建築結構試驗指導書
南華大學城市建設學院
結構實驗室
本實驗指導書是為鋼筋混凝土結構及建築結構試驗課程教學而編寫的，專供指導學生進行教學實驗使用。本指導書在編寫時，注意了以下幾點：
1、密切教學實驗與理論課程的關係
實驗內容結合實際，有利於加強理論與實驗的有機聯絡，鋼筋混凝土及建築結構試驗是建立在建築材料、工程力學與結構力學等理論課程基礎上的一門綜合性的骨幹課程，為此盡力使課程中的重要內容和工程檢測技術，通過實驗達到進一步了解、熟悉掌握的目的。
2、培養學生獨立工作和分析問題、解決問題的能力。
實驗內容的安排，盡可能地依據循序漸進的原則，由機測儀器到電測儀器，由手工操作到自動檢測，使學生通過教學實驗全過程，學會實驗現象的觀察和分析並獨立寫出實驗報告。
3、注意基本操作和實驗技能的訓練。
通過教學實驗，掌握常用儀器裝置的工作原理和主要技術效能，對於最基本的實驗技能，將在不同實驗中得到反覆運用、多次實驗的機會。
4、加強實驗報告的編寫能力。
每個實驗結束後，由學生對實驗資料進行整理分析，並根據實驗目的要求分析討論，對實驗結果作出結論，學生可以參考本實驗指導書及實驗報告圖表，正確全面的編寫實驗報告，以鞏固和擴大理論教學知識。
由於水平有限，缺點和錯誤在所難免，希望讀者提出批評指正。
編者 2004．5 目錄
1、實驗一電阻應變計在電橋中的接橋方法及應變的測定2
2、實驗二機械式量測儀表及電測儀表的使用10
3、實驗三結構的靜荷載試驗一六公尺鋼桁架試驗15
4、實驗四懸臂梁動力特性的測定22
實驗注意事項
為了達到實驗目的，確保實驗順利進行，學生應做到以下幾點:
1、學生在實驗前必須認真做好實驗前的預習，明確實驗目的、方法和步驟，對本次實驗所用的儀器裝置有一定的了解。
2、實驗必須在老師和實驗人員指導下進行。要自覺遵守實驗室的各項規章制度，不遲到不早退，保持實驗室的整潔。
3、實驗時要注意安全，愛護儀器裝置，嚴格按照儀器裝置操作規程進行使用操作，節約材料。如不按操作規程或不聽從指導而造成機器、儀器、裝置、工具、元件等損壞者，按有關規定進行賠償。
4、認真做好試驗工作，專心聽取老師在實驗前的講解和演示，認真仔細地按照實驗指導的要求進行試驗。
5、明確分工，按照測讀記錄把資料正確填入記錄**中，包括測點編號、儀器型號、試件的幾何尺寸等各種參量，原始資料必須書寫清晰，原始資料不得隨意塗改。
6、認真填寫實驗報告，通過報告的全過程的填寫，提高分析問題的能力，試驗報告要求做到試驗資料齊全，圖表清晰，結論正確。 實驗
一、電阻應變計在電橋中的接橋法及應變的測定
一、實驗目的：
l、掌握在靜載荷作用下，使用靜態電阻應變儀進行單點與多點應變的測量方法。
2、學會電阻應變片的半橋、全橋接法。
3、驗證電橋的橋路特性，測取不同接橋方式時的橋路橋臂靈敏係數。
二、實驗裝置、儀備：
1、等強度梁、載入砝碼。 』
2、靜態電阻應變儀、螺絲刀、預調平衡箱。
3、電阻應變片：在等強度梁軸向上、下表面各貼上2枚。橫向上下表面各貼上一枚，在補償塊上貼上2枚，具體見下圖2-1。
三、實驗原理與方法
電阻應變儀電橋輸出△u與各橋臂
應變片的指示應變ε有下列關係：
△u=uk4
其中：k為應變片的靈敏係數，u為電橋橋壓分別為各橋臂應變片的應變。
1、半橋接法：(參看圖2-2)
a、如應變片r1(上表面，受拉應變εⅰ)與溫度補償片r1接成半橋，另外半橋為應變，儀內部固定橋臂電阻，則輸出只有應變εⅰ
b、如果上表面應變—片 r1 (受拉應變εⅰ)與梁下表面應變片r2(受應變ε2)接成半橋，則輸出為εⅰ－ε2＝2εⅰ(∵ε2＝－εⅰ)。
c、如應變片rl與橫向應變片r5接成半橋，另外半橋為應變儀內部固定橋臂電阻，則輸出為εⅰ－ε5＝εⅰ(－με1) ＝(1+μ) εⅰ。
d、在應變片rl與r3接成半橋，另外半橋為應變儀內部固定橋臂電阻，εⅰ－ε5＝εⅰ－εⅰ＝0＝(∵ε5＝εⅰ)。
2、全橋接法：(參看圖2--3)
a、 如應變片r1和r3(上表面、受拉應變)與r2和r4(下表面、受壓應變)接成全橋，則輸出為εⅰ－ε2+ε3+ε4＝4εⅰ。(∵ε5＝εⅰ ε2＝ε4＝－εⅰ)。
b、 如應變片r1和r2與橫向應變片r5、r6接成全橋，則輸出為：εⅰ－ε2+ε6－ε5＝2(1+μ)εⅰ(∵ε5＝－εⅰ ε5＝－με1 ε6＝με1)。
c、 在應變片r1和r2與溫度補償片r7、r8接成全橋、則輸出為：2εⅰ
d、 如應變片r1和r2與r3、r4接成全橋、則輸出為：
εⅰ+ε2－ε3－ε4＝0 (∵ε2＝－εⅰ ε2＝ε1 ε4＝－ε1)。
四、實驗步驟：
1、 分別按圖2—3所示各種接法，接成橋路。
2、將應變儀調零，加砝碼20n，測量指示應變，記錄於表2—1，再加砝碼20n，測量指示應變，記錄於表2—1，重複3次，進行資料處理，檢查ε儀與應變值的倍數。
3、配預調平衡箱進行多點測量。
將等強度梁上所貼的六個應變測點接到預調平衡箱上作半橋測量，用溫度補償塊上的補償片r7或r8補償溫度影響，儀器各點調平後，加砝碼20n，讀取各點應變數值記錄於表2—2，再加磚碼20n，讀各點應變，記錄於表2—2，重複三次。
五、試驗資料分析：
1、 整理各種接橋方法的實驗資料 (表2--1，2—2)
2、討論應變片各種接橋方法的優缺點和使用條件。
3、試根據表2—2的應變數值，計算該等強度梁材料的泊松比μ。
7表2-1
表2-2
8實驗二、 機械式量測儀表及電測儀表的使用
一、實驗目的：
認識結構靜載試驗用的各種機械式量測儀表、電測儀表，了解它們的構造、效能，並學習安裝的技術和使用的方法。
二、實驗裝置及儀器：
l、等強度梁、靜態電阻應變儀、槓桿引伸儀、螺絲刀。
2、百分表、電子位移計、游標卡尺、鋼尺、磁性表架。
三、實驗內容：
用等強度梁上貼上的電阻應變計，並安裝槓桿引伸儀、百分表，然後在等強度樑端施加砝碼，測量其某一截面上的應變及樑端撓度值，並和理論值比較。
四、實驗步驟：
l、用游標卡尺及鋼尺、量測等強度梁的幾何尺寸(包括等強度梁的總長l，根部寬度b，平均厚度h等，詳見圖3—1)並記錄在表3—1中。
2、用磁性表架在距樑端x1(設在100mm)的截面上安裝百分表(注意百分表安裝時應給表一預壓量，並且表面應嚴格垂直於梁表面)，在距樑端x2處(設為200mm)的截面上安裝槓桿引伸儀(槓桿引伸儀活動刀口向著梁懸臂端)，把應變片(編號為1)接到應變儀上。
3、在樑端逐級施加砝碼(每級加20n)，量測等強度梁在相應荷載作用下各被測截面的應變值及位移值(撓度值)，共加兩級載荷，即 20n、40n分別將各級讀數記錄於表3—2中，(電測應變值、機測應變值、機測位移值)。
4加、解除安裝三次(即重複步驟3共3次)，從而得到三組讀數值。再分別取這三組讀數值的平均值作為該等強度梁在相應荷載下的應變值(電測值飛機測值)、位移值(機測值)。
5、卸下槓桿引伸儀、應變片的接線、百分表(磁性表架不動)再在原磁性表架上安裝電子位移計，並把導線接在應變儀上重複步驟3，所不同的這次僅測電測位移。
6、重複步驟4得到等強度梁在相應荷載作用下的電測位移值。
7、計算等強度梁在x1＝100mm處的撓度值，x2＝200mm處的應變值，再與實驗實測值進行比較(比較時，用p＝40n時的值)列表於3—3。
五、理論計算：
l、等強度梁幾何尺及物理引數：
其中：l—等強度梁的總長度。
b一等強度梁的根部寬度。
bx1一被測撓度截面的寬度 。
bx2一被測應變截面的寬度。
h—等強度梁的平均厚度。
x1一被測撓度截面到載入點的距離。
x2一被測應變截面到載入點的距離。
等強度梁材料的彈性模量及泊松比 e＝ μ=0.285
2、梁截面的應力計算：
3、等強度梁撓度計算：
距懸臂端x1截面的撓度
懸臂端撓度
2、槓桿引伸儀的應變計算：
其中：△z一兩次標度讀數差 k—實際標度分度值
l一槓桿引伸儀的標距v—槓桿引伸儀的放大率
六、試驗資料分析：
1、 整理資料（表3-1、3-2）
表3-1
10表3-2
2、 比較實測資料與理論計算的結果，並求出誤差（表3-3）。
表3-3
《建築結構試驗》指導書
濟南大學土建學院 張錫增彭亞萍張玉敏林明強編 2006.8 目錄試驗注意事項2 工程結構常見試驗裝置 儀器3 工程結構常見試驗儀器的使用3 試驗一常用機械式量測儀表的構造與使用13 試驗二靜態電阻應變儀的使用和應變片在電橋中的接橋方法14 試驗三砼梁試件的設計與試驗準備17 試驗四鋼筋混凝土簡支梁試...
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