工2022年土木工程实验(二)离线作业答案
实验：混凝土实验
实验目：1熟悉混凝土技术性质成型养护方法2掌握砼拌合物工作性测定评定方法3通检验砼立方体抗压强度掌握关强度评定方法
二配合信息：
1．基设计指标
（1）设计强度等级 C30
（2）设计砼坍落度 3050mm
2．原材料
（1）水泥：种类 复合硅酸盐水泥 强度等级 C325
（2）砂子：种类 河砂 细度模数 26
（3）石子：种类 碎石 粒 级 5315mm
（4）水： 洁净淡水蒸馏水
3．配合：(kgm3)
材料
水泥
砂
碎石
水
水灰
砂率
1m3量(kg)
475
600
1125
200
042
35
称量精度
±05
±1
±1
±05
15L量(kg)
7125
90
16875
3
042
35
三实验容：
第1部分：混凝土拌合物工作性测定评价
1实验仪器设备：电子秤量筒坍落度筒拌铲铲捣棒（直径16mm长600mm端部呈半球形捣棒）拌合板金属底板等
2实验数结果
工作性参数
测试结果
坍落度mm
40mm
粘聚性
良
保水性
良
第2部分：混凝土力学性检验
1实验仪器设备： 标准试模：150mm×150mm×150 mm 振动台压力试验机（测量精度±1时间破坏荷载应压力机全量程20压力机全量程80）压力试验机控制面板标准养护室（温度20℃±2℃相湿度低95）
2实验数结果
试件编号
1#
2#
3#
破坏荷载FkN
7135
8640
8702
抗压强度MPa
中（A22500mm2）
317
384
387
抗压强度代表值MPa
22500mm2
四实验结果分析判定：
（1）混凝土拌合物工作性否满足设计求判定？
答：满足设计求实验求混凝土拌合物塌落度30—50mm次实验结果中塌落度40mm符合求捣棒已塌落拌合物锥体侧面轻轻敲锥体逐渐沉表示粘聚性良塌落度筒提起仅少量稀浆底部析出表示保水性良
（2）混凝土立方体抗压强度否满足设计求判定？
答：满足设计求该组试件抗压强度分317MPa384MPa387 MPa
317384差值38415值值舍取384 MPa作该组试件抗压强度值384 MPa382 MPa测混凝土强度满足设计求
实验二：钢筋混凝土简支梁实验
实验目： 1分析梁破坏特征根梁裂纹开展判断梁破坏形态2观察裂纹开展记录梁受力变形程画出荷载挠度曲线3根级荷载应变片应变值分析应变截面高度否成线性4测定梁开裂荷载破坏荷载理计算值进行较
二实验基信息：
1．基设计指标
（1）简支梁截面尺寸 150mm×200mm
（2）简支梁截面配筋（正截面） 2φ82HRB335 14
2．材料
（1）混凝土强度等级 C30
（2）钢筋强度等级 HRB335
三实验容：
第1部分：实验中级荷载记录数
荷载
百分表读数
挠度mm
左支座（f1mm）
右支座（f2mm）
跨中（f3mm）
0
0 kN
096
499
514
0
1
10 kN
090
491
548
258
2
20 kN
086
483
585
043
3
30 kN
082
475
626
047
4
40 Kn
078
468
666
046
5
50 kN
074
461
711
051
6
60 kN
070
456
752
046
7
70 kN
067
452
803
054
8
80 kN
063
448
850
052
9
90 kN
060
443
906
060
10
100 kN
057
439
965
063
起裂荷载(kN)
40KN
破坏荷载(kN)
1383KN
注：起裂荷载裂缝开始出现裂缝时加荷载数值
第2部分：级荷载作应变值
荷载
应变值
测点4读数
测点5读数
测点6读数
测点7读数
1
10 kN
56
50
58
88
2
20 kN
99
100
109
174
3
30 kN
258
376
300
310
4
40 kN
445
760
497
448
5
50 kN
561
1095
652
570
6
60 kN
696
1425
832
701
7
70 kN
843
1760
1022
842
8
80 kN
952
2021
1156
957
9
90 kN
1068
2306
1306
1046
10
100 kN
1107
2593
1457
1170
四实验结果分析判定：
（1）根试验梁材料实测强度尺寸计算该梁正截面承受荷载902kN实验实测值相相差少？
答：荷载C30混凝土fc143Nmm2 α11 HRB335钢筋fc300Nmm2 环境取类保护层厚度取20mm界限相受压区δ055取αs45mmho20045155mmM10x143x150x155x055x(105x055)132574KNm 实验相较1326902424 KNm实验实测值相相差424 KNm
实验三：静定桁架实验
实验目： 1掌握杆件应力——应变关系桁架受力特点2桁架节点位移支座沉降杆件力测量测量结果处理分析掌握静力非破坏实验基程3结合实际工程桁架工作性做出分析评定
二实验数记录：
桁架数表格
外径(mm)
径(mm)
截面积(mm)
杆长度(mm)
线密度 (kgm)
弹性模量(Mpa)
22
20
6954
051
500
206×105
三实验容：
第1部分：记录试验微应变值弦杆百分表读数完成表格
荷载（N）
弦杆
腹杆
弦杆
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
265
35987
18
19
185
25123
1000
68
72
70
53
53
51
52
70616
34
37
355
48209
1500
100
106
103
78
78
76
77
104566
52
55
535
72653
2000
133
142
1375
104
104
101
1025
139195
69
73
71
96418
1000
67
70
685
51
51
50
501
68579
35
37
36
48888
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
第2部分：记录试验微应变值弦杆百分表读数完成表格
荷载
（N）
挠度测量
弦杆
表①
表②
表③
表④
②
③
500
0
0075
0125
0
0075
0125
1000
0
0145
0253
0
0145
0253
1500
0
0220
0377
0
0220
0377
2000
0
0285
0502
0
0285
0502
1000
0
0142
0251
0
0142
0251
0
0
0001
0002
0
0001
0002
四实验结果分析判定：
1 第部分中力结果桁架理值分析误差产生原？
理计算数值均略实测值原：实际桁架结点约束情况受实验影响较非理想铰接点部分结点传递弯矩实际桁架轴线未必通铰中心荷载支座反力作位置偏差实际力值理值误差
2 通试验总结出桁架弦杆腹杆受力特点实验桁架腹杆反布置两者优劣
承受竖荷载时弦受压弦腹杆受拉通受力分析出反布置腹杆前受拉变受压受力变避免压杆失稳实验中布置桁架形式更优越受力更合理更发挥材料作
实验四：结构动力特性测量实验
实验目：1解动力参数测量原理2掌握传感器仪器方法3通震动衰减波形求出系统固频率阻尼
二实验设备信息：
1设备仪器
名称
型号规格
途
拾振器
DH105
震动信号转换电压信号输出
动态测试系统
DH5922
采集振动传感器输出电信号转换数字信号传送计算机
电荷适配器
拾振器电荷信号转换成电压信号
电脑
记录分析数
锤子
敲击产生震动信号
木质简支梁
实验敲击震动源
2简支梁基数
截面高度
(mm)
截面宽度
(mm)
长度
(mm)
跨度
(mm)
弹性模量
(GPa)
重量
(kg)
振频率理值
(Hz)
61
185
2035
1850
10
127
3435
三实验容：
根相邻n周期波峰时间信息根公式计算阶固频率阻尼
次数
1
2
3
4
5
6
第i
波形
波峰
时间
15615
29255
15745
9358
2568
15615
幅值
50073
51879
49020
42432
43628
50073
第i+n波形
波峰
时间
17505
31405
1762
95445
2781
17505
幅值
34118
37039
33459
29706
29301
34118
间隔n
7
8
7
7
8
7
周期 s
0027
002688
00268
00266
002662
0027
频率 Hz
37037
37202
37313
37594
37566
37037
阻尼ζ
00087
00067
00087
00081
00079
00087
根公式：（1）（2）计算述表格中频率阻尼填写表中第i波形波峰幅值第i+n波形波峰幅值
四问题讨：
1 实验中拾振器选择什？时什注意事项？
答 ：1拾振器选择灵敏度频响量程
时注意：1灵敏度：土木工程超型机械结构振动1~100ms2左右选300~30pCms2速度传感器2频率：土木工程般低频振动加速度传感器频率响应范围选择02~1kHz3传感器横减横扰动测量频率影响 注意事项：量程范围调整量程范围实验数达较信噪调整原仪器载信号
2 什振动法？
答：震动法实验室中采初位移初速度突卸突加载方法结构受击荷载作产生振动
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实验：混凝土实验
实验目：1熟悉混凝土技术性质成型养护方法2掌握砼拌合物工作性测定评定方法3通检验砼立方体抗压强度掌握关强度评定方法
二配合信息：
1．基设计指标
（1）设计强度等级 C30
（2）设计砼坍落度 3050mm
2．原材料
（1）水泥：种类 复合硅酸盐水泥 强度等级 C325
（2）砂子：种类 河砂 细度模数 26
（3）石子：种类 碎石 粒 级 5315mm
（4）水： 洁净淡水蒸馏水
3．配合：(kgm3)
材料
水泥
砂
碎石
水
水灰
砂率
1m3量(kg)
475
600
1125
200
042
35
称量精度
±05
±1
±1
±05
15L量(kg)
7125
90
16875
3
042
35
三实验容：
第1部分：混凝土拌合物工作性测定评价
1实验仪器设备：电子秤量筒坍落度筒拌铲铲捣棒（直径16mm长600mm端部呈半球形捣棒）拌合板金属底板等
2实验数结果
工作性参数
测试结果
坍落度mm
40mm
粘聚性
良
保水性
良
第2部分：混凝土力学性检验
1实验仪器设备： 标准试模：150mm×150mm×150 mm 振动台压力试验机（测量精度±1时间破坏荷载应压力机全量程20压力机全量程80）压力试验机控制面板标准养护室（温度20℃±2℃相湿度低95）
2实验数结果
试件编号
1#
2#
3#
破坏荷载FkN
7135
8640
8702
抗压强度MPa
中（A22500mm2）
317
384
387
抗压强度代表值MPa
22500mm2
四实验结果分析判定：
（1）混凝土拌合物工作性否满足设计求判定？
答：满足设计求实验求混凝土拌合物塌落度30—50mm次实验结果中塌落度40mm符合求捣棒已塌落拌合物锥体侧面轻轻敲锥体逐渐沉表示粘聚性良塌落度筒提起仅少量稀浆底部析出表示保水性良
（2）混凝土立方体抗压强度否满足设计求判定？
答：满足设计求该组试件抗压强度分317MPa384MPa387 MPa
317384差值38415值值舍取384 MPa作该组试件抗压强度值384 MPa382 MPa测混凝土强度满足设计求
实验二：钢筋混凝土简支梁实验
实验目： 1分析梁破坏特征根梁裂纹开展判断梁破坏形态2观察裂纹开展记录梁受力变形程画出荷载挠度曲线3根级荷载应变片应变值分析应变截面高度否成线性4测定梁开裂荷载破坏荷载理计算值进行较
二实验基信息：
1．基设计指标
（1）简支梁截面尺寸 150mm×200mm
（2）简支梁截面配筋（正截面） 2φ82HRB335 14
2．材料
（1）混凝土强度等级 C30
（2）钢筋强度等级 HRB335
三实验容：
第1部分：实验中级荷载记录数
荷载
百分表读数
挠度mm
左支座（f1mm）
右支座（f2mm）
跨中（f3mm）
0
0 kN
096
499
514
0
1
10 kN
090
491
548
258
2
20 kN
086
483
585
043
3
30 kN
082
475
626
047
4
40 Kn
078
468
666
046
5
50 kN
074
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711
051
6
60 kN
070
456
752
046
7
70 kN
067
452
803
054
8
80 kN
063
448
850
052
9
90 kN
060
443
906
060
10
100 kN
057
439
965
063
起裂荷载(kN)
40KN
破坏荷载(kN)
1383KN
注：起裂荷载裂缝开始出现裂缝时加荷载数值
第2部分：级荷载作应变值
荷载
应变值
测点4读数
测点5读数
测点6读数
测点7读数
1
10 kN
56
50
58
88
2
20 kN
99
100
109
174
3
30 kN
258
376
300
310
4
40 kN
445
760
497
448
5
50 kN
561
1095
652
570
6
60 kN
696
1425
832
701
7
70 kN
843
1760
1022
842
8
80 kN
952
2021
1156
957
9
90 kN
1068
2306
1306
1046
10
100 kN
1107
2593
1457
1170
四实验结果分析判定：
（1）根试验梁材料实测强度尺寸计算该梁正截面承受荷载902kN实验实测值相相差少？
答：荷载C30混凝土fc143Nmm2 α11 HRB335钢筋fc300Nmm2 环境取类保护层厚度取20mm界限相受压区δ055取αs45mmho20045155mmM10x143x150x155x055x(105x055)132574KNm 实验相较1326902424 KNm实验实测值相相差424 KNm
实验三：静定桁架实验
实验目： 1掌握杆件应力——应变关系桁架受力特点2桁架节点位移支座沉降杆件力测量测量结果处理分析掌握静力非破坏实验基程3结合实际工程桁架工作性做出分析评定
二实验数记录：
桁架数表格
外径(mm)
径(mm)
截面积(mm)
杆长度(mm)
线密度 (kgm)
弹性模量(Mpa)
22
20
6954
051
500
206×105
三实验容：
第1部分：记录试验微应变值弦杆百分表读数完成表格
荷载（N）
弦杆
腹杆
弦杆
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
265
35987
18
19
185
25123
1000
68
72
70
53
53
51
52
70616
34
37
355
48209
1500
100
106
103
78
78
76
77
104566
52
55
535
72653
2000
133
142
1375
104
104
101
1025
139195
69
73
71
96418
1000
67
70
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51
51
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501
68579
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37
36
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0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
第2部分：记录试验微应变值弦杆百分表读数完成表格
荷载
（N）
挠度测量
弦杆
表①
表②
表③
表④
②
③
500
0
0075
0125
0
0075
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1000
0
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0
0145
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0
0220
0377
0
0220
0377
2000
0
0285
0502
0
0285
0502
1000
0
0142
0251
0
0142
0251
0
0
0001
0002
0
0001
0002
四实验结果分析判定：
1 第部分中力结果桁架理值分析误差产生原？
理计算数值均略实测值原：实际桁架结点约束情况受实验影响较非理想铰接点部分结点传递弯矩实际桁架轴线未必通铰中心荷载支座反力作位置偏差实际力值理值误差
2 通试验总结出桁架弦杆腹杆受力特点实验桁架腹杆反布置两者优劣
承受竖荷载时弦受压弦腹杆受拉通受力分析出反布置腹杆前受拉变受压受力变避免压杆失稳实验中布置桁架形式更优越受力更合理更发挥材料作
实验四：结构动力特性测量实验
实验目：1解动力参数测量原理2掌握传感器仪器方法3通震动衰减波形求出系统固频率阻尼
二实验设备信息：
1设备仪器
名称
型号规格
途
拾振器
DH105
震动信号转换电压信号输出
动态测试系统
DH5922
采集振动传感器输出电信号转换数字信号传送计算机
电荷适配器
拾振器电荷信号转换成电压信号
电脑
记录分析数
锤子
敲击产生震动信号
木质简支梁
实验敲击震动源
2简支梁基数
截面高度
(mm)
截面宽度
(mm)
长度
(mm)
跨度
(mm)
弹性模量
(GPa)
重量
(kg)
振频率理值
(Hz)
61
185
2035
1850
10
127
3435
三实验容：
根相邻n周期波峰时间信息根公式计算阶固频率阻尼
次数
1
2
3
4
5
6
第i
波形
波峰
时间
15615
29255
15745
9358
2568
15615
幅值
50073
51879
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43628
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第i+n波形
波峰
时间
17505
31405
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2781
17505
幅值
34118
37039
33459
29706
29301
34118
间隔n
7
8
7
7
8
7
周期 s
0027
002688
00268
00266
002662
0027
频率 Hz
37037
37202
37313
37594
37566
37037
阻尼ζ
00087
00067
00087
00081
00079
00087
根公式：（1）（2）计算述表格中频率阻尼填写表中第i波形波峰幅值第i+n波形波峰幅值
四问题讨：
1 实验中拾振器选择什？时什注意事项？
答 ：1拾振器选择灵敏度频响量程
时注意：1灵敏度：土木工程超型机械结构振动1~100ms2左右选300~30pCms2速度传感器2频率：土木工程般低频振动加速度传感器频率响应范围选择02~1kHz3传感器横减横扰动测量频率影响 注意事项：量程范围调整量程范围实验数达较信噪调整原仪器载信号
2 什振动法？
答：震动法实验室中采初位移初速度突卸突加载方法结构受击荷载作产生振动
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