大工17《土木工程實(shí)驗(yàn)(二)》離線作業(yè)及答案

1、實(shí)驗(yàn)一：混凝土實(shí)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、熟悉混凝土的技術(shù)性質(zhì)和成型養(yǎng)護(hù)方法；2、掌握砼拌合物工作性的測(cè)定和評(píng)定方法；3、通過檢驗(yàn)砼的立方體抗壓強(qiáng)度，掌握有關(guān)強(qiáng)度的評(píng) 定方法。二、配合比信息：1 .基本設(shè)計(jì)指標(biāo)(1) 設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)C30(2) 設(shè)計(jì)砼坍落度30-50mm2.原材料(1) 水泥：種類復(fù)合硅酸鹽水泥強(qiáng)度等級(jí) C32.5(2) 砂子：種類 河砂細(xì)度模數(shù)2.6(3) 石子：種類碎石 粒 級(jí) 5-31.5mm(4) 水：潔凈的淡水或蒸餾水3.配合比：(kg/m3)材料水泥砂碎石水水灰比砂率1n1 用量(kg)47560011252000.4235%稱量精度 0.5% 1% 1% 0.5%-15L

2、 用量(kg)7.1259.016.87530.4235%三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：第1部分：混凝土拌合物工作性的測(cè)定和評(píng)價(jià)1、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備：電子秤、量筒、坍落度筒、拌鏟、小鏟、搗棒(直徑 16mm 長600mm端部呈半球形的搗棒)、拌合板、金屬底板等。2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果工作性參數(shù)測(cè)試結(jié)果坍落度，mm40mm粘聚性良好保水性良好第2部分：混凝土力學(xué)性能檢驗(yàn)1、實(shí)驗(yàn)儀器、設(shè)備：標(biāo)準(zhǔn)試模：150mm 150mM 150 mm 、振動(dòng)臺(tái)、壓力試驗(yàn)機(jī)（測(cè)量精度為土 1%時(shí)間破壞荷載應(yīng)大于壓力機(jī)全量程的 20%且小于壓力 機(jī)全量程的80%）、壓力試驗(yàn)機(jī)控制面板、標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室（溫度 20C 2C,相對(duì) 濕度不低于95

3、%）2、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果試件編號(hào)1#2#3#破壞荷載F，kN713.5864.0870.2抗壓強(qiáng)度仁。，MPa廿出/F 100031.738.438.7其中（fee，A2、A=22500mn)抗壓強(qiáng)度代表值，MPa222500mm四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定：（1、混凝土拌合物工作性是否滿足設(shè)計(jì)要求，是如何判定的？答：滿足設(shè)計(jì)要求。實(shí)驗(yàn)要求混凝土拌合物的塌落度3050mm而此次實(shí)驗(yàn)結(jié)果中塌落度為 40mm 符合要求；搗棒在已塌落的拌合物錐體側(cè)面輕輕敲打，錐 體逐漸下沉表示粘聚性良好；塌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(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求。是如何判定的？答：滿足

4、設(shè)計(jì)要求）該組試件的抗壓強(qiáng)度分別為 31.7MPa 38.4MPa 38.7 MPa 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38.4 MPa作為該組試件的抗壓強(qiáng)度值，38.4 MPa大于38.2 MPa，因此所測(cè)混凝土強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求實(shí)驗(yàn)二：鋼筋混凝土簡支梁實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.分析梁的破壞特征，根據(jù)梁的裂紋開展判斷梁的破壞形態(tài)。2. 觀察裂紋開展，記錄梁受力和變形過程，畫出荷載撓度曲線。3.根據(jù)每級(jí)荷載 下應(yīng)變片的應(yīng)變值分析應(yīng)變沿截面高度是否成線性。 4.測(cè)定梁開裂荷載和破壞荷 載，并與理論計(jì)算值進(jìn)行比較。二、實(shí)驗(yàn)基本信息：1 .基本設(shè)計(jì)指標(biāo)(1) 簡支

5、梁的截面尺寸150mm x 200mm(2) 簡支梁的截面配筋(正截面)2 0 & 2HRB335 142.材料(1 )混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30(2)鋼筋強(qiáng)度等級(jí)HRB335、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:第1部分：實(shí)驗(yàn)中每級(jí)荷載下記錄的數(shù)據(jù)何載百分表讀數(shù)撓度/mm左支座(f1/mm)右支座(f2/mm)跨中(f3/mm)00 kN0.964.995.140110 kN0.904.915.482.58220 kN0.864.835.850.43330 kN0.824.756.260.47440 Kn0.784.686.660.46550 kN0.744.617.110.51660 kN0.704.567.520.46

6、770 kN0.674.528.030.54880 kN0.634.488.500.52990 kN0.604.439.060.6010100 kN0.574.399.650.63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(shí)所加荷載的數(shù)值。第2部分：每級(jí)荷載作用下的應(yīng)變值何載應(yīng)變值測(cè)點(diǎn)4讀數(shù)測(cè)點(diǎn)5讀數(shù)測(cè)點(diǎn)6讀數(shù)測(cè)點(diǎn)7讀數(shù)110 kN56505888220 kN99100109174330 kN258376300310440 kN445760497448550 kN5611095652570660 kN6961425832701770 kN8431760

7、1022842880 kN95220211156957990 kN106823061306104610100 kN1107259314571170四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定：(1)根據(jù)試驗(yàn)梁材料的實(shí)測(cè)強(qiáng)度及幾何尺寸，計(jì)算得到該梁正截面能承受最大 荷載為90.2kN,與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值相比相差多少？答：最大荷載 C30混凝土，f c=14.3N/mm2 ,a =1 ,HRB335 鋼筋，f c=300N/mm 環(huán)境 取為一類，保護(hù)層厚度取為 20mm界限的相對(duì)受壓區(qū)為S =0.55，取a尸45mmho=200-45=155mm,M=1.0x14.3x150x155x0.55x(1-0.5x0.55)=13

8、2.574KN.m與 實(shí)驗(yàn)相比較132.6-90.2=42.4 KN.m，即與實(shí)驗(yàn)實(shí)測(cè)值相比相差 42.4 KN.m實(shí)驗(yàn)三：靜定桁架實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?.掌握桿件應(yīng)力一一應(yīng)變關(guān)系與桁架的受力特點(diǎn)。2.對(duì)桁架節(jié)點(diǎn)位移、支座沉降和桿件內(nèi)力測(cè)量，以及對(duì)測(cè)量結(jié)果處理分析，掌握靜力非破壞實(shí)驗(yàn)基本過程。3.結(jié)合實(shí)際工程，對(duì)桁架工作性能做出分析與評(píng)定。二、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄：桁架數(shù)據(jù)表格外徑(mm)內(nèi)徑(mm)截面積(mm)桿長度(mm)線密度(kg/m)彈性模量(Mpa)222069.540.5150052.06 X 10、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:第1部分：記錄試驗(yàn)微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格何載(N)上弦桿腹桿

9、下弦桿1點(diǎn)2點(diǎn)均值力1點(diǎn)2點(diǎn)均值力1點(diǎn)2點(diǎn)均值力500-34-36-3527272626.5359.87181918.5251.231000-68-72-7053535152706.16343735.5482.091500-100-106-103787876771045.66525553.5726.532000-133-142-137.5104104101102.51391.95697371964.181000-67-70-68.551515050.1685.79353736488.880000000000000第2部分：記錄試驗(yàn)微應(yīng)變值和下弦桿百分表的讀數(shù)，并完成表格何載(N撓度測(cè)量下弦桿表

10、表表表50000.0750.12500.0750.125100000.1450.25300.1450.253150000.2200.37700.2200.377200000.2850.50200.2850.502100000.1420.25100.1420.251000.0010.00200.0010.002四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與判定：1將第一部分中內(nèi)力結(jié)果與桁架理論值對(duì)比，分析其誤差產(chǎn)生的原因?由于理論計(jì)算的數(shù)值均略大于實(shí)測(cè)值， 可能的原因如下：實(shí)際的桁架結(jié)點(diǎn)由 于約束的情況受實(shí)驗(yàn)影響較大，并非都為理想的鉸接點(diǎn)，因此部分結(jié)點(diǎn)可以傳遞 彎矩，而實(shí)際的桁架軸線也未必都通過鉸的中心， 且荷載和支座反力

11、的作用位置 也可能有所偏差，所以實(shí)際的內(nèi)力值要與理論值有誤差。2.通過試驗(yàn)總結(jié)出桁架上、下弦桿與腹桿受力特點(diǎn)，若將實(shí)驗(yàn)桁架腹桿反向布 置，對(duì)比一下兩者優(yōu)劣。當(dāng)承受豎向向下荷載時(shí)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)四：結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性測(cè)量實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?、了解動(dòng)力參數(shù)的測(cè)量原理。2、掌握傳感器、儀器及使用方法。3、通過震動(dòng)衰減波形求出系統(tǒng)的固有頻率和阻尼比。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備信息：1、設(shè)備和儀器名稱型號(hào)和規(guī)格用途拾振器DH105震動(dòng)信號(hào)轉(zhuǎn)換為

12、電壓信號(hào)輸出動(dòng)態(tài)測(cè)試系統(tǒng)DH5922采集振動(dòng)傳感器輸出的電信號(hào)，并將 其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給計(jì)算機(jī)電荷適配器將拾振器的電何信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)電腦記錄、分析數(shù)據(jù)錘子敲擊產(chǎn)生震動(dòng)信號(hào)木質(zhì)簡支梁用于實(shí)驗(yàn)敲擊的震動(dòng)源2、簡支梁的基本數(shù)據(jù)截面咼度(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(shí)驗(yàn)內(nèi)容：根據(jù)相鄰n個(gè)周期的波峰和時(shí)間信息，并根據(jù)公式計(jì)算一階固有頻率和阻尼比次數(shù)123456第i個(gè)波時(shí)間1.56152.92551.57459.3582.5681.5615波波形峰 幅值500.73518.7

13、9490.20424.32436.28500.73第i+n個(gè)波時(shí)間1.75053.14051.7629.54452.7811.7505波波形峰 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Z0.00870.00670.00870.00810.00790.0087根據(jù)公式：(1) f 丄、(2) lnA如計(jì)算上述表格中的頻率Td2 n A(ti nTd)和阻尼比，填寫到上表中。A(ti)為第i個(gè)波形的波峰幅值，A(ti nTd)為第i+n 個(gè)波形的波峰幅值。四、問題討論：1. 在實(shí)驗(yàn)中拾振器的選擇依據(jù)是什么？使用時(shí)有什么注意事項(xiàng)？答：1、拾振器的選擇依據(jù)有靈敏度、頻響、量程。使用時(shí)注意：1、靈敏度：土木工程和超大型機(jī)械結(jié)構(gòu)的振動(dòng)在1100ms-2左右，可選30