结构实验报告

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1、结构试验小论文结构试验小论文组号：第组号：第 5 组组姓名：刘华姓名：刘华学号：学号：1011250129指导教师指导教师:董雪花董雪花日期：日期：5 月月 30 日日2一、概述：一、概述： 在混凝土大作业（少筋梁，适筋梁，超筋梁设计）的基础上，班级分为六个小组，每 个大组各进行一种的梁的破坏试验。本小组负责第二小组适筋梁的试验及相关的数据记录 和分析。为配合班级的原料（钢筋，水泥，砂石）获取，尽可能使用同种钢筋，水泥，我 对混凝土适筋梁的设计书进行了一定的修改，包括混凝土强度的调整，钢筋尺寸的调整， 截面尺寸的调整等。 前期充分的准备让小组在第九周顺利完成了混凝土梁的制作，也包括了梁内应变片

2、的 粘贴等，为后续的试验打下基础。随后的几周，一边抽空学习实验所需的相关技术理论， 一边关注梁的养护情况，完成拆模等工作。 第十三周，在完成一些列准备实验后，我们开始适筋梁的破坏试验。梁破坏时有明显 的适筋破坏特征，虽然部分应变片没有工作，未传出数据，但依然获得了大量的实验数据， 为后面的结果分析积累了数据基础。 总体而言，我们认为小组的试验获得了成功。 二、实验目的：二、实验目的： 通过前期设计书的撰写，熟悉混凝土梁设计的相关设计思想、理论及公式，并在后续 试验中检验设计的正确性； 了解混凝土梁浇筑过程中的各项工艺，体会钢筋下料、弯曲、绑扎，混凝土的配合比 计算、搅拌、浇筑，制模，振捣等工序

3、； 熟悉应变片、应变仪的安装、使用，了解其工作原理，测得实验中应变片粘贴处钢筋 的应变值，分析数据走向； 测得混凝土梁外侧截面的应变，求出中性层高度变化； 熟悉力传感器的使用，了解其工作原理； 熟悉百分表的使用； 1.观察适筋梁破坏时的现象，记录裂缝发展情况。三、实验设备与仪器三、实验设备与仪器1、静力试验台座、反力架、支座及支墩 2、50T 手动式液压千斤顶 3、50T 荷重传感器 4、YD-21 型动态电阻应变仪5、X-Y 函数记录仪6、YJ-26 型静态电阻应变仪及平衡箱7、显微镜及放大镜8、位移计（百分表）及磁性表座9、电阻应变片、导线等四、实验对象四、实验对象我们组的梁采用的是 C3

4、0 的混凝土，所采用的材料如下：42.5普通硅酸盐水泥（33.14/cg cm）中砂，符合区级配， （3 02.6/sg cm）碎石，粒级50mm ， （3 02.64/gg cm）自来水，现场砂含水率 2.9%，石含水率1% 纵筋为 218(二级带肋钢筋) 箍筋为 880（一级光圆钢筋） 。梁的尺寸为 1503001500mm 。试验加载过程中我们希望看到的是正截面3的破坏形态。31.试件构造特征1) 根据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为 C30，纵向受力钢筋强度等级级。 2) 试件尺寸及配筋如图所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为 25mm。(3) 梁的中间 700mm 区段内无腹筋

5、，其余区域配有80 的箍筋，以保证不发生斜截面 破坏。 (4) 梁的受压区配有两根8 架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证 受力钢筋处在正确的位置。五、实验原理五、实验原理 1）电阻应变片电桥连接原理）电阻应变片电桥连接原理 1电阻应变片 电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很 薄的金属箔腐蚀成栅状，井用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的， 栅的两端各焊一小段引线，以供试时与导线联接。 实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测 应变片。当该部位沿应变片 L 方向产生线变形时，应变片亦随之 一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。实验证明，在 一定范围内应

6、变片的电阻变化率与该处构件的长度变率成正比。 2电阻应变仪 由电阻应变片将构件应变转换成电阻片的电阻变化 R，而应 变片所产生的电阻变化是很微小的。通常用惠斯顿电桥方法来 测量，电阻 R1，R2, R3、和 R4和构成电桥的四个桥臂。在对角 节点接上电桥工作电压 E，另一对角点则为电桥输出端，输出端 电压 UBD。当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压 为零，此时，称电桥平衡。由电工原理可知，若电桥的四个桥 臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，构件受 力前，电桥保持平衡，即 UBD=0。构件受力后，应变片各自受到 应变后分别有微小电阻变化R1、R2、R3、和R4。这时， 电

7、桥的输出电压将有增量R BD，即若四个电阻应变片的灵敏系 数 K 都相同，则上式表明，应变片感受到的应变通过电桥可以 线性转变为电压(或电流)信号，将此信号进一步放大，处理就可 用应变仪读数表示出来。 若四个桥臂都接入应变片，称“全桥接法” 。若只在 A 和 B,B 和 C 上接入应变片，而另外两个桥臂利用仪器内部的标准 电阻，则称“半桥接法” 。 应变片的电阻值对温度的变化十分敏感，在测量过程中若温 度有变化，将影响测试精度。在半桥测试中，将应变变 1，贴在 被测试件表面，而 R 为温度补偿片。电阻应变片 R 粘贴在与被 测试件材料相同的小试块上，放置在被测试件附近，但其不受力,可4知，电阻

8、应变片 1 与 R 由于温度变化而产生的温度影响将相互 抵消，从而使应变仪测量结果不受温度影响。为简便起见，以上 讨论中，假设 R1 =R2= R3= R4。实际上，四个电阻片的电阻值是 不可能完全相等的；电桥工作电源亦为交流电。所以设有电阻平 衡，电容平衡调节装置。在未加载之前，预调平衡后，方可进行 测量。 在等强度梁的上下表面粘贴四枚应变片 R1、R2、R3、R4。 在温度补偿块上粘贴一枚应变片 R。2）钢筋混凝土梁的静力实验原理）钢筋混凝土梁的静力实验原理 纯弯曲钢筋混凝土试件，纯弯曲区截面有带有荷载传感器 的试验机或由反力架、千斤顶、不同高度粘贴五枚应变片。由 带有荷载传感器组成的加载

9、装置加载。在梁的跨中安置上位移 传感器。由载荷传感器和位移传感器将试件过程中的载荷和变 形，转换成电信号，输入动态应变仪加以放大，然后由 xy 函 数记录仪再放大，并自动描绘出载荷挠度曲线或将传感器、放 大器转换成的电信号，输入动态数字采集系统，自行记录 PF 曲线。 试验前分别对载荷传感器和位移传感器标定，得出坐标纸(y 轴)上每一厘米所代表的载荷值和位移值。设比例系数 m(KNm)和 n(mmcm)。在试件相应部位再安置上百分表，观察其挠度变化。 试件上的电阻应变片由静态电阻应变仪测定不同载荷时各应变 片的应变值。六、工作日志六、工作日志4.10: 经过简单的学习，大家完成了弯钢筋的任务，

10、并将模具 支架完毕，等待材料。4.12：上午弯起箍筋，并绑扎。下午贴应变片。4.13：下午浇筑试件，并预留试块。4.22： 拆模。5.27：确定学习目标，并布置任务。5.28：上午答辩并再次学习各个实验。下午贴应变片。5.29：上午完成挠度，钢筋拉伸，试块压缩，静态电阻应变仪 使用与桥路链接实验5.30： 完成位移传感器的标定和钢筋混凝土梁的静定实验， 以及回弹仪测混凝土强度 七、试验方法和步骤七、试验方法和步骤 1) 在试件表面刷上白色石灰浆涂层，以衬托出在试验中试5件表面的微细裂缝。为了便于记录和描述裂缝的发生部 位，在试件表面划出 50mm50mm 左右的方格。 2) 传感器的标定 通过

11、使用电液伺服系统的试验加载标定， 结果为 600/100KN。 3) 将试件安放在支座上。安装好位移传感器和百分表。 4) 将应变片接至静态电阻应变仪，实行多点测量，各点预 调平衡。 5) 预加荷载，检查加载装置、测试仪表是否正常工作，然 后卸载。发现问题及时处理。 6) 正式加载试验，逐级加载，记录荷载-挠度曲线；读取 纯弯区各测量点的应变值。记录试验数据。 7) 试验过程中，实时监测试件裂缝的出现以及裂缝的宽度、 长度随载荷的发展情况；描绘试件开裂的位置。 8) 记录试件的破坏特征。八、试验加载阶段八、试验加载阶段试验加载程序是指试验进行期间荷载与时间的关系。加载程 序可以有多种，应根据试

12、验对象的类型及试验目的与要求不同 选择。一般结构静载试验的加载程序分为预载、标准荷载、破 坏荷载三个阶段。 1）准备温度补偿片 用电阻应变片测量应变时，温度变化使应变片的电阻值 发生变化，产生“温度效应” 。我们使用温度补偿片消除“温 度效应” 。 2）标定应变器，测量混凝土试块强度。 对应变器逐级加压 5KN，每次的微应变为：30，计算的 标定值为 600/100KN。 混凝土试块强度为 625KN/0.152=27.78N/mm2 3）架梁，安放百分表，连接仪器，预调平衡。 该过程比较复杂，工作量大，我们是在老师的指导下和观 察了先做的几组的操作后才顺利完成了该项工作的。见照片。 4）预压

13、 预压可使试件内、外部接触良好，进入正常工作状态，在 试件制造、安装等过程中节点和结合部位难免有缝隙，预加载 可使其密合。 我们在正式加载的上午先对梁进行了预压，准备下午进行 正式加载。 5）加载阶段6根据所测得的混凝土实际强度估算该超筋梁的极限荷载 Pmax，取该值的 10%20%为每级的加载量。加载过程数据记 录如下表：九、九、试验数据处理与分析试验数据处理与分析1 1 机械仪表的使用机械仪表的使用454300 215 201 0.5kg 27.00mm 0.75 0.7222 27.75mm 3 0.5kg 28.5 mm 0.76 0.754 0.5kg 29.26mm 0.75 3.

14、7370.5kg 0.75 2 力传感器的标定力传感器的标定以全桥方式将压力传感器接入应变仪，将传感器至于万能试验机上，记录数据如下表：序号P（kN）微应变1/PK1 5 30 6 2 10 59 5.85 3 15 89 5.90 4 20 119 5.90 5 25 149 6.00 6 30 179 6.00 7 35 209 5.96 8 40 2395.99 9 45 2696.00 10 50 2996.01 11 55 329 5.97 12 60 359 5.97 13 65 3896.02 14 70 419 5.99 15 75 4495.99 16 80 478 6.00

15、 6.00 数据拟合如下：，取系数为进行实验6PK6K 混凝土抗压强度测试： 混凝土标准试块的测试结果为：620NkN因此混凝土的实测强度为：3 2620 1027.78/150 150150 150cNfN mm达到 C30 级混凝土的理论抗压强度 C10 钢筋的静态拉伸试验：8 等强度梁实验： 电阻应变仪型号: YD-21 型动态电阻应变仪 应变片灵敏系数 K= 2.06 等强度梁的厚度：h= 4 （mm） 测点距加载点出的距离 x= 15.4（mm） 等强度梁测点 A 处的宽度 bx = 2.45 (mm） 等强度梁的弹性模量 E= 200 GPa 应变读数记录表（一）电阻应变仪读数（）应变片 R1应变片 R2应变片 R3应变片 R4读 次载荷 P (N)载荷增量 P(N)S1S1S2S2S3S3S4S41555797363557686665210112147139128556656865315168212207193420522254277652746725764平均应变）（55.7666764.7梁的应力）a（MP11.413.213.412.99应变读数记录表（二）电阻应变仪读数（）半桥（a）半桥（b）全桥（c）全桥（