1953 建筑结构实验 指导书 青岛理工大学结构工程试验中心编 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
目录 试验一电阻应变片粘贴技术及防潮技术 2 试验二桥路连接与应变片灵敏系数的测定 4 试验三空间网架（梁）工作性能试验研究 8 试验四悬臂钢梁动力特性试验 12 试验五无损检测混凝土抗压强度试验（回弹法） 14 试验六简支钢梁模态实验 17 试验七钢结构焊缝质量评定（超声波） 20 附录一DH3815N静态应变仪使用说明书 33 附录二动态应变测试系统使用说明 52 试验总则 1同学必须在规定的试验时间之前完成试验的预习，并撰写预习试验报告，即试验指导书 的前三项，包括数据记录表格的绘制。交给指导老师审核合格后方可参加试验。 2同学在进入试验场地进行试验时，应按规定签到，不得迟到或早退。有特殊原因需履行 请假手续，试验中心将统一安排补做时间；无故缺席者该项成绩按零分计。 3同学在试验过程中不得喧哗，爱护仪器，出现损坏视情况予以赔偿。 4试验报告应用黑色中性笔书写，不得采用圆珠笔书写。需写明同组试验者的姓名，并尽 可能维持不变。写明指导教师姓名。 5为保证试验数据的质量，原始试验数据记录需经指导教师签字确认后方可离开。 6试验报告中的图要有图名及图序，表要有表头及序。每份试验报告必须附带原始试验数 据。 7该门课程的考核包括两部分：1书面考试成绩(50%)，题型主要有选择题、判断题、简 答题、计算题和综合题；2试验报告(50%)试验报告成绩的给定应按5分递增，如70、 75、80、85等。 为适用日益发展的仪器的需要，在重新修订试验指导书过程中，更新了试验设备， 添加了部分试验。并且添加了拓展性试验或思考题，为提高同学们的动手能力及分析问题、 解决问题的能力，提供了必要的训练。全指导书由高立堂负责统稿，由苗吉军和王燕审稿。 1 This document is produced by trial version of Print2Flash. Visit www.print2flash.com for more information
试验一电阻应变片粘贴技术及防潮技术 (一)试验目的 【.初步掌握常温用电阻应变片的粘贴技术。 2.初步掌握防潮层的制作。 (二)试验用主要仪表和器材 1.常温用电阻应变片 2.钢试件 3.502粘结剂、丙酮、石蜡合剂 4.万用表、电烙铁、导线 (三)试验方法和步骤 1.应变片检查：先检查外观是否合格：用万用表检查是否短路和断路：测出电阻值并记录。 2.试件表面处理：将试件贴片位置用砂纸打磨除锈，达V3~74光洁度，再用砂布打出45交叉纹 用棉球蔬丙阻将贴片处擦洗干净。 3.测点定位：在贴片处画出纵向、横向中心线。如图1-1所示。 应变片粘贴位置 试件 图1-1测点定位示意图 4.贴片：用左手捏住应变片引线，在贴片处涂上一层502胶水，迅速将应变片准确地放在粘贴部位 将一小片塑料薄膜盖在应变片上，用右手挤压出多余的胶水，然后按压1一2分钟。轻轻揭开塑料 薄膜，检查有无气泡、翘曲、脱胶等现象。用万用表检查有无短路和断路现象。 5 焊接引出线：在应变片引出线端部用502胶水贴上接线端子，然后用电烙铁将应变片引出线和导线 焊接在端子上，并编号记录。 6.周化处理：待胶水周化后（如气温较低可用红外线灯烘烤数分钟），用万用表或兆欧表检查应变片 与试件间的绝缘电阻，以大于200M2为合格。 7. 用万用表测应变片贴后阻值并记录。 8.防潮层制作：在应变片表面涂一层融化了的石蜡合剂，厚约1一2mm。 (四)注意事项： 1,注意应变片粘贴方向与测试方向要一致。 2.粘贴前应分清应变片正反面。 3.接线端子应尽可能靠近应变片以防止应变片引出线接轴试件而短路 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
(五)思考题 1.如果绝缘电阻不满足要求会给试验结果带来什么影响？ 2.如果贴应变片的方向偏离5会对测试结果带来多大你差？ 3.如果在贴应变片过程中，出现气泡会对测试结果带来什么影响？ (六)试验报告要求 1,简述试验主要步骤及注意事项。 2.防潮层如何制作，并绘图说明。 3.分析操作过程中发生的故障原因及排除方法 4.对思考题的讨论分析。 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
试验二桥路连接与应变片灵敏系数的测定 (一)试验目的 1.学会电阻应变片半桥测量和全桥测量的方法，进一步理解桥臂系数间的关系。 2.掌损通用应变片灵敏系数的测定方法，进一步理解电阻应变片相对电阻变化率与所受应变的关系。 3.举握静态电阻应变仪单点测量的基本原理， 4.熟悉静态电阻应变仪的操作。 (二)试验设备及仪器 1.静态电阻应变仪DH3815N 2.标准等强度钢梁 (三)试验方法与步骤 如图2-1所示为标准等强度钢梁，所谓等强度是各截面在力的作用下应力相等，即σ值不变。显 然，当梁的高度h不变时，梁的宽度必须随着x的变化而变化， 因而 b,/x=6G/ah 2-1) 在G、G、h不变时，bx值是定值，说明随x成线性变化。 标准等强度梁就是根据这个原理制成的。 在等强度染上贴六个电阻应变片，R1、R2为沿纵向上缘片， R、R,为沿纵向下缘片，R,、R。为沿横向上缘和下缘片，在补偿 块上贴两补偿片R、R":R、R,RR、R、RGR、R 图2-1等强度梁及应变片的位置 为同批，同型号，同规格的电阻应变片。 上.半桥连接及测量： 11原理：将等强度梁的应变片按图2-2接成半桥形式 K=K#时 8=6-e, (2-2) 序 应变桥臂 桥路方式 应变读桥臂序 桥路方式 数 系数 号 读数 系数 28 2 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
L+ 图2-2半桥连接方式图 12步骠： (1)按附录一或二说明，打开应变仪电源预热15分钟 (2)按接桥方式1连接桥路。 (3)仪器预热结束后，按说明书将仪器调平，并测量初读数记入表2-1中， (4) 逐级加载（每级一个砝码）待变形稳定后测读应变数记入表2-1中。 (5)按接桥方式2-4接桥，重复（②-(4）步骤。 2.全桥测量： 21方法：将等强度梁按图2-3中接桥方式连接桥路，桥臂特性遵循对臂相加邻臂相减的规律： (2-3) 22步蝶：实现桥路方式5和6，参照半桥测量。 序 应变读数 桥臀序 应变 桥臂 桥路方式 桥路方式 号 系数 读数 系数 21+0 1+ 4 图2-3全桥连接方式图 3.应变片灵敏系统的测定： 3.1方法：用半桥测量的接桥方式1，在K=2.0(可为任意值)时测定应变片的灵敏系数。由应变 到量原理KXg,=△RR-K:X K月-2.0×6/6 2-40 应变片感受到的应变可由下列公式求得 6=GL/EW 6GL/Ebh (2-5) 其中：G一砝码的重量（大：10N:小：5）：L一应变片到加载点的距离270mm(以实际测量为准，图 2-1):方一等强度梁的厚度3.5mm:b一等强度梁应变片截面的截面宽度42mm:E一弹性模量 2.06×10N/mme 32步骤： This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2fash.com for more information
(1)按半桥接桥方式1接好桥路 (②)开机预热15分钟， (③)调整电阻应变仪处于平衡状态。 (④)测初零载初读数，然后逐级加我，测读应变数。 (⑤)由应变仪测得每级荷载下的应变值￡，读入下表中，对等强度梁上纵向片R1均做加荷载三次，从而 得出三组灵敏系数，遭到取三级的平均值即为所代表同批产品的平均灵敏系统严。 (四)拓展性试验 1.申联或并联惠斯登电桥 为了提高测量精度，往往需要将测试元件串联或者并联。根据图2-4所示的桥路连接方式，实现 串联或并联1/4桥及1/2桥的数据测试。并与第一种桥路连接方式得到的数据相比较，找出其变化的规 律，并在报告中说明该规律的理论依据。 应变读桥臂序 桥臂 桥路方式 数 系数号 桥路方式 应变 读数系数 图2-4串联或并联患斯登电桥 2.设计测梁剪力桥路连接方式，自行设计记录表格进行记录。将试验测得的剪力与实际值对比分析。 (五)试验报告要求 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2fash.com for more information
1,按试验要求整理出各种测量数据，以1/4桥的实测数据为基础，将半桥和全桥间的测量数据进行比 较。 2.讨论1~6种桥路接法的优缺点和使用条件。 3.根据以学过的知识，解释泊松比的含义，根据本试验的数据，给出等强度梁所用材料的泊松比 4.按等强度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。 5.分析7一12种桥路接法数据的规律，并通过公式推导加以说明。 6.设计测得梁剪力桥路连接方式，从理论推导上给出数据处理的依据，并给出相应的数据，并分析出 现误差的原因。 7.计算出灵敏系统K和平均值及，再计算出相对标准差。 (六)记录表格 表2-1 桥路连接原始数据记录表 荷载N 桥路方式 初读数10 20 30 40 50 1 2 3 4 5 6 7 9 10 11 12 表2-2 应变片灵敏度系数原始数据记录表 荷载N 计算值/HE实测值/μEK=E/K 应变片编号 初读数终读读数差 3 7 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
试验三空间网架（梁）工作性能试验研究 (一)试验目的 1.通过静载试验，研究简支钢桁架梁的工作性能 2.综合应用结构、试验知识设计静载试验，培养应用所学知识解决问题的能力。 3.团结协作，完成简单的结构静载试验，培养综合实践能力。 4.整理分析试验数据，验证桁架计算理论。 5.学习一般试验研究报告的编写。 (二)试哈要求 1.根据所学结构力学、钢结构及结构式验的有关知识，通过试验的方法研究简支钢桁架梁在正常工作 荷载下的力学特性，比如力的传递、内力分配、变形性能等。 2.在理论分析的基础上各小组应充分调研有关资料，独立编制试验大纲，详细制定出试验装置、测试 方案、加载方案、试验步骤以及所需的仪器设备等要素。为便于实施，试验用试件由实验室统一制作加 工，具体形式尺寸见图3-1，试验用仪器设备由实验室提供，请尽可能在现有设备范围内选择，如确不 能满足使用要求，可向指导教师申请解决，实验室现有可能用到的设备列表于表3-1。 3.各实验小组在试验前应充分调查研究实验现场，确定实验装置和加我方式，并依据理论计算确定荷 载大小。 4.由于时间紧工作量大，各实验小组试验前必须预先做好试验计划，安排好人员分工，提前设计好试 验记录表格，并确保每人都能熟知试验程序，以便在规定时间内顺利完成试验。 5.试验中使用到的仪器设备必须提前熟悉操作方法，如有必要可以提前申请进行培训， 6试验中须做好安全防范措施，保证试验中的人员、设备安全。 (三)试验操作 1.试验前各小组应提前两天将制定好的试验大钢交指导教师审核，经批准后方可进行试验：具体试验 时间由指导教师根据总体安排后通知。 2.本试验分小组闭结协作，每试险小组46人。必须分工配合才能顺利完成整个试验。 3. 实验应根据试验计划的要求按部就班进行，宜先安装试件达到要求的边界约束，做好安全支撑。 4.布置试验测点和安装测量仪表。测点的布设应满足试验大纲的要求，并有一定的校核测点（受力明 确的点或不受力的点)。测量仪表的安装要满足仪表使用要求，不妨碍仪表的正常、正确工作和结构的 变形。 5.安装加载装置时注意加力的方向和大小能够符合大纲规定，并且方便分级控制，荷载大小准确无误。 加载装置亦不能影响到结构的正常工作变形。符合实际的受力边界条件（支座的位置和形式）： 6.正是实验前必须将准备工作做充分，尽可能考虑完善可能出现的问题并做好应对的准备。实验前应 确认仪器设备训试完成，工作正常，在统一指挥下开始正式试验 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2flash.com for more information
7,正式试验前一般都要做预加载检验时间和仪表的工作情况。并使试验人员能够熟悉试验过程。 8正式加载试验过程中必须注意观察试验现象，按试验大纲的要求做好测量工作，并将结果记录在事 先准备好的表格里。 9.试验过程中试验人员应注意不得扰动试验装置，包括电源、线缆、仪器等，并尽量不要随意走动。 10.试验中随时注意装置的安全，试验完毕检查试验记录是否齐全、完善：整理好实验设备，有必要时 补充标定试验仪表。 1.试验完毕报告指导教师，经检查批准后方可离开。 (四)数据处理与分析 1.测试数据的整理 将各级实验数据的量测结果整理列表。 11计算位移测点在各级荷载下的位移值，列表表示。 12整理个应变测点在荷载下的应变测最结果 13表述试险过程中的现象 2.计算分析 21绘制在各级荷我下桁架的整体变形曲线，分析桁架整体工作状态。 22画出主要测点的荷载-变形曲线和理论曲线，比较二者关系分析结构变形性能和刚度情况，分析 差异原因。 2.3根据所测应变计算个杆件的实测内力，并计算在试验荷载下的理论内力，将两者列表比较，分 析理论计算的准确性和存在的问题。 24作图比较几个典型杆件的实测内力和理论内力变化情况，分析其结果。 (五)拓展性训练 1.桁架稳定性问题 平面精架在平面内外的承载力与刚度相差比较大，一般平面外是薄弱的，在试验中有哪些方法可以 来保证析架的平面外稳定，对栋架竖向工作有何形向。 如果不考虑侧向支撑，如何测量桁架的稳定承载能力。并与理论分析比较。 2.杆件次内力 在桁架计算中一般是将各杆件作为轴心受力杆件米计算的，事实上各杆件的连接是采用焊接连接， 这与理论计算的假设不一样，这样在杆件内便产生了次内力，如何测量出该次内力，分析对杆件的内力 影响。 3.大变形问题 在桁架竖向变形较小的情况下，变形对桁架内力影响可以忽略不计，但当变形加大后，可能会引起结 构内力变化。能否用试验的方法测试这种变形影响的大小。 (六)试验报告 1.根据试验结果与理论计算的比较，讨论计算理论的准确性和存在的问题，是否需要修正（怎样修正）： 并根据对试验结果的综合分析，评价桁架工作的状态 9 This document is produced by trial version of Print2Flash.Visit www.print2fash.com for more information
