建筑結構試驗范文解析

第一部分：試驗準備（一）試驗注意事項學生到實驗室做試驗，為確保試驗的順利進行，達到預期的試驗目的，應做到以下幾點：一、試驗前作好準備工作1、預習試驗指導書，明確試驗目的，了解試驗方法、步驟和注意事項。2、預習與試驗有關的基本理論和其他有關參考資料。3、對試驗中所用到的儀器、設備，應先從課本上熟悉和了解。4、應清楚地知道所做試驗的觀測內容、所需記錄的項目及數(shù)據(jù)處理的方法，事先準備好記錄表格等。二、嚴格遵守試驗室的規(guī)章制度1、進入實驗室，必須嚴肅認真，保持安靜。2、愛護儀器設備，嚴格遵守操作規(guī)程。3、非本試驗所用的儀器及設備不準隨意動用。4、試驗完畢后，應將所用儀器設備擦拭干凈，恢復到原來正常狀態(tài)。5、所用的儀器及設備，須經指導老師清點后，方可離開實驗室。三、認真做好試驗1、認真聽取教師講解。2、試驗前檢查清點試驗用儀器、儀表、器材等設備。3、應樹立嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，認真細致地按試驗要求和步驟進行試驗。4、對電測或貴重的儀器設備，在接線或布置完成時，應經教師檢查通過后，方可開始試驗。5、試驗過程中，應密切觀察試驗現(xiàn)象，隨時進行分析，發(fā)現(xiàn)異常情況應及時匯報；試驗時注意采取防護措施，確保人身、儀器及設備的安全。6、認真記錄試驗量測數(shù)據(jù)，記錄儀器型號、精度、量程，以及試件的有關參數(shù)；若試驗結果與環(huán)境溫（濕）度有關，還應記錄試驗時的溫度和濕度。原始數(shù)據(jù)不得隨意修改。7、試驗教學是培養(yǎng)學生動手能力的重要實踐性環(huán)節(jié)之一。試驗時，根據(jù)試驗內容，在試驗小組中可進行適當分工，但每個學生都應自己動手，相互交流，完成試驗各個環(huán)節(jié)。四、認真寫好試驗報告試驗報告是對試驗成果的總結，通過認真書寫試驗報告，可以提高分析問題的能力。報告必須獨立完成，要求書寫整潔、內容清楚，要有分析和自己的觀點，并進行討論。一般試驗報告應具有以下內容：1、試驗名稱、試驗日期、試驗者及同組成員；2、試驗目的；3、試驗的基本原理、方法和步驟；4、儀器及設備名稱、型號、精度、量程等；5、試驗數(shù)據(jù)及其處理（包括所有原始數(shù)據(jù)、計算公式、運算數(shù)據(jù)、最終結果及誤差分析等）；試驗數(shù)據(jù)及其運算整理，最好能以表格形式列出，注明測量單位，試驗結果最好用曲線形式給出或給出經驗公式；6、討論；根據(jù)試驗結果及試驗現(xiàn)象，結合基本理論知識進行分析討論，提出相應的見解。（二）常見結構試驗設備及儀器1.結構試驗加載設備（1）各類試驗臺座；（2）各類加載架；（3）液壓試驗機；（4）液壓加載設備--油泵、千斤頂；2.結構試驗常見試驗儀器（1）電阻應變計：又稱電阻式應變片；（2）拉壓傳感器和壓力傳感器；（3）讀數(shù)顯微鏡；（4）電阻應變儀；（5）位移傳感器：百分表（精度0.01mm），千分表（精度0.001mm）等；（6）數(shù)據(jù)采集儀；（7）各類回彈儀。（三）工程結構常見試驗儀器的使用1.讀數(shù)顯微鏡的使用工程背景：測量混凝土構件的裂縫寬度。儀器的使用要點：量程：一般而言，微調輪尺量程：1；有些儀器還同時具有其他形式的最大量程標尺：如水平標尺，水平標尺最大讀數(shù)即為該儀器最大量程，再比如JC-1型手持式讀數(shù)顯微鏡的最大量程6，可從目鏡中看到。讀數(shù)精度：一般0.01，可從儀器或說明書查知。使用方法：調整儀器采光窗方向，使光線充分進入采光窗。微調輪的起始讀數(shù)回“0”；若存在最大量程標尺，可估計測量量程需要，將該標尺調整到某個整數(shù)，以方便讀數(shù)。調整目鏡焦距，使“被測對象”清晰；注：若儀器目鏡中“十字絲”不清晰，可調整目鏡解決。③“被測對象”與儀器相對移動，使“被測線寬一側”與十字絲“豎線”對齊，然后，轉動微調輪，使十字絲“豎線”移動到被測對象的另一側。讀數(shù)即為被測線條“寬度。2.回彈儀的使用工程背景：對混凝土結構、構件進行無損檢測。儀器的使用要點：（1）型號：型號較多，比如常用的HT-225型。（2）讀數(shù)單位：Mpa；精度：0.1Mpa。（3）工作原理：利用撞擊桿的回彈高度，間接推斷被測材料的強度。（4）儀器操作方法：回“0”：用力“頂”一下沖擊桿端部，放出沖擊桿；垂直對準被測物體，徐徐壓入沖擊桿；當聽到“啪”的聲音后，按下“鎖定按鈕”；讀數(shù)（5）混凝土強度測定方法：在被測對象上選“測區(qū)”，每個測區(qū)面積200×200，測區(qū)個數(shù)視被測對象大小、長短而定，一般≥5個；用砂輪清理測區(qū)后，在每個測區(qū)，均勻選“測點”≥16個，并記錄每次回彈儀讀數(shù)；計算統(tǒng)計平均值：去除最大值3個、最小值3個，剩余10個值平均；用1%酚酞溶液：測定混凝土“碳化深度”（混凝土本色未改變的深度為已經碳化、紫色為未碳化）；結合：平均強度數(shù)值和碳化深度，查用強度換算表，確定出“混凝土實際強度”。備注：強度換算表見有關資料，或根據(jù)地區(qū)混凝土的具體情況自己制做表格。3.百分表、千分表：工程背景：該儀器用于“位移量”測量，常用來量測結構或構件的豎向或橫向的位移。百分表：讀數(shù)精度0.01；千分表：讀數(shù)精度0.001；以百分表為例，介紹使用方法：初始讀數(shù)：方法一：記錄表盤初始讀數(shù)；方法二：旋轉表盤回“0”，此時初始讀數(shù)為“0”；讀數(shù)：大表盤每格0.01，表針轉動一圈100格，恰為1；此時，小表針恰好轉動1格，故小表盤最大讀數(shù)即為百分表的最大量程。4.YJR-5型靜態(tài)數(shù)字應變儀的使用：工程背景：和電阻應變片配合使用，測量構件應變值。粘貼在構件上的應變片隨構件變形時，其阻值發(fā)生變化，利用靜態(tài)應變儀內部的惠斯登電橋，將電阻的微小變化量轉換為電壓（或電流）信號，經靜態(tài)應變儀內部的放大、檢波等電路，并最后轉換為應變量顯示出來。為更好的使用靜態(tài)應變儀，將有關的幾個概念介紹如下：（1）電阻應變片：種類很多，根據(jù)測量應變方向，有單軸和多軸之分，最多見的單軸應變片構造如圖所示：（2）應變片的靈敏度系數(shù)：將應變片貼在構件欲測應變方向，構件變形時，應變片的電阻相對變化與構件該方向的應變之比值，稱為應變片的靈敏度系數(shù)：常用的應變片靈敏度系數(shù)=2～2.4。靜態(tài)應變儀的靈敏度系數(shù)與儀器校準：應變儀的靈敏度系數(shù)是按=2設計的，當選用的應變片的≠2時，必須在測量前進行儀器校準。為保證標定精度，校準辦法是將背面板的平衡開關置于平衡檔，平衡電位器置零擋，接入標準電阻形成惠斯登電橋后，然后按入標定開關（標定狀態(tài)），對照下表查得標定值，轉動幅調電位器，使表頭顯示標定值時，說明已經標定好（即測量值不必再進行誤差修正），則可把標定開關按出（非標定狀態(tài)）。YJR-5型靜態(tài)數(shù)字應變儀標定值表應變片校準值1.91.9522.052.4橋臂120Ω52635182500048784762465145454444434742554167儀器測量時測點平衡調整：標定好的儀器，接入工作應變片后，調節(jié)對應的平衡電位器，使顯示“0”，則測點平衡調好，即可進行測量數(shù)據(jù)采集。(1)儀器外觀構造：（2）儀器配件：塑殼密封120Ω×2精密無感線繞電阻（又稱標準電阻或標準外橋電阻）。（3）靜態(tài)應變儀的使用、儀器的校準：關閉電源（按鍵式開關置“按出”狀態(tài)）；按出標定鍵（置非標定狀態(tài)）；選擇開關置“0”；開啟電源，前面板表顯示為：00000；按出量程鍵（此時置小量程狀態(tài)：0--19999；按入為大量程狀態(tài)：0--39999；1=10-6）將后面板接線柱D1、D2、D3用三連片連接；把2聯(lián)式標準電阻器接A、B、C；接通電源；后背面板“轉換開關”按到“平衡”擋；依次調節(jié)“對應平衡電位器”使數(shù)字回“0”；此時，儀器校準完畢。注意：儀器校準時，除標準電阻外，不得接入任何應變片。②、儀器的K值修正：拆下塑殼標準電阻，按設計接入半橋橋路；若采用全橋，則還應將三連片也拆除，按設計橋路接入即可。按下標定鍵（進入標定狀態(tài)）：轉動“幅調電位器”至“4762”后，按出標定鍵。備注：每換接一種工作橋路，均應重復K值修正。③、應變測量調節(jié)對應的平衡電位器，使顯示“0”，加載、采集數(shù)據(jù)。（4）電橋工作原理由前知：靜態(tài)應變儀內部的惠斯登電橋，可將電阻的微小變化量△R轉換為電壓（或電流）信號，經靜態(tài)應變儀內部的放大、檢波等電路，并最后轉換為應變量顯示出來。那么，這種變化具有什么規(guī)律呢？推導得出△UBD公式如下：全橋測量時，若四橋臂有感電阻阻值分別變化：△R1、△R2、△R3、△R4、則：可見，把應變片阻值的變化△R，轉換為輸出BD端△UBD；且符合規(guī)律：“相對B或D點，鄰臂△R符號反，成相減輸出；對臂△R符號同，成相加輸出?！笨梢姡簭撵o態(tài)應變儀讀出的應變代數(shù)和與各橋臂應變片讀數(shù)符合下列關系：（5）橋路連接全橋電路：若R2、R4為溫度補償應變片時,稱為全橋單補,若四橋臂均接入工作應變片時,稱全橋互補.半橋電路：若、接入工作應變片，另半橋為應變儀內部標準電阻時，組成半橋電路。1/4橋路（半橋單補）：若接入工作應變片，為溫度補償應變片，另半橋為應變儀內部標準電阻時，組成1/4橋電路。（6）常見幾種橋路的特點：橋路輸出靈敏度取決于應變片在受力構件上的貼片位置和方向、以及它在橋路中的接線方式，一般，常用橋路具有的特點如下：=1\*GB3①軸向拉（壓）受力測量：半橋單補：工作片R1沿受力方向貼片，不易消除偏心作用引起的彎曲影響。全橋單補：工作片R1、R3沿受力方向貼片，輸出電壓提高1倍（即靈敏度提高1倍），可消除彎曲影響。半橋互補：工作片R1沿受力方向貼片，工作片R3垂直受力方向貼片，輸出電壓提高到（1+）倍，不能消除彎曲影響。全橋互補：工作片R1、R3沿受力方向貼片，工作片R2、R4垂直受力方向貼片，輸出電壓提高到2（1+）倍，且能消除彎曲影響。=2\*GB3②彎曲受力測量：半橋單補：工作片R1沿拉（壓）力方向貼片，貼片少，但只測一面彎曲應變，靈敏度不提高。半橋互補：工作片R1（R2）沿拉（壓）力方向貼片，貼片少，可同時測兩面彎曲應變，以便取平均值，輸出電壓提高1倍，可消除軸向拉（壓）影響，但只適用于勻質材料。全橋互補：工作片R1、R2沿拉力方向貼片，工作片R3、R4沿壓力方向貼片，可同時測量兩面四點彎曲應變，輸出電壓提高到4倍，且能消除軸向拉（壓）影響，但貼片多，但只適用于勻質材料。5.壓（拉）力機使用：（萬能試驗機）（1）表針、表盤：主動針---加載指示針，按前后位置，為后針；從動針---因加載結束瞬間，主動針會自動回“0”，為了指示極限荷載位置，設計了可靜止于破壞荷載Pu處的從動針；表盤上可能有幾排（圈）讀數(shù)，每一排讀數(shù)對應于壓力機的一個最大壓力的等級。見（4）。（2）回油閥：加載結束后，回油以控制表針復位；控制加載夾頭升降、調整夾頭工作間距；（3）進油閥：配合主動表針、控制加載速度、停頓、行進；（4）加載等級選擇：一般，一臺壓力機均有幾個加載等級供選擇，表盤也有相應的幾排讀數(shù)，選擇相應的砣，則使用相應的加載等級。備注1：萬能試驗機操作規(guī)程選擇測量范圍按裝擺桿上的砣，按下電源按鈕，指示燈亮。根據(jù)試件形狀及尺寸，把相應的鉗口裝入上、下鉗口座內。在描繪器的轉筒上卷壓好記錄紙，以便于繪圖。開動油泵，擰開送油閥使試臺上升10mm，然后關閉送油閥。如果試臺已在上升位置，則不必這樣做。將試件的一端夾于上鉗口中，開動油泵調整指針對準度盤零點。開動電動機，將下鉗口升降到合適高度，將試件另端夾在下鉗口。將繪圖筆放下，進入繪圖狀態(tài)，并配好繪圖比例。按試驗要求的加荷速度，慢慢擰開送油閥進行加荷實驗。試件斷裂后，關閉送油閥，并停止油泵工作。把記錄的繪圖筆抬起，打開回油閥卸荷后，將從動針撥回零點，取下試件殘余物。備注1：試驗時測力計擺桿及指針不準超出最大限度。試驗時因故油泵停止，要將加荷去掉，檢查后重新開動油泵進行試驗，不準在高壓下啟動。試驗時若發(fā)生異常，要立即切斷電源。備注2：萬能實驗機度盤范圍選擇直徑（）度盤選擇控制速度標準長度（）屈服前屈服后81200.2-0.8＜2040101200.5-1.1＜2550121200.8-1.4＜3060143001.2-1.8＜3570163001.7-2.3＜4080183002.2-2.8＜4590203002.8-3.5＜50100223003.5-4.1＜55110＞226004.0-5.5＜70備注3：標準件用碳素鋼熱軋圓鋼直徑d()與面積A()對應取值（2002.2）5.56.06.57.08.09.01011121323.7628.2733.1838.4850.2763.6278.5495.03113.1132.714151617181920212223153.9176.7201.1227.0254.5283.5314.2246.4380.1415.524252627282930313233452.4490.9530.9572.6615.8660.5706.5754.8804.2855.334353638409.7.9962.11018.01134.01257.06.蝶式引伸儀使用：此儀器是一種利用機械杠桿原理和百分表組合而成的變形測量儀器。使用時，調好上下兩刀口之間的標距，把被測對象夾住即可。蝶式引伸儀的使用方法：(1)根據(jù)需要，調整“可移動刀口”至需要的位置后，擰緊固定螺絲；一般，為計算方便，位置取100mm；這樣，上下兩對刀口之間“標距”即為100mm；(2)為保護“刀口”，儀器不用時，兩刀口之間用軟木隔開，以免在夾緊彈簧作用下，兩側刀口相互碰撞；(3)使用時，用力將兩側刀口“拉開”，將試件（比如：鋼筋）放入兩刀口之間，在夾緊彈簧的作用下，試件“擠”在上下兩對刀口之間；(4)當試件受拉變形時，隨著拉力不斷增大，則左、右兩個百分表指示的“位移量”也在不斷加大；第二部分：試驗內容試驗一常用機械式量測儀表的構造與使用一．試驗目的了解各種常用機械式量測儀表及其構造原理；掌握它們的安裝和測讀方法。二．實驗設備及儀表標準試驗鋼梁及其加載設備；千分表及磁性表座；鋼尺一把；讀數(shù)顯微鏡。三．實驗內容用千分表量測加載時鋼梁的撓度值，并與理論值相比較；用讀數(shù)顯微鏡實測一細線的寬度，練習讀數(shù)；四．試驗步驟量測標準梁的寬度b、厚度h和支座間的距離L；在梁上安裝千分表；記錄各表的初讀數(shù)；分三級加載，記錄各級荷載作用下儀表的讀數(shù)；分三級卸載，記錄并校核各級荷載作用下儀表的讀數(shù)；重復加卸載三次。*撓度的理論計算公式：（X=L/4，ES=2.1×105N/mm2）試驗二電阻應變片的粘貼一.試驗目的1、掌握電阻應變片的選用原則和方法；2、學習和掌握常用電阻應變片的粘貼技術。二.試驗用品及工具1、電阻應變片；2、鋼材試件；3、數(shù)字萬用電表；4、放大鏡；5、粘結劑（KH502膠）、丙酮或酒精；6、砂紙、棉花球、鑷子、塑料薄膜；7、電烙鐵、焊錫絲、松香、接線端子、導線。三.試驗方法及步驟1、應變片檢查分選①外觀檢查——借助放大鏡肉眼檢查；應變片應無氣泡、霉斑、銹點等，應變片絲柵應平直、整齊、均勻；外觀有缺陷的應變片應予剔除。②阻值檢查——用萬用電表檢查應變片電阻值并分組；應變片應無短路或斷路現(xiàn)象，用于同一測區(qū)的應變片電阻值應基本一致，阻值差異不大于0.5％。2、試件測點表面處理①測點檢查——檢查測點處表面狀況；表面應平整、無缺陷、無裂縫等。②打磨——用0＃砂紙打磨試件表面，除去表面銹斑、污漬等；要求表面光潔度達到△5；注意打磨時不應減小試件斷面。③清洗——用棉花球蘸丙酮或酒精清洗試件表面；要求達到用棉花球干擦時無污染。④定位——根據(jù)所測應變方向，用鉛筆等在試件表面劃出測點定位線，應變片縱軸線應與應變方向一致。3、應變片的粘貼①上膠——用鑷子夾住應變片引出線，在應變片背面涂一層薄膠，測點處也涂上薄膠，將應變片按測點方位放上。②擠壓——用一小片塑料薄膜紙蓋在應變片上，用手指沿一個方向滾壓，擠出多余膠水，膠層盡可能薄。③加壓——用手指輕輕按壓1～2分鐘，待膠水初步固化，松開手指；應注意應變片的位置和方向不應滑動。4、固化處理分自然干燥和人工固化。本試驗此過程略。5、粘貼質量檢查①外觀檢查——借助放大鏡肉眼觀察；應變片應無氣泡、粘貼牢固、方位準確。②阻值檢查——用萬用電表檢查；應變片應無短路或斷路，電阻值應與粘貼前基本相同。③絕緣度檢查——用兆歐表檢查應變片電阻絲與試件之間的絕緣電阻，它是檢驗膠層干燥和固化程度的標志，一般靜態(tài)應變量測應在200M以上。6、導線連接（圖1-1）①引出線絕緣處理——應變片引出線底下用絕緣膠布貼在試件上，以保證引出線與試件絕緣，不致形成短路。②固定點設置——用膠水將接線端子粘貼在應變片前端附近的試件上。③導線焊接——用電烙鐵把應變片引出線和導線分別焊接在接線端子上，焊點應圓滑、豐滿、牢固、無虛焊等。7、防潮及防護處理（圖1-2）檢查應變片粘貼質量合格后，根據(jù)環(huán)境條件進行防潮、防護處理?？刹捎檬?、硅膠及環(huán)氧樹脂膠等防潮劑敷蓋整個應變片，使應變片與空氣隔離達到防潮目的；必要時加布帶綁扎，以防止應變片機械損傷。

四.試驗報告試驗日期：第周、星期、第節(jié)課試驗地點：小組分工：1、簡述貼片、焊線、防潮處理、檢查貼片質量等主要操作過程和注意事項。答：（1）操作過程：應變片的檢查與篩選，試件表面處理，應變片的粘貼、固化，導線的焊接與固定，防潮處理和質量檢查等操作過程；（2）注意事項：1）應變片的選擇：根據(jù)應力測試和傳感器精度要求對照應變片系列表選擇相應的應變計；

2)應變粘接膠選擇：根據(jù)所選應變片系列選擇相應的粘貼膠；

3)試件表面處理：一般采用細砂紙（布）對構件或彈性體粘貼面進行交叉打磨，使試件表面呈細密，均勻粗糙毛面，其面積要大于應變片的面積。如有條件可采用噴砂處理。嚴禁劃傷表面；

4)清洗：打磨后的表面采用純度較高的無水乙醇，丙醇，三氯乙烯等有機溶劑反復清洗，確保貼片部位清潔干潔；

5)貼片、固化粘貼位置確定后，取適量膠液均勻涂刷在被粘處表面，將應變計表面用無水乙醇棉球擦洗干凈，晾干后涂一薄層膠液，待膠液變稠后，將應變片準確粘貼在試件表面，其上蓋一層聚四氟乙烯薄膜用手指順著應變片的軸向擠出多余膠液并排出膠層中的氣泡。注意：整個操作過程都不能用手觸摸應變片兩表面。再在聚四氟乙烯薄膜上蓋上耐溫硅橡膠板，并施加一定壓力，按應變計粘貼膠使用說明書提供的溫度，時間，壓力進行固化和穩(wěn)定化處理；

6)粘貼質量檢查應檢查貼片位置是否準確，粘貼層是否有氣泡和雜質，敏感柵有無斷柵和變形。應變片粘貼前后的阻值變化，絕緣電阻等是否符合要求；

7）應變片的防護為了防止粘貼好的應變片受潮和腐蝕物質的浸蝕，并防止機械損傷，對應變片應采取一定的保護措施。對防護層主要的要求是：防潮性能好，有良好的粘著力，無腐蝕作用等。2、回答問題：（1）電阻應變片選擇的原則是什么？（2）如何保證貼片的質量？貼片質量的好壞對量測會產生什么影響？答：（1）

根據(jù)應變測量的目的、被測試件的材料和其應力狀態(tài)以及測量