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1、中央廣播電視大學建工學院建筑結構試驗練習冊參考答案試驗一應變片的選擇和應變儀的使用一 應變片的選擇和粘貼（一）、電阻應變片的篩選記錄應變片的應敏系數(shù)K=2.05（二）、電阻應變片的粘貼簡述應變片的粘貼過程：在常溫條件下在金屬材料表面粘貼應變片時應按下列步驟進行：1首先用鋼銼清除測點表面的漆皮、電鍍層、銹點等覆蓋層；2利用鋼尺和劃針劃出應變片粘貼位置的定位線；3用0號砂布將測點打磨光潔，使用砂布打磨時應沿著與測試方向成450的兩個方向進行打磨，以便使應變片粘貼更加牢固；4用鑷子夾住醫(yī)用棉蘸丙酮沿著一個方向擦拭打磨面，直到擦拭干凈為止；5測點丙酮揮發(fā)干凈后，將502 膠水涂在應變片的基底上，使50
2、2膠水形成很薄的膠層，校正好應變片的粘貼方向?qū)⑵鋽[正，同時在應變片的上面覆蓋聚乙烯薄膜，用手指稍加用力并沿應變片的一個方向連續(xù)滾壓，擠出多余膠水、氣泡，使應變片粘貼更加牢固。6粘貼接線端子并將應變片引線焊接在接線端子上；7粘貼后的應變片如需澆筑混凝土則應先將應變片引線焊接到固定好的引線上，然后對應變片進行防潮處理并進行加固。在混凝土結構表面粘貼應變片時應按下列步驟進行：1用鉛筆在粘貼部位劃出應變片的定位線；2用砂布打磨測點附近的浮塵和砂粒；3用醫(yī)用棉蘸丙酮將其擦拭干凈；4用914或環(huán)氧樹脂膠涂抹在應變片粘貼部位，固化后用細砂布將表面打磨平整，并用劃針再次劃出應變片的定位線，然后用醫(yī)用棉蘸丙酮將
3、其擦拭干凈；5粘貼應變片及接線端子并將應變片的引線焊接到接線端子上。（三）、應變片粘貼質(zhì)量檢驗記錄粘貼不合格的應變片的情況：1粘貼應變片的定位線與粘貼部位定位線不重合，造成應變片粘貼不正；2粘貼應變片時滾壓不到位，膠層過厚或有氣泡；3粘貼過程中造成引線斷折；4應變片局部基底無膠而未被粘牢。二應變儀的使用（一）簡述電阻應變儀的使用方法：本實驗選用的電阻應變儀型號為YD-88型，使用方法如下：1接通電源，預熱15分鐘；2將工作應變計接入電阻應變儀接線端子，14橋接A、B端；12橋接A、B、C端；全橋接A、B、C、D端；3采用14橋接法時需在公共補償端接入溫度補償應變片；4撥動靈敏系數(shù)開關，使之與工
4、作應變計靈敏系數(shù)相同；5撥動橋路模式開關，與應變儀工作模式相同； 6接通各個測點，調(diào)整電位器使讀數(shù)為零；7加入荷載，依次測量各個測點并逐一記錄讀數(shù)。（二）說明半橋和全橋的連接方法1半橋的連接方法：A外設補償片的連接方法：將工作應變計接到應變儀接線端子的A、B端，將粘貼到與試件同樣材質(zhì)上的溫度補償應變計接到同一接線端子的B、C端或接到應變儀的公共補償端。粘貼有溫度補償應變計的試塊應放到與試件相同的溫度環(huán)境中。采用公共補償接法時，一片溫度補償片可作為多片工作應變片提供溫度補償。B工作應變計互相補償法：將粘貼到同一試件上的兩片工作應變計分別接到應變儀接線端子的AB和BC端，兩只應變計互為溫度補償應變
5、計使用。但應注意應變計的粘貼部位和方向?qū)⒂绊憳虮巯禂?shù)，即影響實際讀數(shù)與被測試件應變間的關系。2全橋的連接方法：全橋連接時有四只工作應變計，連接時應根據(jù)工作特點和需要，將四只工作應變計分別連接到應變儀接線端子的AB、BC、CD、DA，四只應變計互為溫度補償應變計。但應注意，應變計的粘貼部位、方向，應變計的連接順序?qū)⒂绊戨娐返臉虮巯禂?shù)。三、實驗報告1試驗的操作過程，電橋或萬能表如何使用。試驗的操作過程如下：1）應變計參數(shù)知識的了解：實驗介紹了兩種應變計。一種是紙基應變計，規(guī)格為5mm*60mm，標稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應變計的包裝為每包10片，適用于混凝土應變的測量；另一種應變
6、計為膠基應變計，規(guī)格為2mm*3mm，標稱電阻值為120歐姆，靈敏系數(shù)為2.05，應變計的包裝為每包100片，適用于金屬材料應變的測量。生產(chǎn)廠家是河北邢臺應變計廠。2）應變計的篩選：使用前，應進行應變計的篩選，篩選工作分為兩步。其一，觀察應變計是否有斷絲、氣泡、引線折斷、嚴重變形等外觀缺陷或明顯的質(zhì)量問題；其二，用三位半數(shù)顯式萬能表測量應變計的實際電阻阻值。萬能表撥至200歐姆檔，用表筆測量應變計的電阻值，同一批試驗試件所使用的應變計電阻值誤差應小于0.2歐姆。3）應變計的粘貼和質(zhì)量檢查：根據(jù)應變計粘貼的相關要求將粘貼部位處理干凈，劃出定位線并粘貼應變計。粘貼時應注意用力適當，不應造成應變計的
7、損傷。粘貼后，應再一次用萬能表進行電阻值測量，應變計的電阻值不應有明顯變化。應變計粘貼后應粘貼接線架，并將應變計的引線焊接到接線架上。4）掌握電阻應變儀的使用方法：學習了應變儀各個旋鈕的功能和使用方法，應變計連接引線應牢固連接到應變儀的接線端子口，以免造成應變儀讀數(shù)漂移，無法測讀。5）掌握橋路連接技術：了解并掌握了半橋、全橋的連接方法及工作特點，掌握溫度補償電路的工作原理和工作過程，了解并掌握不同橋路連接方式的橋臂系數(shù)、測讀方法、電路特點、使用場合等。半橋單補橋臂系數(shù)為1；半橋互補橋臂系數(shù)為2；全橋單補橋臂系數(shù)為2；全橋互補橋臂系數(shù)為4；2參與了哪些操作，有什麼體會。主要參與了應變計的篩選、粘
8、貼、粘貼部位的打磨處理、應變計粘貼后的質(zhì)量檢查以及應變儀的使用操作等。通過試驗了解了應變測量技術的實際操作方法并掌握了橋路連接技術的工作特點、測讀原則和適用條件。試驗二半橋、全橋測量等強度梁的應變一、試驗數(shù)據(jù)的測量（一）測量AA截面尺寸截面寬度B(mm)截面高度H(mm)截面到加載點的距離L(mm)2015315（二）測量AA截面的應變1半橋接線與測量1）半橋單補測量橋路試驗荷載0N50N100N150N100N50N0N應變值010020230120310102）半橋互補測量橋路試驗荷載0N50N100N150N100N50N0N應變值020239960140120102全橋接線與測量1）全
9、橋單補測量電路試驗荷載0N50N100N150N100N50N0N應變值0201403160440220002）全橋互補測量電路試驗荷載0N50N100N150N100N50N0N應變值040080312038024010（三）計算AA截面的理論應變值6PLEBH2(61500.315)/(2.1*105*0.02*0.0152)=300二、試驗報告1簡述電阻應變測量的全過程1）接通應變儀的電源，加熱15分鐘；2）根據(jù)試驗的需要，將被測應變計連接成合適的橋路方式并接入應變儀輸入端子上；3）將應變儀的靈敏系數(shù)開關、橋路模式開關撥動到合適位置；4）試驗開始前，將各個測點初始讀數(shù)調(diào)整為零；5）分級施
10、加荷載并記錄讀數(shù)。2比較4種橋路連接方式的優(yōu)缺點1）半橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應變片個數(shù)少，電路連接方式簡單，橋臂系數(shù)為1，應變測量值與應變顯示值相同；缺點是：橋路無放大作用，測量時電橋靈敏度較低。2）半橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：試驗時使用應變片個數(shù)較少，電路連接方式簡單，電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應變測量值與應變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應變值的2倍，測量電路靈敏度較高；缺點是：橋路需用應變計較多，實際應變測量范圍減少1倍。3）全橋單補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為2即橋臂系數(shù)為2，應變測量值與應變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應變值的2倍，測
11、量電路靈敏度較高；缺點是：試驗時使用應變片個數(shù)多，電路連接方式復雜，實際應變測量范圍減少1倍。4）全橋互補測量電路接法的優(yōu)點是：電橋具有放大能力，放大倍數(shù)為4即橋臂系數(shù)為4，應變測量值與應變顯示值不相同，讀數(shù)是實際應變值的4倍，測量電路靈敏度高；缺點是：試驗時使用應變片個數(shù)多，電路連接方式復雜，實際應變測量范圍減少為原測量范圍的四分之一。3比較4種橋路連接方式測得的結果及計算結果（分別比較各種測量橋路試驗時應變儀顯示的應變值與理論計算應變值間是否滿足給定的倍數(shù)關系，同時計算試驗的誤差）。四種橋路連接方式測得的結果與計算結果分別 有1、2、2、4倍的關系，滿足給定的倍數(shù)關系。四種橋路的測量誤差均
12、為1左右。試驗三回彈法檢測結構混凝土強度一、試驗分析及試驗數(shù)據(jù)整理（一）混凝土立方體試件的測量（將測得的試件尺寸填入表1）試件寬度b(mm)試件高度h(mm)試件面積b*h(mm)150150150(二)回彈檢測混凝土試件的強度（無損檢測）1 測量和記錄混凝土試件的回彈值（每面選擇8個測點，兩側(cè)面共16個測點，并將測得的強度值填入表2）單面8 個點3632393440393538單面8 個點3537374039374133單面8 個點3840363539364140單面8 個點3237353635333844單面8 個點3640464237344743單面8 個點344437364238403
13、92 計算10個測點回彈的平均值WM1=1/10=( 36+39+39+35+38+35+37+37+39+37)=37.2WM2=1/10=(38+40+36+39+36+37+35+36+35+38)=37.0WM3=1/10=(40+42+37+43+37+36+42+38+40+39)=39.43 利用測強曲線計算混凝土試件的立方體抗壓強度=0.025Wm2.0108=35.97 =35.58 =40.38試件i123 35.9735.58 40.38選擇36.0（Mpa）為立方體抗壓強度值（三）試驗機上檢測混凝土試件的抗壓強度（破壞檢測）1 測量混凝土試件的破壞荷載試件i123破壞荷
14、載P(N) 907KN 887KN896KN2 計算三塊試件的試件i123（Mpa）40.339.439.83 計算三塊試件的抗壓強度平均值39.8（四）試驗的誤差分析相對誤差9.5一、 試驗報告1簡述試驗方法?；貜椃ǎ哼x用HT225型回彈儀進行測試，每次測試選取3個試件,試件尺寸為150mm150mm150mm。試驗時先將試件放入200T壓力機內(nèi)，加以適當壓力（約40KN）,使試件不產(chǎn)生振動。在試件兩相對側(cè)面分別選取兩個測區(qū)，在每個測區(qū)內(nèi)選取8個測點并用回彈儀進行回彈，回彈點盡量分布均勻，不可重復回彈一個測點。在使用回彈儀測量混凝土回彈值時，要求回彈儀處于水平并垂直于測試表面。試驗中隨時記錄
15、回彈值，依次對每個試件分別進行試驗。數(shù)據(jù)計算時，去除三個最大值和三個最小值，取10個中間值計算其平均值，并利用測強曲線計算試件混凝土強度值。試驗機測試法：每組試驗需3個試件，試驗時先測量每個試件的各面邊長，然后將3個試件依次放入壓力機內(nèi)進行破壞性試驗，放置時取兩個規(guī)則的平整平面置于試驗機上、下壓板間，開動壓力試驗機加載，直至試件破壞，荷載不再增加時為止。加載速度應均衡、適當。記錄極限破壞荷載值并根據(jù)實測試件受力面積計算出混凝土抗壓強度值，根據(jù)fcu.m與fcu.i的差值合理確定混凝土最終強度值。2比較兩種方法測定的混凝土強度的精度?；貜椃ㄊ抢没貜梼x彈擊混凝土表面，利用回彈值推定混凝土的強度。
16、回彈值的大小與混凝土表面硬度相關、與骨料品種、尺寸大小環(huán)境濕度、回彈角度、混凝土碳化深度等多種因素相關，因此誤差較大。壓力機測試法是直接對試件加載，根據(jù)其破壞荷載確定混凝土的強度，是對混凝土的直接檢測方法，數(shù)據(jù)真實可靠，誤差較小。試驗四鋼筋混凝土梁正截面試驗一、原始資料210210200212100混凝土等級：C20；鋼筋保護層厚度：25mmC20混凝土強度：fc=9.6N/mm2；ft=1.10 N/mm2；HPB235鋼筋強度：fy=210 N/mm2。二、計算資料的整理1、計算梁的承載極限的計算值當鋼筋屈服時，達到承載力的極限：利用上面的計算公式得到：Mu=7132 NmP= Mcr/0
17、.3= 23773 N=23.8103N2、計算梁的開裂荷載計算值利用上面的計算公式得到：Mcr=1.29103NmP= Mcr/0.3=4300 N=4.3103N3、進行荷載分級理論計算值與實際試驗值是有誤差的，原因在于，我們所取用的鋼筋強度和混凝土強度是設計值，而在實際中，無論是鋼筋還是混凝土的強度都比設計值大很多，所以在荷載分級的時候，應適當加大。具體分級情況見試驗記錄表。三、試驗記錄表見后頁四、開裂荷載圖五、繪制彎矩撓度關系曲線，并加以評述。見下頁 彎距撓度七、混凝土應變沿梁高的分布，在各級荷載下分布圖及中和軸變化。10kN 15kN 20kN 30kN 40kN 50kN54321
18、九、記錄實測的開裂荷載值及承載力極限值。實測開裂荷載：11.8kN實測極限荷載：57.2kN試 驗 數(shù) 據(jù) 記 錄 表八、繪制受壓區(qū)邊緣混凝土壓應變與受拉鋼筋拉應變在各級荷載下的變化圖。荷載鋼筋應變砼應變試驗五預制板檢驗一、繪制荷載撓度曲線（根據(jù)實驗記錄表記錄的數(shù)據(jù)繪制）1預制板的基本參數(shù)：板長：3510mm；板寬：1180mm；自重：7.8Kn；裝修重：0.5Kn/m2；活荷載（分配梁等）：4.0Kn/m2；實配低碳冷拔鋼筋16b5；混凝土強度：C30；2計算參數(shù)：荷載短期效應組合下按實配鋼筋計算的板底混凝土拉應力：sc=2.5N/mm2；預壓應力計算值：pc=3.0N/mm2；計算撓度值：
19、asc=5.3mm；抗裂檢驗系數(shù)：cy=1.24，0.95cy=1.18；加載采用三分點加載方案，加載設備自重2.0Kn；自重按三分點加載時折算重量：FGK1=2.83Kn ；短期荷載檢驗值Fs=9.72Kn；承載力檢驗荷載設計值Fd=12.88Kn；在板跨中兩側(cè)及兩端各設一只百分表。3荷載及撓度變形記錄表序號荷載（KN）加載系數(shù)實測撓度（mm）備注0(3.83)自重及設備重10.060.40.05正式加載22.00.60.5233.950.81.1545.891.01.63撓度檢驗as06.4mm56.861.11.8767.641.182.02抗裂檢驗0.95*1.24=1.1878.22
20、1.242.15觀察裂縫（未發(fā)現(xiàn)）88.811.302.3499.781.402.651010.751.503.011111.721.604.23發(fā)現(xiàn)裂縫1212.661.286.91承載力檢驗0.95*1.35=1.281313.561.3510.65承載力檢驗u=1.35 (5)1414.201.4014.86承載力檢驗u=1.40 (2)1514.851.4519.48承載力檢驗u=1.45 (1)1615.501.5033.33承載力檢驗u=1.50 (3) (6)1716.151.55承載力檢驗合格后加載二、測定在正常使用檢驗荷載標準值下?lián)隙?，并判斷是否合?實測撓度值：在板跨中兩側(cè)
21、及板兩端分別設百分表，根據(jù)讀數(shù)計算實測撓度值ag0=1/2(a1+a2-a3-a4)=1.63mm2板自重產(chǎn)生撓度值：根據(jù)第11級加載時構件開裂，其前一級荷載撓度實測值ab0=3.01mm，則自重產(chǎn)生的撓度為agc=(Mg/Mb)*ab0=(Qk/Qb)*ab0=(2.35/7.2)*3.01=0.98mm3檢驗撓度實測值as0=ag0+agc=1.63+0.98=2.62mmcr，其中cr=1.24，故抗裂檢驗合格。四、判定承載力檢驗是否合格在規(guī)定的檢驗荷載下，未發(fā)現(xiàn)相應的承載力破壞檢驗標志，因此承載力檢驗合格。五、確定承載力極限荷載并說明承載力檢驗標志試驗在判定承載力檢驗合格后繼續(xù)加載，至
22、K，=1.55時觀察到1.55mm寬裂縫，裂縫部位在板跨中主筋處，符合承載力檢驗破壞標志（1），此時承載力檢驗系數(shù)實測值u0=1.55，三分點加載時其承載力極限荷載值為34.3Kn。六、多孔板加載方案圖及荷載-撓度曲線圖試驗六自由振動法測動力特性實驗一、記述試驗方案及方法。將一根I101200的工字鋼梁置于兩支座上，兩個支座分別為固定鉸支座和滾動鉸支座。在鋼梁下懸吊一個50N砝碼，鋼梁上吸附一個加速度傳感器。加速度傳感器與DY-3型動態(tài)數(shù)據(jù)采集儀連接。試驗時，剪斷砝碼吊繩，使工字梁在彈性恢復力下產(chǎn)生自由振動。利用采集儀記錄振動過程，將記錄下的振動波形去除最前面和最后面的數(shù)個波形，選取中間的幾個振動波作為計算依據(jù)進行計算。二、計算出工字梁的固有頻率與阻尼。1固有頻率：取3個周期的振動波，對應的時間坐標差值為t2-t1=0.169s，故周期T=0.169/3=0.0563s，頻率f=1/T=1/0.0563=17.76Hz。2阻尼系數(shù)：該振動的對數(shù)衰減率為：=(2/K)ln(an/an+k),在波形中取三個周期的波形，則K=6，在圖中可查到an的幅值為115個單位，an+k的幅值為42個單位，故=(2/K)ln(an/an+k)（26）ln(115/42)= ，阻尼比=/2= /2*3.1416= 。3計算的波形圖附后
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