建筑结构实验 指导书 广东水电学院土木工程系 3 前 言 建筑结构试验是.docx
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建筑结构实验指导书广东水电学院土木工程系3前言建筑结构试验是
建筑结构实验
指导书
广东水电学院土木工程系
前言
建筑结构试验是建筑结构专业的一门技术基础科学。
做为一门课程,其任务是通过介绍建筑结构试验的基本测试技术和试验方法,使学生获得专业所必需的试验基本技能,具备解决一般建筑结构设计和施工中所遇到的结构试验和检验问题的能力,并对学生进行科学研究试验能力的培养,是工业与民用建筑专业高级技术人才所必需的基本训练的一部分。
学科的特点是理论面广、信息量大、实践性强。
因此,除了课堂试验理论教学之外,试验课是重要教学环节之一。
通过实验,能更好地掌握试验理论和方法,巩固和充实课堂教学效果,培养试验技能,为将来在实际工作中进行科学研究和结构检验打下基础。
为了达到预期目的,试验课必须注意以下几方面问题:
1、试验前认真预习指导书和课本有关内容,同时应复习其它已学有关课程的有关章节,充分了解各个试验的目的要求、试验原理、方法和步骤,并进行一些必要的理论计算。
一些控制值的计算工作,试验前必须做好。
2、较大的小组试验,应选出一名小组长,负责组织和指挥整个试验过程,直至全组试验报告都上交后卸任,小组各成员必须服从小组长和指导教师的指挥,要明确分工,协调工作,不得擅离各自的岗位。
3、试验开始前。
必须仔细检查试件和各种仪器仪表是否安装稳妥,荷载是否为零,安全措施是否有效,各项准备工作是否完成,要经指导教师检查通过后,试验才能开始。
4、试验时应严肃认真,密切注意观察试验现象,及时加以分析和记录,要以严谨的科学态度对待试验的每一步骤和每一个数据。
5、严格遵守实验室的规章制度,非试验用仪器设备不要乱动;试验用仪器、仪表、设备,要严格按规程进行操作,遇有问题及时向指导教师报告。
6、试验中要小心谨慎,不要碰撞仪器、仪表、试件和仪表架等。
7、试验结束后,要及时卸下荷载,使仪器、设备恢复原始状态,以后小心卸下仪器、仪表,擦净、放妥、清点归还,经教师认可并把试验记录交教师签字后离开。
8、试验资料应及时整理,按时独立完成试验报告,除小组分工由别人记录的原始数据外,严禁抄袭。
9、试验报告要求原始记录齐全、计算分析正确、数据图表清楚。
10、经教师认可,试验也允许采用另外方案进行。
试验一量测仪器的参观与操作练习
一、目的要求
通过参观、练习,进一步了解各种仪器的工作原理、用途,掌握使用方法。
二、仪器仪表
1.位移量测仪表:
机械百分表、千分表,机电百分表,位移计,测高仪。
2.应变量测仪表:
蝶式引伸仪,手持应变仪。
3.测力计:
拉、压测力计,测力传感器。
4.读数显微镜。
5.倾角仪。
6.非破损检测仪器。
三、实验方法与步骤
1.参观、听讲和练习操作相结合进行。
2.观察各种仪表的结构及不同的使用原理和附加装置。
3.做必要的记录。
4.测试下列三个数值:
(1)在距等强度梁加载端100mm处安装百分表,测量在荷载作用下该截面处的挠度值(精
确至0.01mm)。
(2)在混凝土试块上自选一个裂缝测点,记下测点编号,用读数显微镜的刻度线与裂缝的
一边相切,利用刻度值直接读出裂缝宽度值(精确至0.01mm)
(3)用手持应变仪测一个模拟的应变值(读数精确至0.01mm,应变计算至10-6)
试验二电阻应变计的粘贴
一、目的要求
1.了解电阻应变计的构造及其工作原理
2.掌握电阻应变计的选用原则和方法
3.掌握常用电阻应变计的粘贴技术
二、试验仪表用具
万用电表、兆欧表各二只,电阻应变计(每人一片),应变胶(粘合剂):
KH502快干胶或环氧树脂胶,无水酒精或丙酮等,棉花适量,钢或混凝土试件每人一件,磨光及焊接工具,放大镜及其它工具等。
混凝土或钢筋磨光、打底、贴片、接线、防护的样品各一套。
三、试验方法及步骤
1、电阻应变计的检查分选
(1)选择应变计的规程和类型时,应注意试件材料的性质和试件的应力状态。
在匀质材料上贴片,一般选用普通型小标距应变计;在非匀质材料上贴片,选用大标距应变计;处于平面应变状态下的应选用应变花。
(2)分选应变计时,应逐片进行外观检查。
借助放大镜观察电阻栅极是否均匀、整齐、平直,片内有无气泡、霉斑、锈点等缺陷,不合格的应变计应剔除。
(3)用万用表检查是否断路或短路,同时量测阻值,精确至0.1Ω,以备分选。
同一台仪器或同一测区用片的阻值相差不得超过仪器调平范围,一般不宜大于+0.5Ω。
2、选择粘合剂
(1)选择粘合剂的类型应视应变计基底材料和试件材料的不同而异。
一般要求粘合剂具有足够的抗拉强度和抗剪强度,且蠕变小和电绝缘性能好。
(2)在匀质材料上粘贴应变计均采用氰基丙烯酸类水剂粘合剂,如KH501、KH502快干胶;在混凝土等非匀质材料上贴片常用环氧树脂胶。
3、测点处理
(1)先检查测点处表面状况,测点应平整、无缺陷、无裂缝等。
(2)用工具或化学试剂清除贴片处的漆层、油污、锈层等污垢,然后用锉刀或砂轮打平,再用0#砂纸在试件表面打成45°\u20132X叉纹,要求表面平整、无锈、无油污、无浮浆等,并不使断面减小。
(3)吹去浮尘并用棉花蘸丙酮或无水酒精等清洗,到棉花干擦时无污染为止。
4、应变计粘贴
(1)划线定位:
在试件上画出测点的纵横中心线,纵线应与应变方向一致。
(2)打底(混凝土或砌体表面):
先用环氧树脂胶作找平层,待胶层完全固化后再用0#砂纸打磨、擦洗后方可贴片。
(3)上胶:
用胶在应变片计背面及测点上各涂一均匀薄层。
(2)贴片:
待胶层发粘时迅速将应变计按正确位置就位,接着盖上玻璃纸,用拇指沿一个方向滚压,挤出多余胶水,胶层应尽量薄,并注意应变计位置不滑动。
(3)加压:
快干胶粘贴时,用手指轻压1~2Min即可,其它胶贴要用适当方法加0.1MPa左右的压力约1~2h。
5、干燥固化
(1)自然干燥:
在室温15°C以上、湿度60%以下1-2d自然干燥。
(2)人工固化:
按不同胶种,在自然干燥约8h后用人工(如红外灯照或电吹热风)缓慢
均匀加热至60°C。
6、粘贴质量检查
(1)外观检查:
借助放大镜,肉眼检察应变计粘贴位置是否正确、牢固,有无气泡。
(2)阻值检查:
用万用表检查有无断路、短路;检查阻值,应与粘贴前基本相同,变化
不大于+0.5Ω。
(3)绝缘度检查:
用兆欧表检查应变计与试件间的绝缘电阻,一般应在50MΩ以上,恶劣环境或长期量测则应大于500MΩ;最后将其接入应变仪,观察应变计的零点漂移。
漂移值小于5µ\u949X(3分钟之内)认为合格;不合格的,则应铲除重贴。
7、焊引线、固定
(1)先粘贴电路板过桥,将应变片引出线用电烙铁焊到过桥上。
(2)导线头用剥线钳剥离后预先挂锡,注意虚焊。
(3)将挂锡后的导线头焊到过桥上。
(4)用白胶布把导线固定住。
8、防潮处理
(1)用电烙铁熔化石蜡把应变片引出线,过桥封好。
(2)钢筋试件用环氧树脂合剂浸棉纱带子绑扎,混凝土试块用环氧树脂涂刷上,有机玻璃试件用有机玻璃末溶解于氯仿的胶液涂刷上。
9、按上述步骤每人粘贴一片,用胶布写上本人学号,以便登记成绩。
试验三钢筋混凝土简支弯试验
一、目的要求
试验三钢筋混凝土简支梁受弯试验
1、通过试验,掌握钢筋混凝土结构构件的一般静载试验方法、步骤,试验结果的整理分析及表达方法。
2、掌握有关仪器的使用方法。
二、仪器设备
1.百分表及其表座5套
2.手持应变仪2套
3.倾角仪2只
4.放大镜2只
5.读数显微镜2个
6.静态电阻应变仪2套
7.荷重传感器1套
8.加载装置:
千斤顶、油泵、支座、支墩、分配梁、安全托架等。
三、试件
配筋图:
实测尺寸:
高h=mm,宽b=mm,
钢筋保护层厚度c=mm,as=mm
四、量测仪表布置
五、加载装置
六、人员分工
1.加载1人
2.百分表测读2人(一读一记,共10人)
3.手持应变仪测读2人(一读一记,共4人)
4.裂缝观测1到2人
5.混凝土应变测读2人(一读一记)
6.钢筋应变测读1人
7.倾角测读1人
8.指挥(兼定时监控)1人
七、试验荷载值(2Q)的计算
1.计算简图
八、测试内容
1.各级荷载下梁指定测点的挠度。
2.梁的开裂荷载及各级荷载下裂缝宽度和开展情况。
3各级荷载下主钢筋的应变。
4.各级荷载下梁跨中截面混凝土的应变变化。
5.各级荷载下梁支座截面的转角。
6.梁的破坏荷载。
7.梁的破坏情况与特征。
九、试验步骤
1.试件的考察:
试件的跨度、截面、钢筋位置、保护层厚度等实际尺寸及初始挠曲、变形、裂缝和其他缺陷,作详细量测和书面记录、绘详图。
钢筋位置与保护层厚度可先用保护层探测仪测定,再于试验结束后敲开试件保护层实测校对。
2.试件表面用白灰水或106白色涂料扫白一度,再用铅笔画出10×10cm方格网。
3.计算试件的开裂荷载、使用状态短期试验荷载、承载力试验荷载和各级试验加载值,绘出加载程序图。
4.试件安装就位后,检查支墩、支座和分配梁支座等是否符合要求。
5.检查安装的仪表是否符合要求并调零。
6.预载试验:
分2~3级进行。
每级荷载值不大于计算使用状态短期试验荷载值的20%。
应注意预载总值不应超过计算开裂荷载的70%。
每级荷载持续时间不小于1OMin后测读、记录,观察仪表的工作是否正常,人员分工是否协调。
如不正常应及时调整解决,然后卸载。
7.使用状态短期荷载试检和承载力试验:
(1)荷载取值:
使用状态短期荷载之前,每级取=使用状态短期荷载的20%,试件自重及仪器调零前放到试件上的加载设备重量等,应计入第一级荷载中。
加载到达计算开裂荷载的90%以后,每级宜减为不大于使用状态短期荷载的5%;裂缝出现以后再恢复按20%使用荷载分级施加,直到使用状态试验荷载;
到达使用状态试验荷载值后,每级宜减为不大于使用荷载值的10%施加;
到达计算承载力极限荷载值的90%以后,每级宜减为不大于使用状态荷载值的5%施加;若采用液压加载,此时可不必要持载10min。
每级加载后观测、记录后即开始下一级加载,直至试件出现破坏标志。
准确记下最大荷载值。
液压加载应注意始终保持荷载指示值稳定不变。
(2)每级荷载持续时间:
一般不小于10min,并要求每级相等;
在使用状态短期试验荷载下,应不小于30min。
(3)观测与记录:
每级荷载持续时间到达后均应测读和记录,并对试件的变化情况加以描述;记录应边记边整理,发现到达控制特征值或数据异常,应及时通报。
荷载到达计算开裂荷载值的90%以后,应用放大镜随时观察寻找裂缝出现;开裂后用铅笔在裂缝近旁跟踪描画,直至读数时划上荷载级标示横线段,注上荷载级别。
裂缝宽度量测:
在试件两侧面于受拉主钢筋底边等高处,选择三条目估最大的裂缝,用读数显微镜量测,记下三条中最大值为最大裂缝宽度。
(4)受弯承载力极限标志:
?
受拉主钢筋为有明显流限的,其应力达到屈服强度,且拉应变达到0.01;受拉主钢
筋为无明显流限的,拉应变达到0.01;
?
受拉主钢筋拉断;
?
受拉主钢筋处最大裂缝宽度达1.5mm;
?
试件挠度达到跨度的1/50;
?
受压区混凝土压坏。
(5)试验到达承载力极限标志出现后,卸下仪表,按方格坐标在四面展开图上描下四面
的破坏情况,记录破坏特征。
也可以在裂缝观察时,边观测边把裂缝描在图上。
(6)各项记录、数据应经指导老师签审后带走,并妥善保管,以备整理数据和编写试验报告使用。
使用后与试验报告一并缴交,供批改试验报告时查对。
8
试验四建筑结构现场检测
1、通过试验,掌握结构现场检测技术的一般方法。
2、掌握有关仪器的使用方法。
二、仪器设备:
1.砂浆强度检测仪
2.回弹仪
3.超声波砼检测仪
4.混凝土取芯机
5.金属超声波探伤仪
6.钢筋位置测定仪
7.楼板测厚仪
8.多功能强度检测仪
9.钢筋锈蚀测定仪
10.渗漏寻检仪
11.裂缝观宽仪
12.激光测距仪
13.涂层厚度测试仪
三、试验内容
1、钢筋混凝土结构检测
A混凝土强度检测
(1)采用回弹法检测混凝土强度。
(2)采用超声回弹综合法检测混凝土强度。
(3)采用钻芯法混凝土检测混凝土强度。
比较上述三种检测混凝土强度方法的优缺点。
B其他项目检测
(1)楼板的厚度检测
(2)钢筋的直径、位置和保护层厚度检测
(3)混凝土的均匀性、缺陷及强度检测
(4)钢筋的锈蚀程度检测
(5)受潮渗漏检测
(6)混凝土的裂缝宽度检测
2、钢结构检测
(1)钢材涂层的厚度检测
(2)截面尺寸及垂直度检测
(3)角焊缝检测
3、砌筑工程及外墙面砖镶贴检测
(1)砂浆强度检测
(2)饰面砖粘结强度检测
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