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1、建筑结构试验试验报告实验一 钢弦传感器的工作原理及应变测试 一、试验目的及要求 1、掌握表面、内置钢弦传感器测试结构静应变的原理及方法； 2、掌握内置、表面传感器的安装要点及注意事项； 3、了解索结构内力测试采用弦式传感器的工作原理及优点。 二、试验仪器及设备 JMZX-215型钢弦传感器、JMZX-212型钢弦传感器、JMZX-200X综合测试仪、502胶、砂纸、丙酮、标准杆、扳手，砝码。 三、试验内容及步骤 1、在构件上画出将要黏贴钢弦传感器的位置，将表面打磨平整，用丙酮溶液将表面擦拭干净。 2、将钢弦传感器的底座黏贴在画好的黏贴的位置，再将钢弦传感器安装在底座上，固定好传感器，调整初始读
2、数，并记录初始读数。 3、分级加载，并记录每级荷载下的钢弦传感器的读数。 四、试验报告 1、根据附录所给公式，整理测点应变、应力随荷载变化历程； 钢弦传感器测试数据记录表 荷载(N) 测点 应变读数 应变增量 0 101 103 99 应力增量 0 20.7 21.1 20.3 0 50 100 150 100 50 0 895 996 1099 1198 2、分析钢弦传感器读数变化，分析表面传感器调整初读数的原因； 钢弦传感器在受拉的时候应变增大，在受压的时候应变减小，即拉增大，压减小。表面钢弦传感器的测试范围是05000，所以需要根据具体的测试要求来调整钢弦传感器的初读数，使得预留的测试范
3、围能够满足测试要求。 实验二 半桥、全桥测量等强度梁的应变 第一部分 常温电阻应变片的筛选和粘贴 一、实验目的 掌握使用万用表筛选电阻应变片的方法、掌握应变片的粘贴、引线连接技术。 二、实验仪表与器材 数字式万用电表、电桥、兆欧表、粘结剂、等强度梁试件、补偿块、常温应变片、接线端子、电烙铁、镊子、砂布、剪子、聚乙烯塑料薄膜、脱脂棉、丙酮、钢尺、划针、引线以及防潮剂。 三、实验方法和实验步骤 1、筛选电阻应变片。 2、粘贴电阻应变片。 3、检验应变片的粘贴质量。 4、固定测量导线。 5、对应变片进行防护处理。 四、数据记录 记录筛选出的电阻应变片的标称阻值和实际阻值、以及焊接后对应的阻值，并对应
4、变片进行分组。 电阻阻值记录表 序号 标称 阻值 0 1 2 3 实测电阻阻值 4 5 6 7 8 9 10 阻值 120.7 120.8 120.7 120.7 120.8 120.7 118.1 120.6 120.7 120.8 120.7 是否筛除 否 否 否 否 否 筛除 否 否 否 否 第二部分 应变仪的使用技术 一、实验目的 掌握静态电阻应变仪的使用和进行单点应变测量的基本原理；掌握应变片半桥及全桥应变测量的接线方法，了解不同桥路接线方式的工作特点。 二、实验仪器和设备 静态电阻应变仪、已经粘贴好应变片的等强度梁、温度补偿块及温度补偿片。 三、实验报告 1、阐述半桥以及全桥测量电
5、路的连接方法和工作特点。 进行半桥测量。 半桥单补法：将工作应变片接至后面板110号接线端子板的A，B端子，B，C端子与温度补偿应变片连接，调节与应变片连接的端子板相对应的平衡电位器，使应变仪显示1 值为0，旋转选择开关至各个档位，依次调整平衡，就可以准备进行应变测量了。应注意，未接应变片的档位，应变仪的显示值将无序闪动，无法调节至0；进行应变测量时，应按照工作应变计出厂时所标明的灵敏系数，调整应变仪的灵敏系数开关，使之相等，否则应变仪的输出值与工作应变片的实际应变值将存在较大误差。 半桥公共补偿法：半桥测量时，除选择单独温度补偿模式外，还可以选用公共补偿模式。即将工作应变计依次分别接至各个接
6、线端子的A、B端子上，在公共补偿端子，连接一只公共温度补偿应变片，按照上述的方法调节各个测点电路，即可正常工作。 半桥互补法：当桥路中连接的2只应变片都是工作应变片时，可采用与半桥单补法相同的连接模式，2只工作应变片互相进行温度补偿，并具有较高的桥臂系数。电路调整方法与前述方法相同。 进行全桥测量。将桥路模式开关拨动至全桥位置，调整灵敏系数开关，使其与所选用的工作应变片标明的灵敏系数相同，将4个桥臂的应变片组成测量电桥，依次连接到接线端子板的A、B、C、D端子上，调节平衡电位器，使其达到平衡状态，依次连接并调节好每一个测点，测量准备工作即已完成。应注意，应变仪只能在半桥或全桥单一模式下工作，因
7、此，应变仪正常工作时，不允许半桥模式和全桥模式混合使用。 第三部分 半桥、全桥测量等强度梁的应变值 一、实验目的 熟练掌握电阻应变仪对等强度梁的应变进行半桥及全桥测量，理解理论计算值与实际实验值之间的关系。 二、实验设备及仪表 静态电阻应变仪、等强度标准钢梁、50N砝码、直尺1把。等强度钢梁几何尺寸及应变片粘贴情况参见图1。 图1 等强度钢梁几何尺寸及应变片粘贴位置 2 三、实验报告 1、记录四种桥路连接的实验数据。 AA截面的应变 1）半桥单补测量桥路 试验荷载 0N 应变值 2）半桥互补测量桥路 试验荷载 0N 应变值 2全桥接线与测量 1）全桥单补测量电路 试验荷载 0N 应变值 2）全
8、桥互补测量电路 试验荷载 0N 应变值 50N 50N 100N 100N 150N 150N 100N 100N 50N 50N 0N 0N 50N 50N 100N 100N 150N 150N 100N 100N 50N 50N 0N 0N 2、通过四种桥路的连接与测试，分析四种桥路的连接方式的优、缺点。 半桥单补测量电路接法的优点是：试验时使用应变片个数少，电路连接方式简单，桥臂系数为1，应变测量值与应变显示值相同；缺点是：桥路无放大作用，测量时电桥灵敏度较低。 半桥互补测量电路接法的优点是：试验时使用应变片个数较少，电路连接方式简单，电桥具有放大能力，放大倍数为2即桥臂系数为2，应变
9、测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的2倍，测量电路灵敏度较高；缺点是：桥路需用应变计较多，实际应变测量范围减少1倍。 全桥单补测量电路接法的优点是：电桥具有放大能力，放大倍数为2即桥臂系数为2，应变测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的2倍，测量电路灵敏度较高；缺点是：试验时使用应变片个数多，电路连接方式复杂，实际应变测量范围减少1倍。 全桥互补测量电路接法的优点是：电桥具有放大能力，放大倍数为4即桥臂系数为4，应变测量值与应变显示值不相同，读数是实际应变值的4倍，测量电路灵敏度高；缺点是：试验时使用应变片个数多，电路连接方式复杂，实际应变测量范围减少为原测量范围的四分之一。 3
10、 实验三 超声回弹法检测结构混凝土强度 一 、试验目的及要求 1、掌握超声回弹法检测混凝土强度的原理和方法； 2、学习使用回弹仪和混凝土超声波检测仪的工作原理及使用方法； 3、掌握实验数据的处理和最终强度值的确定。 二、试验仪器及设备 超声波混凝土测定仪TICO 混凝土数显回弹仪SCHMID7 混凝土试块或构件 三、试验报告 1、记录回弹的过程和数据，并进行整理。 先对试件进行回弹测试，在将要进行声速测试的两个面上进行回弹，每个面上分别回弹8个点，将得到的16个回弹值进行筛选，去掉3个最大值和3个最小值。剩下的10的回弹值取平均数。 回弹数据记录 40 38 38 34 R=38.8 40 3
11、7 42 39 42 41 34 41 34 40 36 39 2、记录波速的测试过程，并进行数据的整理。 对试件进行声速测试，在每个测区内相对测试面上，各布置3个测点。测试时应注意发射和接收换能器应在同一轴线上；测试时声时值应精确到0.1us，声速值应精确到0.01km/s；超声测距的测量误差应不大于1%； 测区声速按下式计算： v=3Lt1+t2+t3 L 150mm 4 t1 29.7s t2 29.6s t3 29.6s v=5.062 (km/s) 3、运用公式利用超声回弹法对混凝土强度进行推定。 机理：利用波速、回弹值综合测定混凝土强度，其关系式为： f=A(v)B(R)Cv：波速
12、；R：回弹值 粗骨料品种 卵石 碎石 A 0.038 0.008 B 1.23 1.72 C 1.95 1.57 A、B、C：由对比实测的系数。f=A(v)B(R)C =0.008*(5.062)1.72*(38.8)1.57 =0.008*16.27*312.2 =40.6MPa 4、比较回弹法和超声回弹法的差别，并叙述各自的优缺点。 超声回弹综合法是建立在超声传播速度和回弹值与混凝土抗压强度之间相互关系的基础上的，以声速和回弹值综合反映混凝土抗压强度的一种非破损检测方法。 超声波在混凝土材料中的传播速度反映了材料的弹性性质；回弹法的回弹值反映了混凝土的弹性性质，同时也一定程度上反映了混凝土
13、的塑性性质，但它只能确切反映混凝土表层约3cm左右厚度的状态。 当采用超声和回弹综合法时，它既能反映混凝土的弹性，又能反映混凝土的塑性。既能反映混凝土的表层状态，又能反映混凝土的内部构造。 超声波：弹性性质，内部构造；回弹法：塑性性质，表层状态。 实验四 自由振动法测定结构动力特性实验 一、实验目的 1、掌握测振仪器的使用方法。 2、掌握用自由振动法测定结构动力特性的试验方法及过程。 二、试件准备及实验仪器仪表 1、试件：工字钢一根、固定铰支座1个、活动铰支座1个。 2、拾振器1个、动态数据采集仪1台或采用电荷放大器及记录设备代用。 3、荷载块1块，用于施加到钢梁上，使其产生初始位移，突然卸载
14、后使试件产生自由振动。 三、实验报告 记述整个试验方案、方法和试验过程。 将一根I101200的工字钢梁置于两支座上，两个支座分别为固定铰支座和滚动铰5 支座。在钢梁下悬吊一个50N砝码，钢梁上吸附一个加速度传感器。加速度传感器与DY-3型动态数据采集仪连接。试验时，剪断砝码吊绳，使工字梁在弹性恢复力下产生自由振动。利用采集仪记录振动过程，将记录下的振动波形去除最前面和最后面的数个波形，选取中间的几个振动波作为计算依据进行计算。 通过曲线计算工字梁的固有振动频率和阻尼系数。 1固有频率： 取3个周期的振动波，对应的时间坐标差值为t2-t1=0.173s，故周期T=0.173/3=0.0577s，频率f=1/T=1/0.0577=17.31Hz。 2阻尼系数： 该振动的对数衰减率为：g=(2/K)ln(an/an+k),在波形中取三个周期的波形，则K=6，在图中可查到an的幅值为105个单位，an+k的幅值为38个单位， 故g=(2/K)ln(an/an+k)ln(105/38)=0.339， 阻尼比x=g/2p=0.339/2*3.1416=0.054。 6
