大工12秋《土木工程实验》（二）实验报告1

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

最大荷载C30混凝土，fc?14.3N/mm2 ，a1 = 1，HRB335钢筋，fy?300N/mm2， 环境取为一类，保护层厚度取为20mm。界限的相对受压力∑=0.55，取a=45mm，ho=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 +ε

实验三：静定桁架实验

一、实验目的：1.掌握杆件应力—应变关于与桁架的受力特点。2。对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，乙级对测量结果处理分析，掌握静力非破环试验基本过程。结合实际工程，对桁架工作性能做出分析与评定。 二、实验数据记录： 桁架数据表格

外径(mm) 22 内径(mm) 20 截面积(mm) 69.54 杆长度(mm) 500 线密度 (kg/m) 0.51 弹性模量(Mpa) 2.06X100000

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） 500 1000 1500 2000 1000 0 上弦杆 1点 -34 -68 -100 -133 -61 0 2点 -36 -72 -106 -142 -70 0 均值 -35 -70 -103 -137.5 -68.5 0 力 -475.3 -950.6 -1398.74 -1867.25 -930.23 0 1点 27 53 78 104 51 0 腹杆 2点 26 51 76 101 50 0 均值 26.5 52 77 102.5 50.5 0 力 359.87 706.16 1045.66 1391.95 685.79 0 1点 18 34 52 69 35 0 下弦杆 2点 19 37 55 73 37 0 均值 18.5 35.5 53.5 71 36 0 力 251.23 482.09 726.53 964.18 488.88 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） 500 1000 1500 2000 挠度测量 表① 0 0 0 0 表② 0.075 0.145 0.220 0.285 表③ 0.125 0.253 0.377 0.502 表④ 0 0 0 0 ② 0.075 0.145 0.220 0.285 下弦杆 ③ 0.125 0.253 0.377 0.502 1000 0 0 0 0.142 0.001 0.251 0.002 0 0 0.142 0.001 0.251 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宇实测值，可能的原因如下：实际的桁架节点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想铰接点，因此部分节点可以传递弯矩，而世纪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有可能有所偏差，所以世纪的内力值要与理论值有所误差。

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，实验中不值的桁架形式更优越，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.通过震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 拾振器 动态测试系统

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) 型号和规格 DH105 DH5922 用途 将震动新号转变成变荷信号输出 用来采集正东传感器输出的电信号，并将其转换成数字量传递给计算机 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 第i个 波形 第i+n个波形 时间 波峰 幅值 时间 波峰 幅值 1 1.5615 500.73 1.7505 341.18 7 0.027 37.037 0.0087 2 2.9255 518.79 3.1405 370.39 8 0.02688 37.202 0.0067 3 1.5745 490.20 1.762 334.59 7 0.0268 37.313 0.0087 4 9.358 424.32 9.5445 297.06 7 0.0266 37.594 0.0081 5 2.568 436.28 2.781 293.01 8 0.02662 37.566 0.0079 6 1.5615 500.73 1.7505 341.18 7 0.027 37.037 0.0087 间隔n 周期 / s 频率/ Hz 阻尼比ζ

根据公式：（1）f?A(ti)11、（2）??计算上述表格中的频率ln 2?nA(ti?nTd)Td和阻尼比，填写到上表中。A(ti)为第i个波形的波峰幅值，A(ti?nTd)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，科员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，以尽可能见笑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，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加速度的突卸或突加载的放法，使结构受一冲击荷载作用而产生自由振动