《结构试验B下》课程简介 《结构试验B下》教学大纲 英文名称：Syllabus for Structural Experiment B2 课程编号：0814100025 课程简介：本课程是土木工程城市与地下空间专业、智能建造专业与土木工程专业的一门专业必修课程。本课程设置有刚架试验、钢筋混凝土梁斜截面破坏试验、超声回弹综合法测试混凝土强度试验、缆索支承桥梁索力测试、连续梁结构影响线实验等五个单项试验，根据不同专业和发展方向选做四个单项试验，培养学生能够运用实验手段的方式、对各种实际结构受力运用实验技术和方法进行综合分析和研究得到科学、合理结论；通过选择和使用试验检测的常用工程测试仪器设备对《结构试验B下》课程中的四个单项试验项目中不同试验对象进行测试和分析；达到合理利用实验手段进行科学研究的能力。 学分：0.5 课程总学时：16学时 其中实验16学时 ,上机0学时。 适用专业: 土木工程专业、智能建造专业与土木工程城市与地下空间专业 先修课程：理论力学、材料力学、结构力学、结构设计原理 开课学院、实验室：土木工程学院、结构试验室 一、实验教学目标与要求 1、课程思政教学目标：通过该课程的试验教学，为把学生培养成有爱国主义精神和家国情怀、文化自信、言语表达能力强、有政治站位和政治敏感性、实践强、善创新、敢担当的一流拔尖创新人才和行业精英打下扎实基础，具体通过结合最新时政和重大影响的大事件进行分析、引导教育，同时根据每个单项试验中涉及到的科技、设备、材料、技术等问题进行课程思政教育 ，激发学生时不我待、为中华之崛起而读书的激情，并落实在实际的行动中。 2、课程教学总目标：根据不同专业方向通过从本课程开设的刚架试验、钢筋混凝土梁斜截面破坏试验、超声回弹综合法测试混凝土强度试验、连续梁结构影响线实验、简支梁桥荷载横向分布系数模型实验等试验中选择四个单项试验进行教学，培养学生运用实验手段的方式、对各种实际结构受力运用实验技术和方法进行综合分析和研究得到科学合理结论；通过选择和使用试验检测的常用工程测试仪器设备对工程实际中的不同试验对象进行测试和分析、撰写试验报告；达到合理利用实验手段进行科学模拟和研究的能力，把学生培养成一流拔尖型人才。 3、课程目标与学生能力培养的关系：能够基于科学试验原理、采用科学方法对复杂的试验问题进行研究，包括设计实验、采集、分析与解释、处理数据，并通过综合所学知识得到科学合理有效的试验结论。 4、毕业要求—课程目标关系（OBE结果导向） 表1 实验教学目标-毕业要求关系表 实验教学目标 毕业要求 指标点 与毕业要求指标点关联度 1. 具备设计和实施土木工程相关自然科学和工程基础类实验的能力，掌握相关实验方法，并能分析实验数据，得到合理结论。 5.2 H 2 具备设计和实施土木工程复杂问题相关实验的能力，掌握与工程有关的实验方法，并能分析实验数据，通过信息综合得到合理结论。 5.3 H 3 能恰当使用计算机分析软件进行土木工程结构计算分析，能对复杂工程问题进行模拟、预测。 6.3 H 4 能使用本领域的常规工程测试仪器对土木工程材料和结构的性能进行测试或分析。 6.4 H 注：表中“H（高）、M（中）、L（弱）”表示课程与各项毕业要求的关联度。 二、实验项目名称和学时分配 表2 实验项目名称及学时分配表 序号 实验项目名称 学时分配 必开或选开 实验类型 分组人数 所支持实验教学目标点 1 刚架试验 4 必开 综合 6～10 5.2、5.3、6.4 2 钢筋混凝土梁斜截面破坏试验 4 选开 综合 6～10 5.2、5.3、6.4 3 超声回弹综合法测试混凝土强度试验 4 必开 综合 6～10 5.2、5.3、6.4 4 连续梁结构影响线实验 4 必开 综合 6～10 5.2、5.3、6.3、6.4 5 简支梁桥荷载横向分布系数模型实验 4 选开 综合 6～10 5.2、5.3、6.4 6 缆索支承桥梁索力测试 4 选开 综合 6～10 5.2、5.3、6.3、6.4 注：1.所支持的实验教学目标点为第一大点中的实验教学目标序号； 2.序号1、3、4一般为一般专业共同开设的试验项目，桥梁专业做序号选做序号5（简支梁桥荷载横向分布系数模型实验），建筑工程专业与智能建造专业选做序号6（缆索支承桥梁索力测试），其它专业选做序号2（钢筋混凝土梁斜截面破坏试验）。 三、单项实验项目的内容、要求 1．刚架试验 实验目的：（a）通过理论学习掌握超静定结构的特点和计算方法。（b）通过试验要求学生了解超静定结构在单点与两点加载的受力和变形特点。（c） 掌握反位加载方法、位移测试和应变测试方法。（d）要求学生掌握刚节点的评判准则，刚节点与反弯点的特点及其在弯矩图中的应用，弯矩图与变形图之间的图形关系，培养学生的工程素养与专业技能。 实验内容与要求：（a）在五级荷载作用下，通过对刚架所设计测点在所用加载方案下进行应变和变形（线位移与角位移）测量；（b）荷载对中与千斤顶的使用。（c）刚节点的角度测量。（d）对实验数据进行分析计算。 主要仪器：刚架模型、千斤顶压力传感器 测力仪电阻应变仪百分表　倾角仪等。 软件环境要求：无振动、无磁场干扰。 2. 钢筋混凝土梁斜截面破坏试验 实验目的：（a）掌握结构实验方案的制定，通过实验了解钢筋混凝土梁抗剪破坏的特征。（b）掌握结构实验常用仪器的使用方法及要求，提高学生动手能力及解决问题能力。（c）研究剪跨比对混凝土梁破坏形态的影响。 实验内容与要求：（a）用预制好的钢筋混凝土梁，设计钢筋混凝土梁抗剪实验方案。（b）进行钢筋混凝土梁斜截面破坏试验。（c）观测裂缝的形成与开展及构件的破坏形态。 主要仪器：钢筋混凝土梁 支墩 反力架 静态电阻应变仪，压力传感器 测力仪 读数显微镜。 软件环境要求：无磁场干扰、无机械振动干扰。 3.超声回弹综合法测试混凝土强度试验 实验目的：（a）掌握弹性法和超声－回弹综合法测试混凝土强度的原理。（b）掌握混凝土无损法检测服役混凝土结构的质量与缺陷的基本方法。（c）掌握对现场测量值的数据处理。（d）学会非金属超声波检测仪与回弹仪的使用方法。 实验内容与要求：（a）利用回弹综合法测试混凝土强度。（b）利用回弹综合法测试混凝土强度。（c）混凝土的龄期符合试验使用要求。 主要仪器：非金属超声波检测仪；回弹仪。 软件环境要求：无振动、无磁场干扰。 4. 连续梁结构影响线实验 实验目的：（a）加深对《结构力学》课堂所学理论知识的理解,初步培养试验研究动手能力及结构计算分析能力。（b）增强对连续梁结构基本构造特征，支座的功能与作用等感性认识。（c）深化理解荷载作用下，结构的传力过程，培养理论结合实际的能力，学会通过实验来检验理论的一般方法。（d）培养进行结构试验与量测的动手能力和科学研究的分析能力。 实验内容与要求：（a）通过对连续钢梁模型进行加载，实验测定连续梁结构在移动荷载作用下，画出跨中截面弯矩影响线。（b）采用《结构力学》知识对跨中截面弯矩影响线进行计算，将实测结果与理论结果进行对比。 主要仪器：电阻式静态应变仪、连续梁、移动加载系统。 软件环境要求：无振动、无磁场干扰。 5.简支梁桥荷载横向分布模型实验 实验目的：（a）增强对简支梁桥结构基本构造特征，以及肋、板、铰构造和支座的功能与作用等感性认识；（b）深化理解荷载作用下，多片主梁简支结构的传力过程，该桥型的受力特性及内力分布情况；（c）通过实验绘制两种模型的横向分布影响线，验证荷载横向分布计算理论的合理性；（d）培养学生理论结合实际的能力，学会通过实验来检验理论的一般方法；（e）培养学生进行结构试验与量测的动手能力和科学研究的分析。 实验内容与要求：（a）两个五片T形简支梁（无横隔梁、三片横隔梁）的有机玻璃模型，集中力分别作用在其T梁的跨中位置（分别作用在5个肋梁上）。（b）量测各片梁的跨中位置的挠度和顶、底板的应力应变。（c）比较两组实验结果，选用适当的理论计算方法，将理论结果与实验结构进行对比。 主要仪器：简支有机玻璃T形简支梁模型、电阻式应变片、电阻式静态应变仪、百分表及磁性表座、杠杆加载系统（包括砝码） 软件环境要求：无振动、无磁场干扰。 6. 缆索支承桥梁索力测试 实验目的：（a）了解模态试验的过程及方法，了解模态测试软件；（b）通过简支梁（连续梁）的模态试验，获得其模态参数（频率、阻尼、振型）；（c）初步了解结构模态参数对分析结构设计、评定结构动态特性的作用 主要仪器：简支（连续）钢梁，低通滤波放大器AZ804、数据采集箱AZ116/308、振动及动态数据分析软件CRAS 7.0、压电式/加速度传感器、力锤、计算机、导线、接头等。 软件环境要求：无振动、无磁场干扰。 四、实验教材或实验指导书 [1]张建仁.《土木工程试验》. 北京：人民交通出版社.2014.6 [2]王天稳.《土木工程结构试验》.武汉：武汉大学出版社.2006.7 [3]王立峰.《土木工程结构试验与检测技术》. 北京：科学技术出版社.2015.7 [4]孙元桃.《结构设计原理》. 北京：人民交通出版社.2018.8 [5顾安邦.《桥梁工程》. 北京：人民交通出版社.2011.6 五、考核方法 考核成绩从学生平时实验操作、数据采集和处理、实验报告撰写及实验考试、考查等方面综合评定：由于该课程为独立设课的实验课应由四个单项试验指导教师分别对每个单项试验的理论知识和操作技能，实验表现以及实验报告情况等进行分别考核给出单项试验成绩，再由课程任课教师根据学生四个单项实验报告成绩情况综合确定给出该课程实验分数作为该课程的总成绩。 表3 实验教学目标-考核方式关系表 序号 实验教学目标点 考核方式 考核成绩占比% 考核依据 1 5.2、5.3、6.3 6.4 试验报告 60 试验报告布局、内容齐全、试验数据处理结果、整洁度等试验报告总体情况进行综合评定单项试验成绩等级，再根据单项试验成绩进行课程成绩评定 2 5.2、5.3、6.4 试验配合及过程观察 40 根据上课提问互动情况及试验操作认真程度综合评定 大纲执笔人： 张中脊 大纲审核人：