建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)指導(dǎo)說明書(新)

1、昆明理工大學(xué)建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書編者：蘇何先賴正聰專 業(yè)：學(xué) 號(hào)：姓 名：土木工程學(xué)院2013年 10 月實(shí)驗(yàn)守則1 實(shí)驗(yàn)應(yīng)嚴(yán)格按步驟進(jìn)行，安裝、接線完畢后，要仔細(xì)檢查，經(jīng)教師復(fù)查 后才能接通電源。要如實(shí)的記錄實(shí)驗(yàn)條件和數(shù)據(jù)。2 實(shí)驗(yàn)完畢需經(jīng)教師檢查儀器、工具和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后才能離開實(shí)驗(yàn)室。3 注意安全用電，遇到事故應(yīng)立即切斷電源并報(bào)告教師處理。4 要保持實(shí)驗(yàn)室安靜和整潔，嚴(yán)禁亂扔紙屑，雜物及吸煙等。5 私人器材（除文具用品外）不得帶進(jìn)實(shí)驗(yàn)室，實(shí)驗(yàn)室儀器和器材也不得 擅自帶出。6 學(xué)生對(duì)儀器和實(shí)驗(yàn)設(shè)備應(yīng)愛護(hù)和謹(jǐn)慎使用，對(duì)于不聽從教師指導(dǎo)和違反 操作規(guī)程以致?lián)p壞儀器、 工具和元器件者應(yīng)檢查原因，

2、按規(guī)定進(jìn)行賠償試驗(yàn)注意事項(xiàng)結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是一門試驗(yàn)性科學(xué)， 即用實(shí)驗(yàn)的方法去驗(yàn)證設(shè)計(jì)理論和結(jié)構(gòu)鑒定 等問題。當(dāng)然，實(shí)驗(yàn)方法是建立在很多理論基礎(chǔ)上的，如相似理論，光學(xué)、電 學(xué)、彈塑性力學(xué)等。因此，掌握實(shí)驗(yàn)理論是結(jié)構(gòu)試驗(yàn)課的一個(gè)方面。但是實(shí)驗(yàn) 性的實(shí)踐環(huán)節(jié)無疑是一個(gè)更為重要的方面， 通過實(shí)踐，掌握各種實(shí)驗(yàn)方法， 提 高實(shí)驗(yàn)技能。因此，結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)技術(shù)是工程技術(shù)人員必須掌握的技能之一。為了能夠順利的完成實(shí)驗(yàn)，要求做好以下幾個(gè)方面工作：一、實(shí)驗(yàn)前的準(zhǔn)備工作 首先，應(yīng)認(rèn)真預(yù)習(xí)本實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹⒃?、方法和步驟，熟悉 所使用的儀器和儀表的構(gòu)造和操作規(guī)則。 另外，實(shí)驗(yàn)小組成員應(yīng)分工明確、 協(xié) 調(diào)工作，準(zhǔn)備好必

3、要的表格。二、正式實(shí)驗(yàn)在進(jìn)行正式實(shí)驗(yàn)前， 要注意各測(cè)量裝置是否處于工作狀態(tài)， 儀表、試件安 裝是否穩(wěn)妥，由指導(dǎo)教師檢查后，方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 在實(shí)驗(yàn)過程中，必須嚴(yán)肅認(rèn)真、一絲不茍的進(jìn)行工作，決不允許草率了事，私 自拆動(dòng)儀器和其它設(shè)備。 實(shí)驗(yàn)完畢，應(yīng)清理好設(shè)備。 歸還所借用的儀器和工具。實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)記錄一式兩份， 一份交指導(dǎo)教師、 一份留作小組作為實(shí)驗(yàn)報(bào) 告依據(jù)。三、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告是實(shí)驗(yàn)者最后交出的實(shí)驗(yàn)成果， 是實(shí)驗(yàn)資料的總結(jié)， 實(shí)驗(yàn)者必須獨(dú)立完成報(bào)告所要求的各項(xiàng)內(nèi)容。一般實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括以下內(nèi)容：1、實(shí)驗(yàn)報(bào)告一律使用昆明理工大學(xué)報(bào)告用紙；2、實(shí)驗(yàn)名稱、日期、地點(diǎn)、條件和實(shí)驗(yàn)人員；3、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

4、、實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備、儀器、儀表、并注明型號(hào)和精度等；4、實(shí)驗(yàn)方法及步驟，扼要說明實(shí)驗(yàn)原理及如何進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；5、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)應(yīng)記錄在表格中，整理實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)必須注意有效位數(shù)的 運(yùn)算法則，不能虛構(gòu)精度；6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在實(shí)驗(yàn)中除根據(jù)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計(jì)算結(jié)果外，一般還 采用圖表和曲線表達(dá)實(shí)驗(yàn)結(jié)果；7、結(jié)論。分析所得結(jié)果及誤差，指出存在的問題及進(jìn)一步改進(jìn)措施， 實(shí)驗(yàn)的收獲及體會(huì)，思考題在報(bào)告中應(yīng)做出回答。目錄實(shí)驗(yàn)一機(jī)械式量測(cè)儀表的構(gòu)造與使用 1實(shí)驗(yàn)二電阻應(yīng)變片的粘貼及防潮技術(shù) 3 實(shí)驗(yàn)三電橋的接橋方式和靜態(tài)應(yīng)變儀的使用 6 實(shí)驗(yàn)四結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn) 9 實(shí)驗(yàn)五鋼梁動(dòng)力參數(shù)的測(cè)定 146一、實(shí)驗(yàn)的目的和要求：1、認(rèn)識(shí)結(jié)

5、構(gòu)靜載實(shí)驗(yàn)用的各種機(jī)械式量測(cè)儀表，了解它們的構(gòu)造和性能， 學(xué)習(xí)安裝技術(shù)和使用方法。2、通過實(shí)測(cè)，可進(jìn)一步熟悉等強(qiáng)梁的理論計(jì)算以及等強(qiáng)梁的質(zhì)量檢查。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和器材：1、等強(qiáng)梁加載裝置一套；2、三點(diǎn)撓度應(yīng)變計(jì)一套；3、百分表及磁性表架各一只；4、游標(biāo)卡尺、鋼皮尺各一只。三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1、通過使用熟悉這幾種儀表的外貌，了解它們的工作原理和構(gòu)造，使用方 法和適用范圍。2、在等強(qiáng)度梁上安裝百分表、三點(diǎn)撓度應(yīng)變計(jì)，在梁端施加砝碼，測(cè)量等 強(qiáng)度梁某一指定截面上的應(yīng)變及撓度值。3、將實(shí)測(cè)值與理論值進(jìn)行比較。四、實(shí)驗(yàn)方法和步驟：1、用游標(biāo)卡尺和鋼皮尺測(cè)量等強(qiáng)度梁截面尺寸（L,b,bx,x,h ）,記錄在表1

6、 1內(nèi)，h要量5次取平均值。表格1-1等強(qiáng)度梁尺寸單位：mm項(xiàng)目尺寸、第一次第二次第三次第四次第五次平均值Lbbxh2、 用磁性表架在距梁端（砝碼掛鉤槽）120mm處的截面上安裝百分表。（注意，百分表要有一定的壓縮，并嚴(yán)格垂直于梁面）分別加碼9.8N、19.6N至49N。將得到的逐級(jí)加、卸載時(shí)測(cè)量結(jié)果記錄于表1-2。3、在離梁端12cm處的截面上，放上三點(diǎn)撓度應(yīng)變儀計(jì)，測(cè)得的結(jié)果記錄于表 1 2 oLL表1 2測(cè)量數(shù)據(jù)表序號(hào)荷載（N）百分表讀數(shù)（mm）千分表讀數(shù)（mm）1029.8319.6429.4539.2649739.2829.4919.6109.8110五、理論計(jì)算1、等強(qiáng)度梁的尺寸（

7、見圖）等強(qiáng)度梁的總長(zhǎng)度b等強(qiáng)度梁根部的寬度；bx被測(cè)截面的寬度；X被測(cè)截面到加載點(diǎn)的距離(取 X=120mm；h等強(qiáng)度梁的平均厚度；梁片材料的彈性模量：E =1.96 105 MPa梁片材料的泊松比：卩=0.2852、等強(qiáng)度梁截面的應(yīng)力計(jì)算:Mx PX 6PXW - bxh2 一 bxh263、三點(diǎn)撓度應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變值計(jì)算:4hf-梁片的平均厚度三點(diǎn)撓度應(yīng)變計(jì)的跨度(f千分表的讀數(shù)差4、等強(qiáng)度梁在離梁端某一距離的撓度計(jì)算:1 =100 mmf 二旦以1 -L)2其中 J 二丄bh3 (cm 4)2EJ12五、報(bào)告要求：1、將測(cè)試結(jié)果列出表格表示。2、試比較實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論計(jì)算結(jié)果，求出誤差。3、分

8、析誤差產(chǎn)生的原因，并加以討論。六、思考題1、等強(qiáng)度梁的質(zhì)量如何鑒定？實(shí)驗(yàn)二電阻應(yīng)變片的粘貼及防潮技術(shù)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握電阻應(yīng)變片的選用原則和方法；2、掌握應(yīng)變片的粘貼技術(shù)，學(xué)會(huì)防潮層的制作。二、實(shí)驗(yàn)儀表與器材1、數(shù)字萬用表DT890B型；2、黏結(jié)劑（502膠）；3、常溫用電阻應(yīng)變片；4、懸臂等強(qiáng)梁（或鋼簡(jiǎn)支梁）及小鋼塊;5、電烙鐵、鑷子等小工具；6、環(huán)氧樹脂、聚酰胺，丙酮；7、2米長(zhǎng)塑料膠合線8根。三、實(shí)驗(yàn)方法：1、電阻應(yīng)變片的選擇在應(yīng)變片靈敏系數(shù)K相同的一批應(yīng)變片中，用數(shù)字萬用表測(cè)量應(yīng)變片的電 阻值R,將電阻差值變化在+0.5門范圍內(nèi)的應(yīng)變片選出待用。2、試件表面的處理用砂紙、鋰刀等工具將

9、試件貼片處的油污、漆層、銹跡除去，再用細(xì)砂紙 打成45交叉紋，并用棉球蘸丙酮將貼片處擦洗干凈，直至棉球潔白為止。然后 在試件上用畫針畫出貼片的準(zhǔn)確位置如附圖。按圖分別把16號(hào)片貼在等強(qiáng) 度梁（或簡(jiǎn)支梁上），7、8號(hào)片貼在小鋼塊上。具體方法如下。3、粘貼用左手捏住應(yīng)變片引線，右手在應(yīng)變片粘貼面上薄薄涂上一層粘接劑（注 意應(yīng)變片的正反面），同時(shí)，在試件貼片位置上涂上一層粘接劑，并迅速將應(yīng)變 片準(zhǔn)確的放在粘貼位置上，將一小片塑料薄膜蓋在應(yīng)變片上面，用手指順著應(yīng) 變片依次擠壓出多余的膠水，按住應(yīng)變片1-2分鐘后把塑料薄膜輕輕揭開，檢查有無氣泡、翹曲、膠脫等現(xiàn)象。如影響測(cè)量時(shí)，應(yīng)重貼。最后，貼上應(yīng)變片，

10、 焊出引線。作好引線編號(hào)。4、檢查（1）用數(shù)字萬用表的電阻檔（200Q檔）檢查應(yīng)變片有無短路、斷路現(xiàn)象， 如不能排除鼓掌應(yīng)重貼。（2）用數(shù)字萬用表檢查應(yīng)變片與試件之間的絕緣度（100M以上合格）， 低于100M時(shí)，用紅外線燈烘烤至合格。5、制作防潮層為使應(yīng)變片在潮濕環(huán)境或混凝土中具有足夠的絕緣度，在應(yīng)變片貼好后， 必須制作防潮層。防潮劑用環(huán)氧樹脂一份與聚酰胺0.3 0.6份混合而成。然后 將配好的防潮劑涂在應(yīng)變片上（包括引線的裸露部分），再用萬用表檢查一遍, 24小時(shí)防潮劑固化。咄|津一 -1-I.11fa mm四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1、簡(jiǎn)述選片原則和貼片、焊線、防潮防水處理的注意事項(xiàng)。2、分析在操

11、作過程中發(fā)生的、故障原因及排除方法。五、思考題1、萬用表、兆歐表、電橋的使用應(yīng)注意些什么？應(yīng)變片粘貼應(yīng)注意些什么?2、野外粘貼應(yīng)變片應(yīng)注意些什么？防潮措施應(yīng)如何處理？3、絲繞應(yīng)變片和泊式應(yīng)變片的區(qū)別是什么？實(shí)驗(yàn)三電橋的接橋方式和靜態(tài)應(yīng)變儀的使用一、半橋、全橋接法1、掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀調(diào)試及使用方法。2、學(xué)會(huì)單點(diǎn)、多點(diǎn)測(cè)量方法及半橋、全橋接法。二、實(shí)驗(yàn)驗(yàn)儀器及設(shè)備1、貼有應(yīng)變片的等強(qiáng)梁或簡(jiǎn)支梁。2、DH-3818靜態(tài)應(yīng)變測(cè)試儀3、YHD型位移計(jì)4、數(shù)字萬用表三、實(shí)驗(yàn)方法及步驟1、準(zhǔn)備工作a）、測(cè)各電阻應(yīng)變片的對(duì)梁絕緣電阻100M，自身電阻120左右（用萬用表）；b）、測(cè)YHD型位移計(jì)中線與另外兩

12、端的電阻為 50（ 80）門左右（用萬用表）；c）、在距等強(qiáng)梁加載線120mm處的橫向中點(diǎn)安裝好YHD位移計(jì)頂桿。2、半橋測(cè)量a） 、按圖2-2（a）進(jìn)行接線（四分之一橋），平衡應(yīng)變儀（顯示為 0）,分五級(jí)加載至49 （5個(gè)砝碼，9.8 X5） N,再分五級(jí)卸載至0,每加、卸一級(jí)荷載 記錄一讀數(shù)，并記入表格1中，加載、卸載各進(jìn)行一次，同時(shí)將加載至 49N 時(shí)的讀數(shù)記入表2第一欄中。b）、分別按圖2-2 （b）、2-2 （c）、2-2 （d）接線，一次加載49N （每次接好線，加載之前都要平衡應(yīng)變儀），讀取數(shù)據(jù)，記錄于表2中的第二、三、四欄。3、全橋測(cè)量分別按圖2-2 （e）、2-2 （f ）接

13、線，一次加載49N （每次接好線，加載之前 都要平衡應(yīng)變儀），讀取數(shù)據(jù)，記錄于表2第五、六欄中。4、多點(diǎn)測(cè)量。將等強(qiáng)度梁上的六個(gè)測(cè)點(diǎn)應(yīng)變片分別接到靜態(tài)應(yīng)變儀任意六個(gè)通道的AB端。、0、片共用補(bǔ)償片O或，平衡應(yīng)變儀，一次加載49N把各 測(cè)點(diǎn)應(yīng)變值讀數(shù)記錄于表格3中，重復(fù)3次，讀取平均值。5、撓度測(cè)量將YHD位移計(jì)按半橋方式接入應(yīng)變儀，平衡應(yīng)變儀，一次加載49N,讀取數(shù)據(jù)，記錄于表2第七欄中。注意：應(yīng)變值讀數(shù)一律取整數(shù)。四、數(shù)據(jù)處理及報(bào)告要求1、 認(rèn)真編制表格1、2、3，填入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并在表2中給出各種橋路的橋臂系 數(shù)b;2、對(duì)表3中。至國(guó)應(yīng)變片的應(yīng)變讀數(shù)值按下式進(jìn)行儀器誤差修正，得出真實(shí)應(yīng)變值；

14、片。K儀；儀=K片 ；片其中：K儀=2,；儀即為讀數(shù)值，K片=2.08。3、將YHD位移計(jì)應(yīng)變讀數(shù)除于相應(yīng)靈敏系數(shù)得到撓度值（mr）4、把所用的等強(qiáng)度梁，通過機(jī)測(cè)、電測(cè)加以整理后的應(yīng)變、撓度與理論值進(jìn)行 比較，算出相對(duì)誤差用表格來表示，并將由電測(cè)法所得真實(shí)應(yīng)變值計(jì)算出的 泊松比卩與提供值（0.285）進(jìn)行比較。5、分析機(jī)測(cè)、電測(cè)與理論值產(chǎn)生誤差的原因。五、思考題1、試述電測(cè)和機(jī)測(cè)的特點(diǎn)。2、試述單臂、半橋、全橋測(cè)量的主要應(yīng)用范圍。3、a、b、c、d、e、f不同聯(lián)接時(shí)的橋臂系數(shù)各為多少？0D(a)B(b)BBDD(c)(d)圖2-2測(cè)量橋路示意圖表1按a圖接線試驗(yàn)數(shù)據(jù)荷載/N加載卸載09.819

15、.629.439.24939.229.419.69.80應(yīng)變/卩圖2半橋、全橋?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)荷載：49N接線方式（圖）abcdefYHD位移計(jì)（半橋）應(yīng)變/卩橋臂系數(shù)b/圖3多點(diǎn)測(cè)量荷載49N測(cè)點(diǎn)應(yīng)變片123456應(yīng)變/ 口123平均值/ 口修正后真實(shí)值/ 口實(shí)驗(yàn)四結(jié)構(gòu)的靜載試驗(yàn)鋼桁架非破壞試驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康?、認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)用的幾種儀器、設(shè)備，了解它們的結(jié)構(gòu)、性能，并學(xué)習(xí)其 安裝和使用方法。2、熟悉結(jié)構(gòu)靜載試驗(yàn)的全部工作過程，學(xué)習(xí)試驗(yàn)方法和試驗(yàn)結(jié)果的分析整理。3、通過桁架節(jié)點(diǎn)位移、桿件內(nèi)力的測(cè)量對(duì)桁架結(jié)構(gòu)的工作性能作出分析，并驗(yàn) 證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。二、試件、試驗(yàn)設(shè)備和儀器 1、試件一一鋼桁架（見圖1

16、）37SJ7M7S075037S3000圖1鋼桁架受力簡(jiǎn)圖2、試驗(yàn)裝置構(gòu)成一一（1）鋼桁架；（2）支墩；（3）鉸支座；（4）側(cè)限導(dǎo)軌；（5）23、試驗(yàn)測(cè)量裝置DH-3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、千分表、百分表，應(yīng)變及位移測(cè)點(diǎn)布置見圖3S、J左右對(duì)稱的電阻應(yīng)變片； 百分表（千分表）；三、試驗(yàn)方法和步驟1、本試驗(yàn)采用砝碼逐級(jí)加載方式，每個(gè)砝碼重 100N，加載時(shí)兩個(gè)砝碼（200N） 為一級(jí)，共分為四級(jí)加載。2、桁架就位于固定的剛性支墩上，并設(shè)置平面外位移側(cè)限裝置，防止試驗(yàn)中桁 架出平面喪失整體或局部穩(wěn)定。3、按測(cè)點(diǎn)布置圖在各測(cè)點(diǎn)上安裝各種儀器、儀表。4、對(duì)桁架進(jìn)行預(yù)載試驗(yàn)，加載 200N,檢查各種儀表工

17、作是否正常，然后卸載1）在預(yù)載試驗(yàn)中，如發(fā)現(xiàn)儀器安裝及讀數(shù)有問題，必須加以調(diào)整2）編制表格，將所有儀器的初讀數(shù)記入表格中，正式開始試驗(yàn)。5、滿載（800N）后逐級(jí)卸載，并記錄讀數(shù)。表4-1應(yīng)變記錄表、荷載應(yīng)02004006008006004002000S1S2S3S4S5S6J1J2J3J4J5J6表4-2位移記錄表荷載N位移、載良020040060080060040020001234四、理論計(jì)算1、在圖1所示荷載作用下桁架桿件的內(nèi)力見圖 4圖4桁架內(nèi)力圖2、桁架下弦點(diǎn)撓度計(jì)算單位力作用于節(jié)點(diǎn)“ F”時(shí)桁架桿件內(nèi)力N；見圖5圖5單位力作用于節(jié)點(diǎn)“ F”時(shí)桁架桿件內(nèi)力圖單位力作用于節(jié)點(diǎn)“ G”時(shí)

18、桁架桿件內(nèi)力 瓦見圖6。圖6單位力作用于節(jié)點(diǎn)“ G”時(shí)桁架內(nèi)力圖F、G點(diǎn)位移計(jì)算公式如下式所示：fF八皿皿EAEA式中E鋼材的彈性模量 E=1.96 105MPa3、桁架各桿件截面幾何尺寸及內(nèi)力系數(shù)填表計(jì)算五、試驗(yàn)結(jié)果的整理分析1、架下弦節(jié)點(diǎn)撓度分析1）繪制各級(jí)荷載作用下桁架下弦的實(shí)測(cè)與理論撓度曲線（應(yīng)考慮支座剛性位 移的影響修正）。2）比較桁架在滿載時(shí)下弦測(cè)點(diǎn)處的實(shí)測(cè)與理論撓度值。3、桁架桿件的內(nèi)力分析1）繪制桁架桿件 CD、AF 在各級(jí)荷載作用下的荷載應(yīng)變曲線。2）比較桁架各桿件在滿載作用下軸力的實(shí)測(cè)值與理論值。六、分析討論 1、根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析，對(duì)鋼桁架受載后的實(shí)際工作狀態(tài)作出結(jié)論。2、

19、分析各種實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與理論值不相符合的原因，并加以討論。3、預(yù)載試驗(yàn)的作用。附表 鋼桁架F、G點(diǎn)位移計(jì)算表?xiàng)U件編號(hào)桿件型號(hào)桿件長(zhǎng)度L(mm)桿件 2 截面A(mm)LEA桿件內(nèi)力NN2nNlnnlEAEAAC15X 15X0.675034.56CD15X 15X0.675034.56DE15X 15X0.675034.56EB15X 15X0.675034.56AF15X 15X0.6442.534.56CF15X 15X0.6442.534.56CG15X 15X0.6442.534.56DG15X 15X0.6442.534.56DH15X 15X0.6442.534.56EH15X 15X0.6442.534.56El15X 15X0.6442.534.56BI15X