建筑结构试验指导书.docx

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建筑结构试验指导书

《建筑结构试验》

试验指导书

土木建筑工程学院

结构试验室

试验注意事项

为了确保试验顺利进行，达到预定目的，应做到以下几点：

一、做好试验前的准备工作

1、试验指导书，明确本次实验目的、方法、步骤和试验注意事项。

2、预习与本次试验有关的基本原理和其他参考资料等。

3、对试验中所用的仪器、设备，试验前应有一定的了解和熟悉。

4、必须清楚的知道本次试验所须记录的项目和数据处理方法，事先作好记录表格等准备工作。

二、遵守试验室的规章制度

1、严肃认真、保持安静。

2、爱护仪器设备，严格遵守操作规程。

3、非本试验所用设备及仪器切勿随意动用。

4、试验完毕后，应将仪器设备擦拭干净，并恢复到原来正常状态。

三、认真作好试验

1、认真听取老师讲解。

2、清点有关试验用设备、仪表和器材。

3、应有严格的科学作风，认真细致的按照要求的试验方法和步骤进行。

4、对于带电或贵重的试验设备和仪器，在边接和布置完成时，应经教师检查通过后，方可开始试验。

5、试验过程中，应密切观察试验现象，随时进行分析，若发现异常，应及时报告，试验过程还应注意采取防护措施，确保人身、仪器和设备安全。

6、记录下全部所需测量数据，以及仪器型号、精度、量程，试件的尺寸、材料标号、保护层厚度、钢筋含量和规格等，如果试验结果与温度有关还应记录温度、湿度。

原始数据不得任意修改。

7、教学试验是培养学生动手能力的一个重要环节，在试验小组中虽有一定的分工，但每个学生都必须自己动手，相互交流，完成全部试环节。

8、如学生希望观察一些与本试验有关的其他现象，或用其他方案进行试验，在完成本试验规定项目后，经教师同意可以进行。

四、写好试验报告

试验报告，是试验的总结，通过对它的书写，可以提高分析问题的能力，因此必需独立完成。

报告要求整洁清楚，要有分析和自己的观点，并进行讨论。

一般试验报告应具有下列内容：

1、试验名称，试验目的，试验者及同组人员。

2、试验目的。

3、试验的基本原理、方法及步骤。

4、设备及仪器型号、精度、量程等。

5、试验数据及其处理（应包括全部原始数据，并注明量测单位，最好以表格形式列出数据的运算过程，并根据数据处理和误差分析的要求给出试验误差）。

最后将所得的试验结果作出曲线或给出经验公式。

6、讨论。

应根据试验结果及试验中观察到的现象，结合基本原理进行分析讨论，如试验涉及的问题有理论解，则应与计算结果进行比较，并提出见解。

试验一电阻应变片的粘贴技术

一、试验目的

1、掌握电阻应变片的选用原则和方法。

2、学习常温用电阻应变片的粘贴技术。

二、试验仪表及器材

1、万用电表

2、粘结剂（使用502快干胶水）

3、等强度梁

4、常温用电阻应变片

5、电烙铁、焊锡及其他工具

6、导线若干

7、丙酮或酒精

三、试验方法及步骤

1、检查、分选电阻应变片——剔除丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉班、锈点等缺陷的应变片。

用万用表测量阻值，进行电阻值选配。

同一测区用电阻值相差不得超过仪器可调平范围，进行电阻值选配。

同一测区用电阻值相差不得超过仪器可调平范围（0.6）。

给选好的8片应变片编号，并记录下每片应变片的电阻值。

2、试件测点表面准备——用棉球醮丙酮沿一方向将等强度梁正、反面擦拭干净。

3、定测点位置——用铅笔按图示要求在等强度梁上定出R1——R6的贴片位置。

如图1-1所示。

R7、R8为温度补偿片，另贴于与等强度梁材料相同的温度补偿块上。

4、贴片——使用502快干胶水。

要掌握时机，左手捏住应变片引出线，右手上胶。

胶水应均匀而薄（多用反而不好）。

待一分钟左右，待胶水发粘时，将非级性塑料片盖在应变片上，用一个手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶液，保证胶层尽可能的薄而均匀。

5、固定导线——应变片与静态电阻应变仪用导线连接。

将导线与应变片的引出线焊接好后，注意将导线固定好，防止扯坏应变片，连接焊点应光滑、牢固、防止虚焊。

同一测区导线应同规格、同型号、等长、排列整齐，分测点成束捆扎。

6、编号——将导线与相应的应变片编好号。

以方便接入静态电阻应变仪时找相对应的测点。

四、试验报告

1、简述选片原则和贴片、焊接、防潮防水处理的注意事项。

2、分析在操作过程中发生的故障原因及排除方法。

详见试验报告书

附：

电阻应变片在等强度梁上的粘贴位置示意图

试验二静态电阻应变仪操作试验

一、试验目的

1、熟悉静态电阻应变仪的操作规程。

2、掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理。

3、学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法。

二、试验设备及仪表

1、做试验一时贴好应变片的等强度梁。

2、TS3860型静态电阻应变仪。

三、试验原理及方法

原理：

如图1所示，B、D端输出电压为UBD=0.25·U·K（1－2＋3－4）。

输出电压UBD经过信号转换、放大，在静态电阻应变仪显示的读数仪与各桥臂的应变值I即有如下关系：

仪=1－2＋3－4。

式中1、2、3、4分别为各桥臂上的应变片的应变值。

如下图：

1、半桥接线与测量

（1）如果应变片R1接于静态电阻应变仪的A、B接线柱，温度补偿片R7接于B、C接线柱，则构成外半桥，如图2-1所示。

另外内半桥由应变仪内部的两个无感绕线电阻组成（注：

应变仪内部的无感绕线电阻阻值为120，其阻值不会发生变化。

将静态电阻应变仪面板上的B点接线柱用多点连接片连接并旋紧各接线柱，即是接通了内半桥的两个无感绕线电阻）。

该桥路接法也即为我们通常所指的1/4桥。

静态电阻应变仪读出的应变值为：

仪=1。

（2）若梁上同一截面处的压区和拉区分别贴片R1和R2，接于A、B和B、C接线柱，则构成外半桥，如图2-2。

两电阻应变片即属测量工作片又互为温度补偿片。

另外内半桥由应变仪内部的两个无感绕线电阻组成。

静态电阻应变仪读出的应变值为：

仪=1－2。

又因为1=-2（等强度梁度拉应变值为正，受压为负），所以有：

仪=21

2、全桥接线与测量

（1）如果梁同一截面的压区贴片R3、R5接于A、B和C、D接线柱，温度补偿片R7、R8接于B、C和D、A接线柱，构成全桥。

如图2-3。

静态电阻应变仪读出的应变值为：

仪=3＋5。

又因为3=5，故有仪=23=25。

图2-3弯曲应变全桥单补偿接线与测量

（2）若梁上同一截面的压区应变片R3、R5接于A、B和C、D接线柱，而拉区贴应变片R4、R6，并接于B、C和D、A接线柱组成全桥。

如图2-4。

则静态电阻应变仪读出的应变值为：

仪=3－4＋5－6。

又因为4=6=－3=－5，故有：

仪=43=44=45=46。

图2-4弯曲应变全桥互补偿接线与测量

四、试验步骤

1、将静态电阻应变仪预热30分钟后。

2、一台静态电阻应变仪有24个通道，任选一个作为本次试验的测量桥路通道。

如果选择第1通道作为测量通道，将通道选定为1通道。

（以下均以1通道举例说明）

3、先在静态电阻应变仪后面板上将所选通道设置为本次试验所需的测量桥路，再在静态电阻应变仪前面板上选择应变片电阻为120Ω，灵敏系数K为2.00，按上述方法接通桥路，以上所述的桥路的A、B、C、D接线柱即相应于静态电阻应变仪后面板上“1”测量桥的接线端子A、B、C、D。

 即：

将接有相应应变片的导线与应变仪后面板上“1”测量桥的接线端子A、B、C、D连接。

检查是否有短路或断路的情况发生。

4、加载前用按测量键，使静态电阻应变仪的读数显示为0。

即是将应变的初始读数定为“0”。

5、试验前，先作1~3级预加荷载试验，每级P=5N。

通过预载试验检查仪表和装置，所发现的问题逐一解决。

6、正式试验，每级加载10N，逐一记取读数。

共3级，重复3次。

7、整理出试验数据，并比较应变仪与接桥的关系。

8、为计算应力的理论值σ理（σ理=6PX/bh2），用游标卡尺分别测量每片应变片所对应测点距加载点的距离X（X1和X2）、测点的载面宽度b（bx1和bx2），以及等强度梁的厚度h。

五、试验报告

1、按试验要求整理出各种试验数据，并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。

2、讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。

3、按等强度梁的参数作出理论计算，并分析计算值与实测值的差异原因。

试验三电阻应变片灵敏系数的测定

一、试验目的

1、进一步了解电阻应变片相对电阻变化与所受应变的关系。

2、掌握通用电阻应变片灵敏系数K值的测定方法。

二、试验设备及仪表

1、TS3860型静态电阻应变仪。

2、等强度梁和附加装置，温度补偿块。

3、千分表

4、待测电阻应变片

三、试验原理

灵敏系数K值是电阻应变片的一个重要的综合性能指标，不能单纯由理论计算求得，一般均需用试验方法测定。

对要求较高的应变测量，灵敏系数K值的检测是必须的。

通过学习已知，电阻应变片粘贴在试件上受应变作用，其电阻产生的相对变化△R/R与之间有下列关系：

△R/R=K·

由此可分别测量△R/R及的值，进而求得应变片的灵敏系数K。

试验采用等强度梁装置，通过千分表和静态电阻变仪测量梁的变形，从而测定出电阻应变片的灵敏系数K。

等强度梁的上下表面轴向应变可用千分表测取，其读数为：

=

式中f为（加载后千分表的读数－千分表的初读数），h为等强度梁厚度，lo为千分表的跨距。

电阻应变片的相对电阻变化△R/R由电阻应变仪测出，由下式表示：

△R/R=K仪·仪

式中，K仪是静态电阻应变仪所给定的灵敏系数值（本静态电阻应变仪K仪=2.0，仪是静态电阻应变仪在给定的K仪条件下显示的应变读数值。

综合分析，即可求出电阻应变片的灵敏系数Ki：

四、试验步骤

1、测量等强度梁厚度h和千分表的跨距lo。

2、按图3-1所示安装千分表。

利用实验二中弯曲应变半桥单补偿接线的桥路，即按图2-1所示接通桥路。

方法及其他需注意事项同试验二。

其余不需要的应变片及导线可取下（R2、R3、R4、R5、R6、R8），以方便本试验的进行。

3、按静态电阻应变仪测量键，使静态电阻应变仪的读数显示为0。

最后记录千分表的初读数。

4、分级加载10N、20N、30N。

测读千分表每级加载后的读数及静态电阻应变仪的读数值仪。

5、分级加载三次，取三次读数计算出的K的平均值。

计算应变片的灵敏系数Ki。

6、重复加载卸载三次，取各Ki的总平均值作为应变片的灵敏系数K，计算出相对标准误差。

五、试验报告

1、按要求测出给定电阻应变片的灵敏系数Ki值，灵敏系数平均值K和相对标准误差。

2、用分级荷载下的各应变片的△R/R和相应梁载面的应变数据。

作图并讨论△R/R~之间的关系。

《建筑结构试验》教学大纲

一、课程的性质、目的和意义

1、课程性质

建筑结构试验课程是高校土木工程本科专业的一门专业课，是以培养的检验学生的建筑结构试验的理论知识、试验设计和试验能力而设置的一门综合性的专业技术课程。

2、目我和意义

要求经过理论和实践等环节，使学生获得结构试验的基本知识和基本技能，在学习物理、材料、力学和结构等课程并掌握相应的基础和专业知识的基础上，根据本专业设计、施工和科学研究等任务的需要，能进行一般结构的设计理论和设计方法，检验结构的承载能力和工作性能，判断结构的质量和可靠性，并得到初步的训练和实践。

二、理论教学内、教学方法和学时分配（20学时）

1、绪论

内容：

主要介绍结构试验的任务和目我，并介绍、结构试验的发展方向。

要求学生对结构试验有一个总体轮廓的认识。

教学方法：

课堂讲授为主。

理论学时：

2学时。

2、基本试验方法、手段、仪器设备和静载试验

内容：

理解静载试验的概念，了解静载试验的加载设备、量测仪器、量测方加载方法和进行静开车试验的基本步骤，尤其对于应变测量方法必须深入理解其原理，掌握其方法。

对于典型的静载试验能独立设计试验方案。

教学方法：

讲授为主，自学内容为辅。

并通过学生试验加深对学习内容的理解。

结合试验室进行的科研试验项目，组织学生参与科研工作。

理论学时：

9学时。

3、加载试验

内容：

简单介绍动载试验的概念、加载设备、量测仪器和试验原理。

不做较深的要求。

理论学时：

2学时。

4、已建结构物检验和可靠性评定

内容：

了解目前我国常用的结构检测的方法和设备。

教学方法：

讲授为主，适当组织学生参加或参观现场检测。

理论学时：

3学时。

5、模型试验

内容：

掌握模型试验的概念，能运用方程式分析法进行简单的模型试验，对量纲分析法有一个初步的了解。

教学方法：

讲授教学为主，学生自学为辅。

理论学时：

4学时。

三、教学试验内容和学时分配（6学时）

1、电阻应变计的粘贴技术：

2学时。

2、静态电阻应变仪的操作应用试验：

2学时。

3、电阻应变计可灵敏系数K的测定：

2学时

四、教学中应注意的问题

教学中应运用学生试验和参与试验室进行的科研试验项目，以及观摩现场检测的项目，加深学生对理论知识的理解和巩固。

五、课程考核

课程结束进行闭卷考试，而该课程的总成绩按下式

总成绩=考试分数×50%+实验成绩×30%+平时成绩×20%

六、教材及主要参考书

建筑结构试验姚振纲编同济大学出版

建筑结构试验湖南大学出版

建筑结构试验王娴明编清华大学出版

实验力学张立中编武汉大学出版

相应的国家标准和规范