大工18春《土木工程实验(二)》答案

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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 30—50mm

2．原材料

（1）水泥：种类复合硅酸盐水泥强度等级 PC32.5Mpa （2）砂子：种类河砂细度模数

（3）石子：种类碎石粒级5-31.5mm连续级配

（4）水：洁净的淡水或蒸馏水

3．配合比：(kg/m3)

三、实验内容：

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

第2部分：混凝土力学性能检验

1、实验仪器、设备：标准试模：150mm×150mm；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

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？

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？

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38.4的差值为6.7，大于38.4的15%计5.76，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，所以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 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

三、实验内容：

第1部分：实验中每级荷载下记录的数据

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

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？

最大荷载C30混凝土，214.3/c f N mm =，11

α=，HRB335钢筋，2300/y f N mm = 环境取为一类，保护层厚度取为20mm 。界限的相对受压区为0.55ξ=，取

45s mm α=，

h 0

=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 ，所以此实测值大于计算值。

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

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

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

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偏差，所以实际的内力值与理论值之间有误差。

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。据此为了避免压杆失稳，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

2、简支梁的基本数据

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

根据公式：（1）1d f T =

、（2）1

2i i d A t n A t nT ζπ≈+()ln ()

计算上述表格中的频率

和阻尼比，填写到上表中。i A t ()为第i 个波形的波峰幅值，i d A t nT +()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； 使用时注意事项：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，同时也不要使得信号过小。

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。