（建筑工程管理）土木工程综合实验指导书确定

建筑工程管理土木工程综合实验指导书确定（建筑工程方向用）建筑和土木工程学院实验中心土木工程（房屋建筑方向）综合性教学试验目的和要求1、教学试验的目的土木工程专业是壹门实用性很强的学科，其发展遵循着“理论—实践—理学得深、学的透，掌握的更牢固。达到以下目的：通过试验，应使同学们了解和初步掌握结构试验的要求及试验全过程，加强同学们的实践动手能力。通过对试验过程中出现的各种现象的观察，对试验结果的分析和理论计算深化所学的理论知识。通过试验，使同学们对结构试验所用仪器、仪表和设备有所了解，且初步的基础。2、试验注意事项及要求预习有关的试验技术和结构设计理论，熟悉试验指导书内容，明确试验目的、要求、方法和步骤。对试验采用的仪表和设备的工作原理和安装调试方法都有壹定的了解后才能使用。试验实践是培养学生动手能力的壹个重要环节，因此，每个学生都必须亲自动手，分工协作，共同努力完成试验。试验过程中，要以科学的态度仔细观察和分析试验现象，如有异常现象，应及时报告指导老师。严格遵守实验室有关设备仪器使用的操作规程，按照使用要求使用试验用仪表及设备。及时整理试验数据，按时完成试验报告。目录实验三建筑物动力特性測試实验四简支钢桁架静载试验壹、实验目的1、熟悉静态电阻应变仪的操作规程；2、掌握电阻应变仪单点测量方法；3、学会电阻应变仪半桥及全桥接法。4、测定等强度梁上下表面的应力，验证梁的弯曲理论。二、实验仪器设备和工具1、等强度梁实验台2、CM-1L3、等强度梁（已粘贴好应变片）h＝5mmE=206GPa，泊松比μ＝0.284、游标卡尺、钢板尺三、实验原理和方法表面产生拉应变，上下表面产生的拉压应变绝对值相等。计算公式如下：式中：P—梁上所加的载荷；L—载荷作用点到测试点的距离E—弹性模量；b—测试点处梁的宽度；h—测试点处的厚度P梁产生弯曲变形，在内引起应力。1-1四、实验步骤1、开箱后将实验台搬出放到事先准备好的桌子上。2把实 验台的调节腿拧到实验台上，然后调平。3将砝 码托盘挂到加载杆上。4把砝 码准备好放到砝码托盘旁边，准备就绪。510具体参考应变仪说明书；如图1-2所示，等强度梁上五片分别为R1、R2、R3、本特性的理解。(a)(b)(c)(b)

1-2当测量电桥四臂均为应变片时，静态电阻应变仪的读数ε仪和各桥臂应变片的应变值有下列关系：（1-1）式中、R1、R2、R3、R4由式（1-1）可知，测量电桥具有俩相邻臂桥电阻所感受的应变代数和相减、俩半桥接线和测量A．单臂半桥接线法单臂半桥接线法是用壹个工作应变片和壹个补偿应变片接成半桥。取等强度梁1-2（a）接成半桥，即为单臂半桥接线法。BC1-2（a出的应变值为：（1-2）B、双臂半桥接线法R12（R3R4，接ABBC1-2（b作片又互为补偿，应变仪读出应变值为：（1-3）又因ε1=-ε2，所以有：全桥接线和测量

（1-4）（或补偿片）接成全桥。A、对臂全桥接线法如果梁上的拉区（或压区）R1、R3AB、CDR补1、R补2BC、DA1-2（c。应变仪读出应变值为：因ε1=ε3，故有：B、四臂全桥接线法

（1-5）（1-6）R1、R3ABCDR2、R4BCDA1-2（d。则应变仪读出应变值为：因，故有：

（1-7）（1-8）7、对每片应变片用零读法，预调平衡或记录下各应变片的初读数；8、测量梁的宽度b和高度h、载荷作用点到测试点距离L及各应变片到中性层yi。91000g（≈10N4000g（≈40N，记录各级载荷。10次记录各点电阻应变片的应变值，直到最终载荷。实验至少重复三次。、作完实验后，卸掉载荷，关闭电源，整理好所用仪器设备，清理实验现场，将所用仪器设备复员，实验资料交指导老师检查签字。五、实验报告1、分析在操作过程中发生的故障原因及排除方法。2、测量梁的宽度b和高度h、载荷作用点到测试点距离L及各应变片到中性层yi。填入下表中。表1-1梁上应变片编号项目R1R2R3R4R5bhLyi31-21-3应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。1-2接法半桥接法（1）单补半桥接法（2）互补砝码重量（g）次数0100020003000400001000200030004000123平均1-3接法全桥接法（1）单补全桥接法（2）互补砝码重量（g）次序0100020003000400001000200030004000123平均4、讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。5、按试验等强度标准梁的参数和支承条件作出理论计算，填入下表，且分析计算值和实测值的差异原因。1-4测点处应力值R1R2R3R4实测值理论值实测/理论壹、实验目的正截面破坏过程及最终破坏特征。3、测量受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证梁正截面承载力计算公式。3、测量钢筋混凝土受弯构件的挠度，且和计算值进行比较。4二、量测内容量测各级荷载作用下试验梁的截面应变。观察裂缝的出现，实测试验梁的开裂荷载。量测试验梁各级荷载下裂缝的宽度和间距，记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。观察试验梁的破坏形态，实测试验梁的破坏荷载。三、试件设计1、设计依据《混凝土结构试验方法标准》GB50152-92；《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002。2、试件设计试件为壹钢筋混凝土简支梁。截面尺寸为120mm×250㎜，梁长2300mm,试验跨度为2000mm，混凝土等级为C30，主筋HRB335，箍筋、架🖂筋为HPB235，箍筋直径为8mm，架🖂筋直径为12mm，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为25mm。试件分别设计为少筋梁、适筋梁和超筋梁，其尺寸及配筋分别如图2-1~图2-3所将主要参数列入表2-1。图2-1少筋试验梁配筋图图2-2适筋试验梁配筋图图2-3超筋试验梁配筋图2-1截面尺寸混凝土受拉钢筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公称直径Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁适筋梁超筋梁表中：b—截面宽度；h—截面高度；ho—有效截面高度；fcu—砼🖂方体抗压强度实测值；fc—砼轴心抗压强度；Ec—砼弹性模量；As—受拉区钢筋面积；fy—钢筋实测屈服强度；t—钢筋实测抗拉强度；Es—钢筋弹性模量；δ10—钢筋延伸率。

（2-1）量测仪器：CM-1L钢板尺、钢卷尺、应变仪等。3-42-4五、试验过程了解各种测试设备和测试仪表的性能、原理、操作方法及使用时的注意事项。试验按以下步骤进行：记录试验梁编号、量测且记录试验梁尺寸、记录试验梁配筋数量、所用感器的转换关系等有关数据，记录试件和加荷装置重量。15查预压值是否正确，长短针指示位置应配合壹致。根据试验梁的截面尺寸、配筋数量和实测的材料基本力学性能值，按有22。出裂弯矩按公式（2-2）计算（2-2）其中：为梁截面高度，当截面高度时，取，当截面高度时，取；为混凝土抗拉强度标准值；为换算截面受拉边缘的弹性抵抗矩。2P。1-3次预加载，预荷载值取出裂荷载2的30%。预载重和加荷设备重量。正式试验，分级加荷。利用荷载传感器进行控制，取设计荷载的20%为5%为荷载增量；试件块破坏时，亦应适当加表读数。继续加载，当所加荷载约为破坏荷载值的60%~70%时，用读数放大镜测读最大裂缝宽度和用直尺量测裂缝间距且记录。加载至试验梁破坏，千分表及百分表梁破坏前拆除，防止损坏，抢时间记录电阻应变仪读数。卸载。记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。六、试验结果分析及试验报告（壹）试验基本情况及有关参数h0、加荷简图，梁正截面试验仪表布置图。试件编号: ，制作日期: ，试验日期: 2-2截面尺寸混凝土受拉钢筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公称直径Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁适筋梁超筋梁加荷简图：加荷装置及梁自重：梁正截面试验仪表布置图：（二）试验分级加载值2P和加荷装置的重量，即为千斤顶应加的每级荷载值。试验机应加的荷载值=2P×荷载等级--加荷设备重量2-3分类加载方案荷载等级0.200.250.300.350.400.450.502P×荷载等级试验机应加的荷载值2-3分类加载方案荷载等级0.550.600.801.001.201.401.452P×荷载等级试验机应加的荷载值2-3分类加载方案荷载等级1.501.551.601.651.701.751.802P×荷载等级试验机应加的荷载值2-3分类加载方案荷载等级1.851.902.002P×荷载等级试验机应加的荷载值（三、试验记录1、电阻应变仪量测得到的受拉钢筋应变实测记录2-4（×10-6）序号测点读数荷载1234平均值读数读数读数读数0123456789101112131415161718192021222、试验梁整体挠度测试记录利用百分表测定梁整体挠度，数据记录填入表2-5。表2-5百分表测定挠度记录表（单位：mm）序号荷载kN123支座沉陷度读数差值读数差值读数差值Ⓒ②Ⓒ④Ⓒ⑥Ⓒ⑧01234567891011121314151617181920213、千分表记录表

2-6（单位：mm）序号读数荷载123456读数差值读数差值读数差值读数差值读数差值读数差值⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿012345678910111213141516171819202122续表2-6千分表记录表（单位：mm）序号读数荷载78均值均值均值均值读数差值读数差值⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇0123456789101112131415161718192021224、试件裂缝分布图用裂缝展开图表示试验梁裂缝出现及展开过程，裂缝间距等。序号荷载（KN）裂缝最大宽度（mm）梁正面序号荷载（KN）裂缝最大宽度（mm）梁正面梁正面梁底1234567891011

梁正面梁底梁背面12131415表2-8数据汇总表序号荷载混凝土应变（×10-6）混凝土顶面纤维应变εt（×10-6）s高度x(mm)应变εt（×s10-6）跨中挠度（mm）12340123456789101112131415161718192021222PcMc=2PuMu=（四、试验数据分析1、绘制梁的荷载﹣挠度曲线分配量）重量。梁的挠度实测值f加载设备产生的挠度=2）=3)各级荷载下梁的跨中挠度实测值=P-f2、挠度分析将0.7×2P析计算结果且得出结论。注：公式符号含义参见《混凝土结构设计规范》GB50010-20028.2算。线。图2-7受拉钢筋应变-荷载曲线图图2-8受拉钢筋应力-弯矩曲线图5、平截面假定验证（自备米格纸绘图）见图2-9。2-9（自备米格纸绘图，且粘贴于相应位置）时测得的混凝土平均拉应变、钢筋的应变为多少?破坏时钢筋是否达到流限，混凝土边缘纤维压应变达到多少等。7、强度验算比较。判断是超筋仍是适筋梁对于适筋梁对于超筋梁计算，且展开讨论（五）思考题２、裂缝出现后有何变化，为什么？３、中和轴变化情况？实验三建筑物动力特性测试壹、实验目的和要求1、学习用脉动法测量建筑物动力特性的仪器布置和测量程序；2、学习用主谐量法分析建筑物的低阶固有频率和振型；3、学习传感器、测振放大器以及数据采集系统的操作和使用。二、实验所用的仪器和设备传感器：CD-7S（水平）6只；放大器:GZ51111116三、试验方案及方法脉动”来确定建筑物的特性。用仪器将建筑物的脉动记录下来,经过壹定的分析工作,能够确定出建筑物的基本频率和振型。四、试验对象本试验以道桥馆五层办公楼为测试对象,且根据结构特性进行布点。五、试验步骤1、若测振系统尚未标定过,为测量振型、可采用系统相对标定。即把拾振器形幅值不同。而在同壹瞬间时记下的信号均代表同壹位移值,故可由波形找出各通道间的放大倍数比例关系。23-13-2传感器3、根据房屋结构的特点,要分别考虑弯曲振动和扭转振动的作用。本试验测传感器3-1量横向弯曲振动,各个拾振器的拾振方向均要壹致指向横向。4、分别把拾振器编号,对应于测振仪、记录仪相连。5、将拾振器调到工作状态。6、用记录仪进行记录,记录的时间要满足数据分析的要求。7、判读脉动记录图,确定建筑物第壹固有频率且汇出振型图。相等,量出这个频率就是建筑物的第壹固有频率,即基频。另外,选各记录曲线都比较规律的区段,根据各线的放大倍数和衰减档数,量出各点振幅,在建筑物简图上按比例将相位相同的画在壹边,相位相反的画在另壹边,连接起来即得出相应的振型曲线。六、传感器的位置及仪器设置参数请将传感器的位置及仪器设置参数填入表3-13-11CH2CH3CH4CH5CH6CH传感器的放置位置传感器的旋钮位置小位移小位移小位移小位移小位移小位移传感器拾振方向东东东东东东放大器工作选择X1X1X1X1X1X1放大器衰减采样频率（HZ）1001001001001001003-21CH2CH3CH4CH5CH6CH传感器的放置位置传感器的旋钮位置小位移小位移小位移小位移小位移小位移传感器拾振方向南南南南南南放大器工作选择X1X1X1X1X1X1放大器衰减采样频率（HZ）100100100100100100七、试验结果整理和试验报告在实验过程中应记录好下列资料实验日期 ；记录者 ；建筑物名称： ；温度 ；风向 ；风速 ；结构特征及简图，且标出测点位置、拾振方向；根据测试的原始曲线图，简单标注每条曲线。3、用文字简述分析过程，将分析的数据填入下表。3-3楼层东方向的水平振动南方向的水平振动第壹振型f=Hz第壹振型f=Hz幅值振型幅值振型屋顶54321根据测得的建筑物基频、振型等参数，对建筑物作出评述。案。实验四简支钢桁架静载试验壹、试验目的进壹步学习和掌握几种常用仪器仪表的性能、安装和使用方法；作性能作出分析，且验证理论计算的正确性。二、试验内容1、通过指导教师讲解及演示且结合钢桁架的全过程试验，了解下列各种仪器设备的工作原理及其使用方法。2下弦节点竖向位移（Δ，上弦杆转角（θ，且验证其理论计算的正确性。三、试件、试验设备和仪器仪表试件钢桁架。跨度3.6m，上、下弦杆采用无缝钢管φ102×6.0，腹杆采用无缝钢管φ63.5×3.5,节点采用球节点和钢管相贯节点，球尺寸为D300×8.0和D250×8.0，,4-1。1—倾角仪2—电阻应变计3.挠度计4-1试验加载设备(1)Amsler(1)2(2)6(3)6(5)6三、试验方案座的水平位移往往较大，因此支座垫板应有足够的尺寸。试验时应使桁架受力稳定、对称、防止出现平面失稳破坏。2位移计，用以测量在荷载作用下的固定铰支座和滚动铰支座的水平侧移值。4-2。转角变化。荷载采用五级加载，满载为100KN，每级20KN。本试验采用垂直加荷方式中点加载。见图4-3所示。图4-2圆形截面轴向应变测点的布置4-3四、试验步骤检查试件和试验装置，装上仪表，将应变计（电阻应变计已预先贴好）的引线连接到电阻应变仪接线箱上。加10kN荷载，作预载试验，检查装置、试件和仪表工作是否正常，然后卸载。如发现问题应及时排除。仪器、仪表重新调零、记取初读数，做好记录和描绘试验曲线的准备。520kN10数。本试验最大加载量为100kN，满载后分二级卸载，且记下读数。五、试验结果的整理、分析及试验报告1.原始资料桁架各杆件内力见图4-4。4-4CDAE（学生自解请将百分表测定挠度及测定水平位移分别填入表4-1、表4-2。表4-1百分表测定挠度记录表(单位：mm)序号荷载ACDB读数差值读数差值读数差值读数差值Ⓒ②Ⓒ④Ⓒ⑥Ⓒ⑧012