建筑結構試驗報告(共26頁)

1、試驗一 等強度懸臂梁靜力試驗一、實驗目的和要求1、初步掌握常溫電阻應變片的粘貼技術，熟悉應變片的粘貼工藝；2、初步掌握焊線和檢查；3、掌握電阻應變儀單點測量的基本原理。4、學會電阻應變片作半橋和全橋測量的幾種不同接線方法和補償方法，并了解應變儀讀書與接橋的關系。5、通過試驗了解等強度懸臂梁的受力特征。運用所學知識處理和分析試驗所得數(shù)據，并用實測結果與理論值比較。二、試驗設備及儀表1、等強度懸臂梁試驗臺2、靜態(tài)電阻應變儀3、 電阻應變片、接線端子、膠水、導線、電烙鐵及其他工具三、測量原理（一）懸臂梁受到外力P作用而發(fā)生彎曲時，根據材料力學關于受彎梁平截面假設可得到梁橫斷面上正應力的計算公式。 可

2、用試驗方法來驗證這一公式，在梁上粘貼電阻應變片，可測得在外力P作用下應變片所在點的應變值，根據虎克定律可得到：式中E梁所用材料的彈性模量。（二）根據電阻應變儀的讀數(shù)和各橋臂應變片的應變值有下列關系：式中：分別為四個橋臂的應變片的應變值。在同一截面的壓區(qū)和拉區(qū)分別貼工作應變片R1R4，R1和R3在壓區(qū)，R2和R4在拉區(qū)，如圖1所示。由于接法不同，電阻應變儀的讀數(shù)也隨之不同。 圖1 應變片布置圖1. 半橋接法和測量（1） 溫度應變片單獨補償圖2 半橋接法溫度應變片單獨補償將工作應變片R1R4分別接于應變儀通道1通道4的AB接線柱，溫度補償片Rt接于BC接線柱，如圖2所示，另外兩半橋由內部兩個無感電

3、阻構成。應變儀讀出的應變值為： （2）工作應變片互相補償圖3 半橋接法工作應變片互相補償R1接通道的AB接線柱，R2接于通道的BC接線柱，如圖3所示。R3接于另一通道的AB接線柱，R4接于此通道的BC接線柱。R1和R2既是測量片又互為補償。應變儀讀出的應變值為：又因為，所以2. 全橋接法與測量圖4 全橋接法工作應變片互相補償采用工作片互相補償將壓區(qū)應變片分別接于AB和CD接線柱，拉區(qū)應變片分別接于BC和DA接線柱，組成全橋。如圖4所示，則應變儀讀出的應變值為：因為，所以有：四、試驗步驟1構件被測位置，畫出貼片定位線。在貼片處用細砂布按 45 ° 方向交叉打磨并干燥處理。2貼片：在應變

4、片基底底面涂上 502 膠（502 膠要適中，否則將影響應變片測試性能。此外小心不要被 502 膠粘住手指，如被粘住用丙酮泡洗），立即將應變片底面向下放在試件被測位置上，并使應變片基準對準定位線。 將一小片薄膜蓋在應變片上，用手指柔和滾壓擠出多余的膠，使應變片和試件完全粘合后再放開。用同樣的方法將接線端子粘貼在應變片一側。3. 檢查：檢查應變片與試件之間有無氣泡、翹曲、脫膠等現(xiàn)象，若有則須重貼。4. 導線固定: 將導線與應變片連接的一端去掉 2 毫米塑料皮，涂上焊錫。將應變片引線與試件輕輕拉開，用電烙鐵將一端涂上焊錫的應變片引線與導線焊接在接線端子上。焊點要光滑，防止虛焊。5將應變片按上述橋路

5、接法接入靜態(tài)應變儀的接線柱中，并把所用通道的初值調零。6預加荷載50N，檢查儀表工作是否正常。7正式試驗，分5級加載，每級50N，記錄儀表讀數(shù)。試驗數(shù)據記錄在相應的表格中，注意比較應變儀讀數(shù)與接橋的關系。8卸載，記錄卸載后的儀表讀數(shù)。五、試驗注意事項：1電阻應變片要粘貼牢固，因懸臂梁是鋼梁，應變片引線和導線一定不能碰到鋼梁，否則會發(fā)生短路。2每次試驗開始加載時，應變儀必須調零。3加載要平穩(wěn)，不能沖擊和振動，以免影響儀器讀數(shù)。4記錄儀表讀數(shù)要準確可靠。注意隨時發(fā)現(xiàn)問題，隨時查找原因，及時解決。試 驗 報 告試驗日期： 年 月 日 地點：小組人員：試驗儀器名稱及型號： 1. 按試驗要求整理出各種測

6、量數(shù)據，并作應變儀按半橋和全橋接線測量的比較。試驗數(shù)據記錄表 表1-1 接 法 半橋接法(1)單補荷載次序50N100N150N200N250Nl234平 均試驗數(shù)據記錄表 表1-2 接 法 半橋接法(2)互補荷載次序50N100N150N200N250Nl2平 均試驗數(shù)據記錄表 表1-3 接 法 全橋接法(3) 荷載次序50N100N150N200N250Nl2. 按試驗小梁的參數(shù)和支承條件作出理論計算。應變片位置和加載點距離x= mm鋼梁截面寬度b mm鋼梁截面高度h mm鋼梁的彈性模量E200kN/mm2試驗數(shù)據分析表 表1-4荷載半橋接法(1)單補應變半橋接法(2)互補應變理論實測誤差

7、理論實測誤差50N100N150N200N250N誤差注：誤差（實測值理論值）/實測值×100試驗數(shù)據分析表 表1-5荷載全橋接法(4)互補應變理論實測誤差50N100N150N200N250N誤差注：（實測值理論值）/實測值×1003.分析計算值與實測值的差異原因4.簡述補償片法和自補償法的原理。試驗二 鋼桁架結構靜力分析一、試驗目的1進一步學習和掌握幾種常用儀器的性能，安裝和使用方法。2通過對桁架節(jié)點位移、桿件內力的測量對桁架結構的工作性能作出分析，并驗證理論的準確性。二、試件、試驗設備和儀器1試件各桿采用等邊角鋼250×5，截面面積A=2×4809

8、60mm2，材料的彈性模量E=2×105N/mm2，節(jié)點板厚6mm，測點布置如圖所示。圖1 試驗桁架幾何尺寸及測點布置圖2試驗加載設備千斤頂、測力傳感器3靜態(tài)電阻應變儀4百分表及支架三、試驗步驟1檢查試件和試驗裝置，安裝儀表。電阻應變片已預先貼好，只需檢查阻值和接線測量。2加5KN荷載，作預載試驗，測取讀數(shù)，檢查裝置、試件和儀表工作是否正常，然后卸載，把發(fā)現(xiàn)的問題及時排除。3儀表重新調零，正式試驗。采用5級加載，每級5kN，每級停歇3分鐘，停歇間隙讀數(shù)。4滿載為25kN，滿載后停5分鐘，并記下讀數(shù)。5正式試驗重復兩次。四、試驗桁架理論計算。由結構力學知識，可推得如下理論結果。1桁架各

9、桿內力見圖2。圖2 試驗桁架內力圖2桁架下弦C、D、F節(jié)點的位移為A實測桿件的截面面積E桿件材料的彈性模量，理論值E=2×105N/mm2a桁架節(jié)間距離，本試驗中a700mm。試 驗 報 告試驗日期： 年 月 日 地點：小組人員：試驗儀器名稱及型號： 1鋼桁架應變試驗數(shù)據記錄表 記錄表一測點荷載12345678910記錄表二測點荷載11121314151617181920212. 鋼桁架節(jié)點位移及支座位移試驗數(shù)據記錄表測點荷載節(jié)點1節(jié)點2節(jié)點3支座1支座23比較第五級荷載作用下各桿件應變的測量值和理論值，并分析其存在差別的可能原因。測點荷載12345理論實測誤差理論實測誤差理論實測誤

10、差理論實測誤差理論實測誤差測點荷載678910理論實測誤差理論實測誤差理論實測誤差理論實測誤差理論實測誤差注：誤差（實測值理論值）/實測值×100分析存在差別的原因：4桁架在最大荷載作用時的下節(jié)點撓度測量值和理論值比較表節(jié)點號節(jié)點C節(jié)點D節(jié)點F理論值測量值誤差注：計算上述測量值時，必須考慮支座剛性位移影響的修正5.試驗中加載時如何對中？試驗三 鋼框架的動力特性試驗一、實驗目的1.了解測振儀器的配套使用方法。2. 分析記錄曲線求解結構體系的動力特性，周期，頻率，阻尼比。二、使用設備和儀表1.試件三層鋼框架模型如圖1，模擬三層剪切型框架，橫梁剛度無窮大，層高h400mm，四根立柱采用不等

11、邊角鋼，柱腳與地面固定支撐。2.儀器設備：（1）超低頻信號發(fā)生器 （2）超低頻功率放大器 （3）永磁激振器 （4）試件 （5）891- 型拾振器 （6）891- 型功率放大器 （7）智能型數(shù)據采集儀 （8）計算機模態(tài)分析系統(tǒng) （9）打印機三、儀器調試1.超低頻信號發(fā)生器超低頻信號發(fā)生器可以產生頻率在很寬范圍內變化的電試驗信號，它的波形種類有正弦波、矩形波和鋸齒波等，其中正弦波的頻率范圍為500Hz0.005Hz。使用時可根據需要選擇。使用低頻信號發(fā)生器產生頻率信號時，應注意儀器面板上的“+進時間調節(jié)器”，它所指的時間是半周期。因而應將半周期換成頻率信號以便與試驗的選擇的頻率一致。2.超低頻功率

12、放大器 GF200-4型超低頻功率放大器是強迫振動試驗激振系統(tǒng)中的功率源，它可以保證有一定功率的電流加到激振器上，且在頻率和負荷變化的情況下，它可以保持電流恒定，因此可以獲得穩(wěn)定的激振力。功率放大器開機接通低壓電源15分鐘后才能開始調整偏壓平衡，使調整后的“偏壓1”、“偏壓2”指示均為40V時，方可開啟高壓電源開關。開啟高壓開關，按下“調零”鍵，此時電表指針應該為零，說明已處在正常工作狀態(tài)。然后從電壓輸入插孔輸入一個正弦電壓的小信號，觀察從量測插孔輸出的波形或電壓，緩慢調節(jié)輸出調整電位器，使輸出的信號符合測量和分析要求（調試功率放大器應詳細閱讀儀器說明書后方可進行）。 3.永磁激振器 電磁式激

13、振器由磁場系統(tǒng)（礪磁線圈和鐵芯等），動圈（工作線圈），彈簧，頂桿等組成。其構造原理詳見教材。試驗時將激振器頂桿與試件聯(lián)接，激振器外殼安裝在另一個固定支座上。與此同時由超低頻信號發(fā)生器發(fā)出的交變電信號經功率放大器放大后輸入工作線圈，這時工作線圈即按照交變電流諧振規(guī)律在磁場中運動，從而推動試件振動。4. 891- 型拾振器 891- 型拾振器是動圈往復式磁電拾振器。主要用于測量地面、結構物的脈動或工程振動。拾振器設有小加速度、大速度、中速度、小速度四個檔，當與891- 型放大器上參數(shù)選擇檔位相對應時可分別測得加速度、速度、位移量。試驗時把拾振器用粘合劑或螺栓固結在結構的測點上，使拾振器的幾何軸線大

14、致呈水平，并使拾振器的方向與結構所要測的振動方向保持一致。根據我們所要測的位移大小選擇相應的檔位2或3，然后把拾振器的輸出線與放大器的輸入線相連接。接配時應注意共地，否則會發(fā)生串線現(xiàn)象。拾振器在非使用狀態(tài)時，均應將輸出線短路，以保護拾振器的運動部件。5. 891- 型放大器首先把電源轉換開關置于所需位置AC或DC，接好電源，打開電源開關，然后將表頭功能開關依次置于“E+”“E-”位置，通過表頭檢查電源電壓是否正常，在拾振器調好并于放大器相連接后，將放大器的K1置于“15V”或“1.5V”檔，按下按鈕開關K4,檢查拾振器工作是否正常，如表針稍有擺動，則該通道測線正常。6.INV306D型智能信號

15、數(shù)據采集儀先將放大器各通道的輸出信號按一定順序與此儀器的各輸出通道相聯(lián)接，輸出信號通過并行接口與計算機相接，然后把交直流電流轉換開關置于所需位置AC或DC。接通電源，打開電源開關。7.計算機分析系統(tǒng)（DASP分析程序） 接通電源，打開計算機，在路徑C:DASP下鍵入START或DASP回車，即啟動DASP程序，出現(xiàn)封面，并等待用戶輸入各自的密碼。輸入的密碼正確，則進入到主菜單。下方框圖為DASP的主菜單結構圖。圖1 DASP程序的主菜單結構圖 1）參數(shù)設置。在主菜單下，進入參數(shù)設置模塊，進行試驗參數(shù)設置，其中包括試驗名、試驗號、數(shù)據路徑、結果路徑、采樣類型、單位、標定值等。設置完畢后退回主菜單

16、。2）示波檢測。在數(shù)據采集以前先進入此菜單，通過示波信號檢查各通道是否正常，檢查完畢后退回主菜單。3）采樣。進入采樣程序，首先進行采樣參數(shù)設置。其中包括內存方式、觸發(fā)方式、試驗號、總通道數(shù)、程控系數(shù)、測點號碼、采樣頻率、采樣頁數(shù)等。設置完畢等待試驗開始即可進行數(shù)據波形采樣。四、試驗步驟 自由振動試驗檢查好各系統(tǒng)線路一切工作正常，開始對被測結構施加外力，使其產生位移后，突然移去外力，結構開始振動，此時計算機開始采樣，記錄下結構自由振動衰減曲線的波形，并進行數(shù)據波形存盤，然后回放記錄波形，信號一切正常即可退出采樣程序，否則檢查線路或調整放大倍數(shù)后重新采樣，直到信號滿意為止。圖6-4為此結構的自由振

17、動衰減曲線圖。圖2 自由振動衰減曲線五.計算機數(shù)據處理 自由振動試驗可直接運用DASP分析軟件進行頻譜分析得到結構的頻率、阻尼等動力特性。采樣結束后，退回主菜單，進入分析菜單。在分析菜單下調出自由振動試驗的數(shù)據波形盤，然后進行頻譜或功率譜分析。圖6-6為此結構自由振動的功率頻譜圖。最后分析結果打印輸出。圖3 功率譜圖 試 驗 報 告試驗日期： 年 月 日 地點：小組人員： 1 數(shù)據記錄與整理分析試驗四 超聲回彈綜合法測定混凝土強度試驗一、實驗目的1.熟悉和掌握超聲回彈綜合法測混凝土強度的操作方法。2. 掌握超聲回彈綜合法的數(shù)據處理和最后評定混凝土強度的方法。二、使用設備和儀表1.回彈儀 2.非

18、金屬超聲檢測儀3.探頭（換能器）4黃油（耦合劑），鋼尺5混凝土試件三、試驗內容和步驟1確定被測試件的測試部位，布置測點（1）每個測區(qū)的兩個側面布置8個回彈測點，測點均勻布置，測點間靜距不得小于2cm。（2）超聲測點布置載回彈測試的同一測區(qū)內，在每個測區(qū)內的相對測試面上，應各布置3對測點。2測區(qū)表面清理、磨平測試面應避開蜂窩、麻面部位，要求平整干燥，不應有接縫、浮漿和油垢，必要時可用砂輪片清除雜物和磨平，并擦凈粉塵。3回彈值測量。（1）每一測區(qū)應先進行回彈測量，后進行超聲測量。（2）測量回彈值時宜使回彈儀處于水平狀態(tài)，檢測混凝土澆筑方向的側面。（3）檢測時，回彈儀的軸線應始終垂直于混凝土檢測面，

19、緩慢施壓，準確讀數(shù)，快速復位。每一測點回彈值讀數(shù)精確至1。4超聲聲速值的測量（1）發(fā)射和接受探頭的軸線應在同一條直線上。（2）探頭與混凝土面之間涂上黃油等耦合劑，以確保耦合良好。（3）超聲測距L，即發(fā)射探頭和接受探頭之間混凝土厚度用鋼尺量得，其誤差應不大于1。四、試驗數(shù)據處理及混凝土強度評定1回彈值的處理計算（1）在每個測區(qū)的16個測點的16個回彈值中，剔除3個最大值和3個最小值，然后將剩余的10個回彈值按下式計算測區(qū)平均回彈值（精確至0.1）：（2）回彈儀非水平方向檢測混凝土澆筑面時，應按下式修正： 式中：非水平方向檢測時測區(qū)的平均回彈值，精確至0.1。 非水平方向檢測時回彈值的修正值，按附

20、錄附表23采用。（3）回彈儀水平方向檢測混凝土表面或底面時，應按下列公式修正： 式中：水平方向檢測混凝土澆筑表面、底面時，測區(qū)的的平均回彈值，精確至0.1。 混凝土澆筑表面、底面回彈值的修正值，按附錄附表24采用。 （4）如果檢測儀器非水平方向，且測試面為非混凝土的澆筑側面，則應先對回彈值進行角度修正，然后再進行澆筑面修正。2超聲聲速的計算每個測區(qū)測得聲時，則測區(qū)平均聲時值（）： 測區(qū)聲速值v 應按下式計算（精確至0.01km/s）: 式中：L-超聲測距（mm）。3混凝土強度的推定按照超聲回彈綜合法檢測混凝土強度技術規(guī)程（CECS02:88）,采用下列公式計算混凝土的強度： 粗骨料為卵石時 （

21、MPa）粗骨料為碎石時 （MPa）4混凝土試件的實際強度檢測混凝土試塊得到回彈值和聲時值后，將混凝土試塊放在壓力機上壓壞，可得到混凝土試塊破壞時的荷載P，則混凝土試塊的實際強度為 式中A混凝土試塊的受壓面積。試 驗 報 告試驗日期： 年 月 日 地點：小組人員：試驗儀器名稱及型號： 1超聲回彈綜合法檢測混凝土強度記錄表及數(shù)據處理回彈值記錄表測區(qū)12345678910111213141516Rm超聲聲時記錄表測區(qū)123平均值tm測距（mm）聲速（km/s）數(shù)據處理匯總表測區(qū)Rmtm推定強度破壞荷載P實際強度粗骨料類型混凝土測強公式3. 簡述檢測混凝土強度的方法并比較各種方法的優(yōu)缺點。試驗五 鋼筋混凝土梁正截面靜力性能試驗一、實驗目的1.觀察適筋梁的裂縫開展和撓度的變化，觀察適筋梁的最后破壞特征，加深對受彎構件正截面工作階段（整體工作階段、帶裂縫工作階段、破壞階段）的認識。2.測定破壞彎矩，驗證受彎構件正截面承載力的計算方法。3.進一步了解掌握