīng)在最大應(yīng)力截面和最大撓

16、度截面處布置測(cè)點(diǎn)。由于本試驗(yàn)采用了三分點(diǎn)加載方式，跨中純彎段內(nèi)梁的彎矩最大，且該區(qū)段內(nèi)個(gè)截面最大應(yīng)力相等。因此，在純彎段內(nèi)任選兩個(gè)截面，沿梁截面高度上分別布置四個(gè)混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)該截面處混凝土壓應(yīng)變和中和軸的變化情況。在梁純彎段內(nèi)受拉鋼筋的五個(gè)截面處布置了10個(gè)應(yīng)變測(cè)點(diǎn)，以觀測(cè)鋼筋的應(yīng)變狀態(tài)。為了解試件的變形情況，沿梁長(zhǎng)（包括梁的跨中和兩個(gè)集中力作用點(diǎn)處）布置了一定數(shù)量的位移傳感器。考慮到支座處可能也有下沉，在支座處也安裝了千分表。具體測(cè)點(diǎn)布置方案如圖4-3所示。圖4-3 測(cè)點(diǎn)布置圖（2）根據(jù)量程和精度要求選擇各種量測(cè)儀器儀表本次試驗(yàn)采用如下儀表：a） 混凝土應(yīng)變h.1h8，采用附著是應(yīng)變計(jì)測(cè)量。b） 受拉主筋應(yīng)變s1s10，采用靜態(tài)電阻應(yīng)變儀和函數(shù)記錄儀。c） 梁的撓曲變形f1f7，采用百分表、千分表和位移計(jì)。d) 荷載測(cè)量選用20t或10t應(yīng)變式荷載傳感器，接入動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀，輸出到函