《工程结构检测与试验》指导书 2.docx
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《工程结构检测与试验》指导书2
试验一电阻应变片的粘贴
一、实验目的
了解应变片的选取原则及质量鉴别方法；掌握应变片的粘贴工艺与粘贴技术。
二、实验内容
学习电阻应变片在不同建筑材料上的粘贴技术。
三、主要仪器及材料
1．静态电阻应变仪：
DH3816，60测点
2．普通型数字万用表：
MY-61
3．常温普通型电阻应变片：
BX120-2AA、BX120-50AA
4．钢筋或混凝土试件
5．粘合剂：
E-44型环氧树脂、聚酰氨树脂、502瞬间接触剂
6．丙酮等化学试剂
7．角磨机、电烙铁及导线若干
四、实验步骤
1．检查、分选电阻应变片——剔除丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。
用万用表测量电阻值，应变片的电阻值相差不得超过仪器可调平的允许范围。
2．试件测点表面淮备——用角磨机、砂纸等工具除去试件待测表面漆层、电镀层、锈斑、覆盖层，划出测点定位线，然后用砂纸磨平，打磨成与测量方向成45°交叉的条纹，用棉球蘸丙酮沿同一方向擦拭干净。
3．贴片——使用502快干胶，要掌握时机，左手捏住应变片引线，右手上胶，胶水应匀而薄（多用反而不好）。
待一分钟左右，当胶水发粘时，校正方向贴好，再垫上玻璃纸（最好用聚乙烯类非极性塑料薄膜），用手指梢加滚压即可。
用环氧树脂胶贴片时，先需在待测面上涂一薄层胶液，将应变片放上，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶液，保证胶层尽可能地薄而均匀，而在应变片周围应有胶液溢出效果才好。
贴片后垫上橡皮等，用重物或夹具加压，24小时固化后方可进行贴片的质量检查。
4．固化——快干胶和环氧树脂胶均靠自然干燥让溶剂挥发而固化。
为加快这一过程，可用红外线灯或热吹风机，将贴片区加热至60～70℃，但过热将会损伤应变片。
5．检查——包括外观检查和应变片电阻值及其绝缘电阻值的测量。
胶层固化后，应变片电阻值应无明显变化。
绝缘电阻值是检验胶层干燥或固化程度的标志，胶层完全干燥或固化后，绝缘电阻可达l04MΩ以上。
—般静动态测量均应大于200MΩ以上方为合格。
6．应变片保护层——用比应变片略宽的布条均匀蘸上环氧树脂，然后缠绕在应变片的表面。
缠绕过程中应注意应变片的两根导线间、导线与钢筋间均不能有任何接触。
待布条硬化后再次检查应变片电阻及应变片与钢筋之间绝缘电阻。
7．固定导线——应变片到电阻应变仪之间的测量导线布置，应使同一测区导线同规格、同型号、等长、排列整齐，分区成束捆扎，屏蔽网接地。
应变片引出线也应事先固定，防止扯坏应变片，连接焊点应光滑、牢固、防止虚焊。
引出线应编号并作记录。
8．如有必要重贴时，一定要除去原有胶层，重新擦洗，涂胶粘贴。
五、实验结果及分析讨论
1．简述本次试验结果
2．简述选片原则和贴片、焊线，保护层处理的注意事项。
3．分析在操作过程中发生的故障原因及排除方法。
试验二常用机械式仪表的使用技术
一、实验目的和要求
了解各种机械式仪表的构造原理和安装调试方法；掌握机械式仪表的测试方法，熟悉仪表刻度、量程与测量精度的关系；了解结构静力试验的荷载分级方法和加载制度。
二、实验内容
测量钢结构构件受力变形后的挠度和应力。
三、主要仪器及材料
标准钢梁、百分表、磁力表座、油泵、荷载传感器、静态电阻应变仪、电阻应变计、电烙铁、502瞬间接触剂、导线若干
四、实验步骤
1．标定荷载传感器
2．粘贴应变计并焊接导线，连入电阻应变仪
3．安装百分表
4．分级加载
5．读取数据
五、实验结果及分析
1．绘制钢梁的M－f曲线
2．计算荷载作用下钢梁的实际应力，并于材料力学的理论计算值比较。
3．简述安装百分表时的注意事项。
4、简述荷载传感器的工作原理。
5．简述静态电阻应变仪的操作步骤。
试验三电阻应变测量技术
在电阻应测量中，如在电桥中仅接入一个电阻应变片，则实际测量值中含有由于温度变化时构件产生的应变，这是实验中所不希望的，通过适当的接线方式，可消除温度的影响。
工程实践中有许多不同的接线方式，主要分为两大类，一是设置专门温度补偿片，这种方式又可分为公共补偿与单片补偿两种，二是通过工作片间互相补偿，称为互相补偿或自补偿，接线要有一定的技巧。
掌握电阻应变测量中的温度补偿方式及不同接线方式的测量结果的区别是很重要的。
一、实验目的和要求
1．熟悉电阻应变仪的操作规程；
2．掌握电阻应变仪测量的基本原理；
3．学会用电阻应变片作半桥测量的方法；
4．掌握温度补偿的基本原理。
二、实验内容
进行两种电阻应变测量接线方法的实验，掌握电阻应变测量的不同接线基本原理，以及消除温度影响的方法，根据实验结果分析两种不同接线方式测量数值的理论依据。
三、仪器名称及材料
1、DH3819型静态电阻应变仪；
2、等强度梁。
四、实验步骤
各接线如图1-1所示
1．1/4桥接线+公共补偿：
单片补偿接线方法：
将应变片R1接于应变仪1组，Eg、接线柱，温度补偿片R2接于、0接线柱，则构成外半桥，另内半桥由应变仪内部两个标准电阻构成。
输入应变片灵敏度系数，导线电阻，应变片电阻。
公共补偿接线方法：
断开补偿组的连线，将公共补偿接线连接于该组，将等强度梁的上侧应变片R1接于1组的Eg、接线柱，将等强度梁下侧应变片R3接、0接线柱。
2．半桥接线
按应变仪的设计原理更换公共补偿端的接线方式，然后在每个测量桥路中接入两个电阻应变片。
本试验中，在一个测量桥路中按半桥方式接入等强度梁的上下测应变片。
3．全桥接线
每个测量桥路中接入四个电阻应变片。
图1-1测量电阻应变的接线方式
4．按上述接桥方法分别接通桥路后，按以下步骤进行操作：
将电阻应变仪调平衡；
作预加载，检查仪表和装置；
正式试验，每级加载2公斤，加二级，记取读数，重复三次读数。
五、实验结果及分析
1．整理出实验数据，试验数据填入应变记录表。
（表格见下表）
2．比较三种接线方法，分析测量数据，分析不同的原因，给出结论。
表1公共补偿实验记录表数量级：
10-6
级数
荷载值（kN）
第一次
第二次
第三次
应变平均值
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
1
2
3
4
表2互相补偿实验记录表数量级：
10-6
级数
荷载值（kN）
第一次
第二次
第三次
应变平均值
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
1
2
3
4
表3全桥互相补偿实验记录表数量级：
10-6
级数
荷载值（kN）
第一次
第二次
第三次
应变平均值
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
ε1
ε2
1
2
3
4
试验四回弹法检测混凝土强度技术
一、实验目的
回弹仪测定试验主要用于估测建筑物混凝土强度。
作为检查和控制混凝土质量的一种辅助手段。
一般适用于龄期28天左右、标号不低于C20的常用混凝土，对于龄期较长的混凝土，碳化深度不大于4mm时，需通过试验修正回弹值。
对于碳化深度大于4mm的混凝土，则不宜采用回弹仪测定。
二、基本原理
回弹仪是根据在仪器的一定冲击力作用下，测得的回弹值与材料表面硬度存在一定的相关关系、而材料表面硬度又随其强度高低而变化的原理制作的—种非破损检验仪器。
由于混凝土是非匀质材料，由概率原理可知，需要有一定数量的测点测出的回弹平均值，才能反映强度与回弹值关系的规律性。
三、仪器名称及材料
1．混凝土回弹仪：
ZC3-A
2．混凝土试件：
120×200×1800
四、实验步骤
1．将弹击杆顶住构件表面，轻压仪器，使按切松开，放松压力时弹击杆伸出，挂钩挂上弹击锤。
2．使仪器的轴线始终垂直于构件的表面并缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后，弹击锤回弹带动指针向后移动至某一位置时，指针块上的示值刻线在刻度尺上示出的一定数值即为回弹值。
3．使仪器继续顶住构件表面进行读数并记录回弹值。
如条件不利于读数，可按下按扭，锁住机芯，将仪器移至它处读数。
4．逐渐对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下一次使用。
五、检测及数据处理
（一）检测
1．检测时混凝土构件的测区，应符合下列要求：
（1）每一结构或构件测区数不应少于10个，对某一方向尺寸小于4.5m且另一方向尺寸小于0.3m的构件，其测区数量可适当减少，但不应少于5个；
（2）相邻两测区的间距应控制在2m以内，测区离构件端部或施工缝边缘的距离不宜大于0.5m，且不宜小于0.2m；
（3）测区应选在使回弹仪处于水平方向检测混凝土浇筑的侧面。
当不能满足这一要求时，可使回弹仪处于非水平方向检测混凝土浇筑侧面、表面或底面；
（4）测区宜选在构件的两个对称可测面上，也可选在一个可测面上，且应均匀分布。
在构件的重要部位及薄弱部位必须布置测区，并应避开预埋件；
（5）测区的面积不宜大于0.04m2；
（6）检测面应为混凝土表面，并应清洁、平整，不应有疏松层、浮浆、油垢，涂层以及蜂窝、麻面，必要时可用砂轮清除疏松层和杂物，且不应有残留的粉未或碎屑；
（7）对弹击时产生颤动的薄壁、小型构件应进行固定。
（8）结构或构件的测区应标有清晰的编号，必要时应在记录纸上描述测区布置示意图和外观质量情况。
（9）当检测条件与测强曲线的适用条件有较大差异时，可采用同条件试件或钻取混凝土芯样进行修正，试件或钻取芯样数量不应少于6个。
钻取芯样时每个部位应钻取一个芯样，计算时，测区混凝土强度换算值应乘以修正系数。
修正系数应按下列公式计算：
或
式中η——修正系数，精确到0.01；
fcu，i——第i个混凝土立方体试件（边长为1501llm）的抗压强度值，精确到0.1MPa；
fcor，i——第i个混凝土芯样试件的抗压强度值，精确到0.1IMPa；
fccu，i——对应于第i个试件或芯样部位回弹值和碳化深度值的混凝土强度换算值。
n——试件数。
2．检测时，回弹仪的轴线应始终垂直于结构或构件的混凝土测试面，缓慢施压，准确读数，快速复位。
测点宜在测区范围内均匀分布，相邻两测点的间距一般不小于20mm，测点距构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不小于30mm，测点不应弹击在气孔和外露石子上，同一测点只允许弹击一次，每一测区应记取16个回弹值；每一测点的回弹值测读至1分度数。
3．回弹值测量完毕后，可选择不少于构件的30％测区数在有代表性的位置上测量碳化深度值。
取其平均值为该构件每测区的碳化深度值，当已碳化深度值极差大于2.0mm时，应在每一测区测量碳化深度值。
（二）数据处理
计算测区平均回弹值时，应从该区的16个回弹值中剔除3个最大值和3个最小值。
然后将余下的10个回弹值按下列公式计算：
式中：
Rm——测区平均回弹值，精确至0.1；
Ri——第i个测点的回弹值。
回弹值修正主要有非水平方向检测和非混凝土浇筑侧面的修正，其公式为：
式中：
——非水平方向检测和非混凝土浇筑侧面检测时测区的平均回弹值，精确至0.1；
——非水平方向检测和非混凝土浇筑侧面检测时回弹值修正值，查相应表格可得，精确至0.1。
如果既是非水平方向，又是非混凝土浇筑侧面，则应先进行回弹值测试角
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