刚架试验指导书 一、 试验目的： 1.掌握结构静载试验常用仪器、设备使用方法,并了解其主要性能指标。 2．通过对刚架测点位移及内力的测量对刚架结构的工作性能及 计算理论进行巩固与消化。 3.进一步学习结构静载试验的试验方案、方法设计。 4．掌握试验数据的整理、分析和表达方法。 5. 学会误差分析和加载-卸载分析,加强思考分析能力。 6．通过对超静定刚架结构的试验,进一步巩固超静定结构的求解计算方法、步骤。 二、 试验内容： 刚架在各级静载作用下，通过对刚架所设计测点在所采用加载方案下进行应变和变形测量。 三、 试验方案： 1、 加载方案设计：单点、两点加载与垂直、水平加载的组合。 2、 加载方法设计：千斤顶加载、实物加载、杠杆原理加载等加 载方法。 3、 测点布置：要求布置在荷载作用下应变和变形变化量比较大且方便测量的部位。 4、 试验方法、步骤设计：要求学生在学完相应的理论知识后能自己独立进行合适可行的试验方法和步骤设计。 四、 试验仪器、设备： 静态电阻应变仪二台或静态数据采集系统一套 百分表及支座、磁性表座各6个、数字万用表一个 卷尺、应变片、电线、及贴片、打磨、焊线设备等 千斤顶、压力传感器、测力仪一台 五、 试验步骤： 1、试验准备：试验方案的考虑；理论计算及试验测量变化值的估算；安装调试试验仪器、设备；记录测点位置及编号、应变片的粘贴。 2、静态电阻应变仪或静态数据采集系统与应变片（含补偿片）连接线的连接及百分表的安装；千斤顶、压力传感器与测力仪的连接。 3、仪器设备的检查、人员安排就位检查、预加载、卸载、读取初值等。 4、加载试验（严格遵守操作规程和执行试验方案）：分五级（每级400Kg或以下级别）加载、分两级卸载。 5、每级荷载恒载5分钟后测量试件各测点变形及截面应变。 6、试验完成后各组人员在组长的组织下对试验数据进行整理与核查，要求记录人员在自己的记录表上签名。 7、关闭设备电源、清理试验现场。 8、交一份试验记录数据给试验指导老师，在征得试验指导老师同意后方可离开试验现场。 六、 试验注意事项： 1、学生必需严格遵守《长沙理工大学学生实验规则》的规定。 2、一般要求提前五分钟以上赶到试验场所，严禁迟到、早退。 3、充分做好试验前的一切准备工作。 4、做好安全防范工作、试验过程中特别注意人身安全和仪器设备的安全，损坏仪器设备照价赔偿。 5、试验过程必须严肃、认真、仔细，对试验过程中的试验数据和试验现象进行详细记录。 6、试验原始数据在所交试验报告合格前不得丢弃。 7、试验报告中对所试验刚架的已知条件（如截面尺寸、钢材强度、弹性模量等）及加载方案等应配有示意图。 七、 试验报告： 试验报告包括如下项目： （一）试验名称、教学班级、姓名、学号、任课教师、试验日期 （二）试验目的 （三）试验仪器、设备 （四）试验步骤简述 （五）试验方案 简述加载方案、加载方法、加载装置、测量仪表、测点布置、加载制度等。 （六）试验分析 1．内力分析（实测值与理论值对比分析与研究） 2、变形分析（实测值与理论值对比分析与研究） （七）试验结论与总记 八、试验记录参考表格： 1、应变记录表格： 表1—1 荷载 kN 点1（με） 点2（με） …… 备注 读数 差值 累加 读数 差值 累加 读数 差值 累加 0 …… …… …… 2、变形记录参考表 表1—2 荷载 kN 点1（mm） 点2（mm） …… 备注 读数 差值 累加 读数 差值 累加 读数 差值 累加 0 …… …… …… 九、主要参考书： 1、《建筑结构试验指导书》 王济川 中国建筑工业出版社 1985 2、《结构力学》教材 3、《钢结构》教材 钢筋混凝土梁正截面实验指导书 一、实验目的 1. 通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。 2. 进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技能。 3. 掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。 二、实验设备和仪器 1. 试件—钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。 混凝土设计强度等级：C25 钢筋：纵筋2φ8， Ⅰ级（实际测得钢筋屈服强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa） 试件尺寸： b＝100mm； h＝150mm； L＝1100mm； 制作和养护特点：常温制作与养护 2．实验所需仪器： 手动油压千斤顶1个，测力仪及压力传感器各1个；静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表座各3个；刻度放大镜、钢卷尺；支座、支墩、分配梁。 三、实验方案 为研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝开展情况，另外就是测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规律。 1. 加载装置 梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内力值相等。 作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时，应包括试件自重和作用在试件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。 2. 测试内容及测点布置 测试内容钢筋及混凝土应变、挠度和裂缝宽度等。 本次实验测试具体项目：正截面应变；纵向受力钢筋应变；梁挠度；裂缝发展情况；开裂荷载；屈服荷载；破坏荷载。 纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片（自行设计测点位置），实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋各布有电阻应变片1片。 挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2个）。 3. 实验步骤 实验为半开放式：实验前，学生应仔细阅读实验指导书，了解实验过程，在指导教师解答提问、讲明注意事项之后，由学生自己提具体实施方案，经指导教师同意后，分组（每组不多于10人）自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。 具体实验步骤如下： （1）考察实验场地及仪器设备，听实验介绍，写出实验预习报告。 （2）试件安装及实验装置检查。 a. 安装支座、试件。要求位置准确、稳定、无偏斜。 b. 贴电阻应变片（程序为：构件表面磨平处理；表面清洗；贴应变片：不作防护），要求位置准确；粘贴牢固，无气泡等； c. 安装百分表。要求垂直、对准； 图3－2加载装置图 d. 安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要求位置准确、稳定、无偏斜。 e. 安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和测力仪。要求位置准确、稳定、无偏斜。 f. 最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准确；仪表是否正常工作。 （3）测量梁实际跨度、截面尺寸、加载点位置、混凝土应变片位置等。 （4）预加载实验（按破坏荷载的20％考虑，）。按1～3级预加载（0-2kN-3kN-4kN），测读数据，观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除故障。预载值的大小，必须小于构件的开裂荷载值。然后卸载至0。 （5）仪表调零或读仪表初值并记录。画记录图、表，作好记录准备。 （6）正式加载实验。 本次实验加载制度：分级加载，混凝土开裂前，每级加载2kN，开裂后，每级加载4kN，纵向钢筋受力屈服后，按跨中位移控制，每级加载2mm。加载每级停歇时间5分钟，在读数稳定时读数并记录，数据填入记录表内。 4．注意事项 （1） 进行破坏实验时，应根据预先估计的可能破坏情况做好安全防范措施，以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事故。 （2） 随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态。裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝宽度用刻度放大镜测量，在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度，测量斜裂缝时，应取斜裂缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验的进行在构件上绘出，并注明荷载级别和裂缝宽度值。 当试件达到承载能力极限状态时，注意观察试件的破坏特征并确定其破坏荷载值。规定：当发现下列情况之一时，即认为该构件已经达承载能力极限状态（破坏）。 依据“钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准”，试件的破坏荷载值： 1）正截面强度破坏。 l 受压混凝土破损； l 纵向受拉钢筋被拉断； l 纵向受拉钢筋达到或超过屈服强度后致使构件挠度达到跨度的1／50，或构件纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm。 2）斜截面强度破坏 l 受压区混凝土剪压或斜拉破坏； l 箍筋达到或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度达到1.5mm； l 混凝土斜压破坏。 3）受力筋在端部滑脱或其它锚固破坏。 5．实验记录参考图表 （1） 应变记录参考表 荷载（kN） 测点1（με） 测点2（με） …… 备注 …… …… （2） 挠度记录参考表 荷载（kN） 测点1（mm） 测点2（mm） …… 备注 …… …… （3） 裂缝记录 需记录裂缝的位置，长度，宽度（对应与纵向受力钢筋侧向投影处）。 四、实验报告的编写 实验报告包括如下项目： （一）实验名称、班级、姓名、学号 （二）实验目的 （三）实验方案 （四）实验分析 1. 截面应力、应变分析 (1) 绘制截面应力图 利用混凝土应变测试数据，绘制梁正截面应变图（一定要按比例绘制，用方格纸画图）。分析截面应力是否符合现有理论。 (2) 绘制荷载－钢筋应变曲线（一定要按比例绘制，用方格纸画图） 2. 挠度分析 (1) 计算理论值 依据实测截面有效高度h0、混凝土弹性模量Ec等近似计算跨中挠度理论值，或用有限元程序计算。 (2) 分析各点实测挠度值 跨中挠度等于相应百分表读数减去支座沉降在该点产生的影响。注意百分表的方向与正负号对应关系。 (3) 绘制荷载－挠度曲线和构件变形曲线(理论、实测曲线) （一定要按比例绘制，用方格纸画图） (4) 挠度结果比较 计算挠度比值(=实测值/理论值)，分析差异。 3. 开裂荷载、屈服荷载、破坏荷载 将各实测值与理论值比较，并分析差异原因。 4. 绘制开裂后各级荷载下的裂缝分布图。（用方格纸画图，只画梁的一个侧面裂缝分布图）。 5. 用文字叙述梁的破坏形态和特征。 （五）综合结论 （六）附件-实验原始数据 注：试验结束后一周之内需提交试验报告；试验报告需用专用的试验报告纸撰写，每人一份试验报告，文字叙述部分不准抄袭！