結(jié)構(gòu)實驗指導(dǎo)書(8課時)(共12頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上結(jié)構(gòu)工程實驗指導(dǎo)書學 生 實 驗 須 知1、實驗前，必須預(yù)習實驗指導(dǎo)書中的相關(guān)內(nèi)容，了解本次實驗的目的、內(nèi)容、原理、使用儀器設(shè)備、實驗操作步驟和注意事項等，并寫出合格的預(yù)習報告。2、按預(yù)約時間帶著要做實驗的預(yù)習報告準時到實驗室進行實驗，不得無故遲到、早退或缺席。3、進入實驗室后，應(yīng)保持實驗室內(nèi)安靜，不得高聲喧嘩和擅自亂動儀器設(shè)備。4、保持實驗室整潔，不準在機器、儀器及實驗臺上涂寫，不準亂丟紙屑，不準隨地吐痰。5、實驗中，認真聽取教師指導(dǎo)，嚴格遵守實驗操作步驟和注意事項，遵守儀器設(shè)備的操作規(guī)程。如果實驗時儀器設(shè)備發(fā)生故障，學生應(yīng)立即報告指導(dǎo)教師，經(jīng)及時檢查、排除故障后，

2、方可繼續(xù)實驗。6、實驗過程中，學生違反儀器設(shè)備操作規(guī)程操作損壞儀器設(shè)備、造成事故者，應(yīng)批評教育并按學校損壞儀器賠償規(guī)定賠償損失。7、實驗過程中，每個學生都必須親自動手，分工合作，共同完成本小組的實驗任務(wù)。8、實驗結(jié)束后，應(yīng)將實驗儀器、工具清理擺正，不得將實驗室的工具、儀器、材料等物品攜帶出實驗室。9、實驗報告應(yīng)及時、規(guī)范、準確地完成交上，并要求做到字跡端正、繪圖清晰、表格簡明。實驗一 電阻應(yīng)變片的粘貼一、試驗?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、試驗儀表及工具序號儀器名稱數(shù)量序號儀器名稱數(shù)量1普通數(shù)字萬用表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、丙酮等化學試劑14鋼筋或混凝土試塊2三、試驗步驟1選擇應(yīng)變片（1）選擇應(yīng)變片的形式和規(guī)格時，應(yīng)注意所測試件的材料性質(zhì)和試件所處的受力狀態(tài)。針對勻質(zhì)材料制成的試件，一般選用普通型小標距應(yīng)變片；對于非勻質(zhì)材料制成的試件，應(yīng)該選用大、中型標距的應(yīng)變片；試件處于平面應(yīng)變狀態(tài)時應(yīng)選用應(yīng)變花片。（2）分選應(yīng)變片時，首先應(yīng)對選定的應(yīng)變片逐片進行外觀檢查，要求應(yīng)變片絲刪平直，片內(nèi)無氣泡、霉變、銹點等缺陷，否則應(yīng)以剔除。然后用萬用表逐片測定其電阻值，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，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度，蠕變小，絕緣性能好等特點。目前在勻質(zhì)材料試件上粘貼應(yīng)變片時，較多地采用氰基丙烯酸類水劑粘合劑，如KH501、KH502快速膠。在混凝土等非勻質(zhì)材料試件上貼片時，常采用環(huán)氧樹脂膠。3測點表面整理為了使應(yīng)變片與測點表面粘貼牢固，測點表面必須清理擦洗干凈。對于勻質(zhì)材料試件的表面，先用工具或化學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量方向成450的細斜紋。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出測點定向標記，等待貼片。4應(yīng)變片的粘貼與干燥當選用KH502膠粘貼應(yīng)變片時，應(yīng)準備薄膜若干片；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，先在試件表面的定向標記處及應(yīng)變片基底上分別均勻地涂抹一薄層粘貼膠，稍等片刻膠層即開始發(fā)粘，此時迅速將應(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。當在混凝土表面貼片時，一般應(yīng)先用環(huán)氧樹脂膠作找平層處理，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、氧樹脂均可粘貼電阻應(yīng)變片。當室溫高于15和相對濕度低于60%時可采用自然干燥法，干燥時間一般為2448小時。室溫低于15或相對濕度大于60%應(yīng)采用人工干燥法，但是在人工干燥前必須經(jīng)過8小時自然干燥。人工干燥常用紅外線烘烤的方法，且控制烘烤時的溫度不得高于60，一般烘烤8小時即可達到要求。5焊接導(dǎo)線先在離開應(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，最后把測量導(dǎo)線的一端與接線片連接，另一端與應(yīng)變儀測量橋路連接。6應(yīng)變片的粘貼質(zhì)量檢查（1）用兆歐表量測應(yīng)變片的絕緣電阻。靜態(tài)測量的絕緣電阻應(yīng)大于200兆歐。（2）觀察應(yīng)變片的零點漂移。將應(yīng)變片接入電阻應(yīng)變儀，三分鐘之后

7、觀察應(yīng)變片的零點漂移情況，若漂移小于5認為合格。（3）檢查應(yīng)變片的穩(wěn)定性。這時對接入應(yīng)變儀測量橋路的應(yīng)變片進行電阻調(diào)平，若使用非直流電橋的應(yīng)變儀時，還需進行電容調(diào)平。當電阻電容均調(diào)平衡后，用手指接觸應(yīng)變片敏感柵部位，此時應(yīng)變儀的表頭指針將偏離零點；當手指離開后應(yīng)變儀的表頭指針時應(yīng)該回零，此時則認為該應(yīng)變片工作穩(wěn)定。若檢查的結(jié)果是絕緣電阻低、零點漂移大或工作不穩(wěn)定時，則說明該應(yīng)變片測定工作狀態(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)變片貼在試驗周期較長的試件上使用時，都需要對應(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)量合格后馬上進行。防潮處

8、理的簡便方法是用松香、石蠟或凡士林涂于應(yīng)變片表面，使測片與空氣完全隔離，達到防潮的目的。防水處理一般采用環(huán)氧樹脂膠遮蓋的方法。常用的環(huán)氧樹脂膠配方：環(huán)氧樹脂：鄰苯二甲酸二丁脂：乙二氨=1：（0.10.15）：（0.060.09）。實驗二 常用機械式儀表的使用技術(shù)一、試驗?zāi)康?了解各種機械式儀表的構(gòu)造原理和安裝調(diào)試方法。2掌握機械式儀表的測試方法，熟悉儀表刻度、量程與測量精度的關(guān)系，標距與應(yīng)變的關(guān)系。3了解結(jié)構(gòu)靜力試驗的荷載分級方法和加載制度。二、試驗設(shè)備與儀器序號儀器名稱數(shù)量序號儀器名稱數(shù)量1標準鋼梁：長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1套3荷載吊具2枚9磁性表座4個4砝碼一套（每枚重49N）6枚注：以上為每組實驗時的1整套裝置。三、儀表的安裝與調(diào)試試驗裝置、測點布置及測點編號如圖2-1所示。1、3、4測點百分表 2測點為千分表 5測點為手持應(yīng)變儀 6測點為附著式應(yīng)變儀圖2-1 試驗裝置測點布置及編號圖1百分表與千分表 百分表與千分表均用與測量位移和撓度變形。必須將表身固定在磁性表座上，并將磁性表座固定于不動的工作平臺上以作為定點，將儀表的測桿與被測試件始終緊密接觸以作為動點。安裝儀表時，應(yīng)注意必須使儀表測桿與試件表面垂直，儀表的頸軸夾在表座上的松緊程度要適中，測點表面處

10、處理平整光滑。在測量讀數(shù)時，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，應(yīng)首先在試件表面上安裝標腳，標腳的間距視手持應(yīng)變儀的標距而定。數(shù)據(jù)測量時，將儀器的兩個插軸安放于標腳的錐形小穴中，注意此時插軸必須與試件表面垂直，然后讀取儀表示值。讀書方法與百分表、千分表相同。3附著式應(yīng)變計附著式應(yīng)變計是由一塊千分表（或百分表）、一個側(cè)桿及兩個固定的標腳所組成。儀表和測桿通過兩個標腳按一定的標距固定在被測試件的表面上。當固定的標腳隨著被測試件發(fā)生變形時，標距間的距離即發(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，兩固定標腳之間的初始標準距離為L，

11、則應(yīng)變值為：=L/L。儀器安裝時，根據(jù)測試標距的要求，先將兩固定標腳粘貼于被測試試件的表面；然后分別將儀表和測桿安裝在兩個固定標腳的固定孔中，并使標桿頂著測桿的一頭。安裝時注意，應(yīng)根據(jù)測點變形的大小和方向，預(yù)估表桿頂入的深淺，以確保在整個測量過程中表桿始終與測桿接觸良好。測量讀數(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)變儀的標腳有一定的厚度，使儀表測量時離構(gòu)件表面均有一個距離a（如圖2-2），造成測量的L值大于（受拉面）或小于（受壓面）構(gòu)件表面實際的伸長量或縮短量。所以應(yīng)對實測值進行必要的修正。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 試件表面距標腳孔的圓心位置的距離（附著式應(yīng)變計）；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，見圖2-2所示；L儀器標距。4數(shù)顯位移表按儀器編號連接測桿與數(shù)顯位儀表，其連接位置在數(shù)顯位儀表后端，連接完畢之后開通電源，電源開關(guān)在數(shù)顯位移表的前端，摁下電源開關(guān)即可。根據(jù)測試的數(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、確定加荷制度標準鋼梁試驗的加荷程序按如圖2-3所示，分三級加載，每級在梁的兩端各加49N荷重砝碼，每級荷載間的間歇時間根據(jù)結(jié)構(gòu)變形知是否穩(wěn)定、以及測量讀數(shù)是否完成而確定定，每增一級荷載或卸載一級荷載都應(yīng)

13、時刻觀察鋼梁的應(yīng)變和撓度變化情況，并記錄各儀表的讀數(shù)。五、試驗步驟 1.選定測點位置。 2.在各測點上安裝儀表，檢查儀表是否進入正常工作狀態(tài)。圖2-3 加載程序圖 3.加荷之前，同時記錄各儀表的初讀數(shù)。 4.分級加荷載，每級兩端各加49N重的砝碼，每加完一級荷載即記錄儀表讀數(shù)，直至滿載3249=294N為止。 5.滿載后分級卸載，每卸一級荷載，各儀表記錄一次讀數(shù)，直至荷載卸至為零。實驗三 鋼筋混凝土簡支梁正截面受彎破壞試驗一、試驗?zāi)康?掌握制定結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗方案的原則，設(shè)計簡支梁受彎破壞試驗的加荷方案和測試方案，并根據(jù)試驗的設(shè)計要求選擇試驗測量儀器儀表。2觀察鋼筋混凝土受彎試件從開裂，受拉鋼筋屈

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

15、設(shè)計混凝土強度等級為C20，鋼筋為、級，試件配筋詳見圖4-1。圖4-1 簡支梁結(jié)構(gòu)圖2加荷方案（1）利用靜載反力試驗臺上液壓設(shè)備和荷載分配梁系統(tǒng),對梁跨三分點處施加集中荷載,以便在跨中形成純彎段.荷載裝置如圖4_2所示.試驗荷載理論計算和試驗設(shè)備強度驗算應(yīng)在正式試驗前完成。（2）荷載分級原則上是以正常使用階段荷載標準值的20%為一級,開裂荷載附近加載量應(yīng)適當減少,不宜大于正常使用階段荷載標準值的5%.超過正常使用極限狀態(tài)以后，每級加載量減少至荷載標準值的10%，接近極限承載能力時，每級荷載不宜大于5%。圖4-2 加荷布置圖3測試方案（1）根據(jù)簡支梁的內(nèi)力和變形特點，一般應(yīng)在最大應(yīng)力截面和最大撓

16、度截面處布置測點。由于本試驗采用了三分點加載方式，跨中純彎段內(nèi)梁的彎矩最大，且該區(qū)段內(nèi)個截面最大應(yīng)力相等。因此，在純彎段內(nèi)任選兩個截面，沿梁截面高度上分別布置四個混凝土應(yīng)變測點，以觀測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)受拉鋼筋的五個截面處布置了10個應(yīng)變測點，以觀測鋼筋的應(yīng)變狀態(tài)。為了解試件的變形情況，沿梁長（包括梁的跨中和兩個集中力作用點處）布置了一定數(shù)量的位移傳感器?？紤]到支座處可能也有下沉，在支座處也安裝了千分表。具體測點布置方案如圖4-3所示。圖4-3 測點布置圖（2）根據(jù)量程和精度要求選擇各種量測儀器儀表本次試驗采用如下儀表：a） 混凝土應(yīng)變h.1h8，采用附著是應(yīng)變計測量。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。d) 荷載測量選用20t或10t應(yīng)變式荷載傳感器，接入動態(tài)電阻應(yīng)變儀，輸出到函