大工13春道桥工程实验二离线作业.doc

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层 次：专升本 （高起专或专升本）
专 业：土木工程（道桥方向）

实验名称：土的压缩试验
一、实验目的：测定土体的压缩变形与荷载的关系

二、实验原理：
1、计算公式
（1）试样初始孔隙比：
（2）各级压力下试样固结变形稳定后的孔隙比：
（3）土的压缩系数：
（4）土的压缩模量：
三、实验内容：
1、实验仪器、设备：DGY—ZH 1.0型杠杆式压缩仪，杠杆比为1∶12
a. 压缩容器:：环刀，截面积F=30,直径f=61.8mm,高H=20mm。
b. 百分表。
c. 砝码:0.125，0.313，0.625，1.25，2.5，5，10。
d. 台架主体：杠杆装置，加压框架。
2. 天平称量500g,感量0.01g。
3. 其它设备:秒表,削土刀,浅盘,铝盒等。
2、实验数据及结果
施加压力等级kPa
施加压力后百分表读数
50
2
100
3
200
10
400
1

3、实验成果整理

试样初始高度H0= 20mm 试样天然重度γ=18.7kN/m3
土粒比重Gs=2.7 试样天然含水率w0=25%
试样初始孔隙比e0= 百分表初始读数h0=
试验所加的各级压力（kPa）p
50
100
200
400
各级荷载下固结变形稳定后百分表读数（mm）hi
25
5
2
25
总变形量（mm）
=h0 -hi
5
5
44
2
仪器变形量(mm)
Δi
0.122
0.220
0.275
0.357
校正后土样变形量(mm)
Δhi= -Δi=h0 -hi -Δi
24
24
47
44
各级荷载下的孔隙比
ei
44
44
74
4
土的压缩系数(MPa-1)
a1-2
47
土的压缩模量(MPa)
Es1-2
77

四、实验结果分析与判定：
（1）根据实验结果，该土的压缩类别如何？
该土的压缩类别为中性压缩土

实验名称：钢筋混凝土简支梁实验
一、实验目的：1. 通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技能。3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。
二、实验基本信息：
1．基本设计指标
（1）简支梁的截面尺寸 150mm X200mm
（2）简支梁的截面配筋（正截面） A6@100,；2A8;2B14
2．材料
（1）混凝土强度等级 C30
（2）钢筋强度等级 HRB335

三、实验内容：
第1部分：实验中每级荷载下记录的数据
荷载
百分表读数
挠度/mm
左支座（f1/mm）
右支座（f2/mm）
跨中（f3/mm）
0
0 kN
0.96
4.99
5.14
0
1
10 kN
0.9
4.91
5.48
2.575
2
20 kN
0.86
4.83
5.85
0.43
3
30 kN
0.82
4.75
6.26
0.47
4
40 Kn
0.78
4.68
6.66
0.455
5
50 kN
0.74
4.61
7.11
0.505
6
60 kN
0.70
4.56
7.52
0.455
7
70 kN
0.67
4.52
8.02
0.535
8
80 kN
0.63
4.48
8.50
0.52
9
90 kN
0.60
4.43
9.06
0.6
10
100 kN
0.57
4.39
9.65
0.625
起裂荷载(kN)
40kN
破坏荷载(kN)
138.3KN
注：起裂荷载为裂缝开始出现裂缝时所加荷载的数值。

第2部分：每级荷载作用下的应变值

荷载
应变值
测点4读数
测点5读数
测点6读数
测点7读数
1
10 kN
38
50
38
88
2
20 kN
99
168
109
174
3
30 kN
258
376
300
310
4
40 kN
445
760
497
440
5
50 kN
561
1095
652
570
6
60 kN
696
1425
832
731
7
70 kN
843
1760
1022
842
8
80 kN
952
2021
1156
957
9
90 kN
1068
2305
1306
1046
10
100 kN
1187
2598
1457
1170

四、实验结果分析与判定：

1）根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算正截面起裂荷载、最大荷载，并于实测值进行比较？
最大荷载C30混凝土，，，HRB335钢筋，
环境取为一类，保护层厚度取为20mm。界限的相对受压区为，取，h0=200-45=155mm，M=1.0×14.3×150×155×0.55×（1-0.5×0.55）=132.574KN·m 破坏荷载为138.3KN，因此实测值略大于计算值。
（2）依据控制截面实测应变值绘制某级荷载时正截面应变图（此部分不作考核要求）。–ε

1

2

3

4

实验名称：静定桁架实验
一、实验目的： 1.掌握杆件应力—应变关系与桁架的受力特点。2.对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏实验实验基本过程。3.结合实际工程，对桁架工作性能作出分析与评定。
二、实验数据记录：
桁架数据表格
外径(mm)
内径(mm)
截面积(mm)
杆长度(mm)
线密度 (kg/m)
弹性模量(Mpa)
 22
 20
69.54 
 500
 0.51
 2.06 X105

三、实验内容：
第1部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格
荷载（N）
上弦杆
腹杆
下弦杆
1点
2点
均值
力
1点
2点
均值
力
1点
2点
均值
力
500
-34
-36
-35
-475.3
27
26
26.5
359.87
18
19
18.5
251.23
1000
-68
-72
-70
-950.6
53
51
52
706.16
34
37
35.5
482.09
1500
-100
-106
-103
-1398.74
78
76
77
1045.66
52
55
53.5
726.53
2000
-133
-142
-137.5
-1867.25
104
101
102.5
1391.95
69
73
71
964.18
1000
-61
-70
-68.5
-930.23
51
50
50.5
685.79
35
37
36
488.88
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0

第2部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格
荷载
（N）
挠度测量
下弦杆
表①
累计
表②
累计
表③
累计
表④
累计
②
③
500
0
0
0.075
0.075
0.125
0.125
0
0
0.075
0.125
1000
0
0
0.145
0.145
0.253
0.253
0
0
0.145
0.253
1500
0
0
0.220
0.220
0.377
0.377
0
0
0.220
0.377
2000
0
0
0.285
0.285
0.502
0.502
0
0
0.285
0.502
1000
0
0
0.142
0.142
0.251
0.251
0
0
0.142
0.251
0
0
0
0.001
0.001
0.002
0.002
0
0
0.001
0.002

四、实验结果分析与判定：
1. 将第一部分中内力结果与桁架理论值对比，分析其误差产生的原因？
由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。

2. 通过试验总结出桁架上、下弦杆与腹杆受力特点，若将实验桁架腹杆反向布置，对比一下两者优劣。
当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过受力分析可以得出，反向布置之后，腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变。据此为避免压杆失稳，实验中布置的桁架形式更优越，受力更合理，更能发挥材料的作用。

实验名称：结构动力特性测量实验
一、实验目的：1.了解动力参数的测量原理。
2.掌握传感器、仪器及使用方法。
3．通过振动衰减波形求出系统的固有频率和阻尼比。

二、实验设备信息：
1、设备和仪器
名称
型号和规格
用途
拾振器
DH105
将振动信号转变成变荷信号输出
动态测试系统
DH5922
用来采集振动传感器输出的电信号，并将其转换成数字量传递给计算机

2、简支梁的基本数据
截面高度
(mm)
截面宽度
(mm)
长度
(mm)
跨度
(mm)
弹性模量
(GPa)
重量
(kg)
自振频率理论值
(Hz)
61
185
2035
1850
10
12.7
34.35

三、实验内容：
根据相邻n个周期的波峰和时间信息，并根据公式计算一阶固有频率和阻尼比

次数
1
2
3
4
5
6
第i个
波形
波峰
时间
1.5615
2.9255
1.5745
9.358
2.568
1.5615
幅值
500.73
518.79
490.20
424.32
436.28
500.73
第i+n个波形
波峰
时间
1.7505
3.1405
1.762
9.5445
2.781
1.7505
幅值
341.18
370.39
334.59
297.06
293.01
341.18
间隔n
7
8
7
7
8
7
周期 / s
0.027
0.02688
0.0268
0.0266
0.02662
0.027
频率/ Hz
37.037
37.202
37.313
37.594
37.566
37.037
阻尼比ζ
0.0087
0.0067
0.0087
0.0081
0.0079
0.0087
根据公式：（1）、（2）计算上述表格中的频率和阻尼比，填写到上表中。为第i个波形的波峰幅值，为第i+n个波形的波峰幅值。

四、问题讨论：
1. 在实验中拾振器的选择依据是什么？使用时有什么注意事项？
最为关心的技术指标为：灵敏度、频率范围和量程。
（1）灵敏度：土木工程和超大型机械结构的振动在1～100ms-2左右，可选300～30pC/ms-2的加速度传感器；
（2）频率：土木工程一般是低频振动，加速度传感器频率响应范围可选择0.2～1kHz；
（3）传感器的横向比要小，以尽可能减小横向扰动对测量频率的影响；

2. 什么是自由振动法？
在实验中采用初位移或初速度的突卸或突加载的方法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动。