±2001/023 《建筑结构试验》实验指导书 福州大学土建系结构工程中心实验室编 2005.9
±2001/023 《建筑结构试验》实验指导书 福州大学土建系结构工程中心实验室编 2005．9
目录 1、学生实验守则 2、前言 3、试验一 量测仪器的参观与操作练习 4、试验二电阻应变计的粘贴 5、试验三静态电阻应变仪操作及桥路连接试验 6、试验四钢筋混凝土简支梁受弯试验 7、试验五简支钢梁疲劳试验参见演示 8、试验六钢框架结构抗震性能试验（演示性试验） 9、试验七结构动力特性测定试验
1 目 录 1、学生实验守则 2、前言 3、试验一 量测仪器的参观与操作练习 4、试验二 电阻应变计的粘贴 5、试验三 静态电阻应变仪操作及桥路连接试验 6、试验四 钢筋混凝土简支梁受弯试验 7、试验五 简支钢梁疲劳试验参见演示 8、试验六 钢框架结构抗震性能试验(演示性试验) 9、试验七 结构动力特性测定试验
学生实验守则 1.实验前应认真按教师布置进行预习，明确实验目的，要求，掌握实验 内容，方法和步骤。 2.实验前的准备工作，经指导教师或实验技术人员检查，合格后方可 进行实验。实验过程中认真观察各种现象，记录实验数据，不能马虎的抄袭。 实验完毕必须整理好本组实验仪器，并经指导教师或实验技术人员验收后， 方可离开。实验后，认真分析实验结果，正确处理数据，细心制作图表，做 好实验报告。不符合要求者，应重做。 3.实验室内必须保持安静，不准高声喧哗打闹：不准抽烟，随地吐痰， 乱抛纸悄杂物，不准做与实验无关的事，不准穿背心，裤衩，拖鞋（除规定 须换专业拖鞋外)或赤脚进入实验室。 4.必须严格遵守实验制订的各项规章制度，认真招待操作规程。注意 人身和设备安全。 5.爱护国家财物。节约水电和药品器材，不得动用他组的仪器，工具 材料。凡损坏仪器，工具者应检查原因，填写报损单，并依照管理办法赔偿 损失。 结构工程中心实验室 二零零五年九月
2 学生实验守则 1．实验前应认真按教师布置进行预习，明确实验目的，要求，掌握实验 内容，方法和步骤。 2．实验前的准备工作，经指导教师或实验技术人员检查，合格后方可 进行实验。实验过程中认真观察各种现象，记录实验数据，不能马虎的抄袭。 实验完毕必须整理好本组实验仪器，并经指导教师或实验技术人员验收后， 方可离开。实验后，认真分析实验结果，正确处理数据，细心制作图表，做 好实验报告。不符合要求者，应重做。 3．实验室内必须保持安静，不准高声喧哗打闹；不准抽烟，随地吐痰， 乱抛纸悄杂物，不准做与实验无关的事，不准穿背心，裤衩，拖鞋（除规定 须换专业拖鞋外）或赤脚进入实验室。 4．必须严格遵守实验制订的各项规章制度，认真招待操作规程。注意 人身和设备安全。 5．爱护国家财物。节约水电和药品器材，不得动用他组的仪器，工具 材料。凡损坏仪器，工具者应检查原因，填写报损单，并依照管理办法赔偿 损失。 结构工程中心实验室 二零零五年九月
前言 建筑结构试验是建筑结构专业的一门技术基础科学。做为一门课程其任务是通过 介绍建筑结构试验的基本测试技术和试验方法，使学生获得专业所必需的试验基本技 能，具备解决一般建筑结构设计和施工中所遇到的结构试验和检验总是的能力，并对 学生进行科学研究试验能力的培养，是工业与民用建筑专业高级技术人材所必需的基 本训练的一部分。学科的特点是理论面广，住处量大，实践性强。因此，除了课堂试 验理论教学之外，试验课是重要教学五一节之一。通过实验，能更好地掌握试验理论 和方法，巩固和充实课堂教学效果，培养试验技能，为将来在实际工作中进行科学研 究和结构检验打下基础。 为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题： 一、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有 关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的 理论计算。一些控制值的计算工作，试验前必须做好。 二、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至 全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确 分工，直辖市工作，不得撤离各自的岗位。 三、试验开始前，必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为 零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，准备工作完成，要经指导教师检查 通过后，试验才能开始。 四、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严 谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。 五、严格遵守实验室的规章制度，非试验中仪器设备不要乱动：试验用仪器、仪 表、设备，要严格按规程进行操作，遇有总是及时向指导教师报告。 六、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 七、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下 仪器仪表、擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。 八、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原 3
3 前言 建筑结构试验是建筑结构专业的一门技术基础科学。做为一门课程其任务是通过 介绍建筑结构试验的基本测试技术和试验方法，使学生获得专业所必需的试验基本技 能，具备解决一般建筑结构设计和施工中所遇到的结构试验和检验总是的能力，并对 学生进行科学研究试验能力的培养，是工业与民用建筑专业高级技术人材所必需的基 本训练的一部分。学科的特点是理论面广，住处量大，实践性强。因此，除了课堂试 验理论教学之外，试验课是重要教学五一节之一。通过实验，能更好地掌握试验理论 和方法，巩固和充实课堂教学效果，培养试验技能，为将来在实际工作中进行科学研 究和结构检验打下基础。 为了达到预期目的，试验课必须注意以下几方面问题： 一、试验前认真预习指导书和课本有关内容，同时应复习其它已学有关课程的有 关章节，充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤，并进行一些必要的 理论计算。一些控制值的计算工作，试验前必须做好。 二、较大的小组试验，应选出一名小组长，负责组织和指挥整个试验过程，直至 全组试验报告都上交后卸任，小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥，要明确 分工，直辖市工作，不得撤离各自的岗位。 三、试验开始前，必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥，荷载是否为 零，安全措施是否有效，各项准备工作是否完成，准备工作完成，要经指导教师检查 通过后，试验才能开始。 四、试验时应严肃认真，密切注意观察试验现象，及时加以分析和记录，要以严 谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。 五、严格遵守实验室的规章制度，非试验中仪器设备不要乱动；试验用仪器、仪 表、设备，要严格按规程进行操作，遇有总是及时向指导教师报告。 六、试验中要小心谨慎，不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。 七、试验结束后，要及时卸下荷载，使仪器、设备恢复原始状态，以后小心卸下 仪器仪表、擦净、放妥、清点归还，经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。 八、试验资料应及时整理，按时独立完成试验报告，除小组分工由别人记录的原
始数据外，严禁抄袭。 九、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚、心得体会深刻。 十、经教师认可，试验也允许采用另外方案进行
4 始数据外，严禁抄袭。 九、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚、心得体会深刻。 十、经教师认可，试验也允许采用另外方案进行
试验一量测仪器的参观与操作练习 一、目的要求： 通过参观、练习，进一步了解各种仪表的工作原理、用途掌握使用方法。 二、仪器仪表 1.位移量测机械式仪表：有分表千分表及其各种附件、装置：挠度调及其附件： 测高仪等。 2.应变量测机械式仪表：杠杆应变计及其附件：手持应变仪及其附件等。 3.各种测力计：张力、拉力、拉压测力计、测力传感器、电子秤等。 4.读数显微镜。 5.倾角仪及倾角传感器等。 6.各种位移传感器。 7.各种测震仪、传感器。 8.各种记录仪器。 9.非破损栓测仪器超声波探伤仪、超声波探测仪、钢筋保护层测定仪、回弹仪等。 三、试验方法与步骤 1,参观、听讲和练习操作相结合进行。 2.观察各种仪表的结构及不同的使用原理和附加装置。 3.做必要的记录。 4.试测下列三个数值 (1)每人用百分表测一个指定点的挠度值（精确至0.01mm): (2)每人用读数显微镜测一个指定的裂缝宽度（精确至0.01mm): (3)每人用手持应变仪测一个模拟的应变值（读数精确至0.01mm,应变计算至 106)
5 试验一 量测仪器的参观与操作练习 一、目的要求： 通过参观、练习，进一步了解各种仪表的工作原理、用途掌握使用方法。 二、仪器仪表： 1．位移量测机械式仪表：有分表|千分表及其各种附件、装置；挠度调及其附件； 测高仪等。 2．应变量测机械式仪表：杠杆应变计及其附件；手持应变仪及其附件等。 3．各种测力计：张力、拉力、拉压测力计、测力传感器、电子秤等。 4．读数显微镜。 5．倾角仪及倾角传感器等。 6．各种位移传感器。 7．各种测震仪、传感器。 8．各种记录仪器。 9．非破损栓测仪器超声波探伤仪、超声波探测仪、钢筋保护层测定仪、回弹仪等。 三、试验方法与步骤： 1．参观、听讲和练习操作相结合进行。 2．观察各种仪表的结构及不同的使用原理和附加装置。 3．做必要的记录。 4．试测下列三个数值： （1）每人用百分表测一个指定点的挠度值（精确至 0.01mm）； （2）每人用读数显微镜测一个指定的裂缝宽度（精确至 0.01mm）； （3）每人用手持应变仪测一个模拟的应变值（读数精确至 0.01mm，应变计算至 10-6）
试验二电阻应变计的粘贴 一、目的要求： 1.了解电阻应变计的构造及其工作原理。 2.掌握电阻应变计的选用原则和方法。 3.掌握常用电阻应变计的粘贴技术。 二、仪表、器材： 万用电表、单臂电桥、兆欧表各二只，电阻应变计（每人一片），应变胶（粘结剂）： KH502快干胶或环氧树脂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯和丙酮等，棉花适量，钢或混 凝土试件每人一件，磨光及焊接工具，放大镜及其它工具等。 混凝土或钢筋磨光、打底、贴片、接线、防护的样品各一套。 三、试验方法及步骤： 1.电阻应变计的检查、分选： (1)借助放大镜观察电阻栅极是否均匀、整齐、平直，片内有无霉斑、锈点、 气泡等缺陷。 (2)用电桥检查是否断路或短路，同时量测，阻值、精确至01Q,以备分选。 同一台仪器或同一测区用片的阴值相差不得超过仪器调平范围，一般不宜大于±0.5？。 2.测点处理： (1)打磨：先用锉刀或砂轮片打磨，使测点平整、无锈、无油污、无浮浆、无裂 缝、孔洞等，再用1#砂布磨平，并磨出45°交叉纹，表面光洁度约口5即可。 (2)清洗：用棉花蘸取丙酮或无水酒精等清洗洁净。 (3)打底：用应变胶打一层厚0.05~0.1mm左右的底层，干后用0#砂布轻轻打 毛磨平。 (4)划线定位：用铅笔细尖等在测点上轻轻划出定位十字丝。 3.应变计粘贴： (1)上胶：用胶在应变计背面及测点上各涂一均匀薄层。 (2)贴片：符薄胶层开始发稠，粘性增大时，抓紧时期将片对准贴上，接着盖上 玻璃纸，用拇指沿一个方向滚压，挤出多余胶水。 6
6 试验二 电阻应变计的粘贴 一、目的要求： 1．了解电阻应变计的构造及其工作原理。 2．掌握电阻应变计的选用原则和方法。 3．掌握常用电阻应变计的粘贴技术。 二、仪表、器材： 万用电表、单臂电桥、兆欧表各二只，电阻应变计（每人一片），应变胶（粘结剂）： KH502 快干胶或环氧树脂、乙二胺、邻苯二甲酸二丁酯和丙酮等，棉花适量，钢或混 凝土试件每人一件，磨光及焊接工具，放大镜及其它工具等。 混凝土或钢筋磨光、打底、贴片、接线、防护的样品各一套。 三、试验方法及步骤： 1．电阻应变计的检查、分选： （1）借助放大镜观察电阻栅 极是否均匀、整齐、平直，片内有无霉斑、锈点、 气泡等缺陷。 （2）用电桥检查是否断路或短路，同时量测，阻值、精确至 0.1Ω，以备分选。 同一台仪器或同一测区用片的阴值相差不得超过仪器调平范围，一般不宜大于±0.5Ω。 2．测点处理： （1）打磨：先用锉刀或砂轮片打磨，使测点平整、无锈、无油污、无浮浆、无裂 缝、孔洞等，再用 1#砂布磨平，并磨出 45°交叉纹，表面光洁度约▽5 即可。 （2）清洗：用棉花蘸取丙酮或无水酒精等清洗洁净。 （3）打底：用应变胶打一层厚 0.05～0.1mm 左右的底层，干后用 0#砂布轻轻打 毛磨平。 （4）划线定位：用铅笔细尖等在测点上轻轻划出定位十字丝。 3．应变计粘贴： （1）上胶：用胶在应变计背面及测点上各涂一均匀薄层。 （2）贴片：符薄胶层开始发稠，粘性增大时，抓紧时期将片对准贴上，接着盖上 玻璃纸，用拇指沿一个方向滚压，挤出多余胶水
(3)加压：快干胶粘贴时，用手指轻压1一2M即可，其它胶贴要用适当方法加 0.1MPa左右的压力约4h。 4.固化处理： (1)自然干燥：在室温15℃以上，湿度60%以下1一2d自然固化。 (2)人工固化：按不同胶种，在自然干燥约4h后用人工（如红外灯照或电吹热 风缓慢均匀加热至60℃固化4h左右。 5.粘贴质量检查： (1)外观检查：借放大镜肉眼检查应变计粘贴位置是否正确、牢固，有无气泡。 (2)阻值检查：用万用表检有无断路、短路：再用电桥检查阻值应与粘贴前基本 相同，变化不大于±0.5Q。 (3)绝缘度检查：用兆欧表检查应变计与试件间的绝缘电阻应为：一般室内短期 量测不小于50MQ:其它环境或长期量测应大于500MQ。 6.导线连接及防护处理：本项如因时间关系，可由指导教师按准备的试件讲解。 7.按上述步骤每人试贴一片，用胶布写上本人学号，以便登记成绩。 试验三静态电阻应变仪操作及桥路连接试验 一、目的要求： 1.了解静态电阻应变仪的基本工作原理： 2.掌握静态电阻应变仪的使用方法、步骤： 3.掌握不同桥路连接方法（组桥），深刻领会各种不同接法的特点： 4.了解多点量测方法。 二、仪器设备： 1.静态电阻应变仪及预调平衡箱三套： 2.等强度钢梁三套，（已按要求贴好电阻应变计）： 3.标准电阻及小螺丝批各三只。 三、试验方法及步骤
7 （3）加压：快干胶粘贴时，用手指轻压 1—2Min 即可，其它胶贴要用适当方法加 0.1MPa 左右的压力约 4h。 4．固化处理： （1）自然干燥：在室温 15℃以上，湿度 60%以下 1—2d 自然固化。 （2）人工固化：按不同胶种，在自然干燥约 4h 后用人工（如红外灯照或电吹热 风缓慢均匀加热至 60℃固化 4h 左右。 5．粘贴质量检查： （1）外观检查：借放大镜肉眼检查应变计粘贴位置是否正确、牢固，有无气泡。 （2）阻值检查：用万用表检有无断路、短路；再用电桥检查阻值应与粘贴前基本 相同，变化不大于±0.5Ω。 （3）绝缘度检查：用兆欧表检查应变计与试件间的绝缘电阻应为：一般室内短期 量测不小于 50MΩ；其它环境或长期量测应大于 500MΩ。 6．导线连接及防护处理：本项如因时间关系，可由指导教师按准备的试件讲解。 7．按上述步骤每人试贴一片，用胶布写上本人学号，以便登记成绩。 试验三 静态电阻应变仪操作及桥路连接试验 一、目的要求： 1．了解静态电阻应变仪的基本工作原理； 2．掌握静态电阻应变仪的使用方法、步骤； 3．掌握不同桥路连接方法（组桥），深刻领会各种不同接法的特点； 4．了解多点量测方法。 二、仪器设备： 1．静态电阻应变仪及预调平衡箱三套； 2．等强度钢梁三套，（已按要求贴好电阻应变计）； 3．标准电阻及小螺丝批各三只。 三、试验方法及步骤
1.仔细观察和熟悉静态应变仪面板上各部分的名称与作用。 2.应变仪调平。 (1)将“测点转换开关”置切换位置。 (2)将“本机切换开关”置本机位置。 (3)将DDD2接线柱用连接片边接并拧紧。 (4)将标准电阻分别与A、B、C接线柱相连。 (5)接通电源开关。 (6)按下“测量”键，显示测量值，用螺丝刀调“调零”电位器，使仪器显示“0000” 或“一0000”。 (7)按下“标定”键，根据kek'e'原理，己知k=2.00,e=-1000ue求出 标定应变，调节“灵敏度”电位器，使仪器显示应变值为ε'为止，标定完毕。 (8)重复上述应变仪调平过程一次。 (9)卸下标准电阻。 (10)将“测量”开关按下。 (11)将“本机、切换”开关置切换位置。 (12)此时应变仪本机己调零完毕，不能再用螺丝刀调本机上的“调零，灵敏度” 两个电位器。 3.用等强度梁作组桥练习 在多点连接箱上接应变计（组桥） (1)半桥连接图()（半桥外补）把电阻应变计R(工作片)的两接线接第一点 到A、B柱，把应变计R(补偿牌)接B、C柱。 (2)将“测点转换开关”置“1”的位置，表示第“1”点测量，当开关置“2” 位置，表示第“2”点测量，依次类推，用螺丝刀调第一点的电位器。使仪器显示“0000” 或“一0000”或记下初读数。 (3)在等强集的尾端挂上一荷载，记下读数，即为该测点在该荷载作用下的应变 值。 (4)重复(2)(3)两遍。 (5)半桥互补（连接图b) (6)脱下R换上R。 (7)接顺序执行(2)(3)(4)等的步骤
8 1．仔细观察和熟悉静态应变仪面板上各部分的名称与作用。 2．应变仪调平。 （1）将“测点转换开关”置切换位置。 （2）将“本机切换开关”置本机位置。 （3）将 D1DD2 接线柱用连接片边接并拧紧。 （4）将标准电阻分别与 A、B、C 接线柱相连。 （5）接通电源开关。 （6）按下“测量”键，显示测量值，用螺丝刀调“调零”电位器，使仪器显示“0000” 或“—0000”。 （7）按下“标定”键，根据 kε=k′ε′原理，已知 k=2.00，ε=-1000uε求出 标定应变，调节“灵敏度”电位器，使仪器显示应变值为ε′为止，标定完毕。 （8）重复上述应变仪调平过程一次。 （9）卸下标准电阻。 （10）将“测量”开关按下。 （11）将“本机、切换”开关置切换位置。 （12）此时应变仪本机已调零完毕，不能再用螺丝刀调本机上的“调零，灵敏度” 两个电位器。 3．用等强度梁作组桥练习 在多点连接箱上接应变计（组桥） （1）半桥连接图（a）（半桥外补）把电阻应变计 R1（工作片）的两接线接第一点 到 A、B 柱，把应变计 Rb（补偿牌）接 B、C 柱。 （2）将“测点转换开关”置“1”的位置，表示第“1”点测量，当开关置“2” 位置，表示第“2”点测量，依次类推，用螺丝刀调第一点的电位器。使仪器显示“0000” 或“—0000”或记下初读数。 （3）在等强集的尾端挂上一荷载，记下读数，即为该测点在该荷载作用下的应变 值。 （4）重复（2）（3）两遍。 （5）半桥互补（连接图 b）。 （6）脱下 Rb 换上 R2。 （7）接顺序执行（2）（3）（4）等的步骤
等强度钢梁 砝码 支座 由 等强度钢梁图 (1)半桥连接如下图： R R R 三 (8)卸下R和本机上的D1、D、D连接片。 (9)全桥外补（全桥连接图a)连接，在A、B柱上接R1、B、C柱上接R1、C D柱上接R、A、D柱上接R2。 (10)接顺序执行(2)(3)(4)的步骤。 (II)全桥互补（全桥连接图b)连接，卸下R1、R2,换上R、R4。 (12)按顺序执行(2)(3)(4)等的步骤。 4.多点连接试验 (1)卸下A、B、C、D接线柱上的应变计接线。在本机将上D1、D、D2连接片。 (2)将10点箱上的C点接线柱，用连接线半连起来。 9
9 （1）半桥连接如下图： （8）卸下 R2 和本机上的 D1、D、D2 连接片。 （9）全桥外补（全桥连接图 a）连接，在 A、B 柱上接 R1、B、C 柱上接 Rb1、C、 D 柱上接 R3、A、D 柱上接 Rb2。 （10）接顺序执行（2）（3）（4）的步骤。 （11）全桥互补（全桥连接图 b）连接，卸下 Rb1、Rb2，换上 R2、R4。 （12）按顺序执行（2）（3）（4）等的步骤。 4．多点连接试验 （1）卸下 A、B、C、D 接线柱上的应变计接线。在本机将上 D1、D、D2 连接片。 （2）将 10 点箱上的 C 点接线柱，用连接线半连起来