《建筑结构实验》教学大纲

1、建筑结构实验教学大纲课程编码：1811102401课程名称：建筑结构实验学时/学分：16/1关联课程：理论力学、材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构、钢筋混凝土结构、结构设计原理适用专业：土木工程开课教研室：土木工程课程类别与性质：专业课程、选修一、 课时分配与考核权重按照学校的整体要求，基于对教学目标及基本知识、基本技能、基本素养的分析，本课程的内容依据高等学校土木工程专业教育的培养目标以及毕业生基本要求和培养方案，选定绪论、结构设计的基本方法、静力加载、结构动荷载、无损检测技术等5部分内容，共16学时，1学分。要求教师在授课过程中围绕课内教与学、课外导与做、线上线下紧密结合等环节，推进考评

2、方式改革，重视过程性评价，突出基于能力的非标准化答案考试。基于该教学考核评价思路，本课程主要以平时作业、课堂提问、课内实验、期末测试等方式对学生进行考核评价，其中平时作业、课堂提问、课内实验等过程性评价占评价权重的60%，期末考试占评价权重的40%。课时分配与考核权重一览表序号章节名称（知识单元）课时数评价方法及考核权重1第一章绪论11、本部分内容以作业和提问的方式进行考核过程性评价（占2%）,期末考试权重为2%2、本部分内容包括4个主要内容，5个知识点2 第二章结构试验设计原理11、本部分内容的考核期末考试权重为（占6%），过程性评价(占8%)，过程性评价的方式为课堂作业、课堂提问以及实验。

3、2、本部分内容包括6个主要内容，10个知识点3第三章结构静载试验41、本部分内容的考核以期末考试（占8%），过程性评价(占10%)并重，过程性评价的方式为试验检测和平时作业。2、本部分内容包括8个主要内容，10个知识点。4第四章结构动载试验41、本部分内容的考核以期末考试（占6%），过程性评价(占14%)，过程性评价的方式为平时作业和课堂提问。2、本部分内容包括6个主要内容，6个知识点。5第五章结构非破损检测与鉴定41、本部分内容的考核以期末考试（占10%），过程性评价(占14%)并重，过程性评价的方式为试验检测和平时作业。2、本部分内容包括9个主要内容，15个知识点6第六章结构模型试验21、

4、本部分内容的考核以期末考试（占8%），过程性评价(占12%)并重，过程性评价的方式为试验检测和平时作业。2、本部分内容包括7个主要内容，12个知识点合计16100%二、 课程资源库1.参考书1 方开泰，实验设计与建模，高等教育出版社，20112 何为,等. 优化设计方法与数据分析，化学工业出版社，20073 宋彧，建筑结构实验，重庆大学出版社4 Bao Shihua，Structural Mechanics ,WHUT Press.5 R.C.Hibbeler, Structural Analysis. 2.期刊（国内、国际顶级建筑实验类期刊）土木工程学报（中国） China Civ

5、il Engineering 1954 中国土木工程学会 China Civil Engineering Society力学学报（中国） Acta Me-chanica Subuca 1957 中国力学学会力学学报编辑委员会（The Editorial Board of ACTAMECHANIC A SINICA,the Chinese Society of Theoretical and Applied Mechanics)应用力学（中国） 1982 中国科学技术情报研究所分所固体力学学报（中国） Acta Mechanica Solida Sinica 1980 固体力学学报编辑委员会员建

6、筑结构学报（中国） Jour-nal of Building Structures 1980 中国建筑学会爆炸与冲击（中国） 1981 爆炸与冲击编辑部 振动与冲击（中国） 1982 振动与冲击编辑委员会空气动力学学报（中国） Acta Aerodynamica Sinica 1983 空气动力学学报编辑委员会 应用数学和力学(中国) （AppliedMa hematics and Mechanics) 1980应用数学和力学编辑委员会 国际非线性力学杂志(英) International Journal of Non-Linear Mechanics 1966 英国 Pergamo

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8、 Earthquake Engineering Soil Dynamics1981 英国 CML Publications工程断裂力学（英） Engineering Fracture Mechanics 1968 英国 Pergamon Press Ltd.国际工程数值方法杂志 （英） International Journal for Numerical Methods in Engineering 1969 英国John Wiley Sons Ltd.工程材料与结构的疲劳 （英） Fatigue of Engineering Materials and Structures 1978 英国

9、Pergamon Press Ltd国际疲劳杂志(英) International Journal of Fatigue 1979 英国 IPC Science and Technology Press.国际岩石力学与采矿学及地 质力学文摘（英） International Journal of Rock Mechanics MiningScienc Geomechanics ABSTRACTS 1964 英国Pergamon Press Ltd.水利（法） La Houille Blanche 1902 法国理论与应用力学杂志（法） Journal de Mecanique Theoriqu

10、e et Appliquee(Le) 1962 法国Centrale des revues DunodGauthier-Villars工程师文献（联邦德国） Ingenieur-Archiv 1929 联邦德国 Springer-Verlag岩石力学与岩石工程 （奥地利） Rock Mechanics Rock Engineering1929 奥地利 Springer-Verlag 固体力学文献（荷兰） Solid Mechanics Archives 1976 荷兰 Martinus Nijhoff Publishers. 应用力学和工程技术中的计算机方法（荷兰） Computer Meth

11、ods in Applied Mechanics and Engineering 1972 荷兰Elsevier Science Publishers. 风工程和工业空气动力学杂志（荷兰） Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics 1975 荷兰Elsevier Scientific Publishing Company(原名为Journal of Industrial Aerodynamics,1980年改为 现名)国际断裂杂志（荷兰） International Journal of Fracture 1965 荷兰Ma

12、rtinus Nijhoff Publishers 数学物理学报（中国） 1981 数学物理学报编辑委员会实验应力分析学会会报 （美） Proceedings of the Society for Experimental StressAnalysis 1943 美国实验应力分析学会 (Society for Experimental Stress Analysis) 实验力学（美） Experimental Mechanics 1961 美国实验应力分析学会 (Society for Experimental Stress Analysis) 结构力学杂志（美） Journal of Str

13、uctural Mechanics 1972 美国Marcel Dekker Ine.流变学杂志（美） Journal of Rheology 1957 美国John Wiley Sons Inc. Publishers. 液压与气体力学 （美） Hydraulics Pneumatics; Magazine of Fluid Powerand Control Systems 1948 美国Penton/IPC 流体物理学（美） Physics of Fluids 1958 美国物理学会(American Institute of Physics) 实验应力分析学会年度春 季会议录（美） Pr

14、oceedingsof the SESA Annual Spring Meeting 美国实验应力分析学会（Society for Experimental Stress Analysis）聚合物科学杂志（美） Journal of Polymer Science 1946 美国John Wiley Sons Inc Publishers生物工程学杂志（美） Journal of BiomechanicalEngineering 1977 美国机械工程师学会 (American Society ofMechanical Engineers)复合材料杂志（美） Journal of Compos

15、ite Materials 1967 美国 Technomic Publishing Company Inc.流体工程学杂志（美） Journal of FluidsEngineering 1973 美国机械工程师学会 (American Society ofMechanical Engineers)美国土木工程师学会会报-工程力学组杂志（美） Proceedings of the American Society of CivilEngineers- Journal of the Engineer Mechanics Division 1873 美国机械工程师学会(American Soci

16、ety of Civil Engineers)自动车工程师学会汇刊 （美） SAE Transactions 1906 自动车工程师学会 (Society of Automotive Engineers)船舶研究杂志（美） Journal of ShipResearch 1893 造船与轮机工程师协会 (Society of NavalArchitects Marine Engineers)美国航空与航天学会志 （美） AIAA Journal 1930 美国航空与航天学会 (American Institute of Aeronautics Astronautics)苏联流体力学研究（美）

17、Fluid Mechanics-Soviet Research 1972 美国 Scripta Publishing Co. 流体动力学（美） Fluid Dynamics 1966 美国 Plenum Publishing Co.伦敦皇家学会会报，A辑： 数学及物理科学（英） Proceedings of the Royal Society of London,A:Mathematical Physical Sciences 1854 英国皇家学会(The Royal Society of London)伦敦皇家学会哲学汇刊，A 辑数学与物理科学（英） Philosophical Trans

18、actions of the RoyalSociety of London,SeriesA:Mathematical Physical Sciences 1854 英国皇家学会(The Royal Society of London)1887年（第178卷）起分A，B两辑出版力学研究通讯（英） Mechanics Research Communications 1974 英国Pergamon Press Ltd生物流变学（英） Biorheology 1963 英国 Pergamon Press Ltd.材料科学杂志（英） Journal of Materials Science 1966 英

19、国 Chapman and Hall Ltd.应变（英） Strain 1964 英国应变测量学会 (British Society for Strain Measurement)工程设计应变分析杂志 （英） Journal of Strain Analysis for Engineering Design 1965 英国 Mechanical EngineeringPublications Ltd.飞机工程（英） Aircraft Engineering 1929 英国 Bunhill Publications Ltd.航空季刊（英） Aeronautical Quarterly 1949

20、英国皇家学会(Royal Aeronautical Society)航空杂志（英） Aeronautical Journal 1897 英国皇家学会(Royal Aeronautical Society)星际航行学报（英） Acta Astronautica 1955 英国1974年改为现名，19551973年刊名为Astronautica Acta,Pergamon Press Ltc.应用数学与力学杂志（英） Journal of Applied Mathematics Mechanics 1958 英国1974年改为现名，1955 1973年刊名为Astronautica Acta,Pe

21、rgamon Press Ltd理性力学与分析文 献（联邦德国） Archive for Rational Mechanics and Analysis 1957 联邦德国 springer-Verlag 流变学学报（联邦德国） Rheologica Acta 1958 联邦德国 Dr. Dietrich Steinkopff Verlag 流体力学实验（联邦德国） Experiments in Fluid 1983 联邦德国 springer-Verlag 油压力学与气体力学 （联邦德国） Olhydraulik und Pneumatik 1957 联邦德国 Krausskopf Verl

22、agsgruppe 数学生物学杂志（联邦德国） Journal of Mathematical Biology 1974 联邦德国 springer-Verlag热力学与流体力学 （联邦德国） Warme-und Stoffubertragung 1968 联邦德国 springer-Verlag 法国流变学小组手册 通报（法） Cahiers et Bulletin du Groupe Franais de rheologie 1965 法国法国科学院会议周报,A-B辑：数理科学（法） Comptes Rendus Hebdomadaires des Seances de LAcademie

23、 des Sciences, Series A et B:”Sciences Mathematiques,Sciences Physiques” 1835 法国 Centrale des Revues Dunod Gauthier-Villars应用力学纪事（法） Journal de Mecanique Appliquee 1977 法国Centrale des Revues Dunod Gauthier-Villars 力学（意） Mechanica 1966 意大利 Pitagora Editrice力学学报（奥地利） Acta Mechanica 1965 奥地利 Springer-V

24、erlag 弹性体杂志（荷） Journal of Elasticity 1971 荷兰artinus Nijhoff Publishers 天体力学（荷） Celestial Mechanics 1969 荷兰 D.Reidel Publishing Co.工程数学杂志（荷） Journal of Engineering Mathematics 1966 荷兰 Martinus Nijhoff Publishers 材料力学（荷） Mechanics of Materials 1981 荷兰 North-Holland Publishing Co. 澳大利亚地质力学杂志 （澳） The Au

25、stralian Geomechanics Journal 1971 澳大利亚加拿大航空与空间杂志 （加） Canadian Aeronautics Space Journal 1955 加拿大，1962年改为现名，19551961年刊名为：Canadian Aeronautics Journal.核工程与设计（瑞士） Nuclear Engineering and Design 1965 瑞士Elsevier Sequoia S.A. 应用数学与力学杂志 （民主德国） ZAMM-Zeitschrift fur Angewandt Mathematik und Mechanik 1921 民主

26、德国 Akademic-Verlag 理论与应用力学（波兰） Mechanika Teoretyczna i Stosowana 1964 波兰 PWN 工程汇刊（波兰） Rozprawy Inzynierskie 1953 波兰 PWN 力学文献集（波兰） Archives of Mechanics 1849 波兰 PWN 罗马尼亚技术科学杂志, 应用力学辑（罗） Revue Roumaine des sciences Techniques,Serie Mecanique Appliquee 1956 罗马尼亚科学出版社应用力学研究（罗） Studii si Cerctari de Meca

27、nica Applicata 1942 罗马尼亚科学出版社日本应用力学全国会议 录（日） Proceedings of the Japan National Congress of Applied Mechanics 1953 日本中央科学社 材料（日） Journal of the Society of Materials Science 1952 日本材料学会日本机械学会论文集（日） Transactions of the Japan Society of Mechanical Engineer 1935 日本机械学会 三、 教学内容及教学基本要求第12学时第1章 绪论第2章 结构实验设计

28、原理1.课前准备(1)熟悉课程教学大纲，对课程的讲授内容和方式有较好的理解；(2)充分利用各类教学资源加强课程的网络资源库建设；(3)充分理解讲义内容，把握和完成知识由一种书本贮存状态到教师传输状态再 到学生头脑中的贮存形式的这两次转化；(4)查询、收集本学科相关的前沿技术及其在实际项目中的运用案例；(5)整理好课程教学中用到的模型、教具以及实验室用品等；1.1课程属性与教学目标分析建筑结构实验是土木工程专业的一门重要专业课，它与材料力学、弹性力学、塑性力学、钢结构学、钢筋混凝土结构学、结构设计课有密切联系。建筑结构试验课程的任务是使学生学习结构分析理论，即结构在外因作用下的强度、刚度的实验方

29、法及理论，掌握结构的实验分析方法，了解常用结构形式的受力性能，初步学会运用结构力学的基本分析方法分析结构实验设计和工程实践中的力学问题，为以后钢结构、钢筋混凝土结构学、弹性力学、塑性力学及结构设计等课程的学习打基础。培养结构分析和计算能力。学习结构实验需具有的基本力学原理和计算方法（含计算机技能）知识。1.2学习对象分析(1)在知识基础方面，作为大四的学生，具有一定专业基础知识，但对于专业知识的应用及编程、软件学习还不够，应加强该方面的强化与训练；(2)在课程的讲授过程中应区分主修专业和辅修专业，建筑结构实验作为土木工程专业的主修选修课程应重点强化专业知识的理解与应用；(3)在认知能力方面，学

30、生思维活动依赖具体的事物和经验的支持，缺乏抽象性，但易于接受新知识并善于发问，有较强的求知欲望，因此要引导学生如何快速准确利用网络资源寻求解决问题的途径；(4)学生学习的动机主要取决于对课程内容感兴趣的程度以及对老师的喜爱程度，这就要求教师在课堂上首先要有激情，其次要在准确把握课程知识点的同时增加课堂的趣味性，适当插入任务模块，引入实际案例，加强角色训练，通过课程彰显自身业务素质并对学生进行积极的引导。1.3教学方案设计：本次课程的重点和难点：结构实验的目的与分类、建筑实验课程的特点；结构实验设计的基本原理以及测试技术的基本原理。 教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；教学过程主要前面讲

31、过的理论力学、材料力学为基础例进行讲解；通过课堂提问、平时作业、读书笔记来检查教学目标的完成情况。2.课内教学2.1教学内容主要教学内容有：基本要求：了解结构实验的任务，与其它课程的关系及常见建筑结构实验的分类掌握结构实验的概念和确定结构实验的原则。掌握结构实验的分类、结构实验设计的基本原则和测试技术的基本原理。重点与难点结构实验的分类结构实验设计的基本原则和测试技术的基本原理§1.1  结构试验的目的§1.2 结构试验的分类§1.3  结构试验技术的发展§1.4  结构试验课程的特点§2.1 概述

32、67;2.2  结构试验设计的基本原则§2.3  测试技术的基本原理对于基本概念性的问题以讲授为主，对于基本技能方面知识点可以通过学生讨论的方式进行学习，要求学生达到举一反三的目的。主要包含的知识点有：结构试验的研究任务、结构试验分类、结构试验设计的基本原则、结构试验测试技术原理。2.2 教学方法：讲授+讨论式 2.3 本章小结：本章是建筑结构试验中重要的开篇，主要讲述了结构力学的研究任务、结构的分类，并介绍了结构试验的设计方法和测试技术原理。了解结构试验的研究任务、结构试验的分类； 掌握结构试验设计方法和测试原理； (4) 查阅关于结构静载试验的有关知识，预习第

33、三章结构静载试验的以下几个内容：（一）静载试验的加载设备；（二）试验装置的支座设计；（三）应变测试技术。阅读高层建筑结构优化设计方法、案例及软件应用p45-100 焦柯 ，中国城市出版社4.单元（章）考核与评价本章内容的考核方式为提交作业，要求学生提交一篇不少于2000字的读书笔记，主题为结构建筑结构实验的设计方法。本章内容的评价权重为4%，其中结构试验研究内容和方法占2%，结构试验设计方法方法占2%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注作业与读书笔记2%要求学生课后结合课堂内容与课外读书完成，时间为3天内。期末考试2%合计4%第34学时第三章 结构静载试验1.课前准备(1)

34、加强课程的网络资源库建设；(2) 熟悉课程的讲授内容和方式；(3) 准备本次课程教学中用到的工程实例。1.1课程内容学习评价对于上节的理论内容如：建筑结构试验的研究内容、建筑结构试验的设计原理等，主要进行提问检查；对于要求复习的内容主要以平时作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计(1)回顾上次课程的主要内容；(2)本次课程的重点和难点：应变测试技术、静载试验用仪器仪表；试验前的准备和实施。(3)教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；(4)教学过程主要以连续梁和无侧移刚架静力加载进行简短的分析；(5)明确教学目标和考核要点；(6)要求学生

35、课下完成指定的读物内容和作业。2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，导入本章教学新内容，并明确本章课的重点和难点。2.2 教学内容基本要求试验荷载应满足的要求等概念。 掌握应变测试技术，静载试验用仪器仪表及试验前的准备和实施。 了解结构静载试验示例。 重点与难点应变测试技术及静载加载设备；静载试验用仪器仪表主要教学内容有：§3.1 结构静载试验加载设备§3.2 试验装置的支座设计§3.3应变测试技术§3.4 静载试验用仪器仪表§3.5 试验前的准备和实施§3.6结构静载试验示例 本章知识点几何组成分析的

36、目的、体系自由度、几何不变体系的组成法则、平面几何不变体系的基本组成法则的应用2.3 教学方法：讲授+启发式2.4本章小结： 对于静载作用下结构的内力与变形的测量方法及加载方法要熟练掌握。同时反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。最后要求学生复习下节课的主要内容。3.课后巩固与拓展(1)学生通过平时作业做一些试题，来巩固一系列的基本概念；注意实际自由度的计算。(2)让学生在课后自己找一些在工程实际中结构组成分析的实例；(3)预习下节课的主要内容，在网上寻找关于静定结构的判别方法及静定结构的性质的相关知识。（4）观看结构试验视频教程全集第3-4集内容4.单元（章）考核与评价本章内容的考核方式为

37、提交作业和读书笔记，通过对工程和实际生活中各种超静定梁和刚架的弯矩分析，体会出力矩分配法的优点和不足之处，通过期末测试来确定学生对知识点的掌握情况。本章内容的评价权重为26%。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注作业、读书报告6%要求学生课后结合课堂内容与课外读书完成，时间为3天内。期末考试8%合计14%第5-6学时第四章 结构动载实验1.课前准备（1） 加强课程的网络资源库建设；（2） 熟悉课程的讲授内容和方式；（3） 准备本次课程教学中用到的工程实例。1.1课程内容学习评价对于上节的理论内容及概念，主要进行提问检查；对于要求复习的内容主要以平时作业的方式检查；对于要求课前预习的内容主

38、要以课前提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计(1)回顾上次课程的主要内容；(2)本次课程的重点和难点：两种坐标系中的单元刚度矩阵、结构的整体刚度矩阵、等效结点荷载的形成，已知结点位移求单元杆端力的计算方法，整体刚度矩阵和结构结点荷载的集成过程。(3)教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；(4)教学过程主要以从工程实际中大家都比较熟悉的矩阵开始讲解；(5)明确教学目标和考核要点；(6)要求学生课下完成指定的读物内容和作业。2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：在上学期讲到力法及位移法时，提到n个方程的求解问题，这样只能使用计算机来进行计算，那如何把

39、结构的计算导入到计算机呢？由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。2.2 教学内容主要教学内容有：4.1 概述4.2 结构动载试验的仪器仪表4.3 结构振动测试4.4 结构抗震试验4.5 结构疲劳试验 本章知识点结构动载试验的仪器仪表、结构振动测试、结构抗震试验、结构疲劳试验本章的基本要求：掌握结构动载试验的仪器仪表、结构振动测试。熟练掌握绘制弯矩图各种技巧，能迅速绘制弯矩图。理解恰当结构疲劳试验。会根据几何组成寻找求解途径。2.3 教学方法：讲授+启发式2.4本章小结： 对于静定结构，只要遵循求解步骤与结构组成顺序相反的原则，适当选取隔离体，利用平衡条件，总可以求出全部的

40、反力和内力；。 受弯结构以受弯为主，采用叠加法做弯矩图，弯矩图画在受拉纤维一侧。利用弯矩图取杆件作为隔离体可得剪力图，利用剪力图取结点作为隔离体可得轴力图。剪力图和轴力图可以画在杆件的任意一侧，但要标出其正负。 3.课后巩固与拓展(1)学生通过作业测试做一些试题，来巩固一系列的基本原理；(2)让学生在课后查阅有关结构位移计算的使用案例；(3)预习下节课的主要内容，了解结构位移动载作用下的计算内容和方法的内容。(4)学习位移计算法程序源，了解每句程序的含义，学会编写位移矩阵的程序。4.单元（章）考核与评价本章内容的考核以过程性评价为主，占评价权重为18%（其中静定梁、刚架、桁架结构的弯矩图6%、

41、静定拱与结构的唯一的计算步骤和应用举例等占10%），兼顾期末考试，占8%，过程性评价的方式为平时作业、读书报告、程序编写。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注平时作业、读书报告、程序编写10%要求学生课外完成，1周内交齐。期末测试8%要求教师要明确考核知识点，学生能综合运用。合计18%第7-8学时第五章 结构非破损检测与鉴定第六章 结构模型试验1.课前准备(1) 继续加强课程的网络资源库建设；(2) 熟悉课程的讲授内容和方式；(3) 准备本次课程教学中用到的工程实例。1.1课程内容学习评价对于上章的理论内容如：静定结构的特性，主要进行提问检查；对于要求复习的内容主要以以平时作业、读书笔记

42、的方式检查；对于要求课前预习的内容主要以读书笔记课堂提问的方式检查预习效果。1.2教学方案设计(1)回顾上章课程的主要内容；(2)本章课程的重点和难点强度条件、许用应力；(3)教学手段主要是借助PPT和讲义完成教学内容；(4)教学过程主要以结构动力学方程来组织教学；(5)明确教学目标和考核要点；(6)要求学生课下完成指定的读物内容和课下作业。2.课内教学2.1课堂导入首先对上次教学内容做一个简单回顾，通过提问学生：前面主要介绍了结构在静荷载作用的计算，但是在实际生活中，我们往往要考虑结构的变形，进行刚度方面的计算，那是怎样进行计算的？由此导入本次教学新内容，并明确本次课的重点和难点。2.2 教

43、学内容理解变形体虚功原理的内容及其应用，熟练掌握在荷载作用下静定结构位移的计算方法，掌握静定结构在温度变化、支座移动影响下位移的计算方法，了解互等定理。 主要教学内容有：5.1 概述5.2 混凝土结构的非破损检测5.3 钢结构检测5.4 砌体结构非破损检测5.5 结构现场荷载试验5.6 结构可靠性鉴定6.1 概述6.2 相似理论6.3 结构模型设计6.4 模型的材料、制作与试验主要包括的知识点有：混凝土结构的非破损检测、钢结构检测、 砌体结构非破损检测、结构现场荷载试验、结构可靠性鉴定以及相似理论、结构模型设计和模型的材料、制作与试验2.3 教学方法：讲授+启发式+实验2.4本节小结

44、： 建立了握单自由度体系的自由振动和简谐荷载作用下的受迫振动、两个自由度体系的自由振动及主振型的正交性。同时反思本次课堂的组织管理上有无缺憾的地方。 最后要求学生复习下章课程的主要内容。3.课后巩固与拓展(1)学生通过平时作业做一些试题，来巩固一系列公式：结构位移的计算公式、虚功原理、虚位移原理等。(2)让学生在课后学习力法建立的条件；(3)复习本课程的主要内容。(4)阅读并观看视频非破损检测的应用4.单元（章）考核与评价本章内容的考核以过程性评价为主，占评价权重为14%（其中结构位移计算的一般公式占4%、图乘法等占10%），兼顾期末考试，占6%，过程性评价的方式为平时作业、读书报告、程序编写

45、。考核方式与权重比例列表考核方式评价权重备注平时作业、读书报告、程序编写14%要求学生课外完成，1周内交齐。期末测试6%要求教师要明确考核知识点，学生能综合运用。合计20%第9-16学时实验试验一 等强度悬臂梁静力试验一、实验目的和要求1、初步掌握常温电阻应变片的粘贴技术，熟悉应变片的粘贴工艺；2、初步掌握焊线和检查；3、掌握电阻应变仪单点测量的基本原理。4、学会电阻应变片作半桥和全桥测量的几种不同接线方法和补偿方法，并了解应变仪读书与接桥的关系。5、通过试验了解等强度悬臂梁的受力特征。运用所学知识处理和分析试验所得数据，并用实测结果与理论值比较。二、试验设备及仪表1、等强度悬臂梁试验台2、静

46、态电阻应变仪3、 电阻应变片、接线端子、胶水、导线、电烙铁及其他工具三、测量原理（一）悬臂梁受到外力P作用而发生弯曲时，根据材料力学关于受弯梁平截面假设可得到梁横断面上正应力的计算公式。 可用试验方法来验证这一公式，在梁上粘贴电阻应变片，可测得在外力P作用下应变片所在点的应变值，根据虎克定律可得到：式中E梁所用材料的弹性模量。（二）根据电阻应变仪的读数和各桥臂应变片的应变值有下列关系：式中：分别为四个桥臂的应变片的应变值。在同一截面的压区和拉区分别贴工作应变片R1R4，R1和R3在压区，R2和R4在拉区，如图1所示。由于接法不同，电阻应变仪的读数也随之不同。 图1 应变片布置图1. 半桥接法和

47、测量（1） 温度应变片单独补偿图2 半桥接法温度应变片单独补偿将工作应变片R1R4分别接于应变仪通道1通道4的AB接线柱，温度补偿片Rt接于BC接线柱，如图2所示，另外两半桥由内部两个无感电阻构成。应变仪读出的应变值为： （2）工作应变片互相补偿图3 半桥接法工作应变片互相补偿R1接通道的AB接线柱，R2接于通道的BC接线柱，如图3所示。R3接于另一通道的AB接线柱，R4接于此通道的BC接线柱。R1和R2既是测量片又互为补偿。应变仪读出的应变值为：又因为，所以2. 全桥接法与测量图4 全桥接法工作应变片互相补偿采用工作片互相补偿将压区应变片分别接于AB和CD接线柱，拉区应变片分别接于BC和DA

48、接线柱，组成全桥。如图4所示，则应变仪读出的应变值为：因为，所以有：四、试验步骤1构件被测位置，画出贴片定位线。在贴片处用细砂布按 45 ° 方向交叉打磨并干燥处理。2贴片：在应变片基底底面涂上 502 胶（502 胶要适中，否则将影响应变片测试性能。此外小心不要被 502 胶粘住手指，如被粘住用丙酮泡洗），立即将应变片底面向下放在试件被测位置上，并使应变片基准对准定位线。 将一小片薄膜盖在应变片上，用手指柔和滚压挤出多余的胶，使应变片和试件完全粘合后再放开。用同样的方法将接线端子粘贴在应变片一侧。3. 检查：检查应变片与试件之间有无气泡、翘曲、脱胶等现象，若有则须重贴。4. 导线固

49、定: 将导线与应变片连接的一端去掉 2 毫米塑料皮，涂上焊锡。将应变片引线与试件轻轻拉开，用电烙铁将一端涂上焊锡的应变片引线与导线焊接在接线端子上。焊点要光滑，防止虚焊。5将应变片按上述桥路接法接入静态应变仪的接线柱中，并把所用通道的初值调零。6预加荷载50N，检查仪表工作是否正常。7正式试验，分5级加载，每级50N，记录仪表读数。试验数据记录在相应的表格中，注意比较应变仪读数与接桥的关系。8卸载，记录卸载后的仪表读数。五、试验注意事项：1电阻应变片要粘贴牢固，因悬臂梁是钢梁，应变片引线和导线一定不能碰到钢梁，否则会发生短路。2每次试验开始加载时，应变仪必须调零。3加载要平稳，不能冲击和振动，

50、以免影响仪器读数。4记录仪表读数要准确可靠。注意随时发现问题，随时查找原因，及时解决。试 验 报 告试验日期： 年 月 日 地点：小组人员：试验仪器名称及型号： 1. 按试验要求整理出各种测量数据，并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。试验数据记录表 表1-1 接 法 半桥接法(1)单补荷载次序50N100N150N200N250Nl234平 均试验数据记录表 表1-2 接 法 半桥接法(2)互补荷载次序50N100N150N200N250Nl2平 均试验数据记录表 表1-3 接 法 全桥接法(3) 荷载次序50N100N150N200N250Nl2. 按试验小梁的参数和支承条件作出理论计算。

51、应变片位置和加载点距离x= mm钢梁截面宽度b mm钢梁截面高度h mm钢梁的弹性模量E200kN/mm2试验数据分析表 表1-4荷载半桥接法(1)单补应变半桥接法(2)互补应变理论实测误差理论实测误差50N100N150N200N250N误差注：误差（实测值理论值）/实测值×100试验数据分析表 表1-5荷载全桥接法(4)互补应变理论实测误差50N100N150N200N250N误差注：（实测值理论值）/实测值×1003.分析计算值与实测值的差异原因4.简述补偿片法和自补偿法的原理。试验二 钢桁架结构静力分析一、试验目的1进一步学习和掌握几种常用仪器的性能，安装和使用方法

52、。2通过对桁架节点位移、杆件内力的测量对桁架结构的工作性能作出分析，并验证理论的准确性。二、试件、试验设备和仪器1试件各杆采用等边角钢250×5，截面面积A=2×480960mm2，材料的弹性模量E=2×105N/mm2，节点板厚6mm，测点布置如图所示。图1 试验桁架几何尺寸及测点布置图2试验加载设备千斤顶、测力传感器3静态电阻应变仪4百分表及支架三、试验步骤1检查试件和试验装置，安装仪表。电阻应变片已预先贴好，只需检查阻值和接线测量。2加5KN荷载，作预载试验，测取读数，检查装置、试件和仪表工作是否正常，然后卸载，把发现的问题及时排除。3仪表重新调零，正式试验。采用5级加载，每级5kN，每级停歇3分钟，停歇间隙读数。4满载为25kN，满载后停5分钟，并记下读数。5正式试验重复两次。四、试验桁架理论计算。由结构力学知识，可推得如下理论结果。1桁架各杆内力见图2。图2 试验桁架内力图2桁架下弦C、D、