大连理工16秋土木工程实验二作业答案

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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 p.c 强度等级 32.5（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
（4）水：	洁净的淡水或蒸馏水
	洁净的淡水或蒸馏水

3．配合比：(kg/m3)

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：
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：1、搅拌机：容量75-1001，转速为18-22r/min。

2、磅秤：称量50kg，感量50g。3、天平、拌铲、拌板

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：压力试验机混凝土试件

2、实验数据及结果

试件编号

破坏荷载F，kN

713.5

8.0

870.2

抗压强度			f	cc	，MPa		，
其中（	f	?	F		?	1000
	cc				A

A=22500mm2）

31.7

38.4

38.7

抗压强度代表值，MPa

38.2

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塌落度30-50mm，实验结果中塌落

度为40mm 符合要求，捣棒在已塌落的拌合物椎体侧面轻轻敲打，椎体逐渐下沉

表示粘聚性良好，塌落度筒提起后仅有少量稀释液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。该组件的抗压强度分别为31.7MPa,38.4 MPa,38.7 MPa，因

31.7 MPa 与38.4 MPa 差值大于38.4 MPa 的15%，因此把最大值最小值一并舍弃，

取38.4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

强度满足实验要求。

实验二：钢筋混凝土简支梁实验
一、实验目的：1、分析梁的破坏特征，根据梁的裂缝开展判断梁的破坏形态；
2、观察裂缝开展，记录梁受力和变形过程，画出荷载挠度曲线； 3、根据每级荷载下应变片的应变值分析应变沿截面高度是否成线性； 4、测定梁开裂荷载和破坏荷载，并与理论计算值进行比较；
二、实验基本信息：
1．基本设计指标
（1）简支梁的截面尺寸 150mm*200mm
（2）简支梁的截面配筋（正截面） 2?8、2?14
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
荷载		左支座（f1/mm）	右支座（f2/mm）	跨中（f3/mm）	挠度/mm
0	0 kN	0.96	4.99	5.14	2.46
1	10 kN	0.9	4.91	5.48	2.58
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	0.7	4.56	7.52	0.455
7	70 kN	0.67	4.52	8.02	0.535
8	80 kN	0.63	4.48	8.5	0.52
9	90 kN	0.6	4.43	9.06	0.6
10	100 kN	0.57	4.39	9.65	0.625
起裂荷载(kN)		40
破坏荷载(kN)		138.3

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
	荷载	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，Fc=14.3N/mm2，α1=1，HRB335 钢筋，Fy=300N/mm2

环境为一类，保护层厚度取为20mm，界限的相对受压区为0.55，取αs=45mm，ho=200-45=155mm，M=1.0*14.3*150*155*0.55*（1-0.5*0.55）=132.57KN。m破坏荷载为138.3KN,因此实测值略大于计算值。

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基本过程。3.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)	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	206000

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
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	27	27	26	26.5	359.8 7	18	19	18.5	251.2 3
1000	-68	-72	-70	53	53	51	52	706.1 6	34	37	35.5	482.0 9
1500	-100	-106	-103	78	78	76	77	1045. 66	52	55	53.5	726.5 3
2000	-133	-142	-137. 5	104	104	101	102.5	1391. 95	69	73	71	9.1 8
1000	-67	-70	-68.5	51	51	50	50.1	685.7 9	35	37	36	488.8 8

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
荷载（N）	表①	表②	表③	表④	②	③
500	0	0.075	0.125	0	0.075	0.125
1000	0	0.145	0.253	0	0.145	0.253
1500	0	0.220	0.377	0	0.220	0.377
2000	0	0.285	0.502	0	0.285	0.502
1000	0	0.142	0.251	0	0.142	0.251
0	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？

由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架节点由于

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	型号和规格	用途
拾振器	DH105	震动信号转换为电压信号输出
动态测试系统	DH5922	采集振动传感器输出的电信号，并将其转换为数字信号传送给计算机
电荷适配器		将拾振器的电荷信号转换成电压信号
电脑		记录、分析数据
锤子		敲击产生震动信号
木质简支梁		用于实验敲击的震动源

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		时间		1.5615		2.9255	1.5745	9.358	2.568	1.5615

波

波形	峰	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
第i+n个波形	波峰	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）

A t ( ) i

计算上述表格中的频

T d

2?n

A t i

nT d

)

率和阻尼比，填写到上表中。

A t ( ) i

为第i 个波形的波峰幅值，

A t i

nT d

)

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？

1、拾振器的选择依据有灵敏度、频响、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？

自由震动法就是在实验室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。