建筑结构试验实验指导书土木工程.docx
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1、 建筑构造试验建筑构造试验09 级试验指导书说 明一、试验报告必需用墨水笔工整书写,原始记录不得涂改,每个学生必需按时独立完成试验报告,(包括预习思考题及试验作业题)。二、严格遵守试验室规章:1做好试验课前的预习。2 不得动用与本次试验无关的仪器设备。3 试验完毕,清理整理所用仪器设备及环境卫生,填好试验使用登记本,并交给任课教师前方可离开试验室。4 如有仪器设备损坏,按学校有关规定处理。三、试验指导书所列试验方法均以现行国标和标准为依据。编者:陈高2023 年 5 月目录试验一 等强度梁试验1一、试验目的:1二、试验原理1三、试验步骤2四、试验记录3试验二 纯弯梁试验4一、试验目的4二、试验
2、原理4三、试验步骤5四、试验结果6五、试验记录表格7试验三 同心拉杆试验8一、试验目的8二、试验原理8三、试验步骤9四、试验记录表格9试验四:偏心拉杆试验10一、试验目的10二、试验原理10三、试验步骤12四、试验结果处理12试验五 典型桁架构造静载试验14一、试验目的14二、试验原理14三、试验操作步骤简介15四、试验记录16试验六 混凝土无损检测试验18一、试验目的18二、试验仪器18三、试验方法及步骤18四、试验报告18五、思考题18 建筑构造试验一、试验目的:试验一 等强度梁试验101、学习应用应变片组桥,检测应力的方法2、验证变截面等强度试验3、把握用等强度梁标定灵敏度的方法4、学习
3、静态电阻应变仪的使用方法二、试验原理1、电阻应变测量原理电阻应变测试方法是用电阻应变片测定构件的外表应变,再依据应变应力关系即电阻-应变效应确定构件外表应力状态的一种试验应力分析方法。这种方法是以粘贴在被测构件外表上的电阻应变片作为传感元件,当构件变形时, 电阻应变片的电阻值将发生相应的变化,利用电阻应变仪将此电阻值的变化测定出来,并换算成应变值或输出与此应变值成正比的电压或电流信号,由记录仪记录下来,就可得到所测定的应变或应力。2、测量电路原理通过在试件上粘贴电阻应变片,可以将试件的应变转换为应变片的电阻变 化,但是通常这种电阻变化是很小的。为了便于测量,需将应变片的电阻变化转换成电压或电流
4、信号,再通过电子放大器将信号放大,然后由指示仪或记录仪指示出应变值。这一任务是由电阻应变仪来完成的。而电阻应变仪中电桥的作用是将应变片的电阻变化转换成电压或电流信号。3、电桥电路的根本特性a) 在确定的应变范围内,电桥的输出电压 D U与各桥臂电阻的变化率DR Re或相应的应变片所感受的轴向应变DR R(n) 成线性关系;eb) 各桥臂电阻的变化率或相应的应变片所感受的应变 (n) 对电桥输出电压的变化D U 的影响是线形叠加的,其叠加方式为: 相邻桥臂异号, 相对桥臂同号。充分利用电桥的这一特性不仅可以提高应变测量的灵敏度及精度,而且可以解决温度补偿等问题。c)温度补偿片温度的变化对测量应变
5、有着确定的影响,消退温度变化的影响可承受以下方法。实测时,把粘贴在受载荷构件上的应变片作为 R1,以一样的应变片粘贴在材料和温度都与构件一样的补偿块上,作为 R2,以 R1 和 R2 组成测量电桥的半桥,电桥的另外两臂 R3 和 R4 为测试仪内部的标准电阻,则可以消退温度影响。利用这种方法可以有效地消退了温度变化的影响,其中作为 R2 的电阻应变片就是用来平衡温度变化的,称为温度补偿片。三、试验步骤1、把等强度梁安装于试验台上,留意加载点要位于等强度梁的轴对称中心。2、将传感器连接到 BZ 2208-A 测力局部的信号输入端,将梁上应变片的导线分别接至应变仪任 1-3 通道的 A、B 端子上
6、,公共补偿片接在公共补偿端子上。检查并纪录各测点的挨次。3、翻开仪器,设置仪器的参数,测力仪的量程和灵敏度。4、本试验取初始载荷P0=20N,Pmax=100N, P=20N,以后每增加载荷 20N, 记录应变读数 i,共加载五级,然后卸载。再重复测量,共测三次。取数值较好的一组,记录到数据列表中。5、未知灵敏度的应变片的简洁标定:沿等强度梁的中心轴线方向粘贴未知灵敏度的应变片,焊接引出导线并将引出导线接 4 通道的 A、B 端子,重复以上3.4 步。6、试验完毕,卸载。试验台和仪器恢复原状。四、试验记录载荷 P(N)-20-40-60-80-100灵敏度测定表格应变仪读数 单位: (10-6
7、) 11223344平均值未知灵敏度=2.00/未知一、试验目的试验二 纯弯梁试验1、测定梁在纯弯曲时某一截面上的应力及其分布状况。2、观看梁在纯弯曲状况下所表现的虎克定律,从而推断平面假设的正确性。3、进一步生疏电测静应力试验的原理并把握其操作方法。4、试验结果与理论值比较,验证弯曲正应力公式 =My/I 的正确性。z5、测定泊松比 。二、试验原理为了测量应变随试样截面高度的分布规律,应变片的粘贴位置如以下图。这样可以测量试件上下边缘、中性层及其他中间点的应 变,便于了解应变沿截面高度变化的规律。原始参数表纯弯梁受力图材料弹模(GPa)几何参数应变片参数bcm hcm灵敏系数碳钢2102.0
8、4.0acm10.02.00K 片电阻值( )120应变仪灵敏系数 K仪2.0由材料力学可知,矩形截面梁受纯弯时的正应力公式为s= M y理Iz式中:M 为弯矩;y 为中性轴至欲求应力点的距离;I (= bh3 )z12为横截面对 z 轴的惯性矩。本试验承受逐级等量加载的方法加载,每次增加等量的载荷P,测定各点相应的应变增量一次,即:初载荷为零,最大载荷为 4kN,等量增加的载荷P 为500N。分别取应变增量的平均值(修正后的值) De实 ,求出各点应力增量的平均值Ds 实 。Ds= E De实实Ds=理DM y IDszDs把测量得到的应力增量实与理论公式计算出的应力增量理加以比较,从而可验
9、证公式的正确性,上述理论公式中的DM 按下式求出:DM = 1 DP a 2DeDe横纵m DPE = DeA=纵材料力学中还假设梁的纯弯曲段是单向应力状态,为此在梁上或下外表横向粘贴 6应变片,可测出 ,依据式中 :梁材料的泊松比可由 横/ 纵计算得到 ,从而验证梁弯曲时近似于单向应力状态。材料的弹性模量 E 值和泊松比值。三、试验步骤1、确认纯弯梁截面宽度 b=20mm,高度 h=40mm,载荷作用点到梁两侧支点距离 c=100mm 。2、将传感器连接到 BZ 2208-A 测力局部的信号输入端,将梁上应变片的公共线接至应变仪任意通道的 A 端子上,其它接至相应序号通道的 B 端子上,公共
10、补偿片接在公共补偿端子上。检查并纪录各测点的挨次。3、翻开仪器,设置仪器的参数,测力仪的量程和灵敏度设为传感器量程、灵敏度。4 、 本试验取初始载荷 P0=0.5KN 500N , Pmax=2.5KN(2500N) , P=0.5KN(500N),以后每增加载荷 500N,记录应变读数 i,共加载五级,然后卸载。再重复测量,共测三次。取数值较好的一组,记录到数据列表中。5、试验完毕,卸载。试验台和仪器恢复原状。四、试验结果1、求出各测量点在等量载荷作用下,应变增量的平均值De 测 。2、以各测点位置为纵坐标,以修正后的应变增量平均值De 实 为横坐标,画出应变随试件截面高度变化曲线。3、依据
11、各测点应变增量的平均值De实 ,计算测量的应力值Ds 实 = E De实 。4、依据试验装置的受力图和截面尺寸,先计算横截面对 z 轴的惯性矩 I z , 再应用弯曲应力的理论公式,计算在等增量载荷作用下,各测点的理论应力增量Ds理值= DM yIZ。5、比较各测点应力的理论值和试验值,并按下式计算相对误差Ds- Dse =理实Ds100%理在梁的中性层内,因s理 = 0, Ds 理 = 0 ,故只需计算确定误差。6、比较梁中性层的应力。由于电阻应变片是测量一个区域内的平均应变, 粘贴时又不行能正好贴在中性层上,所以只要实测的应变值是一很小的数值,就可认为测试是牢靠的。五、试验记录表格测点编号
12、测点至中性层的距离 y(mm)12345表 1 测点位置载荷P(N)-500-1000-1500-2023-2500应变仪读数 单位: (10-6) 11223344556泊松比6=6/5De实表 2 试验记录表 3 试验结果测 点 编 号12345应变修正值De实应力试验值Ds 实( = E De实)应力理论值Ds 理(DsDs= DM yIz)=理- Ds实 100%误差 e(理)试验三 同心拉杆试验一、试验目的1. 测定低碳钢的弹性模量 E。2. 验证虎克定律最大载荷 4KN 二、试验原理低碳钢弹性模量 E 的测定由材料力学可知,弹性模量是材料在弹性变形范围内应力与应变的比值,即E =
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