结构实验指导书8课时.docx

1、结构实验指导书8课时结构工程实验指导书学 生 实 验 须 知1、实验前，必须预习实验指导书中的相关内容，了解本次实验的目的、内容、原理、使用仪器设备、实验操作步骤和注意事项等，并写出合格的预习报告。2、按预约时间带着要做实验的预习报告准时到实验室进行实验，不得无故迟到、早退或缺席。3、进入实验室后，应保持实验室内安静，不得高声喧哗和擅自乱动仪器设备。4、保持实验室整洁，不准在机器、仪器及实验台上涂写，不准乱丢纸屑，不准随地吐痰。5、实验中，认真听取教师指导，严格遵守实验操作步骤和注意事项，遵守仪器设备的操作规程。如果实验时仪器设备发生故障，学生应立即报告指导教师，经及时检查、排除故障后，方可继

2、续实验。6、实验过程中，学生违反仪器设备操作规程操作损坏仪器设备、造成事故者，应批评教育并按学校损坏仪器赔偿规定赔偿损失。7、实验过程中，每个学生都必须亲自动手，分工合作，共同完成本小组的实验任务。8、实验结束后，应将实验仪器、工具清理摆正，不得将实验室的工具、仪器、材料等物品携带出实验室。9、实验报告应及时、规范、准确地完成交上，并要求做到字迹端正、绘图清晰、表格简明。实验一 电阻应变片的粘贴一、试验目的1了解应变片的选取原则及质量鉴别方法。2掌握应变片的粘贴工艺与粘贴技术。二、试验仪表及工具序号仪器名称数量序号仪器名称数量1普通数字万用表15电烙铁、剪刀等工具22兆欧表16塑料薄膜、导线等

3、器材33常用普通型电阻应变片27粘合剂、丙酮等化学试剂14钢筋或混凝土试块2三、试验步骤1选择应变片（1）选择应变片的形式和规格时，应注意所测试件的材料性质和试件所处的受力状态。针对匀质材料制成的试件，一般选用普通型小标距应变片；对于非匀质材料制成的试件，应该选用大、中型标距的应变片；试件处于平面应变状态时应选用应变花片。（2）分选应变片时，首先应对选定的应变片逐片进行外观检查，要求应变片丝删平直，片内无气泡、霉变、锈点等缺陷，否则应以剔除。然后用万用表逐片测定其电阻值，并依据电阻值得大小分组。同一组应变片的阻值偏差不得超过应变仪可调平的允许范围，一般为0.6左右。2选择粘合剂粘合剂分为两大类

4、，即胶剂粘合剂和水剂粘合剂。具体选用应视应变片基底材料和试件材质的不同而异。通常要求粘合剂具有足够的抗拉和抗剪强度，蠕变小，绝缘性能好等特点。目前在匀质材料试件上粘贴应变片时，较多地采用氰基丙烯酸类水剂粘合剂，如KH501、KH502快速胶。在混凝土等非匀质材料试件上贴片时，常采用环氧树脂胶。3测点表面整理为了使应变片与测点表面粘贴牢固，测点表面必须清理擦洗干净。对于匀质材料试件的表面，先用工具或化学试剂清除贴片处的漆皮、油污、锈层等污垢，然后用锉刀锉平表面，用80#砂纸初次打磨光洁，再用120#砂纸将表面打磨成与测量方向成450的细斜纹。吹去浮尘后用脱脂棉球蘸上丙酮、甲苯或四氯化碳等溶剂擦洗

5、试件表面，直至棉球不沾灰为止。此后，在试件处理完的表面上画出测点定向标记，等待贴片。4应变片的粘贴与干燥当选用KH502胶粘贴应变片时，应准备薄膜若干片；薄膜材料应不溶解于KH502胶，常用的有聚乙烯薄膜。使用时将聚乙烯薄膜裁成小块，每块面积约为应变片基底面积的三倍左右。贴片时，先在试件表面的定向标记处及应变片基底上分别均匀地涂抹一薄层粘贴胶，稍等片刻胶层即开始发粘，此时迅速将应变片按正确的方向位置贴上，然后取一块聚乙烯薄膜盖在粘贴了的应变片上，用手指稍加压力后，等待干燥。当在混凝土表面贴片时，一般应先用环氧树脂胶作找平层处理，待找平胶层完全固化后再用砂纸打磨光滑，擦净后用502胶水或环氧树脂

6、均可粘贴电阻应变片。当室温高于15和相对湿度低于60%时可采用自然干燥法，干燥时间一般为2448小时。室温低于15或相对湿度大于60%应采用人工干燥法，但是在人工干燥前必须经过8小时自然干燥。人工干燥常用红外线烘烤的方法，且控制烘烤时的温度不得高于60，一般烘烤8小时即可达到要求。5焊接导线先在离开应变片引出线35mm处粘贴接线片，接线片粘贴牢固后再将引出线焊接与接线片上，最后把测量导线的一端与接线片连接，另一端与应变仪测量桥路连接。6应变片的粘贴质量检查（1）用兆欧表量测应变片的绝缘电阻。静态测量的绝缘电阻应大于200兆欧。（2）观察应变片的零点漂移。将应变片接入电阻应变仪，三分钟之后观察应

7、变片的零点漂移情况，若漂移小于5认为合格。（3）检查应变片的稳定性。这时对接入应变仪测量桥路的应变片进行电阻调平，若使用非直流电桥的应变仪时，还需进行电容调平。当电阻电容均调平衡后，用手指接触应变片敏感栅部位，此时应变仪的表头指针将偏离零点；当手指离开后应变仪的表头指针时应该回零，此时则认为该应变片工作稳定。若检查的结果是绝缘电阻低、零点漂移大或工作不稳定时，则说明该应变片测定工作状态不良，该将此应变片铲除重新粘贴。7防潮防水处理如果应变片处于湿度较大的使用环境下，或者应变片贴在试验周期较长的试件上使用时，都需要对应变片采取防潮措施。防潮措施必须在检查应变片粘贴质量合格后马上进行。防潮处理的简

8、便方法是用松香、石蜡或凡士林涂于应变片表面，使测片与空气完全隔离，达到防潮的目的。防水处理一般采用环氧树脂胶遮盖的方法。常用的环氧树脂胶配方：环氧树脂：邻苯二甲酸二丁脂：乙二氨=1：（0.10.15）：（0.060.09）。实验二 常用机械式仪表的使用技术一、试验目的1了解各种机械式仪表的构造原理和安装调试方法。2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，标距与应变的关系。3了解结构静力试验的荷载分级方法和加载制度。二、试验设备与仪器序号仪器名称数量序号仪器名称数量1标准钢梁：长L=1.6m，截面bh=2015mm2，弹性模量E=2.1105N/mm21套5百分表3块6千分

9、表1块7附着式应变仪1套2支座架2副8数显位移计1套3荷载吊具2枚9磁性表座4个4砝码一套（每枚重49N）6枚注：以上为每组实验时的1整套装置。三、仪表的安装与调试试验装置、测点布置及测点编号如图2-1所示。1、3、4测点百分表 2测点为千分表 5测点为手持应变仪 6测点为附着式应变仪图2-1 试验装置测点布置及编号图1百分表与千分表 百分表与千分表均用与测量位移和挠度变形。必须将表身固定在磁性表座上，并将磁性表座固定于不动的工作平台上以作为定点，将仪表的测杆与被测试件始终紧密接触以作为动点。安装仪表时，应注意必须使仪表测杆与试件表面垂直，仪表的颈轴夹在表座上的松紧程度要适中，测点表面处处理平

10、整光滑。在测量读数时，表读数应读至最小刻度后再估读一位数，并以mm为单位记录。2手持应变仪使用手持应变仪时，应首先在试件表面上安装标脚，标脚的间距视手持应变仪的标距而定。数据测量时，将仪器的两个插轴安放于标脚的锥形小穴中，注意此时插轴必须与试件表面垂直，然后读取仪表示值。读书方法与百分表、千分表相同。3附着式应变计附着式应变计是由一块千分表（或百分表）、一个侧杆及两个固定的标脚所组成。仪表和测杆通过两个标脚按一定的标距固定在被测试件的表面上。当固定的标脚随着被测试件发生变形时，标距间的距离即发生了变化，仪表的读数也随之发生改变。设两次仪表读数的差值为L，两固定标脚之间的初始标准距离为L，则应变

11、值为：=L/L。仪器安装时，根据测试标距的要求，先将两固定标脚粘贴于被测试试件的表面；然后分别将仪表和测杆安装在两个固定标脚的固定孔中，并使标杆顶着测杆的一头。安装时注意，应根据测点变形的大小和方向，预估表杆顶入的深浅，以确保在整个测量过程中表杆始终与测杆接触良好。测量读数方法与千分表、百分表的读数方法相同。由于手持应变仪和附着式应变仪的标脚有一定的厚度，使仪表测量时离构件表面均有一个距离a（如图2-2），造成测量的L值大于（受拉面）或小于（受压面）构件表面实际的伸长量或缩短量。所以应对实测值进行必要的修正。假定受弯构件界面的应变符合平截面假定，修正后的应变为：= （2-1） 式中：h试件截面

12、积a 试件表面距标脚孔的圆心位置的距离（附着式应变计）；试件表面至空穴底心的距离（手持应变仪）。L 在高度a处的位移示值，见图2-2所示；L仪器标距。4数显位移表按仪器编号连接测杆与数显位仪表，其连接位置在数显位仪表后端，连接完毕之后开通电源，电源开关在数显位移表的前端，摁下电源开关即可。根据测试的数据可在数显位仪表的窗口读出。（a）轴线变形 （b）弯曲变形变形图2-2 弯曲平面内的L四、确定加荷制度标准钢梁试验的加荷程序按如图2-3所示，分三级加载，每级在梁的两端各加49N荷重砝码，每级荷载间的间歇时间根据结构变形知是否稳定、以及测量读数是否完成而确定定，每增一级荷载或卸载一级荷载都应时刻观

13、察钢梁的应变和挠度变化情况，并记录各仪表的读数。五、试验步骤 1.选定测点位置。 2.在各测点上安装仪表，检查仪表是否进入正常工作状态。图2-3 加载程序图 3.加荷之前，同时记录各仪表的初读数。 4.分级加荷载，每级两端各加49N重的砝码，每加完一级荷载即记录仪表读数，直至满载3249=294N为止。 5.满载后分级卸载，每卸一级荷载，各仪表记录一次读数，直至荷载卸至为零。实验三 钢筋混凝土简支梁正截面受弯破坏试验一、试验目的1掌握制定结构构件试验方案的原则，设计简支梁受弯破坏试验的加荷方案和测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。2观察钢筋混凝土受弯试件从开裂，受拉钢筋屈服，直

14、至受拉区混凝土被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程，掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面应力应变图形的特点。3能够按照国家规范要求，对使用荷载作用下受弯构件的强度，刚度以及裂缝宽度等进行正确评估。二、使用设备和仪表序号仪器名称数量序号仪器名称数量1静载反力实验装置1套9XY函数记录仪1台220t液压千斤顶配高压油泵1台10电测位移计1台3荷载分配梁1根11千分表6块420t或10t荷载传感器1个12百分表8块5滚动和铰支座若干13附着式应变计的标脚16个6支撑架2个14附着式应变计的测杆8个7静态电阻应变仪2台15磁性表座7个8动态电阻应变仪1台16螺丝刀、导线等器材和工具三、试验方案1试件设计混

15、凝土强度等级为C20，钢筋为、级，试件配筋详见图4-1。图4-1 简支梁结构图2加荷方案（1）利用静载反力试验台上液压设备和荷载分配梁系统,对梁跨三分点处施加集中荷载,以便在跨中形成纯弯段.荷载装置如图4_2所示.试验荷载理论计算和试验设备强度验算应在正式试验前完成。（2）荷载分级原则上是以正常使用阶段荷载标准值的20%为一级,开裂荷载附近加载量应适当减少,不宜大于正常使用阶段荷载标准值的5%.超过正常使用极限状态以后，每级加载量减少至荷载标准值的10%，接近极限承载能力时，每级荷载不宜大于5%。图4-2 加荷布置图3测试方案（1）根据简支梁的内力和变形特点，一般应在最大应力截面和最大挠度截面

16、处布置测点。由于本试验采用了三分点加载方式，跨中纯弯段内梁的弯矩最大，且该区段内个截面最大应力相等。因此，在纯弯段内任选两个截面，沿梁截面高度上分别布置四个混凝土应变测点，以观测该截面处混凝土压应变和中和轴的变化情况。在梁纯弯段内受拉钢筋的五个截面处布置了10个应变测点，以观测钢筋的应变状态。为了解试件的变形情况，沿梁长（包括梁的跨中和两个集中力作用点处）布置了一定数量的位移传感器。考虑到支座处可能也有下沉，在支座处也安装了千分表。具体测点布置方案如图4-3所示。图4-3 测点布置图（2）根据量程和精度要求选择各种量测仪器仪表本次试验采用如下仪表：a） 混凝土应变h.1h8，采用附着是应变计测

17、量。b） 受拉主筋应变s1s10，采用静态电阻应变仪和函数记录仪。c） 梁的挠曲变形f1f7，采用百分表、千分表和位移计。d) 荷载测量选用20t或10t应变式荷载传感器，接入动态电阻应变仪，输出到函数记录仪自动记录。四、试验步骤1.按照加荷方案配备加荷设备，安装试件，固定加荷系统。2.按照观测方案，安装、调试测试仪器及仪表。3.将各测点进行编号，并记录试件初始缺陷或裂缝等。4.统一读取初读数，并按加载制度进行加载试验。每加一级荷载后均应测读记录一次各个测点的数据，并密切观察构件裂缝开展和变形情况。5.试验期间和试验完毕后，应描绘试件裂缝展开图及破坏特征图，包括裂缝出现时的荷载值，裂缝出现的位置、宽度以及破坏特征等均应标注在图中。6.实验完毕后应卸去荷载，拆除仪表，关闭仪器，并清理试验现场。