結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)

1、結(jié)構(gòu)工程實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)序號(hào)：專(zhuān)業(yè)：班級(jí)：姓名：同組實(shí)驗(yàn)者：試驗(yàn)時(shí)間：實(shí)驗(yàn)一 鋼筋混凝土適筋梁抗彎破壞試驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解鋼筋混凝土梁靜力荷載試驗(yàn)中隨加載大小改變，撓度變化及裂縫出現(xiàn)和發(fā)展過(guò)程及混凝土的破壞情況。2. 觀察鋼筋混凝土梁受力和變形過(guò)程三個(gè)工作階段及鋼筋混凝土梁的破壞特征。3. 測(cè)定鋼筋混凝土梁正截面的開(kāi)裂荷載和極限承載力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備與儀器1、靜力試驗(yàn)臺(tái)座、反力架、支座及支墩2、50T手動(dòng)式液壓千斤頂 3、50T荷重傳感器4、YD-21型動(dòng)態(tài)電阻應(yīng)變儀 5、X-Y函數(shù)記錄儀 6、YJ-26型靜態(tài)電阻應(yīng)變儀及平衡箱 7、顯微鏡及放大鏡 8、位移計(jì)（百分表）及磁性表座 9、電阻應(yīng)變

2、片、導(dǎo)線等三、實(shí)驗(yàn)對(duì)象我們組的梁采用的是C25的混凝土，所采用的材料如下：42.5礦渣水泥，中粗砂，2040mm單粒級(jí)碎石，縱筋為618(二級(jí)帶肋鋼筋)，箍筋為890（一級(jí)光圓鋼筋）。梁的尺寸為150×300×1500mm。試驗(yàn)加載過(guò)程中我們希望看到的是正截面的破壞形態(tài)。四、實(shí)驗(yàn)原理純彎曲鋼筋混凝土試件，純彎曲區(qū)截面有帶有荷載傳感器的試驗(yàn)機(jī)或由反力架、千斤頂、不同高度粘貼五枚應(yīng)變片。由帶有荷載傳感器組成的加載裝置加載。在梁的跨中安置上位移傳感器。由載荷傳感器和位移傳感器將試件過(guò)程中的載荷和變形，轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，輸入動(dòng)態(tài)應(yīng)變儀加以放大，然后由xy函數(shù)記錄儀再放大，并自動(dòng)描繪出載

3、荷撓度曲線或?qū)鞲衅?、放大器轉(zhuǎn)換成的電信號(hào)，輸入動(dòng)態(tài)數(shù)字采集系統(tǒng)，自行記錄PF曲線。試驗(yàn)前分別對(duì)載荷傳感器和位移傳感器標(biāo)定，得出坐標(biāo)紙(y軸)上每一厘米所代表的載荷值和位移值。設(shè)比例系數(shù)m(KNm)和n(mmcm)。在試件相應(yīng)部位再安置上百分表，觀察其撓度變化。試件上的電阻應(yīng)變片由靜態(tài)電阻應(yīng)變儀測(cè)定不同載荷時(shí)各應(yīng)變片的應(yīng)變值。5、 實(shí)驗(yàn)前期準(zhǔn)備工作1、裂縫觀測(cè)最常用于發(fā)現(xiàn)裂縫的最簡(jiǎn)便方法是借助鏡用肉眼觀察。在試驗(yàn)前用純石灰水溶液均勻地刷在結(jié)構(gòu)表面并等待干燥。當(dāng)試件受力后，白色涂層將在高應(yīng)變下開(kāi)裂并剝落。這時(shí)，在鋼結(jié)構(gòu)表面可以看到屈服線條，混凝土表面的裂縫也會(huì)明顯地顯示出來(lái)。研究墻體結(jié)構(gòu)表面開(kāi)裂

4、時(shí)，在白灰涂層干燥后畫(huà)出50mm左右的方格柵，以構(gòu)成基本參考坐標(biāo)系，便于分析和描繪墻體在高應(yīng)變場(chǎng)中裂縫的發(fā)展和走向。2、儀器的安裝為了保證試驗(yàn)量測(cè)的可靠性和儀表安裝的方便，在試件內(nèi)必須預(yù)設(shè)埋件或預(yù)留孔洞，用接觸式應(yīng)變儀量測(cè)試件表面應(yīng)變時(shí)應(yīng)埋設(shè)相應(yīng)的測(cè)點(diǎn)標(biāo)腳；鋼筋混凝土試件用電阻應(yīng)變計(jì)量測(cè)鋼筋應(yīng)變時(shí)，在澆注混凝土前應(yīng)先在鋼筋上貼好應(yīng)變片，做好防潮以及機(jī)械損傷的處理。3、試件的安裝就位1) 混凝土梁受彎構(gòu)件是簡(jiǎn)支的，在試驗(yàn)安裝時(shí)其一端采用固定鉸支座，另一端采用滾動(dòng)鉸支座。2) 在加載中，用千斤頂施加力并通過(guò)分配梁傳力在兩加載點(diǎn)對(duì)稱(chēng)加載，使簡(jiǎn)支梁跨中形成長(zhǎng)700mm的純彎曲段（忽略梁的自重）。為了減

5、少試件的安裝誤差，試件就位后的計(jì)算跨度（梁）和計(jì)算高度必須與計(jì)算簡(jiǎn)圖一致。由于支座約束條件與構(gòu)件的內(nèi)力傳遞及變形有關(guān)，因而安裝試件時(shí)，應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求選擇支座形式。一般在試件就位前，應(yīng)先在試件上畫(huà)出支座反力的作用線位置和外荷載的作用點(diǎn)位置，需要對(duì)中的試件還要畫(huà)出中心線位置，荷載作用部位要附設(shè)定位零件，以使荷載有明確的著力點(diǎn)。4、試驗(yàn)項(xiàng)目和測(cè)點(diǎn)布置1) 在梁的純彎段的縱向受力鋼筋中部預(yù)埋電阻應(yīng)變片，用導(dǎo)線引出，并做好防水處理，設(shè)1、2、3三個(gè)應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)。2) 考慮在加載的過(guò)程中，兩個(gè)支座受力下沉，支座上部分別布置位移測(cè)點(diǎn)f1和f2，以消除由于支座下沉對(duì)撓度測(cè)試結(jié)果的影響。梁的跨中布置一百分表f

6、3，測(cè)量跨中的最大撓度。梁實(shí)際跨中最大撓度 六、試驗(yàn)方法和步驟1) 在試件表面刷上白色石灰漿涂層，以襯托出在試驗(yàn)中試件表面的微細(xì)裂縫。為了便于記錄和描述裂縫的發(fā)生部位，在試件表面劃出50mm×50mm左右的方格。 2) 傳感器的標(biāo)定 通過(guò)使用電液伺服系統(tǒng)的試驗(yàn)加載標(biāo)定，結(jié)果為630/100KN。3) 將試件安放在支座上。安裝好位移傳感器和百分表。4) 將應(yīng)變片接至靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，實(shí)行多點(diǎn)測(cè)量，各點(diǎn)預(yù)調(diào)平衡。5) 預(yù)加荷載，檢查加載裝置、測(cè)試儀表是否正常工作，然后卸載。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)處理。6) 正式加載試驗(yàn)，逐級(jí)加載，記錄荷載-撓度曲線；讀取純彎區(qū)各測(cè)量點(diǎn)的應(yīng)變值。記錄試驗(yàn)數(shù)據(jù)。7) 試

7、驗(yàn)過(guò)程中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)試件裂縫的出現(xiàn)以及裂縫的寬度、長(zhǎng)度隨載荷的發(fā)展情況；描繪試件開(kāi)裂的位置。8) 記錄試件的破壞特征。七、試驗(yàn)加載階段 試驗(yàn)加載程序是指試驗(yàn)進(jìn)行期間荷載與時(shí)間的關(guān)系。加載程序可以有多種，應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)對(duì)象的類(lèi)型及試驗(yàn)?zāi)康呐c要求不同選擇。一般結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的加載程序分為預(yù)載、標(biāo)準(zhǔn)荷載、破壞荷載三個(gè)階段。1）準(zhǔn)備溫度補(bǔ)償片用電阻應(yīng)變片測(cè)量應(yīng)變時(shí)，溫度變化使應(yīng)變片的電阻值發(fā)生變化，產(chǎn)生“溫度效應(yīng)”。我們使用溫度補(bǔ)償片消除“溫度效應(yīng)”。2）標(biāo)定應(yīng)變器，測(cè)量混凝土試塊強(qiáng)度。3）架梁，安放百分表，連接儀器，預(yù)調(diào)平衡。該過(guò)程比較復(fù)雜，工作量大，我們是在老師的指導(dǎo)下和觀察了先做的幾組的操作后才順利完成

8、了該項(xiàng)工作的。4）預(yù)壓預(yù)壓可使試件內(nèi)、外部接觸良好，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，在試件制造、安裝等過(guò)程中節(jié)點(diǎn)和結(jié)合部位難免有縫隙，預(yù)加載可使其密合。 5）加載階段根據(jù)所測(cè)得的混凝土實(shí)際強(qiáng)度估算該適筋梁的極限荷載Pmax，取該值的5%為每級(jí)的加載量。八、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析1、由記錄的靜載試驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出載荷撓度曲線。梁實(shí)際跨中最大撓度表5 荷載撓度數(shù)據(jù)表加荷序數(shù)加荷時(shí)間荷載（kN）f1f2f3 跨中撓度f(wàn) 讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值00014.49/29.74/25.13/14:20314.46-0.0329.73-0.0125.180.050.0724:25614.42-0.0429.73025.220.04

9、0.0634:30914.39-0.0329.72-0.0125.260.040.0644:351214.36-0.0329.71-0.0125.320.040.0854:401514.32-0.0429.69-0.0225.360.060.0764:451814.28-0.0429.67-0.0225.400.040.0774:502114.25-0.0329.64-0.0325.490.090.1284:552414.21-0.0429.61-0.0325.610.120.1695:002714.18-0.0329.59-0.0225.680.070.10105:053014.13-0.0

10、529.52-0.0725.970.290.35115:1031.514.11-0.0229.550.0326.090.120.12125:153314.09-0.0229.54-0.0126.190.100.12135:2034.514.07-0.0229.53-0.0126.470.280.30145:253614.06-0.0129.51-0.0226.990.520.54155:3037.514.04-0.0229.45-0.0627.700.710.75165:353914.01-0.0329.40-0.0529.812.112.152、分析計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的開(kāi)裂彎矩，極限彎矩值與理論值

11、比較（1）裂縫出現(xiàn)，發(fā)展過(guò)程及試件破壞形態(tài)加載過(guò)程中，裂縫出現(xiàn)時(shí)的微應(yīng)變?yōu)?80，由已測(cè)得的傳感器靈敏度可知開(kāi)裂彎矩為：當(dāng)千斤頂上力加至30kN時(shí)出現(xiàn)了第一條裂縫，之后梁下部混凝土逐漸退出工作，由受拉縱筋獨(dú)立承受拉力。由于是少筋梁，最終的破壞是由于下部的受拉鋼筋屈服，裂縫開(kāi)展過(guò)大而失效。試驗(yàn)證明，在逐級(jí)加載過(guò)程中，下部裂縫逐漸增多并變寬變長(zhǎng)，達(dá)到1.5mm時(shí)，梁即告破壞。由以上分析可知，少筋梁的破壞形態(tài)充分表現(xiàn)了出來(lái)，從這個(gè)意義上講本次試驗(yàn)是成功的。（2） 分析計(jì)算實(shí)驗(yàn)測(cè)得的開(kāi)裂彎距并與理論值比較加載過(guò)程中，裂縫出現(xiàn)時(shí)的微應(yīng)變?yōu)?80，破壞時(shí)的微應(yīng)變?yōu)?00由已測(cè)得的傳感器靈敏度可知開(kāi)裂彎距為

12、：極限彎距為：用混凝土試塊測(cè)得的抗壓強(qiáng)度計(jì)算得的極限彎距為：受拉縱筋選26，；架立筋選28,；箍筋選；取as=35mm，則h0=265mm；剪跨a=400mm，則剪跨比（1）受壓區(qū)高度（2）彎矩加載標(biāo)準(zhǔn)值（3）根據(jù)試驗(yàn)梁材料的實(shí)測(cè)強(qiáng)度及幾何尺寸，計(jì)算正截面承載力的理論值，并與梁的正截面承載力實(shí)測(cè)值進(jìn)行比較，計(jì)算出實(shí)測(cè)值與理論值的符合程度？ 對(duì)比分析以上數(shù)據(jù)，可看出實(shí)際測(cè)得的強(qiáng)度與理論計(jì)算的很接近。從上述比較中可看出實(shí)際測(cè)量值與理論計(jì)算值相近，說(shuō)明本次試驗(yàn)是成功的。 3、裂縫形態(tài)圖 圖13 裂縫形態(tài)圖4、內(nèi)部鋼筋的應(yīng)變記錄加載序 號(hào)時(shí)間荷載（kN)A1()A2()A3()B1()B2()B3()

13、00000000014:20334333529312524:256-10-10786-7834:309119-120116-8244:3512281710-159282654:401531332814123-8964:451863564999154-7474:5021918566189368-6584:55241089971446178-5295:002712110981-3579-3610531030716115:1031.5-48666768162941743125:1533-2987546959941467135:2034.5-298779583084501

14、03145:2536-390560610238465137155:3037.5-306-2201088451533203165:35398749631012236482345、混凝土的應(yīng)變記錄加載序號(hào)時(shí)間荷載（kN)上()中()下()00000014:203-17-221524:256-77-6-5034:309-90-11-5344:3512-113242054:4015-13214-7164:4518-14314-1074:5021-14911-3384:5524-15310895:0027-14711-23105:0530-17828-43115:1031.5-8642-30125:15

15、33-14941-36135:2034.5-10437-37145:2536-12941-48155:3037.5-747719165:3539-1439-25實(shí)驗(yàn)二 簡(jiǎn)支鋼桁架非破壞試驗(yàn)一、 試驗(yàn)對(duì)象簡(jiǎn)介與應(yīng)用桁架，由直桿組成的一般具有三角形單元的平面或空間結(jié)構(gòu)。在荷載作用下，桁架桿件主要承受軸向拉力或壓力，從而能充分利用材料的強(qiáng)度，在跨度較大時(shí)可比實(shí)腹梁節(jié)省材料，減輕自重和增大剛度，故適用于較大跨度的承重結(jié)構(gòu)和高聳結(jié)構(gòu)。常用的有鋼桁架、鋼筋混凝土桁架、預(yù)應(yīng)力混凝土桁架、木桁架、鋼與木組合桁架、鋼與混凝土組合桁架。根據(jù)其幾何樣式的不同可分為三角形桁架（在沿跨度均勻分布的節(jié)點(diǎn)荷載下，上下弦桿的

16、軸力在端點(diǎn)處最大，向跨中逐漸減少；腹桿的軸力則相反。三角形桁架由于弦桿內(nèi)力差別較大，材料消耗不夠合理，多用于瓦屋面的屋架中。)、梯形桁架(和三角形桁架相比，桿件受力情況有所改善，而且用于屋架中可以更容易滿(mǎn)足某些工業(yè)廠房的工藝要求。如果梯形桁架的上、下弦平行就是平行弦桁架，桿件受力情況較梯形略差，但腹桿類(lèi)型大為減少，多用于橋梁和棧橋中。)、多邊形桁架(也稱(chēng)折線形桁架。上弦節(jié)點(diǎn)位于二次拋物線上，如上弦呈拱形可減少節(jié)間荷載產(chǎn)生的彎矩，但制造較為復(fù)雜。在均布荷載作用下，桁架外形和簡(jiǎn)支梁的彎矩圖形相似，因而上下弦軸力分布均勻，腹桿軸力較小，用料最省，是工程中常用的一種桁架形式。)、空腹桁架(基本取用多邊

17、形桁架的外形，上弦節(jié)點(diǎn)之間為直線，無(wú)斜腹桿，僅以豎腹桿和上下弦相連接。桿件的軸力分布和多邊形桁架相似，但在不對(duì)稱(chēng)荷載作用下桿端彎矩值變化較大。優(yōu)點(diǎn)是在節(jié)點(diǎn)相交會(huì)的桿件較少，施工制造方便。)等。二、試驗(yàn)介紹1、試驗(yàn)結(jié)構(gòu)用等邊角鋼焊接而成的鋼桁架如計(jì)算簡(jiǎn)圖所示.試件鋼桁架、跨度6m， 上下弦采用等邊角鋼270 ×6 ( F = 2 ×816mm2 ) ，腹桿采用等邊角鋼256 ×5 ( F= 2 ×514mm2 ) ，節(jié)點(diǎn)板厚 = 4 mm，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)下圖所示. 鋼材Q345.1電阻應(yīng)變片2撓度計(jì)2、試驗(yàn)項(xiàng)目各桿件的應(yīng)變和鋼桁架下弦結(jié)點(diǎn)的撓度。3、試驗(yàn)?zāi)康?

18、1)了解所用儀器的原理，學(xué)會(huì)所用儀器設(shè)備的安裝、操作與讀數(shù)。 (2)通過(guò)對(duì)鋼桁架各桿件的應(yīng)變和鋼桁架下弦結(jié)點(diǎn)的撓度的量測(cè)，來(lái)檢驗(yàn)桁架的工作特性和驗(yàn)證桁架。(3)通過(guò)試驗(yàn)，學(xué)會(huì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集。(4)掌握結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)中靜力實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程和方法；進(jìn)一步學(xué)習(xí)、掌握應(yīng)變和撓度測(cè)量?jī)x器的性能、安裝和使用方法；了解桁架結(jié)構(gòu)的加載方法、原理和特點(diǎn)。通過(guò)對(duì)構(gòu)件內(nèi)力、撓度、桿件附加彎矩的測(cè)定，運(yùn)用相關(guān)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的工作性能作出評(píng)定，掌握靜力實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)處理分析和結(jié)構(gòu)性能評(píng)定技能，解決工程實(shí)際問(wèn)題。分析、整理與表達(dá)。4、試驗(yàn)步驟準(zhǔn)備工作- - - - - - 分級(jí)加載(1級(jí)) - - - - - -

19、- 分級(jí)卸載(1級(jí))5、試驗(yàn)特點(diǎn)應(yīng)變測(cè)試點(diǎn)多(有6點(diǎn)) ，結(jié)構(gòu)具有對(duì)稱(chēng)性。6、桁架內(nèi)力計(jì)算假定: (1)結(jié)點(diǎn)為鉸結(jié)點(diǎn). (2)桿件軸線為直線且通過(guò)鉸中心. (3)荷載及支座反力作用在結(jié)點(diǎn)上。三、試驗(yàn)重點(diǎn)本試驗(yàn)的重點(diǎn)和難點(diǎn)主要有以下幾方面的內(nèi)容: 1、桁架的工作特性:在結(jié)點(diǎn)荷載作用下桁架各桿件呈二力桿特性，具體地說(shuō)是上弦為壓桿，在應(yīng)變特性上表現(xiàn)為負(fù)應(yīng)變(壓應(yīng)變) ，下弦桿為拉桿在應(yīng)變特性上表現(xiàn)為正應(yīng)變(拉應(yīng)變) ，腹桿中有拉桿、壓桿、零桿(要特別注意其前提:在結(jié)點(diǎn)荷載作用下，這點(diǎn)在誤差分析中很重要)。 2、桁架計(jì)算理論:節(jié)點(diǎn)法和截面法. 本試驗(yàn)報(bào)告中涉及到幾個(gè)單位荷載作用圖，而幾個(gè)單位荷載作用圖

20、的正確與否直接關(guān)系到本試驗(yàn)報(bào)告的質(zhì)量。 3、結(jié)點(diǎn)撓度實(shí)測(cè)值的處理:應(yīng)考慮支座沉降值對(duì)結(jié)點(diǎn)撓度測(cè)量值的影響，采用梯形圖處理方法。 4、時(shí)效作用對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響:鋼結(jié)構(gòu)在某級(jí)荷載作用下其變形充分發(fā)展一般需要兩個(gè)小時(shí)，但是由于時(shí)間關(guān)系學(xué)生在試驗(yàn)課上不可能按兩小時(shí)加一次荷載，這也是產(chǎn)生誤差的主要原因。5、加載卸載分析:對(duì)加載到某級(jí)荷載與卸載到同一級(jí)荷載的桿件應(yīng)變和結(jié)點(diǎn)的撓度進(jìn)行對(duì)比分析、總結(jié)，可以發(fā)現(xiàn)規(guī)律，分析原因。 6、試驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集、分析、整理與表達(dá):采集的方法，要點(diǎn);試驗(yàn)數(shù)據(jù)的定性分析與定量分析相結(jié)合;試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理應(yīng)優(yōu)先采用表格表達(dá)方式;試驗(yàn)數(shù)據(jù)的表達(dá)一般采用圖、表(記錄表格、計(jì)算表格、結(jié)果表

21、格) 、數(shù)學(xué)函數(shù)表達(dá)式。7、結(jié)點(diǎn)撓度理論值的計(jì)算:應(yīng)采用簡(jiǎn)化表格計(jì)算方法，具體地說(shuō)就是先計(jì)算某結(jié)點(diǎn)在P荷載作用下的撓度理論值(為包含荷載P的數(shù)學(xué)式)。四、試驗(yàn)對(duì)比針對(duì)當(dāng)前試驗(yàn)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)并結(jié)合具體的合理化建議與要求進(jìn)行了試驗(yàn)改革的探索與研究:1、出發(fā)點(diǎn): 1)針對(duì)現(xiàn)代試驗(yàn)大型化、現(xiàn)代化的發(fā)展趨勢(shì)，為了既培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力又能讓學(xué)生接觸和熟悉現(xiàn)代先進(jìn)的儀器設(shè)備及比較先進(jìn)的試驗(yàn)手段、方法. 2)判斷支座支撐情況是否良好. 3)了解“摸態(tài)”(振型)的概念，為后續(xù)課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2、改革方法: 1)將傳統(tǒng)手動(dòng)采集方式改為一半點(diǎn)仍采用手動(dòng)采集，一半改用自動(dòng)采集系統(tǒng)進(jìn)行采集. 2)采用振動(dòng)及動(dòng)態(tài)信號(hào)

22、采集系統(tǒng)進(jìn)行模態(tài)演示試驗(yàn)，并借此判斷支撐條件的好壞. 3)通過(guò)增加或改變加載點(diǎn)數(shù)量和位置進(jìn)行試驗(yàn)，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)者對(duì)對(duì)稱(chēng)性、等效荷載的理解與深化.3、試驗(yàn)改革前后對(duì)比:簡(jiǎn)支桁架非破損試驗(yàn)(綜合性、設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))與簡(jiǎn)支桁架非破損試驗(yàn)(驗(yàn)證型)的主要優(yōu)點(diǎn)在于:改變了加載點(diǎn)位置，加載點(diǎn)數(shù)量，使對(duì)稱(chēng)性變成了非對(duì)稱(chēng)性，相應(yīng)地使試驗(yàn)內(nèi)容和試驗(yàn)形式變得復(fù)雜、多樣，客觀上要求學(xué)生必須主動(dòng)做好試驗(yàn)的充分準(zhǔn)備，這樣就調(diào)動(dòng)了學(xué)生對(duì)試驗(yàn)的主動(dòng)性及興趣，同時(shí)可以有效抑制驗(yàn)證型試驗(yàn)中出現(xiàn)的試驗(yàn)報(bào)告千篇一律的抄襲現(xiàn)象，真正培養(yǎng)了學(xué)生的設(shè)計(jì)、創(chuàng)新能力.4、改革效果:經(jīng)過(guò)改革將驗(yàn)證型試驗(yàn)升華為設(shè)計(jì)、創(chuàng)新綜合型試驗(yàn)，不僅增加了試驗(yàn)難度，

23、還大大激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性.ACHDFEGB500X4=2000撓度計(jì)傾角儀應(yīng)變片鋼桁架尺寸與測(cè)點(diǎn)布置圖500五、試驗(yàn)方案、步驟試件鋼桁架、跨度2.0m，上下弦桿采用等邊角鋼220×2.5，腹桿采用220×2.5，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1.1所示； 2、加載設(shè)備油壓千斤頂或吊籃重物加載； 3、靜態(tài)電阻應(yīng)變儀； 4、百分表及支架； 5、傾角儀。(一)、 試驗(yàn)方案 桁架試驗(yàn)一般多采用垂直加荷方式，桁架試驗(yàn)支座的構(gòu)造可以采用梁試驗(yàn)的支承方法，支承中心線的位置盡可能準(zhǔn)確，其偏差對(duì)桁架端結(jié)點(diǎn)的局部受力影響較大，對(duì)鋼筋混凝土桁架影響更大，故應(yīng)嚴(yán)格控制。三角形屋架受荷后，下弦伸長(zhǎng)較多，流動(dòng)支座的

24、水平位移往往較大，因此支座墊板應(yīng)有足夠的尺寸。 桁架試驗(yàn)加荷方法可采用實(shí)物加荷，也可采用吊籃加荷，但一般多采用螺旋千斤頂或同步液壓千斤頂加荷，試驗(yàn)時(shí)應(yīng)使桁架受力穩(wěn)定、對(duì)稱(chēng)、防止平面外失穩(wěn)破壞，同時(shí)還要充分估計(jì)千斤頂?shù)挠行谐獭?桁架的試驗(yàn)荷載不能與設(shè)計(jì)荷載相符合時(shí)，亦可采用等效荷載代換，但應(yīng)驗(yàn)算，使主要受力構(gòu)件或部位的內(nèi)力接近設(shè)計(jì)情況，還應(yīng)注意荷載改變后可能引起的局部影響，防止產(chǎn)生局部破壞。 觀測(cè)項(xiàng)目一般有節(jié)點(diǎn)撓度和轉(zhuǎn)角、桿件內(nèi)力等。測(cè)量撓度，可采用撓度計(jì)或水準(zhǔn)儀，測(cè)點(diǎn)一般布置于下弦結(jié)點(diǎn)。為測(cè)量支座沉陷，在桁架兩支座的中心線上應(yīng)安置垂直方向的位移計(jì)。桿件內(nèi)力測(cè)量，可用電阻應(yīng)變片或接觸式位移計(jì)，

25、其安裝位置隨桿件受力條件和測(cè)量要求而定。 荷載分級(jí)、開(kāi)裂荷載和破壞荷載的判別，參照梁的試驗(yàn)。 桁架試驗(yàn)由于荷載點(diǎn)高，加荷載過(guò)程中要特別注意安全，以防損壞儀器設(shè)備和造成人身傷害。本試驗(yàn)采用縮尺鋼桁架作非破損檢驗(yàn)，以達(dá)到熟悉的目的。桿件應(yīng)變測(cè)量點(diǎn)設(shè)置在桿件的中間區(qū)段，為消除自重彎矩的影響，電阻應(yīng)變片均安裝在截面的重心線上，見(jiàn)圖1.3。在水平桿AF及BJ的支座處裝傾角儀，量測(cè)在各級(jí)荷載下的轉(zhuǎn)角變化。撓度測(cè)點(diǎn)均布置在桁架下弦結(jié)點(diǎn)上，同時(shí)支座處尚應(yīng)裝置百分表測(cè)量沉降值（及側(cè)移值）。附：試驗(yàn)儀器 應(yīng)變片粘貼位圖1.2簡(jiǎn)支剛桁架表1-1試驗(yàn)儀器表儀器名稱(chēng)規(guī)格鋼桁架跨度2.0m，上下弦桿采用等邊角鋼220&#

26、215;2.5，腹桿采用220×2.5加載設(shè)備液壓千斤頂高精度靜態(tài)伺服液壓控制臺(tái)型 號(hào)JSF-1-2.5/31.5A2流 量2.5L/min動(dòng)態(tài)精度+2%功 率2.2KW壓 力31.5MPa靜態(tài)精度+0.5%靜態(tài)應(yīng)變儀YE2538 程控靜態(tài)應(yīng)變儀圖1.3 應(yīng)變片粘貼位置示意圖(二)、試驗(yàn)步驟1、實(shí)驗(yàn)設(shè)備的連接及調(diào)試： 應(yīng)變的連接及調(diào)試將桁架上的應(yīng)變片按半橋單臂的方式（參見(jiàn)實(shí)驗(yàn)二）接入DH3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀上，采用公共補(bǔ)償。連接完畢后觀察每個(gè)測(cè)點(diǎn)是否都處在正常工作狀態(tài)(即每個(gè)通道均有數(shù)字顯示，而不是“-”)。 百分表的安裝及調(diào)整將磁芯表座吸附在置于地上的穩(wěn)定的鋼梁上（若鋼梁不穩(wěn)，在

27、測(cè)試過(guò)程中產(chǎn)生晃動(dòng)，將會(huì)影響測(cè)試精度），并將百分表的滑桿頂端頂在桁架的各節(jié)點(diǎn)上，旋緊表座連桿上的旋扭，輕輕觸動(dòng)百分表，如果指針晃動(dòng)之后能回到原位，說(shuō)明百分表已固定好；再旋轉(zhuǎn)表盤(pán)，使表盤(pán)上的兩個(gè)（或三個(gè)）指針的讀數(shù)協(xié)調(diào)一致。注意：由于撓度是結(jié)構(gòu)某一位置與一不動(dòng)點(diǎn)的相對(duì)位置變化，因此，安裝好百分表后，在荷載為零時(shí)，不一定要把百分表的指針調(diào)零，可以有一個(gè)初讀數(shù)，關(guān)鍵是要把百分表大小針的進(jìn)位關(guān)系調(diào)整好。百分表調(diào)整方法：輕輕滑動(dòng)百分表的滑桿，使表盤(pán)中的小指針指到整數(shù)并保持穩(wěn)定，然后旋轉(zhuǎn)大表盤(pán)，使長(zhǎng)指針對(duì)準(zhǔn)“0”。百分表讀數(shù)方法：先讀小表盤(pán)上距指針最近的兩個(gè)數(shù)字中小的一個(gè)作為讀數(shù)的整數(shù)位，再讀大表盤(pán)指針?biāo)?/p>

28、指的數(shù)字作為讀數(shù)的小數(shù)位，精確到0.01。2、正式實(shí)驗(yàn)： 預(yù)載：加40kN荷載，循環(huán)兩次，做預(yù)載實(shí)驗(yàn)。其目的為：消除節(jié)點(diǎn)和結(jié)合部位的間隙，使結(jié)構(gòu)進(jìn)入正常工作狀態(tài)；檢查全部實(shí)驗(yàn)裝置的可靠性；檢查全部觀測(cè)儀表的工作是否正常；檢查現(xiàn)場(chǎng)的組織工作和人員的工作情況。然后卸載，及時(shí)排除發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題。預(yù)載過(guò)程中要注意觀察應(yīng)變及撓度測(cè)試儀表的讀數(shù)是否發(fā)生變化，變化情況是否正常。 正式加載及測(cè)量：采用分級(jí)等量的荷載進(jìn)行加荷，先施加10kN初載(結(jié)構(gòu)試驗(yàn)測(cè)量的是結(jié)構(gòu)在每級(jí)加載后的應(yīng)變及撓度增量，為了排除荷載較小時(shí)的非線性段，使數(shù)據(jù)結(jié)果更理想，更好地了解整個(gè)靜載實(shí)驗(yàn)過(guò)程，因此將P0=10kN作為零荷載)，初載施加完畢

29、后，將應(yīng)變儀調(diào)零并記錄初讀數(shù)，同時(shí)記錄撓度的初讀數(shù)。然后進(jìn)行分級(jí)加載，每級(jí)荷載30kN（DP=30kN），共加三級(jí)，即10kN®40kN®70kN®100kN。每加一級(jí)荷載之后穩(wěn)載5分鐘，然后讀取應(yīng)變及撓度數(shù)據(jù)，記錄在表6-1中。實(shí)驗(yàn)共進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)，排除所測(cè)讀數(shù)的偶然性。六、試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理表6-1原始記錄表格循環(huán)次數(shù)應(yīng)變片編號(hào)荷載(kN)10305070100110124253382530201422914426153-1-129-259-388-51040-134-270-409-5485-1-212-419-620-8086-1-221-439-661-9007

30、0-210-411-643-86781-208-411-605-80090-137-277-419-562100-138-280-434-58711010821732442112-1121246377524時(shí)間2008-4-27 16:20:2002008-4-27 16:27:512008-4-27 16:33:252008-4-27 16:38:342008-4-27 16:43:4221-11232873954952-114429044460130-126-254-384-51540-134-268-407-54650-205-415-621-81461-217-436-666-9087

31、1-213-427-653-86381-208-408-609-8099-1-138-278-419-56310-1-140-284-435-58611-1104213320425120122247383522時(shí)間2008-4-28 15:44:282008-4-28 15:50:222008-4-28 15:57:232008-4-28 16:02:462008-4-28 16:07:58注明：由于實(shí)驗(yàn)材料為低碳鋼Q235 根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變公式=/ 表6-2 平均應(yīng)變值 應(yīng)變片編號(hào)荷載(kN)10305070100平均1-0.5123.5270388.5512.52-0.5143290.5443

32、6083-0.5-127.5-256.5-386-512.540-134-269-408-5475-0.5-208.5-417-620.5-81160-219-437.5-663.5-90470.5-211.5-419-648-86581-208-409.5-607-804.59-0.5-137.5-277.5-419-562.510-0.5-139-282-434.5-586.511-0.510621532242312-0.5121.5246.5380523表6-3 整理數(shù)據(jù)記錄表 應(yīng)力測(cè)點(diǎn)荷載(KN)103050701001-1002470054000777001025002-1002860058100886001216003-100-25500-51300-77200-10250040-26800-53800-81600-1094005-100-41700-83400-124100-16220060-43800-87500-132700-1808007100-42300-83800-129600-1730008200-41600-81900-121400-1609009-100-27500-55500-83800-11250010-100-27800-56400