中南大学结构试验报告材料

结构实验报告

班级：土木x班

专业：xxxxxx

学号：xxxxxxxxxxx

姓名：xxxx

中南大学土木工程学院

目录

实验一电阻应变片的粘贴及防潮技术 (2)

实验二静态电阻应变仪单点接桥练习 (4)

实验三简支钢桁架梁静载试验 (9)

实验四钢筋混凝土简支梁静载试验 (14)

实验五测定结构动力特性与动力反应 (21)

实验六钢筋混凝土结构无损检测 (27)

实验一电阻应变片的粘贴及防潮技术一、试验目的

1．了解应变片选取的原则及质量鉴别方法；

2．掌握应变片的粘贴技术。

二、仪器和设备

1．电阻应变片（型号：3mm×2mm；灵敏系数：2.08）、连接端子、连接导线；

2．惠斯登电桥、放大镜、高阻表；

3．万能试验机、静态电阻应变仪、螺丝刀；

4．打磨机、砂布、铅笔；

5．丙酮（或无水酒精）、药棉、镊子；

6．剥线钳、剪刀、白胶布、绝缘胶布；

7．502胶水（或环氧树脂）、塑料膜；

8．直尺、游标卡尺。

三、试验步骤

1.划线定位：在钢片上选定应变片位置划出十字线，且深度适中。

2.砂纸打磨钢片表面，使其符合光洁度要求。

3.清洁表面：用棉纱沾丙酮清洁打磨位置表面，清洁后不可用手指触碰。

4.对正调整：用透明胶带将应变片与钢片位置临时固定，移动胶带使其到达

正确位置。

5.涂胶粘贴：在应变片反面滴一滴胶水，拇指按压挤出多余胶水。

6.粘贴接件：将应变片接线拉起至根部，在紧连应变片的下部用胶水粘接一

片连接片。

7.焊接引线：将应变片引线焊接在接线片上，焊点要求光滑牢固。

8.焊接导线：把连接应变仪的导线焊接在接线片上，并用绝缘胶带固定在钢

片上。

9.检验：用高阻表检验连接好的应变片电阻值。

四、现场图片

划线定位打磨清洗

粘贴按压焊接引线

焊接导线电阻检验

五、心得体会

通过这次试验我知道了电阻应变片是根据电阻应变效应作成的传感器。在发生机械变形时，电阻应变片的电阻会发生变化。使用时，用粘合剂将应变计贴在被测试件表面上，试件变形时，应变计的敏感栅与试件一同变形，使其电阻发生变化，在有测量电路将电阻变化转化为电压或电流的变化。

这次试验是一个细活儿，从打磨到粘贴到焊接，一步都马虎不得。在我们小组的共同努力下，我们快速准确的完成了应变片的粘贴与连接，获得了朱志辉老师的肯定与表扬，同时我们也深刻认识到了课堂之外动手操作能力的重要性。

试验二静态电阻应变仪单点接桥练习

一、试验目的

1.了解电阻应变片、电阻应变仪、百分表的构造。

2. 通过等强度梁的加载实验，掌握电阻应变片、电阻应变仪、百分表的使

用方法及相应的数据处理方法。

二、仪器和设备

1.dh3818静态电阻应变仪一台；

2.等强度梁一套（附砝码3个）（梁板弾性模量E＝2.00×105MPa）；

3.应变片：工作片6枚（竖向R1，R2，R3，R4；横向R5，R6），温度片1枚(R7)；

4.螺丝刀一把。

三、试验内容

1.记录等强度梁的截面尺寸如图1；

图1

2.打开电源检查K值。K值=2.080，符合。如图2；

图2

3.根据1/4桥电路将应变片连接好，应变清零，当数据全部清零后，开始加砝码，从1kg开始，逐渐加到3kg，记录应变数值，重复测量3次，接线方式如图3；

图3

4.根据半桥电路将应变片连接好，然后应变清零，当数据全部清零，开始加砝码，

从1kg开始，逐渐加到3kg，记录应变数值，重复测量3次，接线方式如图4；

图4

5.根据全桥电路将应变片连接好，然后应变清零，当数据全部清零后，开始加砝码，从1kg开始，逐渐加到3kg，记录应变数值，重复测量3次，接线方式如图5；

图5

四、理论值分析

表1 等强度梁的截面尺寸

尺寸l(mm) b(mm) h(mm)

300 42.76 5.472

7010bh

x 66

2

=?=

E F 理论ε

五、试验结果

表 2 应变测量记录表

荷载（kg ） 测次

1/4桥工作片互为补偿 半桥工作片互为补偿 全桥工作片互为补偿

＋με

－με ＋με －με ＋με

－με

1

1 7

2 7

3 141 143 287 288 2

71

71

142

142

286 290 3 71 72 145 143 287

292

平均 71.3

72

142.6

142.6

286.6

290.0

2

1 14

2 145 289 288 576 676 2

140 144 286 286 574 580 3 141 143 288 288 577 584 平均 141

144

287.7 287.3 575.7 580 3

1 211 216 43

2 432 862 872 2

208

217

432 434 868 877 3 208

215

431 431 864 875 平均

209 216

431.7

432.3

864.7

874.7

表 3 实验结果与理论值的比较

荷载（kg）测次

1/4桥温度片补偿半桥工作片互为补偿全桥工作片互为补偿

＋με－με＋με－με＋με－με

1

理论值70 70 140 140 280 280 实测值71.3 72 142.6 142.6 286.6 290.0 误差（%） 1.9 2.9 1.9 1.9 2.3 3.5

2

理论值140 140 280 280 560 560 实测值141144287.7287.3575.7580误差（%）0.7 2.8 2.7 2.6 2.8 3.5

3

理论值210 210 420 420 840 840 实测值209216431.7432.3864.7874.7误差（%）0.5 2.8 2.7 2.9 2.9 4.1

六、实验误差分析

（一）应变测量的分析：

以应变值的数据分析，基本上呈线性增长，说明实验结果可靠。数据都是成倍增加的，如图6。

图6

（二）以1/4桥工作片和半桥工作片互为补偿为例，实际值测量都比理论值小。如图7，图8所示。原因可能是：

1.测量时砝码的位置放的不好，造成了重量的不匀称，重心位置偏差。

2.可能实验室仪器设备较久，长导线的电阻过大，实验室的温度略低都会造成影响。

图7

图8

试验三简支钢桁梁静载试验

一、试验目的

试 件

分载梁

百分表

1、了解结构静载试验的一般方法及步骤。

2、掌握dh3818静态电阻应变仪和百分表的使用和操作。

3、熟悉静载试验数据的整理及试验报告的编写方法。

二、仪器及设备

1、试件：简支钢桁梁，如图1所示。

2、电阻应变片技术指标：阻值R=120Ω ,型号L ×a=5mm ×3mm ，灵敏系数K=2.08。

3、加载设备：千斤顶、反力架、分载梁、支座。

4、观测仪器：静态电阻应变仪、百分表及磁性表座、电子秤及荷重传感器。

三、试验方案

简支钢桁梁静载试验的布置如图2所示：简支钢桁梁由两片桁架联结而成，跨度4m ，每片桁架的上、下弦杆采用等边角钢2L40×4，斜杆为2L25×3，垂杆为L40×4。沿跨度方向在每片桁架的下弦布五个位移测点，在每片桁架的1-1、2-2、3-3、4-4、5-5、6-6杆件中截面处均按“角点法”布设应变测点（见图3）。

因试件并非实际工程中的结构件，故无荷载标准值。假定试件在正常使用状

态的工作荷载P ＝

图1 简支钢桁梁

20kN（不含自重效应），试验时加荷级差取ΔP＝20%×P，每级荷载下的荷载持续作用时间Δt=10分钟上，正式试验前应先预载一次。预载值为一个加载级

差。

图3 应变片布置示意图

四、试验步骤

1、通过结构力学求解器可求得单位荷载作用下单片桁架的杆件内力如图3，图4。

图4

P

N作用下单片桁架的杆件内力

1 1

图5 N作用下单片桁架的杆件内力

2、计算出各级荷载下控制点的理论应变值及位移值，见表1。

表1 控制参数理论值

P(kN)

控制点 4 8 12 16 20

杆件截面应变με（1με＝1×10-6）1-1（5-5）-23.90 -47.80 -71.70 -95.60 -119.50 2-2（4-4）0 0 0 0 0

3-3（6-6）

+23.60 +47.19 +70.79 +94.38 +117.9

8

桁梁挠度f（mm）下弦中点0.229 0.459 0.688 0.917 1.146

备注1、角钢弹模：E＝2.06×105N/mm2

面积：AL40×4＝3.086cm2

AL25×3＝1.432cm2

2、下弦中点挠度计算公式：∑

=

EA

L

N

N

f P

L

2

（mm）

3、桁梁就位，安装并调试仪器仪表。

4、加?P荷载作预载，测取读数。检查仪器、仪表，桁梁及加装置等是否能正

1

常工作，如发现问题，应及时排除。

5．仪器仪表调零（或初读数）。

6．正式分级加载并读取应变和百分表的数据，记录于表2、表3。7．满载读取数据后分二级卸载。

五、实验结果的整理与分析

1、原始记录如图7、图8，数据整理于表

2、表3。

图7 百分表读数原始记录

图8 应变读数原始记录

表2 应变读数记录表（单位：με）

P(kN)

截面编号0 4 8 12 16 20

1-1（5-5）

1

ε0 -25 -47 -69 -89 -111 2

ε0 -14 -30 -44 -60 -75 3

ε0 -2 -13 -29 -43 -58 4

ε0 -66 -128 -154 -198 -241

2-2（4-4）

1

ε0 0 0 0 0 0 2

ε0 +2 +9 +11 +12 +15 3

ε0 +21 +37 +44 +54 +62 4

ε0 -20 -32 -44 -54 -62

3-3（6-6）

1

ε0 +22 +44 +68 +90 +113 2

ε0 +22 +45 +67 +90 +113 3

ε0 +21 +47 +74 +100 +127 4

ε0 +18 +36 +55 +74 +91

表3 百分表读数记录表（单位：mm）

部P(kN)

表号位

0 4 8 12 16 20

1＃支座A 6.970 6.568 6.388 6.264 6.160 6.084 2＃4l 5.198 4.575 4.171 3.784 3.457 3.165 3＃2l7.833 7.199 6.725 6.311 5.919 5.554 4＃43l7.053 6.558 6.202 5.880 5.602 5.341 5＃支座B 4.831 4.609 4.498 4.410 4.370 4.350 2、分解各级试验荷载下的界面内力,见表4。

表4 截面应变分解（单位：με）

项P(kN)

截面目

0 4 8 12 16 20

1-1（5-5）

上中

ε0 -19.5 -38.5 -56.5 -74.5 -93 下中

ε0 -34 -70.5 -91.5 -120.5 -149.5 N

ε

0 -26.75 -54.5 -74 -97.5

-121.2

5 X

M

ε

0 +7.25 +16 +17.5 +23

+28.2

5

2-2（4-4）

上中

ε0 +1 +4.5 +5.5 +6 +7.5 下中

ε0 +0.5 +2.5 0 0 0 N

ε0 +0.75 +3.5 +2.75 +3 +3.75 X

M

ε0 +0.25 +1 +2.75 +3 +3.75

3-3（6-6）上中

ε0 +22 +44.5 +67.5 +90 +113

下中ε

+19.5 +41.5 +64.5 +87 +109

N ε

+20.7

5 +43

+66 +88.5 +111

X

M

ε

+1.25

+1.5

+1.5

+1.5 +2

备 注 （近似计算）

2

2

2

N M 4

32

1X

中

下上中下中上中＝

，＋＝

，＋＝

εεε

εεεεεε±

3、修正后的挠度值,见表5。

表5 修正后的挠度值（单位：mm ）

部 P(kN) 表 号 位

0 4 8 12 16 20 1＃ 支座A

0 0 0 0 0 0 2＃ 4

l 0 -0.2660 -0.5073 -0.7793 -1.0183 -1.2483 3＃ 2

l

0 -0.3220 -0.6505 -0.9585 -1.2785 -1.5955 4＃ 4

3l

0 -0.2280 -0.4558 -0.6808 -0.9027 -1.1298 5＃

支座B

4、绘制“荷载-应变”曲线，见图9。

图9 荷载-应变曲线

5、绘制“荷载-挠度”曲线，见图10。

图10 荷载-挠度曲线

6、绘制各级荷载作用下桁梁的整体挠度曲线，见图11。