结构试验报告

1、土木工程结构试验报告组号：姓名：学号：指导老师：1.前言土木工程结构试验是研究和发展结构计算理论的重要实践，从材料的力学性能到验证由各种材料构成不同类型结构和构件的基本计算方法，以及近年来发展的大量大跨、超高、复杂结构的计算理论，都离不开试验研究。因此，土木工程结构试验在土木工程结构科学研究和技术革新方面起着重要的作用，与结构设计、施工及推动土木工程学科的发展有着密切的关系。 土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业技术课程，与材料力学、结构力学、混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础和桥梁结构等课程直接有关，并涉及物理学、机械与电子测量技术、数理统计分析等内容。通过本课程的学习，使我获得土木

2、工程结构试验方面的基础知识和基本技能，掌握一般工程结构试验规划设计、结构试验、工程检测和鉴定的方法，以及根据试验结果作出正确的分析和结论的能力，为今后的学习和工作打下良好的基础。土木工程结构试验是土木工程专业的一门专业课程，也是唯一的一门独立的试验课程。它的任务是在结构或实验对象上，以仪器设备为工具，利用各种实验技术为手段，在荷载或其他因素作用下，通过测试与结构工作性能有关的各种参数（变形、挠度、位移、应变、振幅、频率）后进行分析，从而对结构的工作性能作出评价，对结构的承载能力作出正确的估计，并为验证和发展结构的计算理论提供可靠的依据。2.实验 实验一 电阻应变片的粘贴一、实验目的 1、掌握电

3、阻应变片的选用原则及方法。 2、学习常温用应变片的粘贴技术及预埋技术。二、实验仪表及器材 1、万用电表、兆欧表；2、钢筋骨架； 3、粘结剂（502胶）；应变片； 4、砂布、棉球、丙酮、镊子； 5、电烙铁、焊锡丝、引线等。三、实验方法及步骤1、测点表面的处理钢材：除锈、刨光并用砂纸打成与测量方向呈450交叉细纹，用丙酮清洗干净。砼：先找平，再用砂布打平并用丙酮溶液清洗干净。2、贴片上胶：胶水均匀而薄地在基底面上涂一层，稍后，当胶水发粘时顺着受力方向对中放好。挤压：在片上盖上玻璃纸，用手指沿一个方向滚压，挤出多余的胶水和气泡。加压：用手指轻压片，直到粘住为止。3、固化处理 分自然干燥或人工固化。4

4、、 粘贴质量检查四、注意事项 试件的应变是通过粘结剂将应变传递给电阻应变片的丝栅，因而应变片的粘贴质量将直接影响应变的测量结果。电阻片引出线的编号和测点编号必须一一对应，不能有任何差错。浇捣混凝土时，应保护引出线，以防折断。实验二 混凝土梁的制作一、试验目的 明确混凝土梁的制作过程以及操作要求2、 试验器材 钢筋骨架，砂，石，水泥，水，混凝土模板等3、 试验步骤1、支模我们采用工地提供给我们的模板，亲手把模板组装好。钢筋混凝土构件是借助模板成型的，因而必须注意在成型振捣 过程中混凝土构件有向两侧塌落和膨胀的可能，初凝后又有收缩趋势，因而一般应先调整模板尺寸，并提高对模板的刚度要求。 在浇注混凝

5、土前必须严格检查，发现问题及时纠正。2、混凝土的浇筑 根据设计，我们组所采用的混凝土配合比为水泥: 砂: 石: 水=1: 1.76: 3.12: 0.52。.经过计算，我们分四次取料、搅拌，最终完成了整个梁的浇筑。把模板用油将表面擦一遍，方便脱模。浇筑混凝土时还要注意 不能把钢筋骨架直接放在底模上，应按要求留出保护层厚度，振 捣时不能使钢筋骨架在模板中移动等。3、养护混凝土浇筑完毕以后，在这以后的二十多天的养护时间里， 我们每天有一名同学去给梁进行浇水。4、拆模在养护时间到后，我们便进行了拆模。四、注意事项1、搅拌拌混凝土时应注意水，石子，水泥，砂先后加入顺序与加入量，严格控制混凝土配合比。2

6、、浇筑混凝土时，应防止漏浆，并且为了使混凝土均匀，先从模板中间倒入混凝土，再向两边倒入，倒入之后立即振捣。3、浇筑好的梁每天应浇水养护，一直持续28天实验三 静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的 1掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。 2熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。二、实验设备及仪器 1等强度梁 2静态电阻应变仪 3数字万用表、游表卡尺三、实验原理 L等强度梁的应力 等强度梁如图31所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah等强度梁截面高度； 在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电

7、阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值 实与理论应力值dg加以比较分析。四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。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，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图21所示。栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。 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。其中 R应变片的初始电阻值；R应变片电阻变化值；K应变片的灵敏系数，表示每单

8、位应变所造成的相对电阻变化。由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在20左右。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AR，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，如图32所示。电阻构成电桥的四个桥壁。在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。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，电桥的平衡条件为 (3-4)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，即R1 ,R2 ,R3 和R4构件受力前，电桥保持平衡，即UBD。构件受力后，应变片各自受到应变后分别有

9、微小电阻变化R1 , R2 , R3 和R4这时，电桥的输出电压将有增量UBD，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，处理就可用应变仪应变读数仪表示出来。即此式为电阻应变仪的基本工作原理。 若四个桥臂都接入应变片，称“全桥接法”。若只在AB和BC上接入应变片，而另外两个桥臂CD.DA利用仪器内部的标准电阻，则称“半桥接法”。这时，应变仪读数与测量电桥两应变片的应变为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，将应变片只：，贴在被测试件表面，而R：为温度

10、补偿片。电阻应变片R1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。由式(36)可知，电阻应变片R1与R2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仪为由加载引起的应变。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。常用的静态电阻应变仪有YJ925型、YJ28型等。在等强度梁的上下表面粘贴四枚应变片R1 ,R2 ,R3 和R4。在温度补偿块上粘贴二枚应变片R5和R6如图33所示。a,半桥接线法接线

11、方式如图34(d)所示。朋桥臂接上R1和R2,3,4，BC桥臂接上温度补偿片， R5或R6,DC,AD桥臂为应变仪内部的电阻R。由式(35)可知，其输出只有应变1，即应变仪读数1=仪。若梁上表面应变片R1与梁下表面应变片R2接成半桥，如图34(b)所示。此时输出为1-2即仪=21 6全桥接线法 若将试件上表面的电阻应变片R1 和R3 和温度补偿片R5 和R6，组成全桥，如图34(f)所示，其输出为1+3，即应变仪读数21=仪 若应变片R1 和R3，(上面受拉)与R2 和R4(下面受压)接成全桥，如图34(d)所示。其输出为1+2 +3+4 即应变仪读数41=仪。 可见，在实验中采用恰当的布片与

12、接桥方法，可以抵消测量片的温度效应，实行自动温度补偿，提高应变测量的灵敏度及不同应力的分离。五、等强度梁的应变测量应变多点测量，此时将等强度梁上四枚应变片及温度补偿片，用半桥连接到应变仪上，逐级加载时，测定各应变片的应变值。测试数据记录在表一中。分别按图34所示的各种接线法接成桥路，测定等强度梁在各级加载下的应变值，测试数据记录在表二中。六、实验方法和步骤1.测量等强度梁的几何尺寸，l,b,x,h。 2电阻应变仪的调整。(按调整灵敏系数K，接线平衡及测量等程序进行)3半桥多点测量，将4枚应变片分别接到应变仪上，平稳逐级加载，P=4.9N测定相应的应变值。4分别按图35所示各种接线法接成桥路，测

13、定在逐级加载下的应变值。5由式(31)计算等强度梁在P下的应力理论值理。6计算不同应变片不同组桥时测定的等强度梁的应力实验值实。实，并与应力理论值比较分析误差。七、实验数据与分析 1/4桥应变片灵敏系数（）=2.06等强度梁的厚度h=4（mm）测点距加载点处距离x=278（mm）等强度梁测点A处得宽度bx=42（mm）等强度梁的弹性模量E= 200 Gpa表1 1/4桥应变读数记录表读次载荷P(N)载荷增量P(N)电阻应变仪读数（）应变片R1应变片R2应变片R3应变片R4S1S1S2S2S3S3S4S410506206206506325-62-626563560626360310-122-12

14、4128123561646161415-183-188189184梁的平均应变61.0062.6763.0061.33梁的应力12.2012.5312.6012.27挠度计算1. 使用设备及仪器等强度梁支座处宽度 B=45（mm） 等强度梁的厚度 h=4（mm） 等强度梁端点距支座的长度 L=300（mm） 百分表测点A距支座处的长度 x=5.4（mm） 等强度梁的材料弹性模量E= 200 （Gpa）2. 等强度梁的挠度测量表2 半桥及全桥应变读数记录表读次载荷P(N)载荷增量P(N)电阻应变仪读数（）半桥（a）半桥（b）全桥（c）全桥（d）SaSaSbSbScScSdSd1050620127

15、0137023325-62-12713723356080134227310-122-207271460561134137225415-183-341408685应变读数平均值61113.67136228.33梁的应变30.556.843457.08梁的应力6.111.376.811.42实验四 钢筋混凝土梁正截面破坏试验一 实验目的1. 了解钢筋混凝土梁静力荷载试验中随加载大小改变，挠度变化及裂缝出现和发展过程及混凝土的破坏情况。2. 观察钢筋混凝土梁受力和变形过程三个工作阶段及钢筋混凝土梁的破坏特征。3. 测定钢筋混凝土梁正截面的开裂荷载和极限承载力。二、实验设备与仪器1、静力试验台座、反力

16、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、导线等三、实验对象我们组的梁采用的是C25的混凝土，所采用的材料如下：42.5矿渣水泥，中粗砂，2040mm单粒级碎石，纵筋为618(二级带肋钢筋)，箍筋为890（一级光圆钢筋）。梁的尺寸为150×300×1500mm。试验加载过程中我们希望看到的是正截面的破坏形态。四、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

17、、不同高度粘贴五枚应变片。由带有荷载传感器组成的加载装置加载。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。5、 实验前期准备工作1、裂缝观测最常用于发现裂缝的

18、最简便方法是借助镜用肉眼观察。在试验前用纯石灰水溶液均匀地刷在结构表面并等待干燥。当试件受力后，白色涂层将在高应变下开裂并剥落。这时，在钢结构表面可以看到屈服线条，混凝土表面的裂缝也会明显地显示出来。研究墙体结构表面开裂时，在白灰涂层干燥后画出50mm左右的方格栅，以构成基本参考坐标系，便于分析和描绘墙体在高应变场中裂缝的发展和走向。2、仪器的安装为了保证试验量测的可靠性和仪表安装的方便，在试件内必须预设埋件或预留孔洞，用接触式应变仪量测试件表面应变时应埋设相应的测点标脚；钢筋混凝土试件用电阻应变计量测钢筋应变时，在浇注混凝土前应先在钢筋上贴好应变片，做好防潮以及机械损伤的处理。3、试件的安装

19、就位1) 混凝土梁受弯构件是简支的，在试验安装时其一端采用固定铰支座，另一端采用滚动铰支座。2) 在加载中，用千斤顶施加力并通过分配梁传力在两加载点对称加载，使简支梁跨中形成长700mm的纯弯曲段（忽略梁的自重）。为了减少试件的安装误差，试件就位后的计算跨度（梁）和计算高度必须与计算简图一致。由于支座约束条件与构件的内力传递及变形有关，因而安装试件时，应严格按照设计要求选择支座形式。一般在试件就位前，应先在试件上画出支座反力的作用线位置和外荷载的作用点位置，需要对中的试件还要画出中心线位置，荷载作用部位要附设定位零件，以使荷载有明确的着力点。4、试验项目和测点布置1) 在梁的纯弯段的纵向受力钢

20、筋中部预埋电阻应变片，用导线引出，并做好防水处理，设1、2、3三个应变测量点。2) 考虑在加载的过程中，两个支座受力下沉，支座上部分别布置位移测点f1和f2，以消除由于支座下沉对挠度测试结果的影响。梁的跨中布置一百分表f3，测量跨中的最大挠度。梁实际跨中最大挠度 六、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50mm×50mm左右的方格。 2) 传感器的标定 通过使用电液伺服系统的试验加载标定，结果为630/100KN。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

21、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。七、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

22、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。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。4）预压预压可使试件内、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。 5）加载阶段根据所测得的混凝土实际强度估算该适筋梁的极限荷载Pmax，取该值的5%为每级的加载量。八、实验数据处理与分析1、由记录的静载试验数据画出载荷挠度曲线。梁实际跨中最大挠度表5 荷载挠度数据表加荷序数加荷时间荷载（kN）f1f2f3

23、 跨中挠度f 读数差值读数差值读数差值00014.49/29.74/25.13/14:20314.46-0.0329.73-0.0125.180.050.0724:25614.42-0.0429.73025.220.040.0634:30914.39-0.0329.72-0.0125.260.040.0644:351214.36-0.0329.71-0.0125.320.040.0854:401514.32-0.0429.69-0.0225.360.060.0764:451814.28-0.0429.67-0.0225.400.040.0774:502114.25-0.0329.64-0.03

24、25.490.090.1284:552414.21-0.0429.61-0.0325.610.120.1695:002714.18-0.0329.59-0.0225.680.070.10105:053014.13-0.0529.52-0.0725.970.290.35115:1031.514.11-0.0229.550.0326.090.120.12125:153314.09-0.0229.54-0.0126.190.100.12135:2034.514.07-0.0229.53-0.0126.470.280.30145:253614.06-0.0129.51-0.0226.990.520.5

25、4155:3037.514.04-0.0229.45-0.0627.700.710.75165:353914.01-0.0329.40-0.0529.812.112.152、分析计算实验测得的开裂弯矩，极限弯矩值与理论值比较（1）裂缝出现，发展过程及试件破坏形态加载过程中，裂缝出现时的微应变为480，由已测得的传感器灵敏度可知开裂弯矩为：当千斤顶上力加至30kN时出现了第一条裂缝，之后梁下部混凝土逐渐退出工作，由受拉纵筋独立承受拉力。由于是少筋梁，最终的破坏是由于下部的受拉钢筋屈服，裂缝开展过大而失效。试验证明，在逐级加载过程中，下部裂缝逐渐增多并变宽变长，达到1.5mm时，梁即告破坏。由以上

26、分析可知，少筋梁的破坏形态充分表现了出来，从这个意义上讲本次试验是成功的。（2） 分析计算实验测得的开裂弯距并与理论值比较加载过程中，裂缝出现时的微应变为480，破坏时的微应变为600由已测得的传感器灵敏度可知开裂弯距为：极限弯距为：用混凝土试块测得的抗压强度计算得的极限弯距为：受拉纵筋选26，；架立筋选28,；箍筋选；取as=35mm，则h0=265mm；剪跨a=400mm，则剪跨比（1）受压区高度（2）弯矩加载标准值（3）根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算正截面承载力的理论值，并与梁的正截面承载力实测值进行比较，计算出实测值与理论值的符合程度？ 对比分析以上数据，可看出实际测得的强度

27、与理论计算的很接近。从上述比较中可看出实际测量值与理论计算值相近，说明本次试验是成功的。 3、裂缝形态图 图13 裂缝形态图4、内部钢筋的应变记录加载序 号时间荷载（kN)A1()A2()A3()B1()B2()B3()00000000014:20334333529312524:256-10-10786-7834:309119-120116-8244:3512281710-159282654:401531332814123-8964:451863564999154-7474:5021918566189368-6584:55241089971446178-5295:002712110981-35

28、79-3610531030716115:1031.5-48666768162941743125:1533-2987546959941467135:2034.5-29877958308450103145:2536-390560610238465137155:3037.5-306-2201088451533203165:35398749631012236482345、混凝土的应变记录加载序号时间荷载（kN)上()中()下()00000014:203-17-221524:256-77-6-5034:309-90-11-5344:3512-113242054:4015-1

29、3214-7164:4518-14314-1074:5021-14911-3384:5524-15310895:0027-14711-23105:0530-17828-43115:1031.5-8642-30125:1533-14941-36135:2034.5-10437-37145:2536-12941-48155:3037.5-747719165:3539-1439-25实验五 回弹法测量混凝土强度一、试验目的 1、掌握回弹法测量混凝土强度。 二、试验原理 依据砼强度与其表面硬度之间存在着表面硬度大砼强度高，硬度大回弹值高的关系；从而使用回弹仪弹击砼表面，建立回弹值与抗压强度校准的相关关

30、系，用回弹值推算砼的抗压强度。三、测试技术1、试样选择 用于抽样推定的结构或构件，随机抽取的数量不少于结构或构件总数的30%，且不少于10件。2、测区选择(1) 每一测区的大小一般约为400cm2；从每一个测区测取16个回弹值，剔除3个最大值和3个最小值，计算余下的10个回弹值的平均值作为测区平均回弹值Rm。(2) 长度不小于3m的每一试样的测区数应不少于10个，长度小于3m且高度低于0.5m的试件，其测区数不应少于5个。测区宜选在混凝土浇筑的侧面，且在两相对侧面交错对称布置。(3) 相邻两测区的间距不宜大于2m，相邻两测点的间距一般不小于2cm，测点距结构或构件边缘或外露钢筋、铁件的距离一般不小于3cm。(4) 测区表面平整、干燥、清洁，在测区上均匀分布测点，同一测点只允许弹击一次。3、回弹值的修正（侧面测量无需考虑）测试时