建筑工程管理土木工程綜合實驗指導(dǎo)書確定（建筑工程方向用）建筑和土木工程學(xué)院實驗中心土木工程（房屋建筑方向）綜合性教學(xué)試驗?zāi)康暮鸵?、教學(xué)試驗的目的土木工程專業(yè)是壹門實用性很強的學(xué)科，其發(fā)展遵循著“理論—實踐—理學(xué)得深、學(xué)的透，掌握的更牢固。達到以下目的：通過試驗，應(yīng)使同學(xué)們了解和初步掌握結(jié)構(gòu)試驗的要求及試驗全過程，加強同學(xué)們的實踐動手能力。通過對試驗過程中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象的觀察，對試驗結(jié)果的分析和理論計算深化所學(xué)的理論知識。通過試驗，使同學(xué)們對結(jié)構(gòu)試驗所用儀器、儀表和設(shè)備有所了解，且初步的基礎(chǔ)。2、試驗注意事項及要求預(yù)習(xí)有關(guān)的試驗技術(shù)和結(jié)構(gòu)設(shè)計理論，熟悉試驗指導(dǎo)書內(nèi)容，明確試驗?zāi)康?、要求、方法和步驟。對試驗采用的儀表和設(shè)備的工作原理和安裝調(diào)試方法都有壹定的了解后才能使用。試驗實踐是培養(yǎng)學(xué)生動手能力的壹個重要環(huán)節(jié)，因此，每個學(xué)生都必須親自動手，分工協(xié)作，共同努力完成試驗。試驗過程中，要以科學(xué)的態(tài)度仔細觀察和分析試驗現(xiàn)象，如有異?，F(xiàn)象，應(yīng)及時報告指導(dǎo)老師。嚴格遵守實驗室有關(guān)設(shè)備儀器使用的操作規(guī)程，按照使用要求使用試驗用儀表及設(shè)備。及時整理試驗數(shù)據(jù)，按時完成試驗報告。目錄實驗三建筑物動力特性測試實驗四簡支鋼桁架靜載試驗壹、實驗?zāi)康?、熟悉靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的操作規(guī)程；2、掌握電阻應(yīng)變儀單點測量方法；3、學(xué)會電阻應(yīng)變儀半橋及全橋接法。4、測定等強度梁上下表面的應(yīng)力，驗證梁的彎曲理論。二、實驗儀器設(shè)備和工具1、等強度梁實驗臺2、CM-1L3、等強度梁（已粘貼好應(yīng)變片）h＝5mmE=206GPa，泊松比μ＝0.284、游標卡尺、鋼板尺三、實驗原理和方法表面產(chǎn)生拉應(yīng)變，上下表面產(chǎn)生的拉壓應(yīng)變絕對值相等。計算公式如下：式中：P—梁上所加的載荷；L—載荷作用點到測試點的距離E—彈性模量；b—測試點處梁的寬度；h—測試點處的厚度P梁產(chǎn)生彎曲變形，在內(nèi)引起應(yīng)力。1-1四、實驗步驟1、開箱后將實驗臺搬出放到事先準備好的桌子上。2把實 驗臺的調(diào)節(jié)腿擰到實驗臺上，然后調(diào)平。3將砝 碼托盤掛到加載桿上。4把砝 碼準備好放到砝碼托盤旁邊，準備就緒。510具體參考應(yīng)變儀說明書；如圖1-2所示，等強度梁上五片分別為R1、R2、R3、本特性的理解。(a)(b)(c)(b)

1-2當(dāng)測量電橋四臂均為應(yīng)變片時，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀的讀數(shù)ε儀和各橋臂應(yīng)變片的應(yīng)變值有下列關(guān)系：（1-1）式中、R1、R2、R3、R4由式（1-1）可知，測量電橋具有倆相鄰臂橋電阻所感受的應(yīng)變代數(shù)和相減、倆半橋接線和測量A．單臂半橋接線法單臂半橋接線法是用壹個工作應(yīng)變片和壹個補償應(yīng)變片接成半橋。取等強度梁1-2（a）接成半橋，即為單臂半橋接線法。BC1-2（a出的應(yīng)變值為：（1-2）B、雙臂半橋接線法R12（R3R4，接ABBC1-2（b作片又互為補償，應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為：（1-3）又因ε1=-ε2，所以有：全橋接線和測量

（1-4）（或補償片）接成全橋。A、對臂全橋接線法如果梁上的拉區(qū)（或壓區(qū)）R1、R3AB、CDR補1、R補2BC、DA1-2（c。應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為：因ε1=ε3，故有：B、四臂全橋接線法

（1-5）（1-6）R1、R3ABCDR2、R4BCDA1-2（d。則應(yīng)變儀讀出應(yīng)變值為：因，故有：

（1-7）（1-8）7、對每片應(yīng)變片用零讀法，預(yù)調(diào)平衡或記錄下各應(yīng)變片的初讀數(shù)；8、測量梁的寬度b和高度h、載荷作用點到測試點距離L及各應(yīng)變片到中性層yi。91000g（≈10N4000g（≈40N，記錄各級載荷。10次記錄各點電阻應(yīng)變片的應(yīng)變值，直到最終載荷。實驗至少重復(fù)三次。、作完實驗后，卸掉載荷，關(guān)閉電源，整理好所用儀器設(shè)備，清理實驗現(xiàn)場，將所用儀器設(shè)備復(fù)員，實驗資料交指導(dǎo)老師檢查簽字。五、實驗報告1、分析在操作過程中發(fā)生的故障原因及排除方法。2、測量梁的寬度b和高度h、載荷作用點到測試點距離L及各應(yīng)變片到中性層yi。填入下表中。表1-1梁上應(yīng)變片編號項目R1R2R3R4R5bhLyi31-21-3應(yīng)變儀按半橋和全橋接線測量的比較。1-2接法半橋接法（1）單補半橋接法（2）互補砝碼重量（g）次數(shù)0100020003000400001000200030004000123平均1-3接法全橋接法（1）單補全橋接法（2）互補砝碼重量（g）次序0100020003000400001000200030004000123平均4、討論不同橋路接法的優(yōu)缺點和使用條件。5、按試驗等強度標準梁的參數(shù)和支承條件作出理論計算，填入下表，且分析計算值和實測值的差異原因。1-4測點處應(yīng)力值R1R2R3R4實測值理論值實測/理論壹、實驗?zāi)康恼孛嫫茐倪^程及最終破壞特征。3、測量受彎構(gòu)件正截面的開裂荷載和極限承載力，驗證梁正截面承載力計算公式。3、測量鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的撓度，且和計算值進行比較。4二、量測內(nèi)容量測各級荷載作用下試驗梁的截面應(yīng)變。觀察裂縫的出現(xiàn)，實測試驗梁的開裂荷載。量測試驗梁各級荷載下裂縫的寬度和間距，記錄試驗梁破壞時裂縫的分布情況。量測試驗梁在各級荷載作用下的撓度。觀察試驗梁的破壞形態(tài)，實測試驗梁的破壞荷載。三、試件設(shè)計1、設(shè)計依據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)試驗方法標準》GB50152-92；《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-2002；《普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標準》GB/T50081-2002。2、試件設(shè)計試件為壹鋼筋混凝土簡支梁。截面尺寸為120mm×250㎜，梁長2300mm,試驗跨度為2000mm，混凝土等級為C30，主筋HRB335，箍筋、架??筋為HPB235，箍筋直徑為8mm，架??筋直徑為12mm，縱向受力鋼筋的混凝土凈保護層厚度為25mm。試件分別設(shè)計為少筋梁、適筋梁和超筋梁，其尺寸及配筋分別如圖2-1~圖2-3所將主要參數(shù)列入表2-1。圖2-1少筋試驗梁配筋圖圖2-2適筋試驗梁配筋圖圖2-3超筋試驗梁配筋圖2-1截面尺寸混凝土受拉鋼筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公稱直徑Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁適筋梁超筋梁表中：b—截面寬度；h—截面高度；ho—有效截面高度；fcu—砼??方體抗壓強度實測值；fc—砼軸心抗壓強度；Ec—砼彈性模量；As—受拉區(qū)鋼筋面積；fy—鋼筋實測屈服強度；t—鋼筋實測抗拉強度；Es—鋼筋彈性模量；δ10—鋼筋延伸率。

（2-1）量測儀器：CM-1L鋼板尺、鋼卷尺、應(yīng)變儀等。3-42-4五、試驗過程了解各種測試設(shè)備和測試儀表的性能、原理、操作方法及使用時的注意事項。試驗按以下步驟進行：記錄試驗梁編號、量測且記錄試驗梁尺寸、記錄試驗梁配筋數(shù)量、所用感器的轉(zhuǎn)換關(guān)系等有關(guān)數(shù)據(jù)，記錄試件和加荷裝置重量。15查預(yù)壓值是否正確，長短針指示位置應(yīng)配合壹致。根據(jù)試驗梁的截面尺寸、配筋數(shù)量和實測的材料基本力學(xué)性能值，按有22。出裂彎矩按公式（2-2）計算（2-2）其中：為梁截面高度，當(dāng)截面高度時，取，當(dāng)截面高度時，?。粸榛炷量估瓘姸葮藴手?；為換算截面受拉邊緣的彈性抵抗矩。2P。1-3次預(yù)加載，預(yù)荷載值取出裂荷載2的30%。預(yù)載重和加荷設(shè)備重量。正式試驗，分級加荷。利用荷載傳感器進行控制，取設(shè)計荷載的20%為5%為荷載增量；試件塊破壞時，亦應(yīng)適當(dāng)加表讀數(shù)。繼續(xù)加載，當(dāng)所加荷載約為破壞荷載值的60%~70%時，用讀數(shù)放大鏡測讀最大裂縫寬度和用直尺量測裂縫間距且記錄。加載至試驗梁破壞，千分表及百分表梁破壞前拆除，防止損壞，搶時間記錄電阻應(yīng)變儀讀數(shù)。卸載。記錄試驗梁破壞時裂縫的分布情況。六、試驗結(jié)果分析及試驗報告（壹）試驗基本情況及有關(guān)參數(shù)h0、加荷簡圖，梁正截面試驗儀表布置圖。試件編號: ，制作日期: ，試驗日期: 2-2截面尺寸混凝土受拉鋼筋bmmhmmh0mmfcuN/mm2EcN/mm2公稱直徑Asmm2fyN/mm2tN/mm2EsN/mm2δ10%少筋梁適筋梁超筋梁加荷簡圖：加荷裝置及梁自重：梁正截面試驗儀表布置圖：（二）試驗分級加載值2P和加荷裝置的重量，即為千斤頂應(yīng)加的每級荷載值。試驗機應(yīng)加的荷載值=2P×荷載等級--加荷設(shè)備重量2-3分類加載方案荷載等級0.200.250.300.350.400.450.502P×荷載等級試驗機應(yīng)加的荷載值2-3分類加載方案荷載等級0.550.600.801.001.201.401.452P×荷載等級試驗機應(yīng)加的荷載值2-3分類加載方案荷載等級1.501.551.601.651.701.751.802P×荷載等級試驗機應(yīng)加的荷載值2-3分類加載方案荷載等級1.851.902.002P×荷載等級試驗機應(yīng)加的荷載值（三、試驗記錄1、電阻應(yīng)變儀量測得到的受拉鋼筋應(yīng)變實測記錄2-4（×10-6）序號測點讀數(shù)荷載1234平均值讀數(shù)讀數(shù)讀數(shù)讀數(shù)0123456789101112131415161718192021222、試驗梁整體撓度測試記錄利用百分表測定梁整體撓度，數(shù)據(jù)記錄填入表2-5。表2-5百分表測定撓度記錄表（單位：mm）序號荷載kN123支座沉陷度讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值?②?④?⑥?⑧01234567891011121314151617181920213、千分表記錄表

2-6（單位：mm）序號讀數(shù)荷載123456讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值⑴⑵⑶⑷⑸⑹⑺⑻⑼⑽⑾⑿012345678910111213141516171819202122續(xù)表2-6千分表記錄表（單位：mm）序號讀數(shù)荷載78均值均值均值均值讀數(shù)差值讀數(shù)差值⒀⒁⒂⒃⒄⒅⒆⒇0123456789101112131415161718192021224、試件裂縫分布圖用裂縫展開圖表示試驗梁裂縫出現(xiàn)及展開過程，裂縫間距等。序號荷載（KN）裂縫最大寬度（mm）梁正面序號荷載（KN）裂縫最大寬度（mm）梁正面梁正面梁底1234567891011

梁正面梁底梁背面12131415表2-8數(shù)據(jù)匯總表序號荷載混凝土應(yīng)變（×10-6）混凝土頂面纖維應(yīng)變εt（×10-6）s高度x(mm)應(yīng)變εt（×s10-6）跨中撓度（mm）12340123456789101112131415161718192021222PcMc=2PuMu=（四、試驗數(shù)據(jù)分析1、繪制梁的荷載﹣撓度曲線分配量）重量。梁的撓度實測值f加載設(shè)備產(chǎn)生的撓度=2）=3)各級荷載下梁的跨中撓度實測值=P-f2、撓度分析將0.7×2P析計算結(jié)果且得出結(jié)論。注：公式符號含義參見《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB50010-20028.2算。線。圖2-7受拉鋼筋應(yīng)變-荷載曲線圖圖2-8受拉鋼筋應(yīng)力-彎矩曲線圖5、平截面假定驗證（自備米格紙繪圖）見圖2-9。2-9（自備米格紙繪圖，且粘貼于相應(yīng)位置）時測得的混凝土平均拉應(yīng)變、鋼筋的應(yīng)變?yōu)槎嗌?破壞時鋼筋是否達到流限，混凝土邊緣纖維壓應(yīng)變達到多少等。7、強度驗算比較。判斷是超筋仍是適筋梁對于適筋梁對于超筋梁計算，且展開討論（五）思考題２、裂縫出現(xiàn)后有何變化，為什么？３、中和軸變化情況？實驗三建筑物動力特性測試壹、實驗?zāi)康暮鸵?、學(xué)習(xí)用脈動法測量建筑物動力特性的儀器布置和測量程序；2、學(xué)習(xí)用主諧量法分析建筑物的低階固有頻率和振型；3、學(xué)習(xí)傳感器、測振放大器以及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的操作和使用。二、實驗所用的儀器和設(shè)備傳感器：CD-7S（水平）6只；放大器:GZ51111116三、試驗方案及方法脈動”來確定建筑物的特性。用儀器將建筑物的脈動記錄下來,經(jīng)過壹定的分析工作,能夠確定出建筑物的基本頻率和振型。四、試驗對象本試驗以道橋館五層辦公樓為測試對象,且根據(jù)結(jié)構(gòu)特性進行布點。五、試驗步驟1、若測振系統(tǒng)尚未標定過,為測量振型、可采用系統(tǒng)相對標定。即把拾振器形幅值不同。而在同壹瞬間時記下的信號均代表同壹位移值,故可由波形找出各通道間的放大倍數(shù)比例關(guān)系。23-13-2傳感器3、根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)的特點,要分別考慮彎曲振動和扭轉(zhuǎn)振動的作用。本試驗測傳感器3-1量橫向彎曲振動,各個拾振器的拾振方向均要壹致指向橫向。4、分別把拾振器編號,對應(yīng)于測振儀、記錄儀相連。5、將拾振器調(diào)到工作狀態(tài)。6、用記錄儀進行記錄,記錄的時間要滿足數(shù)據(jù)分析的要求。7、判讀脈動記錄圖,確定建筑物第壹固有頻率且匯出振型圖。相等,量出這個頻率就是建筑物的第壹固有頻率,即基頻。另外,選各記錄曲線都比較規(guī)律的區(qū)段,根據(jù)各線的放大倍數(shù)和衰減檔數(shù),量出各點振幅,在建筑物簡圖上按比例將相位相同的畫在壹邊,相位相反的畫在另壹邊,連接起來即得出相應(yīng)的振型曲線。六、傳感器的位置及儀器設(shè)置參數(shù)請將傳感器的位置及儀器設(shè)置參數(shù)填入表3-13-11CH2CH3CH4CH5CH6CH傳感器的放置位置傳感器的旋鈕位置小位移小位移小位移小位移小位移小位移傳感器拾振方向東東東東東東放大器工作選擇X1X1X1X1X1X1放大器衰減采樣頻率（HZ）1001001001001001003-21CH2CH3CH4CH5CH6CH傳感器的放置位置傳感器的旋鈕位置小位移小位移小位移小位移小位移小位移傳感器拾振方向南南南南南南放大器工作選擇X1X1X1X1X1X1放大器衰減采樣頻率（HZ）100100100100100100七、試驗結(jié)果整理和試驗報告在實驗過程中應(yīng)記錄好下列資料實驗日期 ；記錄者 ；建筑物名稱： ；溫度 ；風(fēng)向 ；風(fēng)速 ；結(jié)構(gòu)特征及簡圖，且標出測點位置、拾振方向；根據(jù)測試的原始曲線圖，簡單標注每條曲線。3、用文字簡述分析過程，將分析的數(shù)據(jù)填入下表。3-3樓層?xùn)|方向的水平振動南方向的水平振動第壹振型f=Hz第壹振型f=Hz幅值振型幅值振型屋頂54321根據(jù)測得的建筑物基頻、振型等參數(shù)，對建筑物作出評述。案。實驗四簡支鋼桁架靜載試驗壹、試驗?zāi)康倪M壹步學(xué)習(xí)和掌握幾種常用儀器儀表的性能、安裝和使用方法；作性能作出分析，且驗證理論計算的正確性。二、試驗內(nèi)容1、通過指導(dǎo)教師講解及演示且結(jié)合鋼桁架的全過程試驗，了解下列各種儀器設(shè)備的工作原理及其使用方法。2下弦節(jié)點豎向位移（Δ，上弦桿轉(zhuǎn)角（θ，且驗證其理論計算的正確性。三、試件、試驗設(shè)備和儀器儀表試件鋼桁架?？缍?.6m，上、下弦桿采用無縫鋼管φ102×6.0，腹桿采用無縫鋼管φ63.5×3.5,節(jié)點采用球節(jié)點和鋼管相貫節(jié)點，球尺寸為D300×8.0和D250×8.0，,4-1。1—傾角儀2—電阻應(yīng)變計3.撓度計4-1試驗加載設(shè)備(1)Amsler(1)2(2)6(3)6(5)6三、試驗方案座的水平位移往往較大，因此支座墊板應(yīng)有足夠的尺寸。試驗時應(yīng)使桁架受力穩(wěn)定、對稱、防止出現(xiàn)平面失穩(wěn)破壞。2位移計，用以測量在荷載作用下的固定鉸支座和滾動鉸支座的水平側(cè)移值。4-2。轉(zhuǎn)角變化。荷載采用五級加載，滿載為100KN，每級20KN。本試驗采用垂直加荷方式中點加載。見圖4-3所示。圖4-2圓形截面軸向應(yīng)變測點的布置4-3四、試驗步驟檢查試件和試驗裝置，裝上儀表，將應(yīng)變計（電阻應(yīng)變計已預(yù)先貼好）的引線連接到電阻應(yīng)變儀接線箱上。加10kN荷載，作預(yù)載試驗，檢查裝置、試件和儀表工作是否正常，然后卸載。如發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時排除。儀器、儀表重新調(diào)零、記取初讀數(shù)，做好記錄和描繪試驗曲線的準備。520kN10數(shù)。本試驗最大加載量為100kN，滿載后分二級卸載，且記下讀數(shù)。五、試驗結(jié)果的整理、分析及試驗報告1.原始資料桁架各桿件內(nèi)力見圖4-4。4-4CDAE（學(xué)生自解請將百分表測定撓度及測定水平位移分別填入表4-1、表4-2。表4-1百分表測定撓度記錄表(單位：mm)序號荷載ACDB讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值?②?④?⑥?⑧012