1、土木工程实验（二）课程学习要求一、课程考核形式 本课程的考核形式为离线作业（实验报告） ，无在线作业和考试。“离线作业及要求”在该课程的“离线作业”模块中下载。二、离线作业要求学生需要在平台离线作业中下载“大工 18 春土木工程实验（二） 实验报告” ，观看实验课件，根据课件中的操作及实验结果来读取实验数据、认真填写“大工 18 春土木工程实验（二） 实验报告” ，并提交至课程平台，学生提交的实验报告作为本课程考核的依据，未提交者无成绩。土木工程实验（二） 实验报告由混凝土实验、钢筋混凝土简支梁破坏实验、静定桁架实验、结构动力特性测量实验四个独立的部分构成，学生需要完成实验报告的全部内容。三、
2、离线作业提交形式及截止时间学生需要以附件形式上交离线作业（附件的大小限制在 10M 以内） ，选择已完成的作业，点“上交”即可。如下图所示。本课程的截止时间:2018 年 9 月 6 日 23:59:59。在此之前，学生可随时提交离线作业，如需修改，可直接上传新文件，平台会自动覆盖原有文件。四、离线作业批阅老师会在作业关闭后集中批阅离线作业，在离线作业截止提交前不进行任何形式的批阅。大连理工大学网络教育学院2018 年 3 月姓 名：院校学号：学习中心：层 次：（高起专或专升本） 专 业：实验一：混凝土实验一、实验目的：1.熟悉混凝土的技术性质和成型养护方法；2.掌握混凝土拌合物工作性的测定和
3、评定方法；3.通过检验混凝土的立方体抗压强度，掌握有关强度的评定方法。二、配合比信息：1基本设计指标（1）设计强度等级 C30（2）设计砼坍落度 3050mm2原材料（1）水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级 32.5Mpa（2）砂子：种类河砂细度模数 2.6（3）石子：种类碎石粒级 5-31.5mm 连续级配（4）水：饮用水3配合比：(kg/m 3)材料 水泥 砂 碎石 水 水灰比 砂率1m3 用量(kg) 475 600 1125 200 0.42 35%称量精度 0.5% 1% 1% 0.5% - -15L 用量 (kg) 7.125 9.0 16.875 3 0.42 35%三、实验内容：
4、第 1 部分：混凝土拌合物工作性的测定和评价1、实验仪器、设备：电子称：量程 50kg，感量 50g；量筒；塌落度筒；拌铲；小铲；捣棒（直径 16mm、长 600mm，端部呈半球形的捣棒） ；拌和板；金属底板。2、实验数据及结果工作性参数 测试结果坍落度，mm 40粘聚性 良好保水性 良好第 2 部分：混凝土力学性能检验1、实验仪器、设备：标准试模：150mm150mm；振动台；压力试验机：测量精度为1%，试件破坏荷载应大于压力机全量程的 20%且小于压力机全量程的 80%；标准养护室。2、实验数据及结果试件编号 1# 2# 3#破坏荷载 F，kN 713.52 864.04 870.23抗压
5、强度 ，MPacf其中（ ，A=2Afc102500mm2）31.7 38.4 38.7抗压强度代表值，MPa 38.4四、实验结果分析与判定：（1）混凝土拌合物工作性是否满足设计要求，是如何判定的？答：满足设计要求。实验要求混凝土拌合物的塔落度 30-50mm，而此次实验结果中塔落度为 40mm，符合要求；捣棒在已坍落的拌合物锥体侧面轻轻敲打，锥体逐渐下沉表示粘聚性良好；坍落度筒提起后仅有少量稀浆从底部析出表示保水性良好。（2）混凝土立方体抗压强度是否满足设计要求。是如何判定的？答：满足设计要求。该组试件的抗压强度分别为31.7MPa、38.4MPa、38.7MPa，因 31.7 与 38.
6、4 的差值大于 38.4 的 15%，因此把最大值最小值一并舍除，取 38.4MPa 作为该组试件的抗压强度值， 38.4MPa大于 38.2MPa，因此所测混凝土强度满足设计要求。实验二：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 150mmX200mm（2）简支梁的截
7、面配筋（正截面）A6100,；2A8;2B142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百分表读数荷载左支座（f1/mm） 右支座（f2/mm） 跨中（f3/mm） 挠度/mm0 0kN 0.96 4.99 5.14 01 10kN 0.9 4.91 5.48 2.582 20kN 0.86 4.83 5.85 0.433 30kN 0.82 4.75 6.26 0.474 40Kn 0.78 4.68 6.66 0.465 50kN 0.74 4.61 7.11 0.516 60kN 0.70 4.56 7.52
8、0.467 70kN 0.67 4.52 8.02 0.548 80kN 0.63 4.48 8.50 0.529 90kN 0.60 4.43 9.06 0.6010 100kN 0.57 4.39 9.65 0.63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应变值荷载测点 4 读数 测点 5 读数 测点 6 读数 测点 7 读数1 10kN 38 50 38 882 20kN 99 168 109 1743 30kN 258 376 300 3104 40kN 445 760 497 440
9、5 50kN 561 1095 652 5706 60kN 696 1452 832 7317 70kN 843 1760 1022 8428 80kN 952 2021 1156 9579 90kN 1068 2305 1306 104610 100kN 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，计算得到该梁正截面能承受最大荷载为 90.2kN，与实验实测值相比相差多少？答：最大荷载 C30 混凝土，cf=14.3N/mm2，1=1,HRB335 钢筋，cf=300N/mm2 环境取为一类，保护层厚度取为 20mm 界限的相对受压
10、区为=0.55 ，取 s=45mmho=200-45=155mm,M=1.0x14.3x150x155x0.55x(1-0.5x0.55)=132.574KN.m 与实验相比较 132.6-90.2=42.4KN.m 实验越大与计算值。实验三：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
11、69.54 500 0.51 2.06X105三、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，并完成表格上弦杆 腹杆 下弦杆荷载（ N） 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 18.5 251.231000 -68 -72 -70 -950.6 53 51 52 706.16 34 37 35.5 482.091500 -100 -106 -103 -1398.74 78 76 77 1045.66 52 55 53.5 726.532000 -1
12、33 -142 -137.5 -1867.25 104 101 102.5 1391.95 69 73 71 964.181000 -61 -70 -68.5 -930.23 51 50 50.5 685.79 35 37 36 488.880 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，并完成表格挠度测量 下弦杆荷载（N） 表 表 表 表 500 0 0.075 0.125 0 0.075 0.1251000 0 0.145 0.253 0 0.145 0.2531500 0 0.220 0.377 0 0.220 0.3772000 0
13、 0.285 0.502 0 0.285 0.5021000 0 0.142 0.251 0 0.142 0.2510 0 0.001 0.002 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？答：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
14、一下两者优劣。答：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。实验四：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(
15、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时间 1.5615 2.9255 1.5745 9.358 2.568 1.5615第 i 个波形波峰 幅值 500.73 518.79 490.20 424.32 436.28 500.73时间 1.7505 3.1405 1.762 9.5445 2.781 1.7505第 i+n个波形波峰 幅值 341.18 370.3
16、9 334.59 297.06 293.01 341.18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 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1dfT1 idAtnT()l率和阻尼比，填写到上表中。 为第 i 个波形的波峰幅值， 为第iAt() idtnT()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？答：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 1100ms-2 左右，可选30030pC/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0.21kHz；（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；使用注意事项：量程范围：调整量程范围，使实验数据达到较好的信噪比。调整原则：不要使仪器过载，也不要使得信号过小。2.什么是自由振动法？答：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。
