土木工程实验指导书

目 录实验一 土木工程实验简介和基础实训2实验二 钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（一）3实验三 钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（二）5实验四 等强度梁应变测定实验、桥路变换接线实验6实验五 裂缝宽度测定、回弹法测强、钢筋探测11实验六 钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（三）19实验七 钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（四）21实验一：土木工程实验简介和基础实训一、实验目的1、了解土木工程实验的意义2、掌握粘贴电阻应变片的技术 二、实验材料与辅助器具 电烙铁、电阻应变片、砂纸、胶水、酒精、型钢、直尺、药棉、胶纸、万用表、导线、应变片接线端子、镊子、卷尺等。三、实验内容1、土木工程实验的重要性2、土木工程实验目的和任务3、土木工程实验的分类4、主要仪器设备的介绍 5、应变片的粘贴四、电阻应变片粘贴位置设计 拟对工字钢梁受弯性能的测定试验，如图1-1所示，设计5个应变片的粘贴位置，并完成贴片工作。图1-1 工字钢梁受力简图五、应变片的粘贴步骤1、测点表面处理：首先用锉刀清除贴片处的漆层、油污、锈层等污垢，再用砂纸在试件表面打出与应变片轴线成45的交叉纹路，磨至光滑，用蘸有酒精的药棉清洗试件的打磨部位，直至药棉上不见污渍为止，待酒精挥发，表面干燥，方可进行贴片。2、应变片粘贴：先在试件上沿贴片方位划出十字交叉标志线，在试件表面的定位标记处和应变片基底上，分别涂一层胶水，用手指捏住应变片的引线，将应变片放置于试件上，且应变片基准线对准试件的标志线。盖上胶纸，用拇指沿应变片朝一个方向滚压，手感由轻到重，挤出气泡和多余的胶水，报账黏结层尽可能薄而均匀，且避免应变片滑动或转动。必要时加压12分钟，使应变片粘牢。景观适宜的干燥时间后，轻轻揭去薄膜，观察粘贴情况，如在敏感栅部位有气泡，应将应变片铲除，重新清理重新贴片。3、导线的连接：导线与应变片引线的连接最好用接线端子片作为过渡，接线端子片用胶水固定于试件上，导线头和接线端子片上的铜箔都预先挂锡，然后将应变片引线和导线焊接在端子片上，不能出现“虚焊”。最后，用胶布将导线固定在试件上。4、应变片的粘贴质量检查：万用表量测应变片的绝缘电阻，观察应变片的零点漂移，漂移值小于5（3分钟之内）任务合格。5、绝缘处理：用绝缘胶带将焊接裸露处与构件隔绝，同时将两线隔绝；用胶带将线固定在构件上，同时留有松弛段，胶带包紧即可，切忌过厚6、防水和防潮处理：防潮措施必须在检查应变片质量合格后立即进行，用松香石蜡或凡士林涂于应变片表面，使应变片与空气隔离达到防潮目的。防水处理采用环氧树脂胶，在应变片上涂上环氧树脂胶，待风干。实验二：钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（一）一、实验目的 根据钢筋混凝土少筋梁和适筋梁的配筋图，选取并绑扎钢筋。二、实验材料与辅助器具 4铅丝、6钢筋、10钢筋、钩子、电烙铁、电阻应变片、砂纸、胶水、酒精、型钢、直尺、药棉、胶纸、万用表、导线、应变片接线端子、镊子、锉刀等。三、实验简图请根据钢筋混凝土少筋梁和适筋梁的配筋图，选取所需钢筋，量测钢筋长度是否与图示相符，并绑扎钢筋，见图2-1和图2-2。四、实验内容1、实验前，均预留三根长500mm的受力主筋，用作测试其应力应变关系：少筋梁的4铅丝和适筋梁的10钢筋。2、对受力钢筋分别预埋电阻应变片，贴片后要作特别的保护：用绝缘胶带包住应变片，包住即可，切忌太厚、太紧。3、需用钢丝把箍筋和纵向钢筋绑扎结实，最后做标记。图2-1 少筋梁配筋图图2-2 适筋梁的配筋图实验三：钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（二）一、实验目的 根据钢筋混凝土少筋梁和适筋梁的配筋图，浇筑混凝土梁。二、实验材料与辅助器具 P.C32.5水泥、砂、石、手持振动棒、HCZT-1振动台、铲、搅拌盘、试模等。三、实验简图请根据图2-1和图2-2，浇筑C25混凝土梁。四、实验内容1、设计C25混凝土的配合比，每组拌制57L混凝土。2、浇筑混凝土梁（少筋梁和适筋梁），并振捣密实。3、制作150mm150mm15mm混凝土立方试块三联 ，用作测定28d混凝土的抗压强度。五、实验步骤1、混凝土配合比设计混凝土的设计等级为C25，要求强度保证率95%，该施工单位无历史统计资料。施工要求坍落度为5570mm，施工现场混凝土由人工拌制，机械振捣。原材料及系数包括：P.C32.5水泥、水泥强度富余系数取1.0、碎石最大粒径20mm、混凝土拌合物的假设质量为23502450kg/m3。确定实验中所需普通水泥、砂、碎石、水的用量。（混凝土配合比设计请参考土木工程材料P126136的“4.4普通混凝土的配合比设计及质量控制”）2、人工拌合将称好的砂料、水泥放在铁板上，用铁铲将水泥和砂料翻拌均匀，然后加入称好的粗骨料(碎石)，再将全部拌合均匀。将拌合均匀的拌合物堆成圆锥形，在中心挖一个凹坑，将称量好的水(约一半)倒入凹坑中，勿使水溢出，小心拌合均匀。再将材料堆成圆锥形，在中心挖一个凹坑，倒入剩余的水，继续拌合。每翻一次，用铁铲在全部拌合物面上压切一次，翻拌一般不少于6次。拌合时间(从加水算起)随拌合物体积不同，宜按下规定进行：拌合物体积为3050L，59min；拌合物体积超过50L时，912min。3、振捣混凝土梁：将混凝土拌合物装入模板内，装料时应用抹刀插捣，并使混凝土拌合物高出模板口；插入振动棒，沿着梁纵向移动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振；用水泥刀抹平梁的上表面至光滑。凝土立方试块：将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口；试模应附着或固定在振动台上，振动时试模不得有任何跳动，振动应持续到表面出浆为止，不得过振。4、养护采用标准养护的试件，应在温度为205的环境下静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为202，相对湿度为95以上的标准养护室中养护，或在温度为202的不流动的Ca(OH)2饱和溶液中养护，彼此间隔为1020 mm，试件表面应保持潮湿，并不得用水直接冲淋。同条件养护试件的拆模时间可与梁的拆模时间相同，拆模后，试件仍需保持同条件养护；标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。实验四：等强度梁应变测定实验、桥路变换接线实验一、实验目的1、掌握用电阻应变片测量应变的原理2、掌握静态电阻应变仪的使用二、实验材料与辅助器具BDQ-1型等强度梁实验装置、电阻应变片、静态电阻应变仪、导线、游标卡尺、钢尺。三、实验内容 1、测定等强度梁上特定位置应变，检验各截面上应变（应力）相等2、测量电桥中的用不同接法测量应变四、实验原理1、BDQ-1型等强度梁实验装置BDQ-1型等强度梁实验装置简图如图4-1所示，电阻应变片已贴好，等强度梁为低碳钢，弹性模量E越206GPa，泊松比为0.28。1底座，2等强度梁，3应变片，4砝码（200克/个），5水平调节螺钉。图4-1等强度梁实验装置简图 等强度梁如图4-2，梁厚h，梁长L，梁宽为b（x）。梁的截面成等腰三角形，集中力F作用在三角形顶点。梁内各截面产生的应力是相等的，表面任意位置的应变也相等，因此也称为等应力梁，其理论计算公式为： ， 式中，F荷载；L荷载作用点到测试点的距离；b梁的宽度；h梁的厚度；E弹性模量；图4-2 等强度梁及电阻应变片贴片位置示意图表4-1等强度梁尺寸参数表编号项目符号单位尺寸或参数1梁的高度hmm42梁固定端的宽度bmm463荷载作用点到测试点的距离Lmm3000.024弹性模量EGPa2065泊松比0.282、静态电阻应变仪应变测量时，欲测试件或构件表面某点的相对变化量L/L 即应变，将阻值为R 的电阻应变片粘贴在试件或构件被测处，当试件或构件受外力作用产生变形时，应变片将随之产生相应的变形，根据金属丝的应变-电阻效应，应变片阻值发生变化，在一定范围内，应变片电阻的相对变化量R/R 与试件或构件的相对变化量成线性关系，即式中 K 称为应变片的灵敏系数。由于应变很小，很难直接测得，但由上式可知，只要测得R，就可求得应变。为此，我们通常将电阻应变片组成如下图所示的测量电桥。图中 U0 为供桥电压，Ui 为电桥输出电压，R1R4 为电阻应变片。根据电桥原理可得图4-3 测量电桥在电桥中R1=R2=R3=R4=R，若R1、R2、R3、R4 均有相应的电阻增量R1、R2、R3、R4 时，电桥输出电压（忽略高次微量） 由此可得应变仪的读数应变d 为被测量经测量电桥，通过模拟放大，A/D 转换，由单片微计算机实时控制，完成数据采集计算处理、显示、传输；通过单片微计算机还实现了半桥、全桥选择，测量通道切等实时控制。五、实验步骤1、单臂（多点）半桥测量采用半桥接线法：将等强度梁上四个应变片（R1、R2、R3、R4）分别接在电阻应变仪14 通道的接线柱 A、B 上，补偿块上的应变片接在接线柱B、C 上（见图 4-4）。 载荷为零时，按顺序将应变仪每个通道的初始显示应变记录下来，然后按每级200 g逐级加载至1000g，记录各级载荷作用下的应变读数。电桥多点接线原理 应变仪上多点测量接法图4-4 单臂半桥接线法2、双臂半桥测量采用半桥接线法：取等强度梁上、下表面各一片应变片（R1、R2或R3、R4），在应变仪上选一个通道，按图4-5a接至接线柱A 、B 和B 、C 上，然后进行实验，加载步骤同1。 3、相对两臂全桥测量 采用全桥接线法：取等强度梁上表面（或下表面）两片应变片（R1、R3或R2、R4），在应变仪上选一个通道，按图4-5b接至接线柱A 、B 和C 、D 上，再把两个补偿应变片接到B 、C和A 、D 上，然后进行实验，加载步骤同1。 4、四臂全桥测量 采用全桥接线法：取等强度梁上的四片应变片（R1、R2、R3、R4），在应变仪上选一个通道，按图4-5c接至接线柱A 、B 、C 、D 上，然后进行实验，加载步骤同1。 5、串联双臂半桥测量采用半桥接线法：取等强度梁上四片应变片（R1、R2、R3、R4），在应变仪上选一个通道，按图4-5d串联后接至接线柱A 、B 和B 、C 上，然后进行实验，加载步骤同1。 6并联双臂半桥测量 采用半桥接线法。取等强度梁上四片应变片（R1、R2、R3、R4），在应变仪上选一个通道，按图4-5e并联后接至接线柱A 、B 和B 、C 上，然后进行实验，加载步骤同1。 图4-5多种桥梁接线简图六、实验结果的处理 1、计算出以上各种测量方法下，F的应变的平均值，并计算它们与理论应变值的相对误差。2、比较各种测量方法下的测量灵敏度。3、比较单臂多点测量实验值，理论上等强度梁各横截面上应变（应力）应相等。七、思考题1、分析各种测量方法中温度补偿的实现方法。2、采用串联或并联测量方法能否提高测量灵敏度。注：理论应变值是指等强度梁表面测点理论计算应变值；实验应变值是指实验测试的应变值；测量灵敏度是指实验应变值与读书应变值的比值；相对误差 =（实验应变值理论应变值）/理论应变值*100%实验五：裂缝宽度测定、回弹法测强、钢筋探测一、实验目的1、掌握裂缝宽度仪的使用2、掌握回弹仪的使用3、掌握钢筋探测仪的使用二、实验材料与辅助器具RS-CK裂缝测宽仪、HT1000混凝土回弹仪、Profometer5+钢筋探测仪、卷尺、钢尺、墨线、游标卡尺。三、实验内容 1、测量已破损框架结构的墙体裂缝宽度；2、回弹法测量混凝土框架结构的强度；3、探测钢混结构的配筋情况。四、实验原理1、裂缝仪测宽钢筋混凝土结构实验中裂缝的产生和发展，是结构反应的重要特征，对确定开裂荷载，研究破坏过程和对预应力结构的抗裂及变形性能研究等都十分重要。本实验用RS-CK裂缝测宽仪，是专业检测混凝土结构中裂缝宽度和表面微观缺陷的仪器。裂缝测宽仪的使用：l 电缆连接显示屏和测量探头，打开电源开关，为减小误差，仪器在使用前需要校验：校验标准刻度板上分别有宽度为0.02、0.10、0.20和1.00mm的刻度线。分别把摄像测量头支脚放在不同宽度的刻度线上，屏幕上读取相应的刻度线宽度。当误差小于0.02mm时，仪器方可正常使用；l 将测量探头的两支脚放置在裂缝上，在显示屏上可看到被放大的裂缝图像；l 稍微转动摄像头使裂缝图像与刻度尺垂直，根据裂缝图像所占刻度线长度，读取裂缝宽度值，每一条裂缝采集3处数值，记录并标识在图上。2、回弹法测强回弹法运用回弹仪通过测定混凝土表面的硬度以确定混凝土的强度，是混凝土结构现场检测中最常用的一种非破损检测方法。应遵循我国回弹法检测混凝土抗压强度技术规程（JGJ/T23-2001）的有关规定。其构造如图5-1所示。 图5-1 回弹仪的构造简图2.1回弹仪的基本原理回弹法是用一弹簧驱动的重锤，通过弹击杆（传力杆），弹击混凝土表面，并测出重锤被反弹回来的距离，以回弹值（反弹距离与弹簧初始长度之比）作为与强度相关的指标，来推定混凝土强度的一种方法。由于测量在混凝土表面进行，所以应属于一种表面硬度法，是基于混凝土表面硬度和强度之间存在相关性而建立的一种检测方法 。图5-2回弹仪基本原理简图当重锤被拉到冲击前的起始状态时，若重锤的质量等于，则这时重锤所具有的势能e为：混凝土受冲击后产生瞬时弹性变形，其恢复力使重锤弹回，当重锤被弹回到x位置时所具有的势能ex为：所以重锤在弹击过程中，所消耗的能量e为： 令 R=x/l ，在回弹仪中，l为定值，所以R与x成正比，称为回弹值。将R代入上式得： 从上式中可知，回弹值R等于重锤冲击混凝土表面后剩余的势能与原有势能之比的平方根。简而言之，回弹值R是重锤冲击过程中能量损失的反映。a.弹击垂脱钩后的状态 b.弹击锤脱钩前的状态图5-3 弹击脱钩前后状态简图能量主要损失在以下三个方面：混凝土受冲击后产生塑性变形所吸收的能量；混凝土受冲击后产生振动所消耗的能量；回弹仪各机构之间的摩擦所消耗的能量。在具体的检测中，上述两项应尽可能使其固定于某一统一的条件，例如，试体应有足够的厚度，或对较薄的试体予以加固，以减少振动；回弹仪应进行统一的计量率定，使冲击能量与仪器内摩擦损耗尽量保持统一等。因此，第一项是主要的。根据以上分析可以认为，回弹值通过重锤在弹击混凝土的前后能量变化，既反映了混凝土的弹性性能，也反映了混凝土的塑性性能。2.2回弹仪的操作规程正确操作回弹仪，可提高测试准确度。在操作回弹仪全过程中，都应注意保持持仪器姿势的正确：一手握住回弹仪中前部位，另一手握压仪器尾部的尾盖。操作基本要领是：用力推压均匀缓慢，扶正垂直对准测面，不晃动。回弹仪操作如下：（1）在混凝土构件上选择测区，测区的面积一般为200mm200mm，根据构件的长度确定测区的数量，一般为610个测区；在每个测区内回弹16次，弹击点之间的距离不小于30mm，每一个弹击点只容许回弹一次。（2）将弹击杆顶住混凝土的表面，轻压仪器，松开按钮，弹击杆徐徐伸出。（3）使仪器垂直对混凝土表面缓慢均匀施压，待弹击锤脱钩冲击弹击杆后即回弹，带动指针向后移动并停留在某一位置上，即为回弹值。（4）继续顶住混凝土表面并在读取和记录回弹值后，逐渐对仪器减压，使弹击杆自仪器内伸出，重复进行上述操作，即可测得被测构件或结构的回弹值。（5）操作中注意仪器的轴线应始终垂直于构件混凝土的表面。 （6）在16个回弹值中去掉3个最大值和3个最小值，取余下10个回弹值的平均值作为该测区的回弹值，即 (5-1)式中，为测试角度为时的测区平均回弹值，计算至0.1；为第i个测点的回弹值。当回弹仪测试位置非水平时，考虑到不同测试角度的影响，回弹值应按下列公式修正： (5-2)式中，为测试角度为的回弹修正值，按下表采用。表1 测试角度修正表向上向下+90+60+45+30-30-45-60-9020-6.0-5.0-4.0-3.0+2.5+3.0+3.5+4.030-5.0-4.0-3.5-2.5+2.0+2.5+3.0+3.540-4.0-3.5-3.0-2.0+1.5+2.0+2.5+3.050-3.5-3.0-2.5-1.5+1.0+1.5+2.0+2.5 当测试面为浇筑方向的顶面或底面时，测得的回弹值按下列式修正： (5-3)式中，为混凝土浇筑顶面或底面测试时的回弹修正值，按下表采用；计算至0.1；为混凝土浇筑顶面或底面修正。表2 测试面修正表顶面底面顶面底面20+2.5-3.040+5.0-1.025+2.0-2.5450-1.530+1.5-2.0500035+1.0-1.5（7）测区混凝土强度换算值根据附录1“回弹法测强数据表（部分）”查得，取平均碳化深度为2.0mm。 2.3回弹仪的维护保养（1）将弹击杆压入机壳，经弹击后按下按钮锁住机芯；将仪器装入仪器箱，平放在干燥阴凉处。 （2）一般情况下不应随意拆卸仪器或乱弹击，绝对不能在钢板上弹击，否则可能对回弹仪造成不可挽回的损坏 ，以免影响仪器使用寿命和损失精度。3、钢筋探测仪探测钢筋3.1 钢筋探测仪的应用钢筋的检测是钢筋混凝土结构非破损检测的一个重要内容。钢筋探测仪用于桥梁、隧道、墙体等混凝土结构工程中钢筋位置、钢筋分布及走向、保护层厚度、钢筋直径的探测；也可对非铁磁性介质中铁磁体（如电线、管线）走向及分布进行探测探测，如：l 混凝土结构施工质量验收检测；l 对在建结构的安全性和耐久性进行评估；l 对旧有结构进行评估、改造时对配筋量的检测；l 对楼板或墙体内的电缆、水暖管道等分布及走向进行探测。3.2 钢筋探测仪的工作原理目前，国内外所使用的钢筋探测检测仪器多为电磁感应法，即仪器在构件混凝土表面向内部发射电磁波，形成电磁场，混凝土内部的钢筋切割磁感线产生感应电磁场，由于感应电磁场的强度及空间梯度变化与钢筋位置、直径、保护层厚度有关，因此，通过测量感应电磁场的梯度变化，并通过分析处理，就能确定钢筋位置、保护层厚度和钢筋直径等参数 。3.3 Profometer5+钢筋探测仪的操作步骤（1）按下开启/关闭（ON/OFF）键。指示器中简要显示了以下数据：l 扫描仪型号（S型或SCANLOG型）图5-4 Profometer5+钢筋探测仪l 扫描仪序列号l 已安装的软件版本l 是否可自动自检l 不同黑度的电池标志表示电池状态（2）主机装有用户导航菜单。请遵守显示范围内的说明。按下菜单（MENU）键，显示主菜单：l 钢筋直径：设置混凝土构件中的钢筋尺寸可以确保混凝土保护层读数的精确度。建议默认钢筋直径为16毫米或#5。图5-5 主菜单l 对象编号：测量值可以存储在对象编号下，下列数字会根据测量功能自动设为六位数字的对象编号中的第一位数字：- 1为测量统计值- 2为扫描钢筋- 3为栅格测量基本设置：选择mm，则钢筋直径设置值可选择毫米，测量结果将以公制单位显示。警告!如果将毫米与英寸互换，现有的测量和存储的数据值将发生错误。为避免测量结果出现混乱，用户转换单位之后必须清空内存。双层校准模式仅限于公制单位。其他参数设置请见附录2 “Profometer5+钢筋探测仪的使用说明”。图5-6 测量结果显示统计数据（3）复位：将探头拿在空中，按下开始/复位键。显示屏上的信号条显示操作进度。信号条消失并显示0之前不应移动探头。（4）测量：从一个起始位置开始沿另一个方向移动探头。注意定位辅助项：当前混凝土保护层、信号条、（短促的）蜂鸣，variotone和信号值，见图5-6。信号条移动到右侧时表明探头正在接近一根钢筋。信号条停止移动时表明探头位于钢筋轴正上方。如果探头的中线越过了钢筋轴，蜂鸣设置会发出声音提示和可见提示，除发出短暂的蜂鸣声之外，还会在当前保护层显示范围内出现的标志。同时，信号条会向左移动，混凝土保护层数值将暂时存储于Memo。（5）绘图：整理数据后，把配筋图绘制出来，包括纵向和横断面配筋图。五、思考题1、回弹法的适用范围是什么？实验六：钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（三）一、实验目的掌握混凝土梁上粘贴应变片的技术；掌握GB/T228-2002金属材料室温 拉伸试验方法所规定的钢筋拉伸试验方法。二、实验材料与辅助器具 WAW-1000C微机控制万能试验机、电烙铁、电阻应变片、砂纸、胶水、酒精、卷尺、游标卡尺、药棉、胶纸、万用表、导线、应变片接线端子、镊子、锉刀等。三、实验内容1、在混凝土上定位、打磨、粘贴应变片2、测定该批次的钢筋的屈服强度四、实验步骤1、粘贴应变片的步骤（1）初定位：用铅笔准确画出应变片粘的位置，见图6-1；图6-1 混凝土梁上应变片转贴位置示意图（2）打磨：用220#400#粒度范围的砂纸打磨构件混凝土表面，打磨区域15*15cm（因为应变片规格1.1*8.2cm），至表面光滑为止；（3）定位：用铅笔在打磨好的区域准确画出应变片粘贴的轴线；（4）清洗：用浸有丙酮的脱脂棉球清洗贴片处，直到棉球上看不见污渍为好，清洗时一定要沿单一方向进行，不要来回交替擦洗；（5）贴片：蘸取502胶，轻轻甩掉多余的胶液，然后将片子放于规定的粘贴位置（必须准确放置在规定的位置），盖上一层塑料膜沿应变片轴线方向用手指滚压34次，排净气泡并挤出多余胶液；（6）贴接线柱：蘸取502胶，将接线柱对准贴在应变片须线下面；（7）焊线。用电烙铁及焊锡焊接（焊接可提前完成）；（8）打蜡：用融化的蜡水均匀涂于应变片及接线柱表面；（9）贴纱布：用环氧胶将纱布粘贴在应变片及接线柱上；（10）检测：用万用表电阻法检测，一般为120w左右。2、钢筋屈服强度的测定对预留的三根长500mm的受力主筋（少筋梁的4铅丝和适筋梁的10钢筋）进行拉伸试验，测试其力-位移关系，测定实际的屈服强度和最大拉力。依据GB/T228-2001金属材料室温拉伸试验方法所规定的试验方法，通过拉伸试验测定出材料基本的力学性能参数（强度、塑性等）。使用WAW-1000C微机控制万能试验机进行拉伸试验的操作步骤如下：（1） 开启电脑，打开“STS”软件；（2） 打开电源：电控柜右侧开关向上打开，3个绿色的按钮由左向右按启；（3） 试运行：软件上设置速率为100，打开送油阀使试验台上升10mm（见位移显示），然后关闭送油阀，打开活塞。（4） 固定试样：按图6-2所示用铅笔标识出钢筋试样的夹持区和工作区，接着，将试件一端夹于上钳口，再调整下钳口上下位置，夹持试件下端，夹持试件时，应按钳口所刻的尺寸范围夹持试样，试件应该夹在钳口的全长上，一定保证试样夹持部分在钳口体内三分之二以上，另外，试样安装必须正确防止偏斜。图6-2 钢筋试样（5） 清零：“STS”界面上，分别把“试验力、变形、时间、位移”清零；（6） 填写试样信息；（7） 选择控制：设置加荷速率如下表6-1所示，开始加载；（8） 试样断裂，点击“快速回油”，当位移低至0附近，停止“快速回油”；（9） 保存并处理数据；（10） 全部实验完成后，在关计算机前，先回到“调整”，点击“快速回油”，当位移不变，按“确认”；（11） 关机：把电控柜红色按钮从右向左按启，侧面开关打向下，最后关电脑。表6-1 钢筋拉伸试验加荷速率表钢筋公称 直径 (mm)钢筋截面 计算面积 (mm)应力速率（Mpa/S）加荷速度 中值 （kN/S）最小最大220加荷速度（kN/S）412.570.030.250.1519.630.040.390.26.533.180.070.660.4850.270.11.010.61078.540.161.570.9五、整理试验结果，完成试验报告。实验七：钢筋混凝土梁正截面受弯性能的比对实验（四）一、实验目的1、通过实验了解钢筋混凝土（少筋梁、适筋梁）受弯破坏形态的差异。2、加深对不同配筋率的钢筋混凝土梁正截面受力特点点、变形性能和裂缝开展规律的理解。二、实验材料与辅助器具 JYE-2000数显压力机、JB-100T结构工程教学实验装置，手动泵，电阻式应变仪、裂缝宽度仪、百分表、力传感器。三、实验内容1、少筋梁的加载2、适筋梁的加载3、混凝土标准试块的抗压实验四、实验前准备1、试件两侧用稀石灰刷白，墨线弹出40mm*100mm的方格线（以便观察裂缝）。2、实验有少筋梁和适筋梁两项受弯性能实验，实验前根据梁的洁面尺寸、配筋数量和材料强度标准值计算实验梁的承载力和开裂荷载，并确定分级加载的荷载值。五、实验步骤1、在教师指导下由学生根据图7-1安置实验梁，布置安置实验仪表。图7-1 受弯实验梁加载装置简图2、对实验梁进行预加载，利用力传感器进行控制，加荷值可取开裂荷载的50%，分三级加载，每级稳定时间为1分钟，然后卸载，加载过程中检查实验仪表是否正常。3、调整仪表并记录仪表（应变仪、百分表等）初读数。4、按估算极限荷载的十分之一左右对实验梁分级加载（第一级应考虑梁自重和分配梁的自重），相邻两次加载的时间间隔为23分钟。在每级加载后的间歇时间内，认真观察实验梁上是否出现裂缝，加载后持续2分钟后记录电阻应变仪、百分表读数。5、当达到实验梁开裂荷载的90%时，改为按极限荷载的5%进行加载，直至实验梁上出现第一条裂缝，在实验梁表面对裂缝的走向和宽度进行标记，记录开裂荷载。6、开裂后按原加载分级进行加载，相邻两次加载的时间间隔为35分钟，在每级加载后的间歇时间内，认真观察实验梁上原有裂缝的开展和新裂缝的出现等情况并进行标记，记录电阻应变仪、百分表和手持式应变仪读数。7、当达到实验梁破坏荷载的90%时，改为按估算极限荷载的5%进行加载，直至实验梁达到极限承载状态，记录实验梁承载力实测值。8、当实验梁出现明显较大的裂缝时，撤去百分表，加载到实验梁完全破坏，记录混凝土应变最大值和荷载最大值。9、卸载，描绘出实验梁破坏时裂缝的分布情况。六、人员分工每组实验设总指挥1人，负责对现场实测数据的观察判断构件的受力阶段并决定加载的程序；实验加载1人，负责控制电动油泵站或手动油泵，根据力传感器的读数稳定每级加载量；测读电阻应变仪2人，负责电阻应变仪的检查和调试，测读并记录各个电阻应变片的读数；测读百分表2人，负责测读并记录百分表读数；观察裂缝1人，负责观测裂缝的开展情况，并对裂缝进行描绘。七、数据处理1、根据实验过程中记录的百分表读数，计算各级荷载作用下实验梁的实测跨中挠度值，作出少筋梁和适筋梁跨中弯矩和挠度的关系M-f对比曲线。2、根据实验过程中记录的受力主筋的应变仪读书，计算实验梁跨中的钢筋应变平均值，作出少筋梁和适筋梁跨中弯矩和主筋应变M-对比曲线。3、根据实验过程记录的受压混凝土的应变仪读数，作出梁跨中弯矩和受压混凝土应变关系M-c对比曲线；并绘制各级荷载下少筋梁和适筋梁的平均应变沿梁高度的分布图。4、对少筋梁和适筋梁的裂缝分布进行对比分析。八、思考题1、附录1 测区混凝土强度换算表平均回弹值Rm 测区混凝土强度换算值 平均碳化深度值dm （mm） 00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5620.010.310.120.210.510.310.020.410.710.510.220.611.010.810.410.120.811.211.010.610.321.011.411.210.810.510.021.211.611.411.010.710.221.411.811.611.210.910.410.021.612.011.811.411.010.610.221.812.312.111.711.310.810.510.122.012.512.211.911.511.010.610.222.212.712.412.111.711.210.810.410.022.413.012.712.412.011.411.010.710.310.022.613.212.912.512.111.611.210.810.410.222.813.413.112.712.311.811.411.011.610.323.013.713.413.012.612.111.611.210.810.510.123.213.913.613.212.812.211.811.411.010.710.610.023.414.113.813.413.012.412.011.611.210.910.410.223.614.414.113.713.212.712.211.811.411.110.710.410.123.814.614.313.913.412.812.412.011.511.210.810.510.224.014.914.614.213.713.112.712.211.811.511.010.710.410.124.215.114.814.313.913.312.812.411.911.611.210.910.610.324.415.415.114.614.213.613.112.612.211.911.411.110.810.424.615.615.314.814.413.713.312.812.312.011.511.210.910.624.815.915.615.114.614.013.513.012.612.211.811.411.110.725.016.215.915.414.914.313.813.312.812.512.011.711.310.925.216.416.115.615.114.413.913.413.012.612.111.811.511.025.416.716.415.915.414.714.213.713.212.912.412.011.711.225.616.916.616.115.714.914.413.913.413.012.512.211.811.325.817.216.916.315.815.114.614.113.613.212.712.412.011.526.017.517.216.616.115.414.914.413.813.513.012.612.211.626.217.817.416.916.415.715.114.614.013.713.212.812.411.826.418.017.617.116.615.815.314.814.213.913.313.012.612.026.618.317.917.416.816.115.615.014.414.113.513.212.812.126.818.618.217.717.116.415.815.314.614.313.813.412.912.327.018.918.518.017.416.616.115.514.814.614.013.613.112.427.219.118.718.117.616.816.215.715.014.714.113.813.312.6 续表1平均回弹值Rm 测区混凝土强度换算值 平均碳化深度值dm （mm） 00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5627.419.419.018.417.817.016.415.915.214.914.314.013.412.727.619.719.318.718.017.216.616.115.415.114.514.113.612.927.820.019.619.018.217.416.816.315.615.314.714.213.713.028.020.319.719.218.417.617.016.515.815.414.814.413.913.228.220.620.019.518.617.817.216.716.015.615.014.614.013.328.420.920.319.718.818.017.416.916.215.815.214.814.213.528.621.220.620.019.118.217.617.116.416.015.415.014.313.628.821.520.920.219.418.517.817.316.616.215.615.214.513.829.021.821.120.519.618.718.117.516.816.415.815.414.613.929.222.121.420.819.919.018.317.717.016.616.015.614.814.129.422.421.721.120.219.318.617.917.216.816.215.815.014.229.622.722.021.320.419.518.818.217.517.016.416.015.114.429.823.022.321.620.719.819.118.417.717.216.616.215.314.530.023.322.621.921.020.019.318.617.917.416.816.415.414.730.223.622.922.221.220.319.618.918.217.617.016.615.614.930.423.923.222.521.520.619.819.118.417.817.216.815.815.130.624.323.622.821.920.920.219.418.718.017.517.016.015.230.824.623.923.122.121.220.419.718.918.217.717.216.215.431.024.924.223.422.421.420.719.919.218.417.917.416.415.531.225.224.423.722.721.720.920.219.418.618.117.616.615.731.425.624.824.123.022.021.220.519.718.918.417.816.915.831.625.925.124.323.322.321.520.719.919.218.618.017.116.031.826.225.424.623.622.521.721.020.219.418.918.217.316.232.026.525.724.923.922.822.021.220.419.619.118.417.516.432.226.926.125.324.223.122.321.520.719.919.418.617.716.632.427.226.425.624.523.422.621.820.920.119.618.817.916.832.627.626.825.924.823.722.922.120.421.320.419.918.117.032.827.927.126.225.124.023.222.321.520.620.119.218.317.233.028.227.426.525.424.323.422.621.720.920.319.418.517.433.228.627.726.825.724.623.722.922.021.220.519.618.717.633.428.928.027.126.024.924.023.122.321.420.719.818.917.833.629.328.427.426.425.224.223.322.621.720.920.019.118.033.829.628.727.726.625.424.423.522.821.921.120.219.318.234.030.029.128.026.825.624.623.723.022.121.320.419.518.334.230.329.428.327.025.824.823.923.222.321.520.619.718.434.430.729.828.627.226.025.024.123.422.521.720.819.818.634.631.130.228.927.426.225.224.323.622.721.921.020.018.834.831.430.529.227.626.425.424.523.822.922.121.220.219.0 续表2平均回弹值Rm 测区混凝土强度换算值 平均碳化深度值dm （mm） 00.51.01.52.02.53.03.54.04.55.05.5635.031.830.829.628.026.725.824.824.023.222.321.420.419.235.232.131.129.928.227.026.025.024.223.422.521.620.619.435.432.531.530.228.627.326.325.424.423.722.821.820.819.635.632.930.930.629.027.626.625.724.724.023.022.021.019.835.833.332.331.029.328.027.026.025.024.323.322.221.220.036.033.632.631.229.628.227.226.225.224.523.522.421.420.236.234.033.031.629.928.627.526.525.524.823.822.621.620.436.434.433.432.030.328.927.926.825.825.124.122.821.820.636.634.833.832.430.629.228.227.126.125.424.423.022.020.936.835.234.132.731.029.628.527.526.425.724.623.222.221.137.035.534.433.031.229.828.827.726.625.924.823.422.421.337.235.934.833.431.630.229.128.026.926.225.123.722.621.537.436.335.233.831.930.529.428.327.226.525.424.022.921.837.636.735.634.132.330.829.728.627.526.825.724.223.122.037.837.136.034.532.631.230.028.927.827.126.024.523.422.338.037.536.434.933.031.530.329.228.127.426.224.823.622.538.237.936.835.233.431.830.629.528.427.726.525.023.922.73