大工2018年《水工建筑物课程设计大作业题目及答案

实验名称：土的压缩试验一、实验目的： 通过土的压缩实验得到试样在侧限与轴向排水条件下的孔隙比和压力的关系 即压缩曲线 ep 曲线 并以此计算土的压缩系数 a1-2 判断土的压缩性 为土的沉降变形计算提供依据。 二、实验原理：1、计算公式（1）试样初始孔隙比：e 0=(1+w0)GSW/ 0 -1 （2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：e i=e0 - (1+e0)/h0*hi （3）土的压缩系数：a 1-2 =(e1 e2)/(p 2 - p1) = - e/p （4）土的压缩模量： Es1-2=(1+e0)/a1-2 三、实验内容：1、实验仪器、设备： 支架、变形量测、固结容器、加压设备 2、实验数据及结果施加压力等级 kPa 施加压力后百分表读数50 5.658100 5.288200 5.009400 4.7273、实验成果整理试样初始高度 H0= 20mm 试样天然重度 =18.7kN/m3 土粒比重 Gs=2.7 试样天然含水率 w0=25%试样初始孔隙比 e0=0.769 百分表初始读数 h0=7.887试验所加的各级压力（kPa）p 50 100 200 400各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）h i 5.658 5.288 5.009 4.727总变形量（ mm）=h0 -hi 2.229 2.599 2.878 4.727仪器变形量(mm)i 0.122 0.220 0.275 0.357校正后土样变形量(mm)hi= -i=h0 -hi -i 2.107 2.379 2.603 2.803各级荷载下的孔隙比ei 0.583 0.559 0.539 0.521土的压缩系数(MPa -1)a1-2 0.2土的压缩模量(MPa)Es1-2 8.845四、实验结果分析与判定：（1）根据实验结果，该土的压缩类别如何？土的压缩系数为 0.2,按土的压缩性分数规定,该为中压缩性土. i实验名称：钢筋混凝土简支梁实验一、实验目的：1、分析梁的破坏特征，根据梁的裂缝开展判断梁的破坏形态；2、观察裂缝开展，记录梁受力和变形过程，画出茶载挠度曲线；3、根据每级荷载下应变片的应变值分析应变沿截面高度是否成线性；4、测定梁开裂 荷载和破坏荷载,并与理论计算值进行比较 。 二、实验基本信息：1基本设计指标（1）简支梁的截面尺寸 150*200mm （2）简支梁的截面配筋（正截面） A6100、 28、214 2材料（1）混凝土强度等级 C30 （2）钢筋强度等级 HRB335 三、实验内容：第 1 部分：实验中每级荷载下记录的数据百分表读数荷载左支座（f1/mm） 右支座（f2/mm） 跨中（f3/mm） 挠度/mm0 0 kN 0.96 4.99 5.14 01 10 kN 0.9 4.90 5.48 2.5752 20 kN 0.86 4.83 5.85 0.433 30 kN 0.82 4.75 6.27 0.474 40 Kn 0.78 4.68 6.66 0.4555 50 kN 0.74 4.61 7.11 0.5056 60 kN 0.7 4.56 7.53 0.4557 70 kN 0.67 4.52 8.02 0.5358 80 kN 0.64 4.48 8.5 0.529 90 kN 0.6 4.43 9.06 0.610 100 kN 0.57 4.39 9.65 0.625起裂荷载(kN) 40KN破坏荷载(kN) 138.3KN注：起裂荷载为裂缝开始出现裂缝时所加荷载的数值。第 2 部分：每级荷载作用下的应变值应变值荷载测点 4 读数 测点 5 读数 测点 6 读数 测点 7 读数1 10 kN 38 50 38 882 20 kN 99 168 109 1743 30 kN 258 376 300 3104 40 kN 445 760 497 4405 50 kN 561 1095 652 5706 60 kN 696 1425 832 7317 70 kN 843 1760 1022 8428 80 kN 952 2021 1156 9579 90 kN 1068 2305 1306 104610 100 kN 1187 2598 1457 1170四、实验结果分析与判定：（1）根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算得到该梁正截面能承受最大荷载为 90.2kN，与实验实测值相比相差多少？最大荷载 C30 混凝土， ， ，HRB335 钢筋，214.3/cfNm1230/yfNm环境取为一类，保护层厚度取为 20mm。界限的相对受压区为 ，取0.5，h0=200-45=155mm，M=1.0 14.31501550.55（1-45s0.50.55）=132.574KNm 破坏荷载为 138.3KN，因此实测值略大于计算值。实验名称：静定桁架实验一、实验目的：1.掌握杆件应力应变关系与桁架的受力特点。2.对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏实验实验基本过程。3.结合实际工程，对桁架工作性能作出分析与评定。 二、实验数据记录：桁架数据表格外径(mm) 内径(mm) 截面积(mm) 杆长度(mm) 线密度 (kg/m) 弹性模量(Mpa)22 20 69.54 500 0.51 2.06*105三、实验内容：第 1 部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格上弦杆 腹杆 下弦杆荷载（ N） 1 点 2 点 均值 力 1点 2 点 均值 力1点 2 点 均值 力500 -34 -36 -35 -475.3 27 26 26.5 359.9 18 19 18.5 251.21000 -68 -72 -70 -950.6 53 51 52 706.2 34 37 35.5 482.11500 -100 -106 -103 -1398.7 78 76 77 1045.7 52 55 53.5 726.52000 -133 -142 -137.5 -1867.3 104 102 103 1391.9 69 73 71 964.21000 -61 -70 -68.5 -930.2 51 50 50.5 685.8 35 37 36 488.90 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0第 2 部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格挠度测量 下弦杆荷载（N ） 表 累计 表 累计 表 累计 表 累计 500 0 0 0.075 0.075 0.125 0.125 0 0 0.075 0.1251000 0 0 0145 0.145 0.253 0.253 0 0 0.145 0.2531500 0 0 0.220 0.220 0.377 0.377 0 0 0.220 0.3772000 0 0 0.285 0.285 0.502 0.502 0 0 0.285 0.5021000 0 0 0.142 0.142 0.251 0.251 0 0 0.142 0.2510 0 0 0.001 0.001 0.002 0.002 0 0 0.001 0.002四、实验结果分析与判定：1. 将第一部分中内力结果与桁架理论值对比，分析其误差产生的原因？由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。 2. 通过试验总结出桁架上、下弦杆与腹杆受力特点，若将实验桁架腹杆反向布置，对比一下两者优劣。当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过受力分析可以得出，反向布置之后，腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变。据此为避免压杆失稳，实验中布置的桁架形式更优越，受力更合理，更能发挥材料的作用。实验名称：水利工程底流消能实验一、实验目的1、通过实验了解底流消能原理及其类型。2、校核消能措施的几何尺寸。3、了解辅助消能工的作用。二、实验数据1、 已知数据（1）实验槽宽 B = 10 cm（2）消力坎实测高度= 1.9 cm2、实测数据将实测数据填入表 1表 1上游水深（cm）收缩断面水深（cm）消力坎上水头（cm）流量计读数（m 3/h）槽底高程水面高程槽底高程水面高程坎顶高程（槽底高程+坎高）水面高程下游水面高程（cm）4.52 15.22 28.44 15.22 16.20 17.12 20.14 19.25三、消力坎的高度计算（写出详细过程）Q=流量计读数1000/3.6=4.521000/3.6=1255.56(cm 3/s)计算单宽流量 =1255.56/10=125.56（cm 2/s）/cqQB计算消力坎水头 =3.57（cm） m 为折线型实用堰的流量系数，2310csqHmg一般取 ； 是消能墙的淹没系数，自由出流取 1.0.42s计算 E=P+H=上游水深13.22 9.93+H=13.22 H=3.29计算流速系数 =1-0.0155（9.93/3.29）=0.9510.5/PH通过试算计算收缩断面水深通过试算，得出 hc=0.83 20ccqEhg计算收缩断面共轭水深=5.823821cch计算消力坎高度 c=1.055.82+125.562 223/ccjcsjqqmggh/(2980(1.055.82)2 )-3.57=2.76将计算数据填入表 2表 2收缩断面水深hc（cm）消力坎水头H1