實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)(結(jié)構(gòu)試驗(yàn)

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)指 導(dǎo) 書(shū)解國(guó)梁主編黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院20054前 言建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)是土木工程專(zhuān)業(yè)的一門(mén)有較強(qiáng)實(shí)踐性的專(zhuān)業(yè)技術(shù)課程。本課程的任務(wù)是通過(guò)理論和實(shí)驗(yàn)的教學(xué)環(huán)節(jié)，使學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方面的基本知識(shí)和基本技能，并能根據(jù)設(shè)計(jì)、施工和科學(xué)研究任務(wù)的需要，完成一般建筑結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)規(guī)則，并得到初步的訓(xùn)練和實(shí)踐。試驗(yàn)一 簡(jiǎn)支鋼桁架非破壞試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求1試驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)習(xí)和掌握靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的使用方法。掌握應(yīng)變片粘帖，檢測(cè)技術(shù)，位移表的安裝和讀數(shù)。通過(guò)對(duì)鋼桁架節(jié)點(diǎn)位移，桿內(nèi)力的測(cè)量，對(duì)桁架工作性能做出分析，并驗(yàn)證理論計(jì)算的準(zhǔn)確性。二、原理與方法2試驗(yàn)原理：撓度 f=f中-1/2（f左+

2、f右）軸力 N=EA三、試件、試驗(yàn)設(shè)備和儀器1試件：鋼桁架，各桿件均采用角鋼2303，節(jié)點(diǎn)板厚5mm，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖1所示：2加載設(shè)備：吊藍(lán)（275N）,鑄鐵加載塊(120 N/塊)。3靜態(tài)電阻應(yīng)變儀及平衡箱一套。4百分表、磁性表座、支架三套。四、試驗(yàn)方案1各桿應(yīng)變片的布置如圖1所示.橋路采用全橋,外設(shè)溫度補(bǔ)償片,儀器的讀數(shù)與實(shí)際應(yīng)變是兩倍關(guān)系.畫(huà)出應(yīng)變片連接橋路. 2觀測(cè)項(xiàng)目:各桿應(yīng)變 、上弦中點(diǎn)撓度 、支座變形.五、試驗(yàn)步驟1. 粘帖應(yīng)變片與接線(應(yīng)變片性能:R=120歐姆,K=2.0).2. 安裝百分表,并記下初讀數(shù).3. 加275+3120=635N/點(diǎn)作預(yù)載試驗(yàn),測(cè)取讀數(shù),檢測(cè)裝置 、

3、試件和儀表工作是否正常.然后卸載,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)排除。4. 儀表重新調(diào)零,并記初讀數(shù)。5. 正式試驗(yàn),采用5級(jí)加載.第一級(jí)為635N/點(diǎn),以后每級(jí)加360N/點(diǎn),每級(jí)荷載下停510分鐘,并讀數(shù)。6. 為2075N/點(diǎn).卸載分兩級(jí),并記錄數(shù)據(jù)。六、 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析1. 原始資料各桿:A=350mm2,E=2.1105N/mm2 ,每級(jí)荷載下桿力及撓度填于表一 ,表二 。 2. 原始數(shù)據(jù)記錄表格形式見(jiàn)表二.3. 試驗(yàn)結(jié)果整理后繪出荷載撓度圖4. 誤差分析 表一 實(shí)測(cè)上弦中點(diǎn)撓度與理論及實(shí)測(cè) 軸力與理論值對(duì)照表P(N)f 測(cè)(mm）理論(mm)f測(cè)/f理論 桿1桿2桿3桿4桿5桿6桿7桿8N實(shí)測(cè)N理論N

4、實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論N實(shí)測(cè)N理論6350.299950.4613350.6217150.7920750.95P（N）支座1位移支座2位移中點(diǎn)位移應(yīng)變（桿1）應(yīng)變（桿2）應(yīng)變（桿3）應(yīng)變（桿4）應(yīng)變（桿5）應(yīng)變（桿6）應(yīng) 變（桿7）應(yīng) 變（桿8）加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽加載卸栽初始讀數(shù)635995135517152075表二 原始數(shù)據(jù)記錄表格（兩份） 試驗(yàn)二 鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康呐c要求1、試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^(guò)對(duì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁正截面的強(qiáng)度、剛度及抗烈度的測(cè)定，掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)

5、過(guò)程。進(jìn)一步學(xué)習(xí)常用儀器儀表的選用原則和使用方法。掌握試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的整理、分析和表達(dá)。對(duì)鋼筋混凝土梁的工作性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。二、原理與方法彎矩Mf=0.292bh2彎矩Mu=1fcbh02x/h（1-0.5x/ho） 1fcbx=fy*As線性回歸方程a2+b= a+8b=三、試件、試驗(yàn)設(shè)備和儀器1試件為一普通鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁，截面尺寸及配筋見(jiàn)圖一 圖一 預(yù)制鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁截面及配筋 2加載設(shè)備：采用手動(dòng)液壓千斤頂和分配梁加載。3靜態(tài)電阻應(yīng)變儀、預(yù)調(diào)平衡箱一套。4壓力傳感器一個(gè)，百分表，千分表及表架三套。5鋼卷尺、游標(biāo)卡尺及其它工具。四、驗(yàn)數(shù)據(jù)準(zhǔn)備1 測(cè)出如下數(shù)據(jù)：梁的底寬度b1，梁的頂寬度b2

6、，梁的高度h，保護(hù)層厚度a、混凝土立方體抗壓強(qiáng)度f(wàn)cu、鋼筋屈服應(yīng)力fy、鋼筋的極限應(yīng)力fb、混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度f(wàn)c=0.88c1c2fcu。將這些數(shù)據(jù)列入表一。2 根據(jù)實(shí)測(cè)截面尺寸和材料的力學(xué)性能算出梁的破壞荷載Pu，開(kāi)裂荷載Pf，標(biāo)準(zhǔn)荷載Pb=Pu/1.5，并算出相應(yīng)的彎矩Mu 、 Mf 、 Mb . 計(jì)算時(shí)梁及加載設(shè)備自重按P=1000N考慮。3 對(duì)力的傳感器進(jìn)行標(biāo)定見(jiàn)表二，并整理出力F與顯示應(yīng)變之間的線性方程五、試驗(yàn)方案1為了研究鋼筋混凝土梁的工作性能，主要測(cè)定其強(qiáng)度，抗裂度及各及荷載的撓度和裂縫開(kāi)展情況，另外還要測(cè)量控制區(qū)段的應(yīng)變大小和變化，找出剛度隨外荷載變化的規(guī)律。2載制度：試

7、驗(yàn)梁采用分級(jí)加載，每級(jí)荷載為10 20%的標(biāo)準(zhǔn)荷載，在臨近開(kāi)裂荷載或破壞荷載時(shí)，取5%的標(biāo)準(zhǔn)荷載。在每級(jí)荷載下停留5分鐘，并進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。把確定好的加載制度換算成傳感器所應(yīng)顯示的應(yīng)變。第一級(jí)荷載應(yīng)記入構(gòu)件和加載設(shè)備的自重。3用眼睛觀察，裂縫寬度用游標(biāo)卡尺測(cè)量，在標(biāo)準(zhǔn)荷載下，正截面裂縫寬度取受拉鋼筋處的最大裂縫寬度，量測(cè)斜裂縫時(shí)，應(yīng)取斜裂縫最大處量測(cè)。每級(jí)荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級(jí)別和相應(yīng)的斜裂縫寬度。4 構(gòu)件破壞判斷：當(dāng)發(fā)現(xiàn)下列情況之一時(shí)，該構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到破壞，此時(shí)荷載即為破壞荷載值。a 受壓區(qū)混凝土破損;b 縱向受拉鋼筋被拉斷或受拉鋼筋應(yīng)變達(dá)到1200;c 構(gòu)件的撓度達(dá)到

8、跨度的1/50 或縱筋受拉鋼筋處的最大裂縫寬度達(dá)到1.5mm5 試驗(yàn)方法和測(cè)點(diǎn)布置如圖二所示 圖二 試驗(yàn)方法和測(cè)點(diǎn)布置六、試驗(yàn)步驟1按圖二安裝好試驗(yàn)梁和試驗(yàn)設(shè)備，粘帖好應(yīng)變片，安裝好百分表和千分表。2進(jìn)行12級(jí)預(yù)載試驗(yàn)，測(cè)取讀數(shù)、觀測(cè)試件、裝置和儀表工作是否正常并及時(shí)排除故障。預(yù)載值必須小于構(gòu)件的開(kāi)裂荷載。3正式試驗(yàn)，在每級(jí)荷載下的測(cè)試數(shù)據(jù)填入表三。4隨著試驗(yàn)的進(jìn)行注意儀表和加載裝置的工作情況，細(xì)致觀察裂縫的發(fā)生、發(fā)展和構(gòu)件的破壞形態(tài)。七、試驗(yàn)結(jié)果的整理和分析1繪出彎矩與受壓區(qū)混凝土最大應(yīng)變點(diǎn)的關(guān)系曲線。2繪出彎矩與受拉區(qū)混凝土最大應(yīng)變點(diǎn)的關(guān)系曲線。3繪出彎矩與受拉鋼筋應(yīng)變點(diǎn)的關(guān)系曲線。4繪出彎矩與最大撓度點(diǎn)的關(guān)系曲線。5根據(jù)試驗(yàn)所確定的開(kāi)裂彎矩Mf 、破壞彎矩Mu 與理論值比較。分析差異原因;6繪出標(biāo)準(zhǔn)荷載下裂縫開(kāi)展圖和構(gòu)件的破壞形態(tài)圖，并對(duì)梁的破壞特征作出評(píng)定。表一 鋼筋混凝土梁實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)表梁號(hào)b1 b2 h a fcu fc fy fb 表二 力的傳感器標(biāo)定記錄 荷載F（KN） 顯示應(yīng)變（）1次2次3次平均值20406080100表三 實(shí)驗(yàn)記錄表（位移）位置 位移（支座1）位移（支座2）位移（支座3）荷載P彎矩M應(yīng)變讀數(shù)讀數(shù)差累計(jì)讀數(shù)讀數(shù)差累計(jì)讀數(shù)讀