《土木工程實驗(二)》實驗報告

姓名：院校學號：學習中心：層次：（高起?；驅Ｉ荆I(yè)：實驗一：混凝土實驗一、實驗目的：1.熟悉混凝土的技術性質和成型養(yǎng)護方法；2.掌握混凝土拌合物工作性的測定和評定方法；3.通過檢驗混凝土的立方體抗壓強度，掌握有關強度的評定方法。二、配合比信息：1．基本設計指標（1）設計強度等級C30（2）設計砼坍落度30—50mm2．原材料（1）水泥：種類復合硅酸鹽水泥強度等級32.5Mpa（2）砂子：種類河砂細度模數(shù)2.6（3）石子：種類碎石粒級5-31.5mm連續(xù)級配（4）水：飲用水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%稱量精度±0.5%±1%±1%±0.5%----15L用量(kg)7.1259.016.87530.4235%三、實驗內容：第1部分：混凝土拌合物工作性的測定和評價1、實驗儀器、設備：電子稱：量程50kg，感量50g；量筒；塌落度筒；拌鏟；小鏟；搗棒（直徑16mm、長600mm，端部呈半球形的搗棒）；拌和板；金屬底板。2、實驗數(shù)據(jù)及結果工作性參數(shù)測試結果坍落度，mm40粘聚性良好保水性良好第2部分：混凝土力學性能檢驗1、實驗儀器、設備：標準試模：150mm×150mm；振動臺；壓力試驗機：測量精度為±1%，試件破壞荷載應大于壓力機全量程的20%且小于壓力機全量程的80%；標準養(yǎng)護室。2、實驗數(shù)據(jù)及結果試件編號1#2#3#破壞荷載F，kN713.52864.04870.23抗壓強度，MPa其中（，A=22500mm2）31.738.438.7抗壓強度代表值，MPa38.4四、實驗結果分析與判定：（1）混凝土拌合物工作性是否滿足設計要求，是如何判定的？答：滿足設計要求。實驗要求混凝土拌合物的塔落度30-50mm，而此次實驗結果中塔落度為40mm，符合要求；搗棒在已坍落的拌合物錐體側面輕輕敲打，錐體逐漸下沉表示粘聚性良好；坍落度筒提起后僅有少量稀漿從底部析出表示保水性良好。（2）混凝土立方體抗壓強度是否滿足設計要求。是如何判定的？答：滿足設計要求。該組試件的抗壓強度分別為31.7MPa、38.4MPa、38.7MPa，因31.7與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作為該組試件的抗壓強度值，38.4MPa大于38.2MPa，因此所測混凝土強度滿足設計要求。實驗二：鋼筋混凝土簡支梁實驗一、實驗目的：1.通過對鋼筋混凝土梁的承載力、應變、撓度及裂縫等參數(shù)的測定，熟悉鋼筋混凝土受彎構件正截面破壞的一般過程及其特征，加深對書本理論知識的理解。2.進一步學習常規(guī)的結構實驗儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)實驗基本技能。3.掌握實驗數(shù)據(jù)的整理、分析和表達方法，提高學生分析與解決問題的能力。二、實驗基本信息：1．基本設計指標（1）簡支梁的截面尺寸150mmX200mm（2）簡支梁的截面配筋（正截面）A6@100,；2A8;2B142．材料（1）混凝土強度等級C30（2）鋼筋強度等級HRB335三、實驗內容：第1部分：實驗中每級荷載下記錄的數(shù)據(jù)荷載百分表讀數(shù)撓度/mm左支座（f1/mm）右支座（f2/mm）跨中（f3/mm）00kN0.964.995.140110kN0.94.915.482.58220kN0.864.835.850.43330kN0.824.756.260.47440Kn0.784.686.660.46550kN0.744.617.110.51660kN0.704.567.520.46770kN0.674.528.020.54880kN0.634.488.500.52990kN0.604.439.060.6010100kN0.574.399.650.63起裂荷載(kN)40KN破壞荷載(kN)138.3KN注：起裂荷載為裂縫開始出現(xiàn)裂縫時所加荷載的數(shù)值。第2部分：每級荷載作用下的應變值荷載應變值測點4讀數(shù)測點5讀數(shù)測點6讀數(shù)測點7讀數(shù)110kN38503888220kN99168109174330kN258376300310440kN445760497440550kN5611095652570660kN6961452832731770kN84317601022842880kN95220211156957990kN106823051306104610100kN1187259814571170四、實驗結果分析與判定：（1）根據(jù)試驗梁材料的實測強度及幾何尺寸，計算得到該梁正截面能承受最大荷載為90.2kN，與實驗實測值相比相差多少？最大荷載C30混凝土，cf=14.3N/mm2，α1=1,HRB335鋼筋，cf=300N/mm2環(huán)境取為一類，保護層厚度取為20mm界限的相對受壓區(qū)為δ=0.55，取αs=45mm，ho=200-45=155mm,M=1.0x14.3x150x155x0.55x(1-0.5x0.55)=132.574KN.m與實驗相比較132.6-90.2=42.4KN.m實驗越大與計算值實驗三：靜定桁架實驗一、實驗目的：1.掌握桿件應力—應變關系與桁架的受力特點。2.對桁架節(jié)點位移、支座沉降和桿件內力測量，以及對測量結果處理分析，掌握靜力非破壞實驗實驗基本過程。3.結合實際工程，對桁架工作性能作出分析與評定。二、實驗數(shù)據(jù)記錄：桁架數(shù)據(jù)表格外徑(mm)內徑(mm)截面積(mm)桿長度(mm)線密度(kg/m)彈性模量(Mpa)222069.545000.512.06X105三、實驗內容：第1部分：記錄試驗微應變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格荷載（N）上弦桿腹桿下弦桿1點2點均值力1點2點均值力1點2點均值力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：記錄試驗微應變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格荷載（N）撓度測量下弦桿表①表②表③表④②③50000.0750.12500.0750.125100000.1450.25300.1450.253150000.2200.37700.2200.377200000.2850.50200.2850.502100000.1420.25100.1420.251000.0010.00200.0010.002四、實驗結果分析與判定：1.將第一部分中內力結果與桁架理論值對比，分析其誤差產(chǎn)生的原因？由于理論計算的數(shù)值均略大于實測值，可能的原因如下：實際的桁架結點由于約束的情況受實驗影響較大，并非都為理想的鉸接點，因此部分結點可以傳遞彎矩，而實際的桁架軸線也未必都通過鉸的中心，且荷載和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以實際的內力值要與理論值有誤差。2.通過試驗總結出桁架上、下弦桿與腹桿受力特點，若將實驗桁架腹桿反向布置，對比一下兩者優(yōu)劣。當承受豎向向下荷載時，上弦受壓，下弦、腹桿受拉。通過受力分析可以得出，反向布置之后，腹桿由之前的受拉變?yōu)槭軌?，但是受力的大小不變。?jù)此為避免壓桿失穩(wěn)，實驗中布置的桁架形式更優(yōu)越，受力更合理，更能發(fā)揮材料的作用。實驗四：結構動力特性測量實驗一、實驗目的：1.了解動力參數(shù)的測量原理。2.掌握傳感器、儀器及使用方法。3．通過振動衰減波形求出系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比。二、實驗設備信息：1、設備和儀器名稱型號和規(guī)格用途拾振器DH105將振動信號轉變成變荷信號輸出動態(tài)測試系統(tǒng)DH5922用來采集振動傳感器輸出的電信號，并將其轉換成數(shù)字量傳遞給計算機2、簡支梁的基本數(shù)據(jù)截面高度(mm)截面寬度(mm)長度(mm)跨度(mm)彈性模量(GPa)重量(kg)自振頻率理論值(Hz)61185203518501012.734.35三、實驗內容：根據(jù)相鄰n個周期的波峰和時間信息，并根據(jù)公式計算一階固有頻率和阻尼比次數(shù)123456第i個波形波峰時間1.56152.92551.57459.3582.5681.5615幅值500.73518.79490.20424.32436.28500.73第i+n個波形波峰時間1.75053.14051.7629.54452.7811.7505幅值341.18370.39334.59297.06293.01341.18間隔n787787周期/s0.0270.026880.02680.02660.026620.027頻率/Hz37.03737.20237.31337.59437.56637.037阻尼比ζ0.00870.00670.00870.00810.00790.0087根據(jù)公式：（1）、（2）計算上述表格中的頻率和阻尼比，填寫到上表中。為第i個波形的波峰幅值，為第i+n個波形的波峰幅值。四、問題討論：1.在實驗中拾振器的選擇依據(jù)是什么？使用時有什么注意事項？最為關心的技術指標為：靈敏度、頻率范圍和量程。（1）靈敏度：土木工程和超大型機械結構的振動在1～100ms-2左右，可選300～30pC/ms-2的加速度傳感器；（2）頻率：土木工程一般是低頻振動，加速度傳感器頻率響應范圍可選擇0.2～1kHz；（3）傳感器的橫向比要小，以盡可能減小橫向擾動對測量頻率的影響；使用注意事項：量程范圍：調整量程范圍，使實驗數(shù)據(jù)達到較好的信噪比。調整原則：不要使儀器過載，也不要使得信號過小。2.什么是自由振動法？在實驗中采用初位移或初速度的突卸或突加載的方法，使結構受一沖擊荷載作用而產(chǎn)生自由振動。注：以下部分為本課程完整試卷和學習要求，供學生學習和參考使用，閱讀后可刪除。姓名：院校學號：學習中心：層次：（高起專或專升本）專業(yè)：實驗一：混凝土實驗一、實驗目的：二、配合比信息：1．基本設計指標（1）設計強度等級（2）設計砼坍落度2．原材料（1）水泥：種類強度等級（2）砂子：種類細度模數(shù)（3）石子：種類粒級（4）水：3．配合比：(kg/m3)材料水泥砂碎石水水灰比砂率1m347560011252000.4235%稱量精度±0.5%±1%±1%±0.5%----15L用量(kg)7.1259.016.87530.4235%三、實驗內容：第1部分：混凝土拌合物工作性的測定和評價1、實驗儀器、設備：2、實驗數(shù)據(jù)及結果工作性參數(shù)測試結果坍落度，mm粘聚性保水性第2部分：混凝土力學性能檢驗1、實驗儀器、設備：2、實驗數(shù)據(jù)及結果試件編號1#2#3#破壞荷載F，kN抗壓強度，MPa其中（，A=22500mm2）抗壓強度代表值，MPa四、實驗結果分析與判定：（1）混凝土拌合物工作性是否滿足設計要求，是如何判定的？（2）混凝土立方體抗壓強度是否滿足設計要求。是如何判定的？實驗二：鋼筋混凝土簡支梁實驗一、實驗目的：二、實驗基本信息：1．基本設計指標（1）簡支梁的截面尺寸（2）簡支梁的截面配筋（正截面）2．材料（1）混凝土強度等級（2）鋼筋強度等級三、實驗內容：第1部分：實驗中每級荷載下記錄的數(shù)據(jù)荷載百分表讀數(shù)撓度/mm左支座（f1/mm）右支座（f2/mm）跨中（f3/mm）00kN0.964.995.140110kN220kN330kN440Kn550kN660kN770kN880kN990kN10100kN起裂荷載(kN)破壞荷載(kN)注：起裂荷載為裂縫開始出現(xiàn)裂縫時所加荷載的數(shù)值。第2部分：每級荷載作用下的應變值荷載應變值測點4讀數(shù)測點5讀數(shù)測點6讀數(shù)測點7讀數(shù)110kN220kN330kN440kN550kN660kN770kN880kN990kN10100kN四、實驗結果分析與判定：（1）根據(jù)試驗梁材料的實測強度及幾何尺寸，計算得到該梁正截面能承受最大荷載為90.2kN，與實驗實測值相比相差多少？實驗三：靜定桁架實驗一、實驗目的：二、實驗數(shù)據(jù)記錄：桁架數(shù)據(jù)表格外徑(mm)內徑(mm)截面積(mm)桿長度(mm)線密度(kg/m)彈性模量(Mpa)

三、實驗內容：第1部分：記錄試驗微應變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格荷載（N）上弦桿腹桿下弦桿1點2點均值力1點2點均值力1點2點均值力第2部分：記錄試驗微應變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格荷載（N）撓度測量下弦桿表①表②表③表④②③四、實驗結果分析與判定：1.將第一部分中內力結果與桁架理論值對比，分析其誤差產(chǎn)生的原因？2.通過試驗總結出桁架上、下弦桿與腹桿受力特點，若將實驗桁架腹桿反向布置，對比一下兩者優(yōu)劣。實驗四：結構動力特性測量實驗一、實驗目的：二、實驗設備信息：1、設備和儀器名稱型號和規(guī)格用途拾振器DH105動態(tài)測試系統(tǒng)DH59222、簡支梁的基本數(shù)據(jù)截面高度(mm)截面寬度(mm)長度(mm)跨度(mm)彈性模量(GPa)重量(kg)自振頻率理論值(Hz)三、實驗內容：根據(jù)相鄰n個周期的波峰和時間信息，并根據(jù)公式計算一階固有頻率和阻尼比次數(shù)123456第i個波形波峰時間1.56152.92551.57459.3582.5681.5615幅值500.73518.79490.20424.32436.28500.73第i+n個波形波峰時間1.75053.14051.7629.54452.7811.7505幅值341.18370.39334.59297.06293.01341.18間隔n787787周期/s0.0270.026880.02680.02660.02