建筑结构试验指导

建筑结构实验指导书。

蓝声宁、阳国锋。

力学基础实验中心结构实验室。

2023年3月。

前言。本指导书是配合本科土木工程专业《建筑结构实验》教材而编写的教学参考用书。共精选了八个实验，包括结构实验常用基本仪器性能及其操作实验、四大结构中混凝土结构、砌体结构和钢结构的基本构件性能实验，重点突出了混凝土结构基本构件（板、梁和柱）实验。

所有实验涵盖了基本仪器操作性实验和结构基本构件研究性实验；非破坏性实验和破坏性实验；鉴定性实验和验证性实验等多方面内容。同时还对实验分析方法、材料力学性能实验方法、仪器标定以及应力分析中计算机程序的使用等作了说明。

本书也可作为结构工程硕士研究生《结构测试技术》的实验教学参考书，也可供有关工程技术人员参考。

目录。前言1

实验注意事项2

实验一电阻应变片的粘贴技术4

实验二静态电阻应变仪操作实验6

实验三电阻应变片灵敏系数的测定9

实验四简支钢桁架非破坏性实验13

实验五预应力混凝土空心板鉴定性实验土………17

附录回弹仪测定实验20

实验六钢筋混凝土简支梁破坏性实验24

实验七标准砖砌体抗压强度实验26

实验八钢筋混凝土短柱破坏性实验28

附件一预应力混凝土空心板加载程序表30

附件二实验数据记录表33

实验注意事项。

为了确保实验顺利进行、达到预定目的，应做到以下几点：

一、作好实验前的准备工作。

1、预习指导书，明确本次实验目的、方法、步骤和注意事项。

2、预习与本次实验有关的基本原理和其它有关参考资料等。

3、对实验中所用到的仪器、设备，实验前应有一定的熟悉和了解。

4、必须清楚地知道本次实验所需记录的项目及数据处理方法，事先作好记录**等准备工作。

5、除了解指导书中所提方案外，应多设想一些其它方案。

二、遵守实验室的规章制度。

1、严肃认真、保持安静。

2、爱护设备几仪器，严格遵守操作规程。

3、非本实验所用设备及仪器切勿随便动用。

4、实验完毕后，应将设备和仪器擦拭干净，并恢复到原来正常状态。

三、认真作好实验。

1、认真听取教师讲解。

2、清点有关实验用设备、仪表和器材。

3、应有严格的科学作风，认真细致的按照要求的实验方法和步骤进行。

4、对于带电或贵重的设备及仪器，在接线或布置完成时，应经教师检查通过后，方可开始实验。

5、实验过程中，应密切观察实验现象，随时进行分析，若发现异常，应即使报告，实验过程还应注意采取防护措施，确保人身、仪器和设备安全。

6、记录下全部所需测量数据，以及仪器型号、精度、量程，试件的尺寸、材料标号、保护层厚度、钢筋含量和规格等，如果实验结果与温度有关还应记录温度、湿度。原始数据不得任意修改。

7、教学实验是培养学生动手能力的一个重要环节，在实验小组中虽有一定分工，但每个学生都必须自己动手，相互交流，完成全部实验环节。

8、如学生希望观察一些与本实验有关的其它现象，或用另外方案进行实验，在完成本实验规定项目后，经教师同意可以进行。

四、写好实验报告。

实验报告是实验的总结，通过对它的书写，可以提高分析问题的能力，因此必须独立完成。报告要求整洁清楚，要求有分析和自己的观点，并进行讨论。

一般实验报告应具有下列内容：

1、实验名称，实验日期，实验者及同组成员。

2、实验目的。

3、实验的基本原理，方法及步骤。

4、设备及仪器型号、精度、量程等。

5、实验数据及其处理（应包括全部原始数据，并注明测量单位，最好以**形式列出数据的运算过程，并根据数据处理和误差分析的要求给出实验误差）。最后将所得的实验结果作出曲线或给出经验公式。

6、讨论。应根据实验结果及实验中观察到的现象，结合基本原理进行分析讨论，如实验涉及的问题有理论解，则应计算结果进行比较，并提出见解。

实验一电阻应变片的粘贴技术。

一、实验目的。

1、掌握电阻应变片的选用原则和方法。

2、学习常温用电阻应变片粘贴技术。

二、实验仪表及器材。

1、电桥。

2、兆欧表。

3、万用电表。

4、粘贴剂（kh502粘贴剂及环氧树脂、丙酮等）。

5、钢筋试件。

6、常温用电阻应变片。

7、电烙铁及其它工具。

8、引线若干。

三、实验方法及步骤。

1、检查、分选电阻应变片——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。用电桥测量阻值，进行电阻值选配。同一测区用片的电阻值相差不得超过仪器可调平的允许范围。

2、试件测点表面准备——用砂纸等工具除去试件待测表面漆层、电镀层、锈斑、污垢覆盖层，划出测点定位线，然后用0#砂纸磨平，再打成与测量方向成450交叉的条纹，最后用棉球蘸丙酮沿一方向擦试干净。

3、贴片——使用502快干胶，要掌握时机，左手捏住应变片引线，右手上胶，胶水应匀而薄（多用反而不好）。待一分钟左右，当胶水发粘时，校正方向贴好，再垫上玻璃纸（最好用聚乙烯类非极性塑料薄膜），用手指稍加滚压即可。

用环氧树脂胶贴片时，先需在待测面上涂一薄层胶液，将应变片放上，轻轻校正方向，然后盖上一张玻璃纸，用手指朝一个方向滚压应变片，挤出气泡和过量的胶液，保证胶层尽可能地薄而均匀，而在应变片周围应有胶液溢出效果才好。贴片上垫上橡皮等，用重物或夹具加压，压力约为0.05～0.

1mpa，24小时固化后方可进行贴片的质量检查。

4、固化——快干胶和环氧树脂胶均靠自然干燥让溶剂挥发而固化。为加快这一过程，可用红外线灯或热吹风机，将贴片区加热至60℃～70℃，但过热会损害应变片。

5、检查——包括外观检查和应变片电阻值及其绝缘电阻值的测量。胶层固化后，应变片电阻值应无明显变化。绝缘电阻值是检验胶层干燥或固化程度的标志，胶层完全干燥或固化后绝缘电阻可达104mω以上。

一般静动态测量均应大于200mω以上方为合格。

6、固定导线——应变片到电阻应变仪之间的测量导线布置，应使同一测区导线同规格、同型号、等长、排列整齐，分区成束捆扎，屏蔽网接地。应变片引出线也应事先固定，防止扯坏应变片，连接焊点应光滑、牢固、防止虚焊。引出线应编号并作记录。

5、如有不要重贴时，一定要除去原有胶层，重新擦洗，涂胶粘贴。

6、做防潮处理——电阻应变片的防潮处理应根据其使用环境（室内、室外；温度、

潮湿程度等）来确定，常用的电阻应变片防潮剂有：凡士林、黄腊、松香、石蜡、环氧树脂等。置于混凝土中的钢筋电阻应变片防潮处理，多用环氧树脂类防潮剂。

采用环氧树脂防潮处理时，先按环氧树脂类的。

配比配制好环氧树脂胶，注意朝一个方向搅拌均匀；

然后将环氧树脂胶涂在玻璃纤维带上，最后将涂有。

环氧树脂胶涂的玻璃纤维带缠绕在粘贴护层好的钢。

筋电阻应变片上，缠绕时要有一定的力度，使胶渗。

出为好，固化后即形成一防潮保护层图1-1钢筋环氧树脂胶保。

见图1-1所示1-试件； 2-防潮层；

3-应变片； 4-引线。

四、实验报告。

1、简述选片原则和贴片、焊线、防潮防水处理的注意事项。

2、分析在操作过程中发生的故障原因及排除方法。

实验二静态电阻应变仪操作实验。

一、实验目的。

1、熟悉静态电阻应变仪的操作规程。

2、掌握静态电阻应变仪单点测量的基本原理。

3、学会电阻应变片作半桥及全桥测量的接线方法。

二、实验设备及仪表。

1、 yj-5静态电阻应变仪和平衡箱。

2、等强度梁。

三、实验原理及方法。

静态电阻应变仪的读数ε仪与各桥臂应变片的应变值εi有下列关系：

仪=（ε1-ε2+ε3-ε4）

式中ε1、ε2、ε3、ε4分别为各桥臂上应变片的应变值。

1、半桥接线与测量。

如果应变片r1接于应变仪ab接线柱，温度补偿应变片r2接于bc接线柱，则构成外半桥，如图2-1。另内半桥由应变仪内部两个无感绕线电阻构成。应变仪读出的应变值为： ε仪=ε1

图2-1 弯曲应变半桥单补接线与测量图2-2 弯曲应变半桥互补接线与测量。

若梁上同一截面处的压区和拉区分别贴应变片r1和r2，接于ab和bc接线柱，则构成半桥，如图2-2，两电阻应变片既属测量片又互为补偿，应变仪读出应变值为：

仪=ε1-ε2

又因ε1=-ε2，所以有：

仪=2ε12、全桥接线与测量。

如果梁上同一截面的拉区贴片r1、r3接于ab、cd接线柱，温度补偿应变片r2、r4接于接线柱bc、da，构成全桥，如图2-3。应变仪读出应变值为：

仪=ε1 +ε3

因ε1=ε3，故有：

仪=2ε1若梁上同一截面的拉区应变片r1、r3仍接于ab和cd接线柱，而压区贴应变片r2、r4，并接于bc和da接线柱组成全桥，如图2-4。则应变仪读出应变值为：

仪=ε1-ε2+ε3-ε4

因ε1=ε3=-ε2=-ε1，故有：

仪=4ε1图2-3 弯曲应变全桥单补接线与测量图2-4 弯曲应变全桥互补接线与测量。

四、实验步骤。

1、按上述接桥方法分别接通桥路。

2、实验前，先作1～3级预加荷载实验，每级p=5n。

仪器测读，应按一定的时间间隔进行，全部测点读数时间必须基本相等，只有同时得到的数据才能说明结构在某一受载状态下的实际情况。

通过预载实验检查仪表和装置，所发现的问题都应逐一加以解决，之后，所有仪表读出初读数值。

3、正式实验，每级加载5n，逐级记取读数。共四级，重复三次。

整理出实验数据，并比较应变仪读数与接桥的关系，实验数据填入表-2。

五、实验报告。

1、按实验要求整理出各种测量数据，并作应变仪按半桥和全桥接线测量的比较。

2、讨论不同桥路接法的优缺点和使用条件。

3、按实验小梁的参数和支承条件作出理论计算，并分析计算值与实测值的差异原因。

实验数据记录表表2-1

实验数据记录表表2-2

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