《建筑结构抗震》课程授课教案（讲义）实验指导书及实验报告

《建筑结构抗震》实验指导书及实验报告班级：学号：组别：姓名：河北省地震工程研究中心

《建筑结构抗震》 实验指导书 及 实 验 报 告 班 级： 学 号： 组 别： 姓 名： 河北省地震工程研究中心

目录实验一动态电阻应变仪及动态数据采集分析系统的使用实验二钢筋混凝土简支梁正截面破坏实验实验三结构动力特性实验备注：所有实验均为选修实验，不占课内时间，具体由开课前两周内班长将名单报主讲教师确定具体时间和内容，学生自主选择参加与否。I

1 目 录 实验一 动态电阻应变仪及动态数据采集分析系统的使用 实验二 钢筋混凝土简支梁正截面破坏实验 实验三 结构动力特性实验 备注：所有实验均为选修实验，不占课内时间，具体由开课前两周内班长将 名单报主讲教师确定具体时间和内容，学生自主选择参加与否

实验一动态电阻应变仪及动态数据采集分析系统的使用一、实验目的1、掌握动态电阻应变仪的使用方法及操作规程；2、学习动态数据采集分析系统的使用方法。二、实验仪器设备1、动态电阻应变仪。2、数据采集分析系统。3、位移计。4、电阻应变片。5、等强度梁或实验结构。三、实验步骤1.安装试件；2.安装位移计、粘贴应变片：3.将应变片、位移计与动态电阻应变仪的桥盒连接；4.确定应变仪的量程；5.利用码对动态应变仪进行标定；6.加载记录曲线。2

2 实验一 动态电阻应变仪及 动态数据采集分析系统的使用 一、实验目的 1、掌握动态电阻应变仪的使用方法及操作规程； 2、学习动态数据采集分析系统的使用方法。 二、实验仪器设备 1、动态电阻应变仪。 2、数据采集分析系统。3、位移计。 4、电阻应变片。5、等强度梁或实验结构。 三、实验步骤 1.安装试件； 2.安装位移计、粘贴应变片； 3.将应变片、位移计与动态电阻应变仪的桥盒连接； 4.确定应变仪的量程； 5.利用砝码对动态应变仪进行标定； 6.加载记录曲线

四、实验报告实验日期年月日第二组同组实验人1、实验结果一位移与荷载的相关曲线2、对实验结果的分析讨论3

3 四、实验报告 实验日期 年 月 日 第 组 同组实验人 1、实验结果——位移与荷载的相关曲线 2、对实验结果的分析讨论

实验二钢筋混凝土简支梁正截面破坏实验一、实验目的1、通过钢筋混凝土简支梁破坏实验，熟悉钢筋混凝土结构静载实验的全过程。2、进一步学习静载实验中常用仪器设备的使用方法。二、实验内容和要求1、量测试件在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的M一f图。2、量测试件在纯弯曲段沿截面高度的平均应变及受拉钢筋的应变，绘制沿梁高的应变分布图。3、观察试件在纯弯曲段的裂缝出现和开展过程，记下开裂荷载P（M），并与理论值比较。4、观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏荷载P（M），并与理论值比较。三、实验设备及仪表1、加载设备一套。2、百分表及磁性表座若干。3、压力传感器及电子秤一套。4、静态电阻应变仪一套。5、电阻应变片及导线若干。6、手持式应变仪一套。四、试件和实验方法1、试件：钢筋混凝土适筋梁，尺寸和配筋如图5一1所示。2、实验方法：1）用千斤顶和反力架进行两点加载，或在实验机上加载2）用百分表量测挠度，用应变仪量测应变。3）仪表及加载点布置如图5一2所示。3、实验步骤：1）安装试件，架设仪器仪表并连线调试。2）加载千读百分表和应变仪，用放大镜检查有无初始裂缝并记录。3）在估计的开裂荷载前分三级加载，每级荷载下认真读取应变仪读数，以确定沿截面高度的应变分布。在加第三级荷载时应仔细观察梁受拉区有无裂缝出现，并随时记下开裂荷载P。每次加载后五分钟读百分表，以确定梁跨中级支座的位移值。4）开裂荷载至标准荷载分两级加载，加至标准荷载后十五分钟读百分表和应变仪，并用读数放大镜测读最大裂缝宽度。5）标准荷载至计算破坏荷载P（M.）之间分三级加载，加第三级荷载时拆除百分表，至完全破坏时，记下破坏荷载值P（M）。五、注意事项1、实验前应明确本次实验的目的、要求，熟悉实验步骤及有关事项，对不清楚的地方应先进行研究、讨论或向指导老师请教，严禁盲目操作。4

4 实验二 钢筋混凝土简支梁正截面破坏实验 一、实验目的 1、通过钢筋混凝土简支梁破坏实验，熟悉钢筋混凝土结构静载实验的全过程。 2、进一步学习静载实验中常用仪器设备的使用方法。 二、实验内容和要求 1、量测试件在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的 M－f 图。 2、量测试件在纯弯曲段沿截面高度的平均应变及受拉钢筋的应变，绘制沿梁高的 应变分布图。 3、观察试件在纯弯曲段的裂缝出现和开展过程，记下开裂荷载 t P cr （ t M cr ），并与 理论值比较。 4、观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏荷载 t P u （ t M u ），并与理论值比较。 三、实验设备及仪表 1、加载设备一套。 2、百分表及磁性表座若干。 3、压力传感器及电子秤一套。 4、静态电阻应变仪一套。 5、电阻应变片及导线若干。 6、手持式应变仪一套。 四、试件和实验方法 1、试件：钢筋混凝土适筋梁，尺寸和配筋如图 5－1 所示。 2、实验方法： 1）用千斤顶和反力架进行两点加载，或在实验机上加载。 2）用百分表量测挠度，用应变仪量测应变。 3）仪表及加载点布置如图 5－2 所示。 3、实验步骤： 1）安装试件，架设仪器仪表并连线调试。 2）加载千读百分表和应变仪，用放大镜检查有无初始裂缝并记录。 3）在估计的开裂荷载前分三级加载，每级荷载下认真读取应变仪读数，以确 定沿截面高度的应变分布。在加第三级荷载时应仔细观察梁受拉区有无裂 缝出现，并随时记下开裂荷载 t P cr 。每次加载后五分钟读百分表，以确定梁 跨中级支座的位移值。 4）开裂荷载至标准荷载分两级加载，加至标准荷载后十五分钟读百分表和应 变仪，并用读数放大镜测读最大裂缝宽度。 5）标准荷载至计算破坏荷载 P u （ M u ）之间分三级加载，加第三级荷载时拆 除百分表，至完全破坏时，记下破坏荷载值 t P u （ t M u ）。 五、注意事项 1、实验前应明确本次实验的目的、要求，熟悉实验步骤及有关事项，对不清楚的 地方应先进行研究、讨论或向指导老师请教，严禁盲目操作

2、实验时要听从指导老师的指挥，试件破坏时要特别注意安全。3、对与本实验无关的仪器设备不要乱动，否则损坏仪器由自已负责。六、实验报告梁号制作日期年月日实验日期年月日材料实验：混凝土：与试件同期制作的混凝土试块（150×150×150mm），由实验得到cu，根据公式求下列各值：N/mm2。fau=.N/mm2,f.=N/mm2, f,=_N/mm2, E。=钢筋：与试件相同钢筋，由实验得到丁，f,=N/mm2；Φ8f,=N/mm2HPB235级钢筋：Φ6_N/mm2HRB335级钢筋：Φ16f,=百分表记录表：表号位移表 1表 2表3表 4表5荷载读读读读读4AAZAbMZA4△△4V数数数数数5

5 2、实验时要听从指导老师的指挥，试件破坏时要特别注意安全。 3、对与本实验无关的仪器设备不要乱动，否则损坏仪器由自己负责。 六、实验报告 梁号 制作日期 年 月 日 实验日期 年 月 日 材料实验： 混凝土：与试件同期制作的混凝土试块（150×150×150mm），由实验得到 cu f ，根据 公式求下列各值： cu f ＝ N/mm2， c f ＝ N/mm2， t f ＝ N/mm2，E c ＝ N/mm2。 钢筋：与试件相同钢筋，由实验得到 y f HPB235 级钢筋：φ6 y f ＝ N/mm2 ；φ8 y f ＝ N/mm2 HRB335 级钢筋：Φ16 y f ＝ N/mm2 百分表记录表： 表号 位移 荷载 表 1 表 2 表 3 表 4 表 5 P M 读 数   读 数   读 数   读 数   读 数  

应变仪记录表：测点12345荷载M读数读数读数读数读数△P△△公178910荷载6P读数读数读数读数读数MAA△△A1、绘制M-f图：6

6 应变仪记录表： 测点 荷载 1 2 3 4 5 P M 读数  读数  读数  读数  读数  荷载 6 7 8 9 10 P M 读数  读数  读数  读数  读数  1、 绘制 M－f 图：

2、绘制截面平均应变分布图：3、描述梁正截面破坏特征，按理论公式计算M.值，并求出M./M'。测绘梁破坏时的裂缝分布图。7

7 2、 绘制截面平均应变分布图： 3、 描述梁正截面破坏特征，按理论公式计算 M u 值，并求出 / t M M u u 。测绘梁破坏时 的裂缝分布图

1120060012002 $8000$6@150$6@15030002±16150一1图 5-1PP10010010008001000dd目A002800图5-28

8 图 5－1 图 5－2

实验三结构动力特性实验实验目的一、1、熟悉拾振器、动态电阻应变仪、放大器、动态数据采集分析系统、激振器、低频信号发生器的使用方法。2、掌握结构构件动力特性的测定方法。二、实验仪器设备1、拾振器2、动态电阻应变仪3、动态数据采集分析系统4、低频信号发生器5、放大器6、激振器7、12#工字钢梁8、应变片及导线。三、实验对象及要求1、实验对象：12#工字钢梁，跨度4.2m，材料A3钢，E，=210N/mm2，f=170N/mm2。2、实验要求：1）记录钢梁的振动波形图。2）分析钢梁的自振周期、频率及阻尼比。四、实验步骤1、用突卸法测定：1）安装钢梁。2）安装拾振器，粘贴应变片。3）将拾振器与动态电阻应变仪（或放大器）、应变片与动态电阻应变仪、动态电阻应变仪与动态数据采集分析系统连接4）调试各仪器设备。5）由一人轻敲钢梁。6）由动态数据采集分析系统采集记录钢梁振动波形及动应变曲线。2、用共振法测定：1）安装钢梁。2）安装拾振器、激振器、低频信号发生器、放大器等仪器，粘贴应变片。3）将拾振器与动态电阻应变仪（或放大器）、应变片与动态电阻应变仪、动态电阻应变仪与动态数据采集分析系统、低频信号发生器与放大器、放大器与激振器连接。4）开动激振器，使钢梁产生强迫振动，调节低频信号发生器，使其频率由小到大变化。5）由动态数据采集分析系统记录钢梁振动波形、动应变相应图形。9

9 实验三 结构动力特性实验 一、实验目的 1、熟悉拾振器、动态电阻应变仪、放大器、动态数据采集分析系统、激振器、低 频信号发生器的使用方法。 2、掌握结构构件动力特性的测定方法。 二、实验仪器设备 1、拾振器 2、 动态电阻应变仪 3、 动态数据采集分析系统 4、 低频信号发生器 5、 放大器 6、 激振器 7、 12＃工字钢梁 8、 应变片及导线。 三、实验对象及要求 1、实验对象： 12＃工字钢梁，跨度 4.2m，材料 A3 钢， E s ＝210N/mm2， t f ＝170N/mm2。 2、 实验要求： 1） 记录钢梁的振动波形图。 2）分析钢梁的自振周期、频率及阻尼比。 四、实验步骤 1、用突卸法测定： 1）安装钢梁。 2）安装拾振器，粘贴应变片。 3）将拾振器与动态电阻应变仪（或放大器）、应变片与动态电阻应变仪、动态 电阻应变仪与动态数据采集分析系统连接 4）调试各仪器设备。 5）由一人轻敲钢梁。 6）由动态数据采集分析系统采集记录钢梁振动波形及动应变曲线。 2、用共振法测定： 1）安装钢梁。 2）安装拾振器、激振器、低频信号发生器、放大器等仪器，粘贴应变片。 3）将拾振器与动态电阻应变仪（或放大器）、应变片与动态电阻应变仪、动态 电阻应变仪与动态数据采集分析系统、低频信号发生器与放大器、放大器 与激振器连接。 4）开动激振器，使钢梁产生强迫振动，调节低频信号发生器，使其频率由小 到大变化。 5）由动态数据采集分析系统记录钢梁振动波形、动应变相应图形