考试资料：电大建筑结构试验练习册答案

中央广播电视大学建工学院建筑结构试验练习册参考答案试验一应变片的选择和应变仪的使用一 应变片的选择和粘贴（一）、电阻应变片的筛选记录应变片的应敏系数K=2.05（二）、电阻应变片的粘贴简述应变片的粘贴过程：在常温条件下在金属材料表面粘贴应变片时应按下列步骤进行：1首先用钢锉清除测点表面的漆皮、电镀层、锈点等覆盖层；2利用钢尺和划针划出应变片粘贴位置的定位线；3用0号砂布将测点打磨光洁，使用砂布打磨时应沿着与测试方向成450的两个方向进行打磨，以便使应变片粘贴更加牢固；4用镊子夹住医用棉蘸丙酮沿着一个方向擦拭打磨面，直到擦拭干净为止；5测点丙酮挥发干净后，将502 胶水涂在应变片的基底上，使502胶水形成很薄的胶层，校正好应变片的粘贴方向将其摆正，同时在应变片的上面覆盖聚乙烯薄膜，用手指稍加用力并沿应变片的一个方向连续滚压，挤出多余胶水、气泡，使应变片粘贴更加牢固。6粘贴接线端子并将应变片引线焊接在接线端子上；7粘贴后的应变片如需浇筑混凝土则应先将应变片引线焊接到固定好的引线上，然后对应变片进行防潮处理并进行加固。在混凝土结构表面粘贴应变片时应按下列步骤进行：1用铅笔在粘贴部位划出应变片的定位线；2用砂布打磨测点附近的浮尘和砂粒；3用医用棉蘸丙酮将其擦拭干净；4用914或环氧树脂胶涂抹在应变片粘贴部位，固化后用细砂布将表面打磨平整，并用划针再次划出应变片的定位线，然后用医用棉蘸丙酮将其擦拭干净；5粘贴应变片及接线端子并将应变片的引线焊接到接线端子上。（三）、应变片粘贴质量检验记录粘贴不合格的应变片的情况：1粘贴应变片的定位线与粘贴部位定位线不重合，造成应变片粘贴不正；2粘贴应变片时滚压不到位，胶层过厚或有气泡；3粘贴过程中造成引线断折；4应变片局部基底无胶而未被粘牢。二应变仪的使用（一）简述电阻应变仪的使用方法：本实验选用的电阻应变仪型号为YD-88型，使用方法如下：1接通电源，预热15分钟；2将工作应变计接入电阻应变仪接线端子，14桥接A、B端；12桥接A、B、C端；全桥接A、B、C、D端；3采用14桥接法时需在公共补偿端接入温度补偿应变片；4拨动灵敏系数开关，使之与工作应变计灵敏系数相同；5拨动桥路模式开关，与应变仪工作模式相同； 6接通各个测点，调整电位器使读数为零；7加入荷载，依次测量各个测点并逐一记录读数。（二）说明半桥和全桥的连接方法1半桥的连接方法：A外设补偿片的连接方法：将工作应变计接到应变仪接线端子的A、B端，将粘贴到与试件同样材质上的温度补偿应变计接到同一接线端子的B、C端或接到应变仪的公共补偿端。粘贴有温度补偿应变计的试块应放到与试件相同的温度环境中。采用公共补偿接法时，一片温度补偿片可作为多片工作应变片提供温度补偿。B工作应变计互相补偿法：将粘贴到同一试件上的两片工作应变计分别接到应变仪接线端子的AB和BC端，两只应变计互为温度补偿应变计使用。但应注意应变计的粘贴部位和方向将影响桥臂系数，即影响实际读数与被测试件应变间的关系。2全桥的连接方法：全桥连接时有四只工作应变计，连接时应根据工作特点和需要，将四只工作应变计分别连接到应变仪接线端子的AB、BC、CD、DA，四只应变计互为温度补偿应变计。但应注意，应变计的粘贴部位、方向，应变计的连接顺序将影响电路的桥臂系数。三、实验报告1试验的操作过程，电桥或万能表如何使用。试验的操作过程如下：1）应变计参数知识的了解：实验介绍了两种应变计。一种是纸基应变计，规格为5mm*60mm，标称电阻值为120欧姆，灵敏系数为2.05，应变计的包装为每包10片，适用于混凝土应变的测量；另一种应变计为胶基应变计，规格为2mm*3mm，标称电阻值为120欧姆，灵敏系数为2.05，应变计的包装为每包100片，适用于金属材料应变的测量。生产厂家是河北邢台应变计厂。2）应变计的筛选：使用前，应进行应变计的筛选，筛选工作分为两步。其一，观察应变计是否有断丝、气泡、引线折断、严重变形等外观缺陷或明显的质量问题；其二，用三位半数显式万能表测量应变计的实际电阻阻值。万能表拨至200欧姆档，用表笔测量应变计的电阻值，同一批试验试件所使用的应变计电阻值误差应小于0.2欧姆。3）应变计的粘贴和质量检查：根据应变计粘贴的相关要求将粘贴部位处理干净，划出定位线并粘贴应变计。粘贴时应注意用力适当，不应造成应变计的损伤。粘贴后，应再一次用万能表进行电阻值测量，应变计的电阻值不应有明显变化。应变计粘贴后应粘贴接线架，并将应变计的引线焊接到接线架上。4）掌握电阻应变仪的使用方法：学习了应变仪各个旋钮的功能和使用方法，应变计连接引线应牢固连接到应变仪的接线端子口，以免造成应变仪读数漂移，无法测读。5）掌握桥路连接技术：了解并掌握了半桥、全桥的连接方法及工作特点，掌握温度补偿电路的工作原理和工作过程，了解并掌握不同桥路连接方式的桥臂系数、测读方法、电路特点、使用场合等。半桥单补桥臂系数为1；半桥互补桥臂系数为2；全桥单补桥臂系数为2；全桥互补桥臂系数为4；2参与了哪些操作，有什麽体会。主要参与了应变计的筛选、粘贴、粘贴部位的打磨处理、应变计粘贴后的质量检查以及应变仪的使用操作等。通过试验了解了应变测量技术的实际操作方法并掌握了桥路连接技术的工作特点、测读原则和适用条件。试验二半桥、全桥测量等强度梁的应变一、试验数据的测量（一）测量AA截面尺寸截面宽度B(mm)截面高度H(mm)截面到加载点的距离L(mm)2015315（二）测量AA截面的应变1半桥接线与测量1）半桥单补测量桥路试验荷载0N50N100N150N100N50N0N应变值010020230120310102）半桥互补测量桥路试验荷载0N50N100N150N100N50N0N应变值020239960140120102全桥接线与测量1）全桥单补测量电路试验荷载0N50N100N150N100N50N0N应变值0201403160440220002）全桥互补测量电路试验荷载0N50N100N150N100N50N0N应变值040080312038024010（三）计算AA截面的理论应变值6PLEBH2(61500.315)/(2.1*105*0.02*0.0152)=300二、试验报告1简述电阻应变测量的全过程1）接通应变仪的电源，加热15分钟；2）根据试验的需要，将被测应变计连接成合适的桥路方式并接入应变仪输入端子上；3）将应变仪的灵敏系数开关、桥路模式开关拨动到合适位置；4）试验开始前，将各个测点初始读数调整为零；5）分级施加荷载并记录读数。2比较4种桥路连接方式的优缺点1）半桥单补测量电路接法的优点是：试验时使用应变片个数少，电路连接方式简单，桥臂系数为1，应变测量值与应变显示值相同；缺点是：桥路无放大作用，测量时电桥灵敏度较低。2）半桥互补测量电路接法的优点是：试验时使用应变片个数较少，电路连接方式简单，电桥具有放大能力，放大倍数为2即桥臂系数为2，应变测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的2倍，测量电路灵敏度较高；缺点是：桥路需用应变计较多，实际应变测量范围减少1倍。3）全桥单补测量电路接法的优点是：电桥具有放大能力，放大倍数为2即桥臂系数为2，应变测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的2倍，测量电路灵敏度较高；缺点是：试验时使用应变片个数多，电路连接方式复杂，实际应变测量范围减少1倍。4）全桥互补测量电路接法的优点是：电桥具有放大能力，放大倍数为4即桥臂系数为4，应变测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的4倍，测量电路灵敏度高；缺点是：试验时使用应变片个数多，电路连接方式复杂，实际应变测量范围减少为原测量范围的四分之一。3比较4种桥路连接方式测得的结果及计算结果（分别比较各种测量桥路试验时应变仪显示的应变值与理论计算应变值间是否满足给定的倍数关系，同时计算试验的误差）。四种桥路连接方式测得的结果与计算结果分别 有1、2、2、4倍的关系，满足给定的倍数关系。四种桥路的测量误差均为1左右。试验三回弹法检测结构混凝土强度一、试验分析及试验数据整理（一）混凝土立方体试件的测量（将测得的试件尺寸填入表1）试件宽度b(mm)试件高度h(mm)试件面积b*h(mm)150150150(二)回弹检测混凝土试件的强度（无损检测）1 测量和记录混凝土试件的回弹值（每面选择8个测点，两侧面共16个测点，并将测得的强度值填入表2）单面8 个点3632393440393538单面8 个点3537374039374133单面8 个点3840363539364140单面8 个点3237353635333844单面8 个点3640464237344743单面8 个点34443736423840392 计算10个测点回弹的平均值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 利用测强曲线计算混凝土试件的立方体抗压强度=0.025Wm2.0108=35.97 =35.58 =40.38试件i123 35.9735.58 40.38选择36.0（Mpa）为立方体抗压强度值（三）试验机上检测混凝土试件的抗压强度（破坏检测）1 测量混凝土试件的破坏荷载试件i123破坏荷载P(N) 907KN 887KN896KN2 计算三块试件的试件i123（Mpa）40.339.439.83 计算三块试件的抗压强度平均值39.8（四）试验的误差分析相对误差9.5一、 试验报告1简述试验方法。回弹法：选用HT225型回弹仪进行测试，每次测试选取3个试件,试件尺寸为150mm150mm150mm。试验时先将试件放入200T压力机内，加以适当压力（约40KN）,使试件不产生振动。在试件两相对侧面分别选取两个测区，在每个测区内选取8个测点并用回弹仪进行回弹，回弹点尽量分布均匀，不可重复回弹一个测点。在使用回弹仪测量混凝土回弹值时，要求回弹仪处于水平并垂直于测试表面。试验中随时记录回弹值，依次对每个试件分别进行试验。数据计算时，去除三个最大值和三个最小值，取10个中间值计算其平均值，并利用测强曲线计算试件混凝土强度值。试验机测试法：每组试验需3个试件，试验时先测量每个试件的各面边长，然后将3个试件依次放入压力机内进行破坏性试验，放置时取两个规则的平整平面置于试验机上、下压板间，开动压力试验机加载，直至试件破坏，荷载不再增加时为止。加载速度应均衡、适当。记录极限破坏荷载值并根据实测试件受力面积计算出混凝土抗压强度值，根据fcu.m与fcu.i的差值合理确定混凝土最终强度值。2比较两种方法测定的混凝土强度的精度。回弹法是利用回弹仪弹击混凝土表面，利用回弹值推定混凝土的强度。回弹值的大小与混凝土表面硬度相关、与骨料品种、尺寸大小环境湿度、回弹角度、混凝土碳化深度等多种因素相关，因此误差较大。压力机测试法是直接对试件加载，根据其破坏荷载确定混凝土的强度，是对混凝土的直接检测方法，数据真实可靠，误差较小。试验四钢筋混凝土梁正截面试验一、原始资料210210200212100混凝土等级：C20；钢筋保护层厚度：25mmC20混凝土强度：fc=9.6N/mm2；ft=1.10 N/mm2；HPB235钢筋强度：fy=210 N/mm2。二、计算资料的整理1、计算梁的承载极限的计算值当钢筋屈服时，达到承载力的极限：利用上面的计算公式得到：Mu=7132 NmP= Mcr/0.3= 23773 N=23.8103N2、计算梁的开裂荷载计算值利用上面的计算公式得到：Mcr=1.29103NmP= Mcr/0.3=4300 N=4.3103N3、进行荷载分级理论计算值与实际试验值是有误差的，原因在于，我们所取用的钢筋强度和混凝土强度是设计值，而在实际中，无论是钢筋还是混凝土的强度都比设计值大很多，所以在荷载分级的时候，应适当加大。具体分级情况见试验记录表。三、试验记录表见后页四、开裂荷载图五、绘制弯矩挠度关系曲线，并加以评述。见下页 弯距挠度七、混凝土应变沿梁高的分布，在各级荷载下分布图及中和轴变化。10kN 15kN 20kN 30kN 40kN 50kN54321九、记录实测的开裂荷载值及承载力极限值。实测开裂荷载：11.8kN实测极限荷载：57.2kN试 验 数 据 记 录 表八、绘制受压区边缘混凝土压应变与受拉钢筋拉应变在各级荷载下的变化图。荷载钢筋应变砼应变试验五预制板检验一、绘制荷载挠度曲线（根据实验记录表记录的数据绘制）1预制板的基本参数：板长：3510mm；板宽：1180mm；自重：7.8Kn；装修重：0.5Kn/m2；活荷载（分配梁等）：4.0Kn/m2；实配低碳冷拔钢筋16b5；混凝土强度：C30；2计算参数：荷载短期效应组合下按实配钢筋计算的板底混凝土拉应力：sc=2.5N/mm2；预压应力计算值：pc=3.0N/mm2；计算挠度值：asc=5.3mm；抗裂检验系数：cy=1.24，0.95cy=1.18；加载采用三分点加载方案，加载设备自重2.0Kn；自重按三分点加载时折算重量：FGK1=2.83Kn ；短期荷载检验值Fs=9.72Kn；承载力检验荷载设计值Fd=12.88Kn；在板跨中两侧及两端各设一只百分表。3荷载及挠度变形记录表序号荷载（KN）加载系数实测挠度（mm）备注0(3.83)自重及设备重10.060.40.05正式加载22.00.60.5233.950.81.1545.891.01.63挠度检验as06.4mm56.861.11.8767.641.182.02抗裂检验0.95*1.24=1.1878.221.242.15观察裂缝（未发现）88.811.302.3499.781.402.651010.751.503.011111.721.604.23发现裂缝1212.661.286.91承载力检验0.95*1.35=1.281313.561.3510.65承载力检验u=1.35 (5)1414.201.4014.86承载力检验u=1.40 (2)1514.851.4519.48承载力检验u=1.45 (1)1615.501.5033.33承载力检验u=1.50 (3) (6)1716.151.55承载力检验合格后加载二、测定在正常使用检验荷载标准值下挠度，并判断是否合格1实测挠度值：在板跨中两侧及板两端分别设百分表，根据读数计算实测挠度值ag0=1/2(a1+a2-a3-a4)=1.63mm2板自重产生挠度值：根据第11级加载时构件开裂，其前一级荷载挠度实测值ab0=3.01mm，则自重产生的挠度为agc=(Mg/Mb)*ab0=(Qk/Qb)*ab0=(2.35/7.2)*3.01=0.98mm3检验挠度实测值as0=ag0+agc=1.63+0.98=2.62mmcr，其中cr=1.24，故抗裂检验合格。四、判定承载力检验是否合格在规定的检验荷载下，未发现相应的承载力破坏检验标志，因此承载力检验合格。五、确定承载力极限荷载并说明承载力检验标志试验在判定承载力检验合格后继续加载，至K，=1.55时观察到1.55mm宽裂缝，裂缝部位在板跨中主筋处，符合承载力检验破坏标志（1），此时承载力检验系数实测值u0=1.55，三分点加载时其承载力极限荷载值为34.3Kn。六、多孔板加载方案图及荷载-挠度曲线图试验六自由振动法测动力特性实验一、记述试验方案及方法。将一根I101200的工字钢梁置于两支座上，两个支座分别为固定铰支座和滚动铰支座。在钢梁下悬吊一个50N砝码，钢梁上吸附一个加速度传感器。加速度传感器与DY-3型动态数据采集仪连接。试验时，剪断砝码吊绳，使工字梁在弹性恢复力下产生自由振动。利用采集仪记录振动过程，将记录下的振动波形去除最前面和最后面的数个波形，选取中间的几个振动波作为计算依据进行计算。二、计算出工字梁的固有频率与阻尼。1固有频率：取3个周期的振动波，对应的时间坐标差值为t2-t1=0.169s，故周期T=0.169/3=0.0563s，频率f=1/T=1/0.0563=17.76Hz。2阻尼系数：该振动的对数衰减率为：=(2/K)ln(an/an+k),在波形中取三个周期的波形，则K=6，在图中可查到an的幅值为115个单位，an+k的幅值为42个单位，故=(2/K)ln(an/an+k)（26）ln(115/42)= ，阻尼比=/2= /2*3.1416= 。3计算的波形图附后