中央廣播電視大學(xué)建工學(xué)院《建筑結(jié)構(gòu)試驗練習(xí)冊》參考答案

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1、中央廣播電視大學(xué)建工學(xué)院《建筑結(jié)構(gòu)試驗練習(xí)冊》參考答案 《試驗一》應(yīng)變片的選擇和應(yīng)變儀的使用 一． 應(yīng)變片的選擇和粘貼 （一）、電阻應(yīng)變片的篩選 記錄應(yīng)變片的應(yīng)敏系數(shù)K=2.05 （二）、電阻應(yīng)變片的粘貼 簡述應(yīng)變片的粘貼過程： 在常溫條件下在金屬材料表面粘貼應(yīng)變片時應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1．首先用鋼銼清除測點表面的漆皮、電鍍層、銹點等覆蓋層； 2．利用鋼尺和劃針劃出應(yīng)變片粘貼位置的定位線； 3．用0號砂布將測點打磨光潔，使用砂布打磨時應(yīng)沿著與測試方向成450的兩個方向進(jìn)行打磨，以便使應(yīng)變片粘貼更加牢固； 4．用鑷子夾住醫(yī)用棉蘸丙酮沿著一個方向擦拭打磨面，直到擦拭干凈

2、為止； 5．測點丙酮揮發(fā)干凈后，將502 膠水涂在應(yīng)變片的基底上，使502膠水形成很薄的膠層，校正好應(yīng)變片的粘貼方向?qū)⑵鋽[正，同時在應(yīng)變片的上面覆蓋聚乙烯薄膜，用手指稍加用力并沿應(yīng)變片的一個方向連續(xù)滾壓，擠出多余膠水、氣泡，使應(yīng)變片粘貼更加牢固。 6．粘貼接線端子并將應(yīng)變片引線焊接在接線端子上； 7．粘貼后的應(yīng)變片如需澆筑混凝土則應(yīng)先將應(yīng)變片引線焊接到固定好的引線上，然后對應(yīng)變片進(jìn)行防潮處理并進(jìn)行加固。 在混凝土結(jié)構(gòu)表面粘貼應(yīng)變片時應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1．用鉛筆在粘貼部位劃出應(yīng)變片的定位線； 2．用砂布打磨測點附近的浮塵和砂粒； 3．用醫(yī)用棉蘸丙酮將其擦拭干凈； 4．用914或

3、環(huán)氧樹脂膠涂抹在應(yīng)變片粘貼部位，固化后用細(xì)砂布將表面打磨平整，并用劃針再次劃出應(yīng)變片的定位線，然后用醫(yī)用棉蘸丙酮將其擦拭干凈； 5．粘貼應(yīng)變片及接線端子并將應(yīng)變片的引線焊接到接線端子上。 （三）、應(yīng)變片粘貼質(zhì)量檢驗 記錄粘貼不合格的應(yīng)變片的情況： 1．粘貼應(yīng)變片的定位線與粘貼部位定位線不重合，造成應(yīng)變片粘貼不正； 2．粘貼應(yīng)變片時滾壓不到位，膠層過厚或有氣泡； 3．粘貼過程中造成引線斷折； 4．應(yīng)變片局部基底無膠而未被粘牢。 二．應(yīng)變儀的使用 （一）簡述電阻應(yīng)變儀的使用方法： 本實驗選用的電阻應(yīng)變儀型號為YD-88型，使用方法如下： 1．接通電源，預(yù)熱15分鐘； 2．將

4、工作應(yīng)變計接入電阻應(yīng)變儀接線端子，1／4橋接A、B端；1／2橋接A、B、C端；全橋接A、B、C、D端； 3．采用1／4橋接法時需在公共補償端接入溫度補償應(yīng)變片； 4．撥動靈敏系數(shù)開關(guān)，使之與工作應(yīng)變計靈敏系數(shù)相同； 5．撥動橋路模式開關(guān)，與應(yīng)變儀工作模式相同； 6．接通各個測點，調(diào)整電位器使讀數(shù)為零； 7．加入荷載，依次測量各個測點并逐一記錄讀數(shù)。 （二）說明半橋和全橋的連接方法 1．半橋的連接方法： A．外設(shè)補償片的連接方法： 將工作應(yīng)變計接到應(yīng)變儀接線端子的A、B端，將粘貼到與試件同樣材質(zhì)上的溫度補償應(yīng)變計接到同一接線端子

5、的B、C端或接到應(yīng)變儀的公共補償端。粘貼有溫度補償應(yīng)變計的試塊應(yīng)放到與試件相同的溫度環(huán)境中。采用公共補償接法時，一片溫度補償片可作為多片工作應(yīng)變片提供溫度補償。 B．工作應(yīng)變計互相補償法： 將粘貼到同一試件上的兩片工作應(yīng)變計分別接到應(yīng)變儀接線端子的AB和BC端，兩只應(yīng)變計互為溫度補償應(yīng)變計使用。但應(yīng)注意應(yīng)變計的粘貼部位和方向?qū)⒂绊憳虮巯禂?shù)，即影響實際讀數(shù)與被測試件應(yīng)變間的關(guān)系。 2．全橋的連接方法： 全橋連接時有四只工作應(yīng)變計，連接時應(yīng)根據(jù)工作特點和需要，將四只工作應(yīng)變計分別連接到應(yīng)變儀接線端子的AB、BC、CD、DA，四只應(yīng)變計互為溫度補償應(yīng)變計。但應(yīng)注意，應(yīng)變計的粘貼部位、方向，應(yīng)

6、變計的連接順序?qū)⒂绊戨娐返臉虮巯禂?shù)。 三、實驗報告 1．試驗的操作過程，電橋或萬能表如何使用。 試驗的操作過程如下： 1）應(yīng)變計參數(shù)知識的了解：實驗介紹了兩種應(yīng)變計。一種是紙基應(yīng)變計，規(guī)格為5mm*60mm，標(biāo)稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應(yīng)變計的包裝為每包10片，適用于混凝土應(yīng)變的測量；另一種應(yīng)變計為膠基應(yīng)變計，規(guī)格為2mm*3mm，標(biāo)稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應(yīng)變計的包裝為每包100片，適用于金屬材料應(yīng)變的測量。生產(chǎn)廠家是河北邢臺應(yīng)變計廠。 2）應(yīng)變計的篩選：使用前，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)變計的篩選，篩選工作分為兩步。其一，觀察應(yīng)變計是否有斷絲、氣泡、引線折斷、嚴(yán)重

7、變形等外觀缺陷或明顯的質(zhì)量問題；其二，用三位半數(shù)顯式萬能表測量應(yīng)變計的實際電阻阻值。萬能表撥至200歐姆檔，用表筆測量應(yīng)變計的電阻值，同一批試驗試件所使用的應(yīng)變計電阻值誤差應(yīng)小于0.2歐姆。 3）應(yīng)變計的粘貼和質(zhì)量檢查：根據(jù)應(yīng)變計粘貼的相關(guān)要求將粘貼部位處理干凈，劃出定位線并粘貼應(yīng)變計。粘貼時應(yīng)注意用力適當(dāng)，不應(yīng)造成應(yīng)變計的損傷。粘貼后，應(yīng)再一次用萬能表進(jìn)行電阻值測量，應(yīng)變計的電阻值不應(yīng)有明顯變化。應(yīng)變計粘貼后應(yīng)粘貼接線架，并將應(yīng)變計的引線焊接到接線架上。 4）掌握電阻應(yīng)變儀的使用方法：學(xué)習(xí)了應(yīng)變儀各個旋鈕的功能和使用方法，應(yīng)變計連接引線應(yīng)牢固連接到應(yīng)變儀的接線端子口，以免造成應(yīng)變儀讀數(shù)漂

8、移，無法測讀。 5）掌握橋路連接技術(shù)：了解并掌握了半橋、全橋的連接方法及工作特點，掌握溫度補償電路的工作原理和工作過程，了解并掌握不同橋路連接方式的橋臂系數(shù)、測讀方法、電路特點、使用場合等。半橋單補橋臂系數(shù)為1；半橋互補橋臂系數(shù)為2；全橋單補橋臂系數(shù)為2；全橋互補橋臂系數(shù)為4； 2．參與了哪些操作，有什麼體會。 主要參與了應(yīng)變計的篩選、粘貼、粘貼部位的打磨處理、應(yīng)變計粘貼后的質(zhì)量檢查以及應(yīng)變儀的使用操作等。通過試驗了解了應(yīng)變測量技術(shù)的實際操作方法并掌握了橋路連接技術(shù)的工作特點、測讀原則和適用條件。 《試驗二》半橋、全橋測量等強度梁的應(yīng)變 一、試驗數(shù)

9、據(jù)的測量 （一）測量A－A截面尺寸 截面寬度B(mm) 截面高度H(mm) 截面到加載點的距離L(mm) 20 15 315 （二）測量A－A截面的應(yīng)變 1．半橋接線與測量 1）半橋單補測量橋路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 100 202 301 203 101 0 2）半橋互補測量橋路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 202 400 601 401 201 0 2．全橋接線與測量 1）全橋單補測量電路

10、試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 201 403 604 402 200 0 2）全橋互補測量電路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 400 801 1203 802 401 0 （三）計算A－A截面的理論應(yīng)變值 ε＝6PL／EBH2＝(6＊150＊0.315)/(2.1*105*0.02*0.0152)=300με 二、試驗報告 1．簡述電阻應(yīng)變測量的全過程 1）接通應(yīng)變儀的電源，加熱15分鐘； 2）根據(jù)試驗的需要，將被測應(yīng)變

11、計連接成合適的橋路方式并接入應(yīng)變儀輸入端子上； 3）將應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)開關(guān)、橋路模式開關(guān)撥動到合適位置； 4）試驗開始前，將各個測點初始讀數(shù)調(diào)整為零； 5）分級施加荷載并記錄讀數(shù)。 2．比較4種橋路連接方式的優(yōu)缺點 1）半橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)少，電路連接方式簡單，橋臂系數(shù)為1，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值相同；缺點是：橋路無放大作用，測量時電橋靈敏度較低。 2）半橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)較少，電路連接方式簡單，電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的2倍，測量電路靈敏度較高；缺點是：

12、橋路需用應(yīng)變計較多，實際應(yīng)變測量范圍減少1倍。 3）全橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的2倍，測量電路靈敏度較高；缺點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)多，電路連接方式復(fù)雜，實際應(yīng)變測量范圍減少1倍。 4）全橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為4即橋臂系數(shù)為4，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的4倍，測量電路靈敏度高；缺點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)多，電路連接方式復(fù)雜，實際應(yīng)變測量范圍減少為原測量范圍的四分之一。 3．比較4種橋路連接方式測得的結(jié)果及計算結(jié)果（分別比較各種測量橋路

13、試驗時應(yīng)變儀顯示的應(yīng)變值與理論計算應(yīng)變值間是否滿足給定的倍數(shù)關(guān)系，同時計算試驗的誤差）。 四種橋路連接方式測得的結(jié)果與計算結(jié)果分別 有1、2、2、4倍的關(guān)系，滿足給定的倍數(shù)關(guān)系。四種橋路的測量誤差均為1％左右。 《試驗三》回彈法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度 一、 回彈法測混凝土試件的強度 1測量和記錄混凝土試件的回彈值（每面選擇8個測點，兩側(cè)面共16個測點，并將測得的強度值填入表中）。 單面8個點 29 39 39 30 37 34 44 37 單面8個點 35 41 35 37 40 38 39 31 單面8個點 40 27 36 29

14、39 45 37 36 單面8個點 43 37 43 39 38 39 32 35 單面8個點 38 37 32 31 38 37 38 40 單面8個點 43 36 37 41 39 38 39 28 2計算10個測點回彈的平均值 WM1=1/10=（39＋39＋37＋34＋37＋35＋35＋37＋38＋39）÷10＝37.0 WM2=1/10=（40＋36＋39＋37＋36＋37＋39＋38＋39＋35）÷10＝37.6 WM3=1/10=（38＋37＋38＋37＋38＋36＋37＋39＋38＋

15、39）÷10＝37.7 3.利用測強曲線計算混凝土試件的立方體抗壓強度 =0.025Wm2.0108 =35.5 =36.7 =37.0 試件i 1 2 3 （MPa） 35.5 36.7 37.0 選擇＝35.5（MPa）為立方體抗壓強度值 二、試驗機上檢測混凝土試件的抗壓強度（破壞檢測） 1．測量混凝土試件的破壞荷載 試件i 1 2 3 破壞荷載（kN） 830 845 815 2．計算三塊試件的fcu 試件 1 2 3 （MPa） 36.9 37.6 36.2

16、 3．計算三塊試件的抗壓強度平均值 ＝＝（36.9＋37.6＋36.2）÷3＝36.9 三、試驗的誤差分析 相對誤差＝（36.9－35.5）÷36.9 =3.79% 一、 試驗報告 1．簡述試驗方法。 回彈法：選用HT－225型回彈儀進(jìn)行測試，每次測試選取3個試件,試件尺寸為150mm＊150mm＊150mm。試驗時先將試件放入200T壓力機內(nèi)，加以適當(dāng)壓力（約40KN）,使試件不產(chǎn)生振動。在試件兩相對側(cè)面分別選取兩個測區(qū)，在每個測區(qū)內(nèi)選取8個測點并用回彈儀進(jìn)行回彈，回彈點盡量分布均勻，不可重復(fù)回彈一個測點。在使用回彈儀測量混凝土回彈值時，要求回彈儀處于水平并垂直于測試表面

17、。試驗中隨時記錄回彈值，依次對每個試件分別進(jìn)行試驗。數(shù)據(jù)計算時，去除三個最大值和三個最小值，取10個中間值計算其平均值，并利用測強曲線計算試件混凝土強度值。 試驗機測試法：每組試驗需3個試件，試驗時先測量每個試件的各面邊長，然后將3個試件依次放入壓力機內(nèi)進(jìn)行破壞性試驗，放置時取兩個規(guī)則的平整平面置于試驗機上、下壓板間，開動壓力試驗機加載，直至試件破壞，荷載不再增加時為止。加載速度應(yīng)均衡、適當(dāng)。記錄極限破壞荷載值并根據(jù)實測試件受力面積計算出混凝土抗壓強度值，根據(jù)fcu.m與fcu.i的差值合理確定混凝土最終強度值。 2．比較兩種方法測定的混凝土強度的精度。 回彈法是利用回彈儀彈擊混凝土表面

18、，利用回彈值推定混凝土的強度?；貜椫档拇笮∨c混凝土表面硬度相關(guān)、與骨料品種、尺寸大小環(huán)境濕度、回彈角度、混凝土碳化深度等多種因素相關(guān)，因此誤差較大。壓力機測試法是直接對試件加載，根據(jù)其破壞荷載確定混凝土的強度，是對混凝土的直接檢測方法，數(shù)據(jù)真實可靠，誤差較小。 《試驗四》鋼筋混凝土梁正截面試驗 一、原始資料 2Φ10 2Φ10 200 2Φ12 100 混凝土等級：C20；鋼筋保護(hù)層厚度：25mm C20 混凝土強度：fc=9.

19、6N/mm2；ft=1.10 N/mm2； HPB235鋼筋強度：fy=210 N/mm2。 二、計算資料的整理 1、計算梁的承載極限的計算值 當(dāng)鋼筋屈服時，達(dá)到承載力的極限： 利用上面的計算公式得到： Mu=7132 N·m P= Mcr/0.3= 23773 N=23.8×103N 2、計算梁的開裂荷載計算值 利用上面的計算公式得到： Mcr=1.29×103N·m P= Mcr/0.3=4300 N=4.3×103N 3、進(jìn)行荷載分級 理論計算值與實際試驗值是有誤差的，原因在于，我們所取用的鋼筋強度和混凝土強度是設(shè)計值，而在實際中，無論是

20、鋼筋還是混凝土的強度都比設(shè)計值大很多，所以在荷載分級的時候，應(yīng)適當(dāng)加大。具體分級情況見試驗記錄表。 三、試驗記錄表 見后頁 四、開裂荷載圖 五、繪制彎矩—撓度關(guān)系曲線，并加以評述。 見下頁 彎距 撓度 七、混凝土應(yīng)變沿梁高的分布，在各級荷載下分布圖及中和軸變化。 10kN 15kN 20kN 30kN 40kN 50kN 5 4 3 2 1 九、

21、記錄實測的開裂荷載值及承載力極限值。 實測開裂荷載：11.8kN 實測極限荷載：57.2kN 試 驗 數(shù) 據(jù) 記 錄 表 八、繪制受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變與受拉鋼筋拉應(yīng)變在各級荷載下的變化圖。 荷載 鋼筋應(yīng)變 砼應(yīng)變 《試驗五》預(yù)制板檢驗 一、繪制荷載－撓度曲線（根據(jù)實驗記錄表記錄的數(shù)據(jù)繪制） 1．預(yù)制板的基本參數(shù)： 板長：3510mm；板寬：1180mm；自重：7.8Kn；裝修重：0.5Kn/m2；活荷載（分配梁等）：4.0Kn/m2；實配低碳冷拔鋼筋16b5；混凝土強度：C30； 2．計算參數(shù)： 荷載短期效應(yīng)組合下按實

22、配鋼筋計算的板底混凝土拉應(yīng)力：sc=2.5N/mm2；預(yù)壓應(yīng)力計算值：pc=3.0N/mm2；計算撓度值：asc=5.3mm；抗裂檢驗系數(shù)：［cy］=1.24，0.95［cy］=1.18；加載采用三分點加載方案，加載設(shè)備自重2.0Kn；自重按三分點加載時折算重量：FGK1=2.83Kn ；短期荷載檢驗值Fs=9.72Kn；承載力檢驗荷載設(shè)計值Fd=12.88Kn；在板跨中兩側(cè)及兩端各設(shè)一只百分表。 3．荷載及撓度變形記錄表 序號 荷載（KN） 加載系數(shù) 實測撓度（mm） 備注 0 (3.83) 自重及設(shè)備重 1 0.06 0.4 0.05 正式加載 2

23、2.0 0.6 0.52 3 3.95 0.8 1.15 4 5.89 1.0 1.63 撓度檢驗as0<6.4mm 5 6.86 1.1 1.87 6 7.64 1.18 2.02 抗裂檢驗0.95*1.24=1.18 7 8.22 1.24 2.15 觀察裂縫（未發(fā)現(xiàn)） 8 8.81 1.30 2.34 9 9.78 1.40 2.65 10 10.75 1.50 3.01 11 11.72 1.60 4.23 發(fā)現(xiàn)裂縫 12 12.66 1.28 6.91 承載力檢驗0.

24、95*1.35=1.28 13 13.56 1.35 10.65 承載力檢驗u=1.35 (5) 14 14.20 1.40 14.86 承載力檢驗u=1.40 (2) 15 14.85 1.45 19.48 承載力檢驗u=1.45 (1) 16 15.50 1.50 33.33 承載力檢驗u=1.50 (3) (6) 17 16.15 1.55 承載力檢驗合格后加載 二、測定在正常使用檢驗荷載標(biāo)準(zhǔn)值下?lián)隙?，并判斷是否合? 1．實測撓度值： 在板跨中兩側(cè)及板兩端分別設(shè)百分表，根據(jù)讀數(shù)計算實測撓度值ag0=1/2(a1+a2-

25、a3-a4)=1.63mm 2．板自重產(chǎn)生撓度值： 根據(jù)第11級加載時構(gòu)件開裂，其前一級荷載撓度實測值ab0=3.01mm，則自重產(chǎn)生的撓度為 agc=(Mg/Mb)*ab0=(Qk/Qb)*ab0=(2.35/7.2)*3.01=0.98mm 3．檢驗撓度實測值as0=ag0+agc=1.63+0.98=2.62mm<1.2[asc] 1.2[asc]=1.2*5.3=6.4mm 故撓度檢驗合格。 三、判定抗裂是否合格，確定開裂荷載實測值 1．根據(jù)計算抗裂檢驗系數(shù)為1.18和1.24，但未觀察到裂縫。 2．第11級加載期間發(fā)現(xiàn)裂縫，加載系數(shù)為1.6，取第11

26、級和第10級荷載系數(shù)的平均值，cr0=(1.6+1.5)/2=1.55>[cr]，其中[cr]=1.24，故抗裂檢驗合格。 四、判定承載力檢驗是否合格 在規(guī)定的檢驗荷載下，未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的承載力破壞檢驗標(biāo)志，因此承載力檢驗合格。 五、確定承載力極限荷載并說明承載力檢驗標(biāo)志 試驗在判定承載力檢驗合格后繼續(xù)加載，至K，=1.55時觀察到1.55mm寬裂縫，裂縫部位在板跨中主筋處，符合承載力檢驗破壞標(biāo)志（1），此時承載力檢驗系數(shù)實測值u0=1.55，三分點加載時其承載力極限荷載值為34.3Kn。 六、多孔板加載方案圖及荷載--撓度曲線圖

27、 ［試驗六］自由振動法測動力特性實驗 一、記述試驗方案及方法。 將一根I10＊1200的工字鋼梁置于兩支座上，兩個支座分別為固定鉸支座和滾動鉸支座。在鋼梁下懸吊一個50N砝碼，鋼梁上吸附一個加速度傳感器。加速度傳感器與DY-3型動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀連接。試驗時，剪斷砝碼吊繩，使工字梁在彈性恢復(fù)力下產(chǎn)生自由振動。利用采集儀記錄振動過程，將記錄下的振動波形去除最前面和最后面的數(shù)個波形，選取中間的幾個振動波作為計算依據(jù)進(jìn)行計算。 二、計算出工字梁的固有頻率與阻尼。 1．固有頻率： 取

28、3個周期的振動波，對應(yīng)的時間坐標(biāo)差值為t2-t1=0.173s，故周期T=0.173/3=0.0577s，頻率f=1/T=1/0.0577=17.31Hz。 2．阻尼系數(shù)： 該振動的對數(shù)衰減率為：=(2/K)ln(an/an+k),在波形中取三個周期的波形，則K=6，在圖中可查到an的幅值為105個單位，an+k的幅值為38個單位， 故=(2/K)ln(an/an+k)＝（2／6）ln(105/38)= ， 阻尼比=/2= /2*3.1416= 。 3．計算的波形圖附后

29、 中央廣播電視大學(xué)建工學(xué)院《建筑結(jié)構(gòu)試驗練習(xí)冊》參考答案 06年12月10日 第二組 《試驗一》應(yīng)變片的選擇和應(yīng)變儀的使用 二． 應(yīng)變片的選擇和粘貼 （一）、電阻應(yīng)變片的篩選 記錄應(yīng)變片的應(yīng)敏系數(shù)K=2.05 （二）、電阻應(yīng)變片的粘貼 簡述應(yīng)變片的粘貼過程： 在常溫條件下在金屬材料表面粘貼應(yīng)變片時應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1．首先用鋼銼清除測點表面的漆皮、電鍍層、銹點等覆蓋層； 2．利用鋼尺和劃針劃出應(yīng)變片粘貼位置的定位線； 3．用0號砂布將測點打磨光潔，使用砂布打磨時應(yīng)沿著與測試方向成450的兩個方向進(jìn)行打磨，以便使應(yīng)變片粘

30、貼更加牢固； 4．用鑷子夾住醫(yī)用棉蘸丙酮沿著一個方向擦拭打磨面，直到擦拭干凈為止； 5．測點丙酮揮發(fā)干凈后，將502 膠水涂在應(yīng)變片的基底上，使502膠水形成很薄的膠層，校正好應(yīng)變片的粘貼方向?qū)⑵鋽[正，同時在應(yīng)變片的上面覆蓋聚乙烯薄膜，用手指稍加用力并沿應(yīng)變片的一個方向連續(xù)滾壓，擠出多余膠水、氣泡，使應(yīng)變片粘貼更加牢固。 6．粘貼接線端子并將應(yīng)變片引線焊接在接線端子上； 7．粘貼后的應(yīng)變片如需澆筑混凝土則應(yīng)先將應(yīng)變片引線焊接到固定好的引線上，然后對應(yīng)變片進(jìn)行防潮處理并進(jìn)行加固。 在混凝土結(jié)構(gòu)表面粘貼應(yīng)變片時應(yīng)按下列步驟進(jìn)行： 1．用鉛筆在粘貼部位劃出應(yīng)變片的定位線； 2．用砂布打

31、磨測點附近的浮塵和砂粒； 3．用醫(yī)用棉蘸丙酮將其擦拭干凈； 4．用914或環(huán)氧樹脂膠涂抹在應(yīng)變片粘貼部位，固化后用細(xì)砂布將表面打磨平整，并用劃針再次劃出應(yīng)變片的定位線，然后用醫(yī)用棉蘸丙酮將其擦拭干凈； 5．粘貼應(yīng)變片及接線端子并將應(yīng)變片的引線焊接到接線端子上。 （三）、應(yīng)變片粘貼質(zhì)量檢驗 記錄粘貼不合格的應(yīng)變片的情況： 1．粘貼應(yīng)變片的定位線與粘貼部位定位線不重合，造成應(yīng)變片粘貼不正； 2．粘貼應(yīng)變片時滾壓不到位，膠層過厚或有氣泡； 3．粘貼過程中造成引線斷折； 4．應(yīng)變片局部基底無膠而未被粘牢。 二．應(yīng)變儀的使用 （一）簡述電阻應(yīng)變儀的使用方法： 本實驗選用的電阻應(yīng)變

32、儀型號為YD-88型，使用方法如下： 1．接通電源，預(yù)熱15分鐘； 2．將工作應(yīng)變計接入電阻應(yīng)變儀接線端子，1／4橋接A、B端；1／2橋接A、B、C端；全橋接A、B、C、D端； 3．采用1／4橋接法時需在公共補償端接入溫度補償應(yīng)變片； 4．撥動靈敏系數(shù)開關(guān)，使之與工作應(yīng)變計靈敏系數(shù)相同； 5．撥動橋路模式開關(guān)，與應(yīng)變儀工作模式相同； 6．接通各個測點，調(diào)整電位器使讀數(shù)為零； 7．加入荷載，依次測量各個測點并逐一記錄讀數(shù)。 （二）說明半橋和全橋的連接方法 1．半橋的連接方法： A．外設(shè)補償片的連接方法： 將工作應(yīng)變計接到應(yīng)變

33、儀接線端子的A、B端，將粘貼到與試件同樣材質(zhì)上的溫度補償應(yīng)變計接到同一接線端子的B、C端或接到應(yīng)變儀的公共補償端。粘貼有溫度補償應(yīng)變計的試塊應(yīng)放到與試件相同的溫度環(huán)境中。采用公共補償接法時，一片溫度補償片可作為多片工作應(yīng)變片提供溫度補償。 B．工作應(yīng)變計互相補償法： 將粘貼到同一試件上的兩片工作應(yīng)變計分別接到應(yīng)變儀接線端子的AB和BC端，兩只應(yīng)變計互為溫度補償應(yīng)變計使用。但應(yīng)注意應(yīng)變計的粘貼部位和方向?qū)⒂绊憳虮巯禂?shù)，即影響實際讀數(shù)與被測試件應(yīng)變間的關(guān)系。 2．全橋的連接方法： 全橋連接時有四只工作應(yīng)變計，連接時應(yīng)根據(jù)工作特點和需要，將四只工作應(yīng)變計分別連接到應(yīng)變儀接線端子的AB、BC、

34、CD、DA，四只應(yīng)變計互為溫度補償應(yīng)變計。但應(yīng)注意，應(yīng)變計的粘貼部位、方向，應(yīng)變計的連接順序?qū)⒂绊戨娐返臉虮巯禂?shù)。 三、實驗報告 1．試驗的操作過程，電橋或萬能表如何使用。 試驗的操作過程如下： 1）應(yīng)變計參數(shù)知識的了解：實驗介紹了兩種應(yīng)變計。一種是紙基應(yīng)變計，規(guī)格為5mm*60mm，標(biāo)稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應(yīng)變計的包裝為每包10片，適用于混凝土應(yīng)變的測量；另一種應(yīng)變計為膠基應(yīng)變計，規(guī)格為2mm*3mm，標(biāo)稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應(yīng)變計的包裝為每包100片，適用于金屬材料應(yīng)變的測量。生產(chǎn)廠家是河北邢臺應(yīng)變計廠。 2）應(yīng)變計的篩選：使用前，應(yīng)進(jìn)行應(yīng)

35、變計的篩選，篩選工作分為兩步。其一，觀察應(yīng)變計是否有斷絲、氣泡、引線折斷、嚴(yán)重變形等外觀缺陷或明顯的質(zhì)量問題；其二，用三位半數(shù)顯式萬能表測量應(yīng)變計的實際電阻阻值。萬能表撥至200歐姆檔，用表筆測量應(yīng)變計的電阻值，同一批試驗試件所使用的應(yīng)變計電阻值誤差應(yīng)小于0.2歐姆。 3）應(yīng)變計的粘貼和質(zhì)量檢查：根據(jù)應(yīng)變計粘貼的相關(guān)要求將粘貼部位處理干凈，劃出定位線并粘貼應(yīng)變計。粘貼時應(yīng)注意用力適當(dāng)，不應(yīng)造成應(yīng)變計的損傷。粘貼后，應(yīng)再一次用萬能表進(jìn)行電阻值測量，應(yīng)變計的電阻值不應(yīng)有明顯變化。應(yīng)變計粘貼后應(yīng)粘貼接線架，并將應(yīng)變計的引線焊接到接線架上。 4）掌握電阻應(yīng)變儀的使用方法：學(xué)習(xí)了應(yīng)變儀各個旋鈕的功能

36、和使用方法，應(yīng)變計連接引線應(yīng)牢固連接到應(yīng)變儀的接線端子口，以免造成應(yīng)變儀讀數(shù)漂移，無法測讀。 5）掌握橋路連接技術(shù)：了解并掌握了半橋、全橋的連接方法及工作特點，掌握溫度補償電路的工作原理和工作過程，了解并掌握不同橋路連接方式的橋臂系數(shù)、測讀方法、電路特點、使用場合等。半橋單補橋臂系數(shù)為1；半橋互補橋臂系數(shù)為2；全橋單補橋臂系數(shù)為2；全橋互補橋臂系數(shù)為4； 2．參與了哪些操作，有什麼體會。 主要參與了應(yīng)變計的篩選、粘貼、粘貼部位的打磨處理、應(yīng)變計粘貼后的質(zhì)量檢查以及應(yīng)變儀的使用操作等。通過試驗了解了應(yīng)變測量技術(shù)的實際操作方法并掌握了橋路連接技術(shù)的工作特點、測讀原則和適用條件。

37、 《試驗二》半橋、全橋測量等強度梁的應(yīng)變 一、試驗數(shù)據(jù)的測量 （一）測量A－A截面尺寸 截面寬度B(mm) 截面高度H(mm) 截面到加載點的距離L(mm) 20 15 315 （二）測量A－A截面的應(yīng)變 1．半橋接線與測量 1）半橋單補測量橋路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 100 202 301 203 101 0 2）半橋互補測量橋路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 202 399 60

38、1 401 201 0 2．全橋接線與測量 1）全橋單補測量電路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 201 4031 604 402 200 0 2）全橋互補測量電路 試驗荷載 0N 50N 100N 150N 100N 50N 0N 應(yīng)變值 0 400 803 1203 802 401 0 （三）計算A－A截面的理論應(yīng)變值 ε＝6PL／EBH2＝(6＊150＊0.315)/(2.1*105*0.02*0.0152)=300με 二、試驗報告 1．簡述電阻應(yīng)變測量的

39、全過程 1）接通應(yīng)變儀的電源，加熱15分鐘； 2）根據(jù)試驗的需要，將被測應(yīng)變計連接成合適的橋路方式并接入應(yīng)變儀輸入端子上； 3）將應(yīng)變儀的靈敏系數(shù)開關(guān)、橋路模式開關(guān)撥動到合適位置； 4）試驗開始前，將各個測點初始讀數(shù)調(diào)整為零； 5）分級施加荷載并記錄讀數(shù)。 2．比較4種橋路連接方式的優(yōu)缺點 1）半橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)少，電路連接方式簡單，橋臂系數(shù)為1，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值相同；缺點是：橋路無放大作用，測量時電橋靈敏度較低。 2）半橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)較少，電路連接方式簡單，電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應(yīng)

40、變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的2倍，測量電路靈敏度較高；缺點是：橋路需用應(yīng)變計較多，實際應(yīng)變測量范圍減少1倍。 3）全橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的2倍，測量電路靈敏度較高；缺點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)多，電路連接方式復(fù)雜，實際應(yīng)變測量范圍減少1倍。 4）全橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為4即橋臂系數(shù)為4，應(yīng)變測量值與應(yīng)變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應(yīng)變值的4倍，測量電路靈敏度高；缺點是：試驗時使用應(yīng)變片個數(shù)多，電路連接方式復(fù)雜，實際應(yīng)變測量范圍減少為原測量范圍的

41、四分之一。 3．比較4種橋路連接方式測得的結(jié)果及計算結(jié)果（分別比較各種測量橋路試驗時應(yīng)變儀顯示的應(yīng)變值與理論計算應(yīng)變值間是否滿足給定的倍數(shù)關(guān)系，同時計算試驗的誤差）。 四種橋路連接方式測得的結(jié)果與計算結(jié)果分別 有1、2、2、4倍的關(guān)系，滿足給定的倍數(shù)關(guān)系。四種橋路的測量誤差均為1％左右。 《試驗三》回彈法檢測結(jié)構(gòu)混凝土強度 一、試驗分析及試驗數(shù)據(jù)整理 （一）混凝土立方體試件的測量（將測得的試件尺寸填入表1） 試件寬度b(mm) 試件高度h(mm) 試件面積b*h(mm) 150 150 150 (二)回彈檢測混凝土試件的強度（無損檢測） 1． 測量和記錄混凝土

42、試件的回彈值（每面選擇8個測點，兩側(cè)面共16個測點，并將測得的強度值填入表2） 單面8 個點 36 32 39 34 40 39 35 38 單面8 個點 35 37 37 40 39 37 41 33 單面8 個點 38 40 36 35 39 36 41 40 單面8 個點 32 37 35 36 35 33 38 44 單面8 個點 36 40 46 42 37 34 47 43 單面8 個點 34 44 37 36 42 38 40 39 2． 計算10個測點回

43、彈的平均值 WM1=1/10=( 36+39+39+35+38+35+37+37+39+37)=37.2 WM2=1/10=(38+40+36+39+36+37+35+36+35+38)=37.0 WM3=1/10=(40+42+37+43+37+36+42+38+40+39)=39.4 3． 利用測強曲線計算混凝土試件的立方體抗壓強度 =0.025Wm2.0108 =35.97 =35.58 =40.38 試件i 1 2 3 35.97 35.58 40.38 選擇＝36.0（Mpa）為立方體抗壓強度值 （三）試驗機上檢測混凝土試件的

44、抗壓強度（破壞檢測） 1． 測量混凝土試件的破壞荷載 試件i 1 2 3 破壞荷載P(N) 907KN 887KN 896KN 2． 計算三塊試件的 試件i 1 2 3 （Mpa） 40.3 39.4 39.8 3． 計算三塊試件的抗壓強度平均值 ＝＝39.8 （四）試驗的誤差分析 相對誤差＝＝9.5％ 二、 試驗報告 1．簡述試驗方法。 回彈法：選用HT－225型回彈儀進(jìn)行測試，每次測試選取3個試件,試件尺寸為150mm＊150mm＊150mm。試驗時先將試件放入200T壓力機內(nèi)，加以適當(dāng)壓力（約40KN）,使試件不產(chǎn)生振動。在試件兩相對

45、側(cè)面分別選取兩個測區(qū)，在每個測區(qū)內(nèi)選取8個測點并用回彈儀進(jìn)行回彈，回彈點盡量分布均勻，不可重復(fù)回彈一個測點。在使用回彈儀測量混凝土回彈值時，要求回彈儀處于水平并垂直于測試表面。試驗中隨時記錄回彈值，依次對每個試件分別進(jìn)行試驗。數(shù)據(jù)計算時，去除三個最大值和三個最小值，取10個中間值計算其平均值，并利用測強曲線計算試件混凝土強度值。 試驗機測試法：每組試驗需3個試件，試驗時先測量每個試件的各面邊長，然后將3個試件依次放入壓力機內(nèi)進(jìn)行破壞性試驗，放置時取兩個規(guī)則的平整平面置于試驗機上、下壓板間，開動壓力試驗機加載，直至試件破壞，荷載不再增加時為止。加載速度應(yīng)均衡、適當(dāng)。記錄極限破壞荷載值并根據(jù)實測

46、試件受力面積計算出混凝土抗壓強度值，根據(jù)fcu.m與fcu.i的差值合理確定混凝土最終強度值。 2．比較兩種方法測定的混凝土強度的精度。 回彈法是利用回彈儀彈擊混凝土表面，利用回彈值推定混凝土的強度?；貜椫档拇笮∨c混凝土表面硬度相關(guān)、與骨料品種、尺寸大小環(huán)境濕度、回彈角度、混凝土碳化深度等多種因素相關(guān)，因此誤差較大。壓力機測試法是直接對試件加載，根據(jù)其破壞荷載確定混凝土的強度，是對混凝土的直接檢測方法，數(shù)據(jù)真實可靠，誤差較小。 《試驗四》鋼筋混凝土梁正截面試驗 一、原始資料 2Φ10 2Φ10

47、 200 2Φ12 100 混凝土等級：C20；鋼筋保護(hù)層厚度：25mm C20 混凝土強度：fc=9.6N/mm2；ft=1.10 N/mm2； HPB235鋼筋強度：fy=210 N/mm2。 二、計算資料的整理 1、計算梁的承載極限的計算值 當(dāng)鋼筋屈服時，達(dá)到承載力的極限： 利用上面的計算公式得到： Mu=7132 N·m P= Mcr/0.3= 23773 N=23.8×103N 2、計算梁的開裂荷載計算值 利用上面的計算公式得到： Mcr=1.29×103N·m P= Mcr/0.

48、3=4300 N=4.3×103N 3、進(jìn)行荷載分級 理論計算值與實際試驗值是有誤差的，原因在于，我們所取用的鋼筋強度和混凝土強度是設(shè)計值，而在實際中，無論是鋼筋還是混凝土的強度都比設(shè)計值大很多，所以在荷載分級的時候，應(yīng)適當(dāng)加大。具體分級情況見試驗記錄表。 三、試驗記錄表 見后頁 四、開裂荷載圖 五、繪制彎矩—撓度關(guān)系曲線，并加以評述。 見下頁 彎距 撓度 七、混凝土應(yīng)變沿梁高的分布，在各級荷載下分布圖

49、及中和軸變化。 10kN 15kN 20kN 30kN 40kN 50kN 5 4 3 2 1 九、記錄實測的開裂荷載值及承載力極限值。 實測開裂荷載：11.8kN 實測極限荷載：57.2kN 試 驗 數(shù) 據(jù) 記 錄 表 八、繪制受壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變與受拉鋼筋拉應(yīng)變在各級荷載下的變化圖。 荷載 鋼筋應(yīng)變 砼應(yīng)變 《試驗五》預(yù)制板檢驗 一、繪制荷載－撓度曲線（根據(jù)實驗記錄表記錄的數(shù)據(jù)繪制） 1．預(yù)制板的基本參數(shù)： 板長：3510mm；板寬：1180mm

50、；自重：7.8Kn；裝修重：0.5Kn/m2；活荷載（分配梁等）：4.0Kn/m2；實配低碳冷拔鋼筋16b5；混凝土強度：C30； 2．計算參數(shù)： 荷載短期效應(yīng)組合下按實配鋼筋計算的板底混凝土拉應(yīng)力：sc=2.5N/mm2；預(yù)壓應(yīng)力計算值：pc=3.0N/mm2；計算撓度值：asc=5.3mm；抗裂檢驗系數(shù)：［cy］=1.24，0.95［cy］=1.18；加載采用三分點加載方案，加載設(shè)備自重2.0Kn；自重按三分點加載時折算重量：FGK1=2.83Kn ；短期荷載檢驗值Fs=9.72Kn；承載力檢驗荷載設(shè)計值Fd=12.88Kn；在板跨中兩側(cè)及兩端各設(shè)一只百分表。 3．荷載及撓度變形記錄

51、表 序號 荷載（KN） 加載系數(shù) 實測撓度（mm） 備注 0 (3.83) 自重及設(shè)備重 1 0.06 0.4 0.05 正式加載 2 2.0 0.6 0.52 3 3.95 0.8 1.15 4 5.89 1.0 1.63 撓度檢驗as0<6.4mm 5 6.86 1.1 1.87 6 7.64 1.18 2.02 抗裂檢驗0.95*1.24=1.18 7 8.22 1.24 2.15 觀察裂縫（未發(fā)現(xiàn)） 8 8.81 1.30 2.34 9 9.78 1.40 2.65

52、 10 10.75 1.50 3.01 11 11.72 1.60 4.23 發(fā)現(xiàn)裂縫 12 12.66 1.28 6.91 承載力檢驗0.95*1.35=1.28 13 13.56 1.35 10.65 承載力檢驗u=1.35 (5) 14 14.20 1.40 14.86 承載力檢驗u=1.40 (2) 15 14.85 1.45 19.48 承載力檢驗u=1.45 (1) 16 15.50 1.50 33.33 承載力檢驗u=1.50 (3) (6) 17 16.15 1.55 承載力檢驗合格后

53、加載 二、測定在正常使用檢驗荷載標(biāo)準(zhǔn)值下?lián)隙龋⑴袛嗍欠窈细? 1．實測撓度值： 在板跨中兩側(cè)及板兩端分別設(shè)百分表，根據(jù)讀數(shù)計算實測撓度值ag0=1/2(a1+a2-a3-a4)=1.63mm 2．板自重產(chǎn)生撓度值： 根據(jù)第11級加載時構(gòu)件開裂，其前一級荷載撓度實測值ab0=3.01mm，則自重產(chǎn)生的撓度為 agc=(Mg/Mb)*ab0=(Qk/Qb)*ab0=(2.35/7.2)*3.01=0.98mm 3．檢驗撓度實測值as0=ag0+agc=1.63+0.98=2.62mm<1.2[asc] 1.2[asc]=1.2*5.3=6.4mm 故撓度檢驗合格。

54、 三、判定抗裂是否合格，確定開裂荷載實測值 1．根據(jù)計算抗裂檢驗系數(shù)為1.18和1.24，但未觀察到裂縫。 2．第11級加載期間發(fā)現(xiàn)裂縫，加載系數(shù)為1.6，取第11級和第10級荷載系數(shù)的平均值，cr0=(1.6+1.5)/2=1.55>[cr]，其中[cr]=1.24，故抗裂檢驗合格。 四、判定承載力檢驗是否合格 在規(guī)定的檢驗荷載下，未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的承載力破壞檢驗標(biāo)志，因此承載力檢驗合格。 五、確定承載力極限荷載并說明承載力檢驗標(biāo)志 試驗在判定承載力檢驗合格后繼續(xù)加載，至K，=1.55時觀察到1.55mm寬裂縫，裂縫部位在板跨中主筋處，符合承載力檢驗破壞標(biāo)志（1），此時承載力檢驗

55、系數(shù)實測值u0=1.55，三分點加載時其承載力極限荷載值為34.3Kn。 六、多孔板加載方案圖及荷載--撓度曲線圖 ［試驗六］自由振動法測動力特性實驗 一、記述試驗方案及方法。 將一根I10＊1200的工字鋼梁置于兩支座上，兩個支座分別為固定鉸支座和滾動鉸支座。在鋼梁下懸吊一個50N砝碼，鋼梁上吸附一個加速度傳感器。加速度傳感器與DY-3型動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀連接。試驗時，剪斷砝碼吊繩，使工字梁在彈性恢復(fù)力下產(chǎn)生自由振動。利用采集儀記錄振動過程，將

56、記錄下的振動波形去除最前面和最后面的數(shù)個波形，選取中間的幾個振動波作為計算依據(jù)進(jìn)行計算。 二、計算出工字梁的固有頻率與阻尼。 1．固有頻率： 取3個周期的振動波，對應(yīng)的時間坐標(biāo)差值為t2-t1=0.169s，故周期T=0.169/3=0.0563s，頻率f=1/T=1/0.0563=17.76Hz。 2．阻尼系數(shù)： 該振動的對數(shù)衰減率為：=(2/K)ln(an/an+k),在波形中取三個周期的波形，則K=6，在圖中可查到an的幅值為115個單位，an+k的幅值為42個單位， 故=(2/K)ln(an/an+k)＝（2／6）ln(115/42)= ， 阻尼比=/2= /2*3.1416= 。 3．計算的波形圖附后