《结构试验》
教学实验指导书及实验报告。
熊世树编写。
学生姓名：学生学号：
所在班级：华中科技大学土木工程与力学学院。
2023年05月。
一、实验验目的。
1. 初步掌握应变片的选用原则和方法。
2. 学习常温用电阻应变片的粘贴技术，学习静态电阻应变仪的使用方法。
3. 掌握电阻应变测量的基本原理和接桥方法。
4. 了解结构实验的加载方法，网架杆件轴力和线位移的测量方法。通过对理论计算结果和实测结果的比较分析，验证理论计算的正确性，并分析对比之间的差异及原因。
二、实验设备及仪器。
1. 试件。
网架网格700×700，网架尺寸2800mm×4200mm×495mm，杆件均为φ42×3,见图1-1。
. 主要仪表及用途。
（1）静态电阻应变仪kd7024：测量应变值。
（2）机电百分表：测线位移。
（3）应变计：测量杆件应变。
4）万用表：检测各测点阻值。
. 加载设备。
液压同步加载系统。
三、实验方法及步骤。
一）贴片。１、用放大镜检查、分选应变片，剔除丝栅有形状缺陷，片内有气泡、霉斑、锈点等缺陷的应变片。用电桥测量各应变片电阻值，选择电阻值差在±0.
5%欧姆内的应变片20枚供粘贴用。
２、测量选取及表面处理：选取杆件中间区段的截面，贴片部位应在形心主轴上。先用砂纸磨平后，划出定位线，再用棉球醮丙酮擦洗干净。
３、贴片：每组选择1/4网架的部分杆件个贴应变计一片，布置图见图1-2。使用502快干胶贴片要掌握时机，一手拿502瓶上胶，一手捏住应变片引出线，在应变片基底底面涂一层胶，应涂得薄而均匀，校正方向贴好，再用塑料薄膜盖在应变片上，用手指按应变片挤出多余的胶，约一分钟后轻轻掀开薄膜，检查有无气泡，翘曲、脱胶等现象，否则应重贴。
按同样方法贴两片温度补偿片。
４、检查贴片质量，包括外观检查和应变片阻值测量，应变片电阻值应无明显变化。用万用表检查应变片是否通路。如属丝栅断开则需重贴，如属焊点脱开尚可补焊。
5、应变片、位移计与应变仪之间的测量导线布置，应使用等长导线，排列整齐，成束捆扎。应变片引出线也应事先固定，防止扯坏应变片，连接点应光滑、牢固、防止虚焊。引出线应编号并作记录。
再用万用表检查应变片是否通路。
6、每个小组选择一条下弦节点布置位移计五个，具体位置见图1-3。
7、接线：采用1/4桥测量各测点的应变。先将各测量导线按序号接在平衡箱上ａｂ端，补偿片接ｂｃ端，作为一个半桥；另外一个半桥使用应变仪应变仪内部120ω标准电阻。
8、接通电阻应变仪电源，预热20分钟后，平衡应变仪。如果不平衡，则应找出原因，直到各测点的应变平衡为止，并且稳定不变化方可进行下一步。
9、预载：预载二级荷载，每级4×7.5kn，每级停歇５分钟后读取数据。同时检查实验装置，试件和仪表工作是否正常，然后卸载。把发现的问题及时排除。
10、正式加载：仪表重新调零后，正式加载实验，共加载六级荷载，每级4×7.5kn，每级停歇５分钟后读取实验数据。
11、卸载：每级卸载4×15kn，并停歇５分钟读取实验数据。
12、重复一次加载卸载实验过程。
四、实验报告内容。
1. 网架内力计算与分析：利用实测应变计算杆的内力，并绘出内力——荷载曲线。比较满载时，杆件内力实测值与理论值的差异并分析其原因。
2. 节点位移计算与分析：
1）绘出各级荷载下节点的荷载——位移曲线。
2）比较满载时节点的实测值与理论值的差异并分析其原因。
3、根据实验结果与理论计算结果的分析比较，讨论理论计算的准确性。
图1-1 实验模型及加载装置。
图1-2 杆件应力测点布置图。
da-第一组位移测点 db-第二组位移测点。
dc-第三组位移测点 dd-第四组位移测点。
图1-3 节点位移测点布置图。
附录网架部分杆件应变和节点位移理论计算值（总荷载4×37.5kn）
1．应变值。
表1-2 网架部分杆件应变理论计算值。
2．节点位移。
表1-3 网架节点位移理论计算值。
一、实验记录表。
一、实验目的。
1、 熟悉掌握回弹仪检测混凝土强度。
2、 熟悉超声波法测混凝土裂缝深度和内部缺陷。
3、 熟悉钢筋混凝土结构中钢筋及其混凝土保护层的检测。
二、实验仪器设备。
1、 回弹仪 zbl-s230
2、 非金属超声仪 zbl-u520
3、 钢筋扫描仪 zbl-r630
4、 碳化深度测量仪和1%酚酞酒精溶液。
5、 冲击电钻及钢尺。
试验模型试验仪器。
三、实验内容。
实验1：混凝土强度无损检测。
采用回弹仪对实验三所用的实验梁（实验三进行之前）进行回弹值测定，采用钻孔法测试碳化深度，由回弹值和碳化深度按测区混凝土强度换算表确定混凝土强度换算值。
实验2：混凝土裂缝深度和内部缺陷检测。
采用非金属超声仪，用平测法对混凝土表面裂缝深度进行检测，用对测法测试混凝土内部缺陷。
实验3：钢筋及其混凝土保护层的检测。
采用钢筋扫描仪测试内部钢筋分布及其钢筋保护层厚度。
四、实验步骤。
实验1：混凝土强度无损检测。
1．利用率定回弹仪的钢砧（洛氏硬度hrc=60±2）进行回弹仪率定，回弹仪的率定值应为80±2。
2．在梁的每个侧面选择3个测区，测区大小200×200mm，划分成50×50mm的网格。
3．使用率定后的回弹仪测定混凝土立方体试块的回弹值，检测时回弹仪的轴线应始终垂直于试块受测表面，每一网格测量一个值，共计16个回弹值，每一测点回弹值读数精确至1，剔除3个最大值和3个最小值，由余下的10个回弹值求得测区平均回弹值。
4．在实验梁支座外侧各选择一个测区，采用冲击电钻加工一个直径15mm，深约10mm的孔，吹去孔洞中粉末，用1%酚酞酒精溶液滴入孔洞边缘处，量测孔外表面至不变色分界面的的垂直距离多次，取其平均值，即为混凝土的平均碳化深度dm。
实验2：混凝土裂缝深度和内部缺陷检测。
1、采用超声平测法，测试垂直裂缝深度。
1）在没有缺陷的混凝土区，两探头间距为100mm、150mm、200mm、250mm、300mm时测试相应声时，并做好记录；
2）将两超声探头对称置于裂缝两边，测试二者间距为100mm、150mm、200mm、250mm、300mm的声时，并做好记录。
2、 对测法测试混凝土内部缺陷。
1） 混凝土试件立面划分100x100网格，两对面网格线必须对齐，并对测试线和测点进行编号：测试线编号从左至右、从下至上，测点编号遵循z或n型原则。
2） 选择第1条测试线，在两对面的同一网格点（第1个网格个点）各布置一个超声探头，测试二者之间的声时，然后重复该操作，顺序测试该测试线上其它对测试点之间的声时。
3） 重复（2）步骤，按z或n型方式测试其它对测点声时。顺序测试第、。n条测试线上各对测点的声时。
实验3：钢筋及其混凝土保护层检测。
1、 检测仪器校准。
探头放在空气中（远离钢筋等金属物体1米左右）进行测试，信号值显示为零。
2、 钢筋位置及间距。
探头垂直或平行梁板轴线方向移动，直到仪器显示接收信号最强或保护层厚度值最小时，探头中心线下方为钢筋位置，做好标记。按上述步骤将相邻的其它钢筋逐一标出，然后测量标记间距。
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