等强度梁试验
最新实验5 静态电阻应变仪的使用与桥路连接
实验5静态电阻应变仪的使用与桥路连接实验静态电阻应变仪的使用与桥路连接一、实验目的1．掌握在静载荷下，使用静态电阻应变仪单点应变和多点应变测量的方法。
2．熟悉电阻应变片半桥、全桥的接线方法并测定等强度梁逐级加载的应变值。
二、试验设备及仪器1．等强度梁2．静态电阻应变仪3．数字万用表、游表卡尺三、实验原理L等强度梁的应力等强度梁如图3—1所示，其截面为矩形；高为A；宽度6，随J的变化而变化，有效长度段的斜率为tgah——等强度梁截面高度；在等强度梁的上表面粘贴纵向电阻应变片，用电阻应仪可以测得在外力户作用下的应变值‘，根据虎克定律可得到应力实验值，即可将实验测得的应力值实与理论应力值dg加以比较分析。
四、电阻应变法电阻应变法测量主要由电阻应变片和电阻应变仪组成。
1，电阻应变片电阻应变片(简称应变片)是由很细的电阻丝绕成栅状或用很薄的金属箔腐蚀成栅状，并用胶水粘在两层绝缘薄片中制成的，如图2—1所示。
栅的两端各焊一小段引线，以供试验时与导线联接。
实验时，将应变片用专门的胶水牢固地粘贴在构件表面需测应变片。
当该部位沿应变片L方向产生线变形时，应变片亦随之一起变形，应变片的电阻值也产生了相应的变化。
其中 R——应变片的初始电阻值；ΔR——应变片电阻变化值；K——应变片的灵敏系数，表示每单位应变所造成的相对电阻变化。
由制造厂家抽样标定给出的，一般K值在2．0左右。
2．电阻应变仪由电阻应变片将构件应变‘转换成电阻片的电阻变化AR，而应变片所产生的电阻变化是很微小的。
通常用惠斯顿电桥方法来测量，如图3—2所示。
电阻构成电桥的四个桥壁。
在对角节点AC上接上电桥工作电压正，另一对角点BD为电桥输出端，输出端电压Ueo。
当四个桥臂上电阻值满足一定关系时，电桥输出电压为零，此时，称电桥平衡。
由电工原理可知，电桥的平衡条件为(3-4)若电桥的四个桥臂为粘贴在构件上的四个应变片，其初始电阻都相等，即R1 ,R2 ,R3和R4构件受力前，电桥保持平衡，即U BD。
电阻应变片的灵敏度系数测定
4hf 2 L
式中：f 为千分表读数、h 为等强度梁厚度、L 挠度计跨度，此 公式由材料力学推得。 电阻应变片的电阻相对变化，由电阻应变仪测量ε 仪和电阻应 变仪所设定灵敏度系数K仪。用下式计算求得：
R K 仪 仪 R
综合起来用下式可求得电阻应变片的灵敏度系数K： K 仪 仪 R / R K 4hf / L2
等强度梁号
ｈ=
mm
表1—1
L=
mm
应 变 片 号 1
P (N)
ｆ0
mm
ｆ
挠度 计
ε仪
K仪
△R R
K
mm 求得 ε
2
5、实验报告要求：
专业 班级 姓名 同组人姓名 实验台号 实验日期
⑴ 简述实验步骤。 ⑵ 按表1 记录计算各应变片灵敏度系数。 ⑶ 用分级载荷测量应变片的电阻变化率△R／R和梁 应变ε数据，作图并讨论△R／R～ε之间的关系。 ⑷ 讨论这种方法测定灵敏度系数的误差。
此外，可采用分级加载的方法。分别测量在不同应变值 时应变片的电阻相对变化，进一步掌握应变片的电阻相 对变化与应变之间的关系。
3、实验仪器、设备
⑴ 等强度梁实验器和加载装置。 ⑵ 挠度计、千分表、游标卡尺、钢板尺。 ⑶ 电阻应变仪（YJ－25型静态电阻应变仪的使用详见 附录一）。
4、实验步骤：
⑴ 测量和记录等强度梁厚度ｈ（用游标卡尺或测厚仪）和挠 度计跨度（用游标卡尺）。 ⑵ 按图1—1 所示安装等强度梁和挠度计，将等强度梁上表 面纵向1～2枚应变片按半桥（以等强度梁上表面纵向应变 片为工作桥臂，温度补偿块上的应变片为补偿桥臂）接法 接入应变仪和预调平衡箱（见附录一），将所接各点预调 为零。 ⑶ 记录挠度计上千分表的初始读数ｆ 0，逐次加10N、20 N、 30N砝码，并读出各级加载后千分表ｆ 和应变仪ε仪值。列 表纪录整理数据。 ⑷ 一次加载30N，记录加载后千分表ｆ 和应变仪ε 仪值。计 算所测应变片的灵敏度系数。
混凝土梁抗弯标准试验方法
混凝土梁抗弯标准试验方法一、前言混凝土梁抗弯标准试验方法主要用于检测混凝土梁在受力情况下的抗弯性能，是衡量混凝土结构质量的重要指标之一。
本文将详细介绍混凝土梁抗弯标准试验方法的具体步骤和标准要求。
二、试验前准备1.混凝土梁的制备：混凝土梁应按照设计要求进行制备，混凝土的配合比、强度等级、骨料种类、粒径、水泥品种等应符合设计要求。
2.混凝土梁的模板制作：模板应具有足够的强度和刚度，能够保证混凝土梁的几何尺寸和形状符合设计要求。
3.混凝土梁的养护：混凝土梁在浇筑后应进行充分的养护，确保其强度和稳定性。
4.试验设备的校验：试验设备应进行校验，确保其准确性和可靠性。
三、试验步骤1.测量混凝土梁尺寸和质量：在试验前应测量混凝土梁的尺寸和质量，并记录在试验记录表中。
2.装夹试件：将混凝土梁放置在试验机的支承上，并通过压板、支承和钢筋等装夹试件，保证试件受力平面水平。
3.施加荷载：在试验机上施加荷载，以一定的速度逐渐增加荷载，直至混凝土梁发生破坏。
4.记录荷载和变形数据：在试验过程中应记录荷载和变形数据，并绘制荷载-变形曲线，以便分析试件的受力性能。
5.计算试件抗弯强度：根据试验数据，计算试件的抗弯强度，并与设计要求进行比较，以评估混凝土梁的结构质量。
四、标准要求1.试验机的规格和精度应符合国家标准要求。
2.混凝土梁的制备和养护应符合设计要求和国家标准要求。
3.试件尺寸和形状应符合设计要求和国家标准要求。
4.试件的装夹应保证试件受力平面水平，且不得对试件产生损伤。
5.试验荷载的施加速度应符合国家标准要求。
6.试验数据的记录应准确可靠，并按照国家标准要求进行处理和分析。
7.试件的抗弯强度应符合设计要求和国家标准要求。
五、总结混凝土梁抗弯标准试验方法是衡量混凝土结构质量的重要指标之一，试验前的准备工作和试验步骤的规范性对试验结果的准确性和可靠性具有重要影响。
因此，在进行混凝土梁抗弯试验时，应严格遵守国家标准要求，并进行必要的校验和检测，以确保试验结果的科学性和可靠性。
混凝土的抗弯强度的评定标准
混凝土的抗弯强度的评定标准混凝土的抗弯强度评定标准混凝土是一种广泛使用的建筑材料，其抗弯强度是评定其质量的重要指标之一。
本文将介绍混凝土的抗弯强度评定标准。
一、混凝土抗弯强度定义及意义混凝土的抗弯强度是指在受到弯曲荷载作用下混凝土能够承受的最大应力。
混凝土抗弯强度的高低直接影响到混凝土结构的安全性和耐久性。
因此，混凝土的抗弯强度是评定混凝土质量的重要指标之一。
二、混凝土抗弯强度的测试方法混凝土抗弯强度的测试方法主要包括梁试验和圆柱试验两种方法。
1、梁试验梁试验是一种常用的混凝土抗弯强度测试方法，其基本原理是将混凝土制成一定尺寸的梁，在两个支点之间施加弯曲荷载，测量梁的挠度和荷载，通过计算得出混凝土的抗弯强度。
2、圆柱试验圆柱试验是另一种常用的混凝土抗弯强度测试方法，其基本原理是将混凝土制成一定尺寸的圆柱，在圆柱端面上施加荷载，测量圆柱的变形和荷载，通过计算得出混凝土的抗弯强度。
三、混凝土抗弯强度评定标准混凝土抗弯强度评定标准主要包括两个方面：抗弯强度等级和抗弯强度计算公式。
1、抗弯强度等级根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010-2010）的规定，混凝土抗弯强度等级分为C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75、C80、C85、C90、C95、C100等20个等级。
其中，C15表示混凝土28天龄期下的抗弯强度为15MPa，C20表示混凝土28天龄期下的抗弯强度为20MPa，以此类推。
2、抗弯强度计算公式混凝土抗弯强度计算公式根据混凝土抗弯强度试验方法的不同而有所区别。
（1）梁试验梁试验中，混凝土抗弯强度计算公式为：f_b = 3PL/2bd^2其中，f_b为混凝土弯曲应力，P为梁的破坏荷载，L为梁的跨度，b为梁的宽度，d为梁的高度。
（2）圆柱试验圆柱试验中，混凝土抗弯强度计算公式为：f_b = 2P/πd^2其中，f_b为混凝土弯曲应力，P为圆柱的破坏荷载，d为圆柱的直径。
工程力学中的材料强度如何测试？
工程力学中的材料强度如何测试？在工程力学领域，材料强度是一个至关重要的性能指标，它直接关系到工程结构的安全性和可靠性。
为了准确评估材料的强度，需要进行一系列科学严谨的测试方法。
接下来，让我们一起深入了解一下工程力学中材料强度的测试方式。
首先，拉伸试验是最常见和基础的材料强度测试方法之一。
在拉伸试验中，将材料制成标准的试样，通常为圆柱形或矩形截面。
然后，将试样安装在拉伸试验机上，通过逐渐施加轴向拉力，使其产生伸长变形。
在试验过程中，试验机实时记录拉力和试样的伸长量。
通过分析这些数据，可以得到材料的抗拉强度、屈服强度、延伸率等重要性能指标。
抗拉强度是材料在拉伸过程中所能承受的最大拉力与原始横截面积的比值。
屈服强度则是材料开始产生明显塑性变形时的应力值。
延伸率反映了材料在断裂前的塑性变形能力。
例如，钢材的拉伸试验可以清晰地展示其强度特性，帮助工程师在设计钢结构时选择合适的材料和规格。
压缩试验与拉伸试验相对应，用于测定材料在压缩状态下的强度性能。
它适用于评估那些在实际应用中主要承受压缩载荷的材料，如混凝土、砖石等。
在压缩试验中，同样将试样放置在试验机上，施加逐渐增大的轴向压力。
通过测量压力和试样的压缩变形，可以得到材料的抗压强度和压缩模量等参数。
弯曲试验常用于测试材料的抗弯强度。
在这个试验中，将试样支撑在两个支点上，在中间施加集中载荷或分布载荷，使试样产生弯曲变形。
通过测量载荷和试样的挠度，可以计算出材料的抗弯强度。
这种试验对于评估梁、板等结构构件所用材料的性能非常有用。
硬度测试也是材料强度评估的重要手段之一。
常见的硬度测试方法有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。
硬度测试的基本原理是通过一定形状的压头在材料表面施加压力，根据压痕的大小或深度来确定材料的硬度值。
硬度与材料的强度有一定的相关性，虽然它不能直接给出材料的抗拉或抗压强度，但可以作为材料强度的一种间接衡量指标。
冲击试验则用于考察材料在瞬间冲击载荷下的韧性和抗断裂能力。
混凝土梁的抗弯强度测试方法与标准
混凝土梁的抗弯强度测试方法与标准一、前言混凝土梁是建筑结构中常见的构件，其抗弯强度是评估梁的承载能力的重要指标。
因此，混凝土梁的抗弯强度测试方法和标准具有重要的意义。
二、混凝土梁的抗弯强度测试方法1.试件制备（1）试件尺寸：根据试验要求确定混凝土梁的横截面尺寸，一般为150mm×150mm或100mm×100mm。
试件长度根据要求确定，一般为300mm或500mm。
（2）混凝土配合比：根据试验要求确定混凝土配合比。
（3）模具制作：制作模具应符合标准GB/T50081-2002《混凝土试件制作方法标准》要求。
（4）试件制作：将混凝土按照试验要求配合比制备好，倒入模具中，采用手压或震动器等工具进行振实，待混凝土初凝后拆模，然后进行养护。
2.试验设备（1）加载机：加载机的选型要满足试验要求，一般选用电液伺服万能试验机。
（2）传感器：应根据试验要求选用合适的传感器，一般采用应变片传感器和位移传感器。
（3）数据采集系统：数据采集系统应具备高精度、高采样率、稳定可靠等性能，以保证试验数据的准确性和可靠性。
3.试验步骤（1）试件放置：将试件放置在加载机上，调整试件的水平位置，保证试件与加载机平行。
（2）加载方式：根据试验要求选择加载方式，一般采用三点弯曲或四点弯曲。
（3）加载速率：根据试验要求选择加载速率，一般为0.5mm/min或1mm/min。
（4）试验数据采集：试验过程中应定时采集应变、位移等数据，保证试验数据的准确性和可靠性。
（5）试验结束：当试件破坏或达到要求的最大荷载时，停止加载，记录试验数据，计算试件的抗弯强度。
三、混凝土梁的抗弯强度测试标准1.国家标准GB/T50081-2002《混凝土试件制作方法标准》GB/T50082-2009《混凝土抗弯试验方法标准》GB/T50083-2005《混凝土抗压强度试验方法标准》2.行业标准JGJ/T152-2008《混凝土结构试验方法标准》JGJ/T70-2009《混凝土抗弯强度和刚度试验方法标准》3.地方标准DB33/T3130-2015《混凝土梁抗弯强度试验方法标准》（江苏省）四、结论混凝土梁的抗弯强度测试方法和标准是建筑结构中重要的测试标准，对保证建筑结构的安全性具有重要意义。
常用机械式量测仪表的构造与使用.
常用机械式量测仪表的构造与使用 2、手持式应变仪
掌握其读数方法及换算关系
千分表
常用机械式量测仪表的构造与使用
L=250mm
ε=ΔL/L
常用机械式量测仪表的构造与使用
3、读数显微镜 掌握其操作和读数方法；
常用机械式量测仪表的构造与使用
测读方法
01 23 4 5 6
测读1：3.28 mm 测读2：3.62 mm 裂缝宽度：3.62-3.28 =0.34mm
5、等强度梁挠度试验
仪表及器材 ①等强度梁及附加装置； ②钢尺； ③百分表； ④磁性表座。
等强度梁及附加装置
常Байду номын сангаас机械式量测仪表的构造与使用
等强度梁挠度试验步骤
①测量等强度的厚度h(mm)； ②在梁上安装带有磁性表座的百分表； ③测量支座至百分表的距离x(mm); ④记录百分表的初始读数； ⑤分级加载：5N,10N,20N，每次加载后测读百分表读数，并记入表格; ⑥分级卸载：20N,10N,5N，每次卸载后测读百分表读数，并记入表格; ⑦重复加载、卸载三次。
常用机械式量测仪表的构造与使用
回弹仪操作方法 使仪器继续顶住混凝土检测面，进行读数并记录回
弹值，如条件不利于读数，可按下按扭，锁住机 芯，将回弹仪移至他处读数。 逐渐对回弹仪减压，使弹击杆自仪器内伸出，待下 一次使用。 每次检测时，均应按上述要求，重复操作。
常用机械式量测仪表的构造与使用
分辩率：0.01mm。 量程：5，10，20，30，50mm等。
常用机械式量测仪表的构造与使用
工作原理：利用齿轮传动结构将检测装置的位移值放 大，并将检测的直线往复转动转化成指针的回旋转动， 以指示其位移数值。
等强度梁的定义
等强度梁的定义梁是指等强度梁。
根据《混凝土结构设计规范》第9．2． 1条的规定，当梁的长细比在6— 18范围时，其抗弯、抗剪承载力应满足下式要求： pqk＝1／ y。
梁的抗弯、抗剪承载力应按本规范第9．2． 3条计算；梁的跨高比较大，或者端支座支反力很大，则需要进行专门的验算，按构造要求处理后才能使用。
梁与柱子连接形式有十字形、 t形和工字形三种，所有的等强度梁应为梁与柱子之间的连接，而不允许采用梁与板的连接。
梁与板是两个独立的结构体系，由于结构的刚度和强度不同，可能导致相邻板的刚度偏心较大，会产生弯曲变形。
因此，在设计时必须采取措施，限制其挠度。
等强度梁的定义是指，除梁端悬臂端箍筋加密区外，任何情况下配置箍筋的等强度梁都称为等强度梁，并非指等强度梁全部为箍筋加密区，只要有一部分配有箍筋就可以了，通常不会在图集中给出箍筋加密区的尺寸和数量，在编制施工图时，一般也不予注明，但应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》 gb50010-2002中第8．2．4条“梁应按正截面受弯承载力验算”的规定。
等强度梁的梁端锚固长度，取决于计算简图。
等强度梁的荷载横向分布系数w、纵向分布系数q、斜向分布系数s和刚度调整系数kp都随截面宽度a的增加而减小。
按下式计算其横向分布系数： w＝1／ 2a 《混凝土结构设计规范》规定：不同的梁，其计算简图的纵向尺寸也不相同，所以在《混凝土结构设计规范》 gb50010-2002中没有规定最小截面尺寸。
从工程经验来看，最小截面尺寸通常取150mm，对于某些使用要求不高的结构，如办公楼，可以取120mm。
对于配置箍筋的等强度梁，当跨度较大时，在计算中应考虑箍筋的内力重分布，对于主梁，箍筋的内力重分布应分成两个阶段：先按保证率法进行内力组合，得到原设计计算书；再按附加内力调幅法，对上述内力进行调幅，使两个阶段的内力都达到安全系数要求。
《混凝土结构设计规范》规定：不同的梁，其最小配筋率的计算结果应符合表7— 1的规定。
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一、实验目的
1、认识和熟悉等强度梁的概念和力学特点。
2、测定等强度梁上已粘贴应变片处的应变，验证等强度梁各横截面上应变
（应力）相等。
3、通过自己设计实验方案，寻找试验需要的仪器设备，增强自己的试验设计和动手能
力。
二、实验设备
1、微机控制电子万能试验机。
2、静态电阻应变仪。
3、游标卡尺、钢尺。
三、实验原理
为了使各个截面的弯曲应力相同,则应随着弯矩的大小相应地改变截面尺寸,以保持相
同强度的梁,这种梁称为等强度梁。其原理为：等强度梁如图所示，悬臂上加一外载荷F，
距加载点x处的截面的力矩M=Fx,相应断面上的最大应力为
I
Fxh2/
123bhI 故236122/bhFxbhFxh
其中，F为悬臂端上的外荷载，x为应变片重点距离加载点的距离，b为试件的宽度，
h为试件的厚度，I为截面惯性矩。
所谓的等强度，就是指各个断面在力的作用下应力相等，即σ不变，显然，当梁的厚
度h不变时，梁的宽度必须随x的变化而不停的变化。
根据E，等强度梁应力相等就相应的转变为应变相等。梁的弹性模量
E=200Gpa，μ=0.28。
2
6EbhFx
E
本次试验通过静态应变仪测量各个测点的应变的大小验证梁为等强度梁。在梁的正反
面对称布置了8个应变片。力的加载通过电子万能试验机施加。试验装置见下图：
四、实验步骤
1、试件准备。按照黏贴应变片和等强度梁试验的要
求，黏贴好应变片。接着测量试件尺寸，以及各个
测点到加载点的距离。
2、接通应变仪电源，将等强度梁上所测各点的应变
片和温度补偿片按1/4桥接线法接通应变仪， 并调
整好所用仪器设备。
3、试验加载。编制试验方案，开始试验，记录相应
的应变数据。
5、完成全部试验后，卸除荷载，关闭仪器设备电
源。整理实验现场。
五、实验数据记录与处理
表1：原始尺寸表格（mm）
b1 b2 b3 b4（mm）
h=11.68
E=200GPa
14.40 14.40 20.34 18.347 29.04 29.04 39.82
39.83 14.42 20.36 29.02 39.86
14.38 20.34 29.06 39.82
X1=X5=40.04 X2=X6=100.04 X3=X7=160.04 X4=X8=220.04
表2：试验测量应变数据
1测点 2测点 3测点 4测点 5测点 6测点 7测点 8测点
F 1通道 2通道 3通道 4通道 5通道 6通道 9通道 10通道
50N 30 31 64 64 -29 -62 -63 -66
100N 57 94 130 129 -65 -132 -132 -137
150N 88 156 198 197 -98 -197 -198 -205
200N 116 218 265 263 -135 -265 -264 -272
250N 147 283 333 328 -167 -331 -329 -337
300N 175 346 347 393 -198 -393 -393 -402
350N 205 411 463 459 -232 -456 -457 -467
400N 232 476 526 522 -264 -521 -522 531
由于刚开始准备试验时没能正确理清试验方案，第1、5测点并没有贴在截
面变化处，根据试验测试结果也可以知道，测量得到的应变偏小，故舍去第
1、5测点的试验数据。
表3：各测点应变理论值
2测点 3测点 4测点 6测点 7测点 8测点
F 2通道 3通道 4通道 6通道 9通道 10通道
50N
59.98 59.87 60.75 -59.98 -59.87 -60.75
100N
119.96 119.74 121.5 -119.96 -119.74 -121.5
150N
179.94 179.61 182.25 -179.94 -179.61 -182.25
200N
239.92 239.48 243 -239.92 -239.48 -243
250N
299.9 299.35 303.75 -299.9 -299.35 -303.75
300N
359.88 359.22 364.5 -359.88 -359.22 -364.5
350N
419.86 419.09 425.25 -419.86 -419.09 -425.25
400N
479.84 478.96 486 -479.84 -478.96 -486
表4：各测点应变相对误差
2测点 3测点 4测点 6测点 7测点 8测点
F 2通道 3通道 4通道 6通道 9通道 10通道
50N
-48.32% 6.90% 5.35% 3.37% 5.23% 8.64%
100N
-21.64% 8.57% 6.17% 10.04% 10.24% 12.76%
150N
-13.30% 10.24% 8.09% 9.48% 10.24% 12.48%
200N
-9.14% 10.66% 8.23% 10.45% 10.24% 11.93%
250N
-5.64% 11.24% 7.98% 10.37% 9.90% 10.95%
300N
-3.86% -3.40% 7.82% 9.20% 9.40% 10.29%
350N
-2.11% 10.48% 7.94% 8.61% 9.05% 9.82%
400N
-0.80% 9.82% 7.41% 8.58% 8.99% 9.26%
对根据表2、3、4可知：
1、根据表2可知，测点1、5的数据因为粘结在非变截面处，所以数据明显相对其他
通道偏小，故不采用。同时，测点2相对其他测点数据较小，原因可能是应变片贴歪了导
致出现了问题。
2、根据表4可知，理论值和试验值的相对误差总体偏小，除了测点2以外，其他测点
的相对误差都保证在13%以内，故可以验证试验时采用的梁为等强度梁。
六、实验总结
1、粘结应变片之前未能充分理解等强度梁实验的原理，导致两个测点的应
变片未能发挥作用，做了无用功。对于这种需要自己准备试验方案和试验材料
的试验，要在充分做好准备的情况下才能开始试验。对于影响试验精度的步骤
要格外的注意，尽量把人为的误差降到最低。
2、通过这次试验，对等强度梁这个概念和梁的性质有了一个充分的认识和
理解，也很好的锻炼了自己的动手能力。