大工18春《土木工程实验》答案
??一、实验目的
1.了解土木工程结构试验的基本原理和方法。
2.通过实际操作，掌握常用试验仪器的使用。
3.测定土木工程结构的力学性能，验证相关理论和计算公式。
4.培养学生的实践动手能力、数据分析能力和创新思维。
二、实验内容
混凝土立方体抗压强度试验
1.试件制作
准备符合要求的混凝土原材料，按设计配合比进行搅拌。
将搅拌好的混凝土分三层装入试模，每层用振捣棒振捣密实。
刮平表面，养护至规定龄期。
2.试验操作
将试件表面擦拭干净，放置在压力试验机上。
以规定的加载速度进行加载，直至试件破坏。
记录破坏荷载值。
3.结果计算
根据破坏荷载计算混凝土立方体抗压强度，公式为：\(f_{cu}=\frac{F}{A}\)，其中\(f_{cu}\)为混凝土立方体抗压强度，\(F\)为破坏荷载，\(A\)为试件承压面积。
钢筋拉伸试验
1.试件制备
从钢筋母材上截取长度符合要求的试件，一般为两根。
试件两端打磨平整，确保与试验机夹头良好接触。
2.试验过程
将试件安装在万能材料试验机的夹头中。
设定试验参数，以规定的加载速度进行拉伸试验。
记录试件的屈服荷载、极限荷载、伸长率等数据。
3.结果分析
根据记录数据计算钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率等力学性能指标。
梁的弯曲试验
1.试验装置搭建
将梁试件安装在试验支架上，确保两端简支。
在梁上布置应变片和位移传感器，测量应变和位移。
连接加载装置，如液压千斤顶或重物加载系统。
2.加载试验
分级加载，记录各级荷载下梁的应变和位移数据。
观察梁的变形情况，直至梁破坏。
3.数据处理与分析
根据测量数据绘制荷载应变、荷载位移曲线。
计算梁的抗弯强度、刚度等力学性能指标，并与理论计算结果进行比较。
三、实验设备
1.压力试验机：用于混凝土立方体抗压强度试验，能精确测量破坏荷载。
2.万能材料试验机：可进行钢筋拉伸试验和梁的弯曲试验，具备多种加载方式和测量功能。
3.试模：制作混凝土立方体试件。
4.振捣棒：振捣混凝土试件。
5.应变片：测量梁在弯曲试验中的应变。
6.位移传感器：测量梁的位移。
7.液压千斤顶或重物加载系统：对梁进行加载。
四、实验步骤
混凝土立方体抗压强度试验步骤
1.试件制作
按设计配合比将水泥、砂、石、水等原材料准确称量后倒入搅拌机中搅拌均匀。
分三层将搅拌好的混凝土装入边长为150mm的立方体试模中，每层高度大致相等。
每层用振捣棒垂直插入振捣，振捣至表面泛浆、不冒气泡为止。
刮平试模表面多余的混凝土，并用塑料薄膜覆盖，在标准养护条件下养护至规定龄期（一般为28天）。
2.试验准备
将养护好的混凝土试件从养护室取出，用湿布擦拭表面，保持表面干净。
检查压力试验机是否正常，调整好零点和加载速度（一般为每秒0.3～0.5MPa）。
3.试验操作
将试件放置在压力试验机的下压板中心位置，试件的承压面应与上下压板接触良好。
开动压力试验机，缓慢均匀地加载，直至试件破坏，记录破坏时的荷载值。
钢筋拉伸试验步骤
1.试件制备
根据钢筋的规格和试验要求，在钢筋母材上截取两根长度不小于5d+150mm（d为钢筋直径）的试件，其中一根用于测定屈服强度和抗拉强度，另一根用于测定伸长率。
将试件两端打磨平整，使其与试验机夹头能够紧密接触，保证受力均匀。
2.试验准备
调整万能材料试验机的夹头间距，使其符合试件长度要求。
安装引伸计，用于测量试件在拉伸过程中的伸长量。
设定试验参数，包括加载速度（一般为每秒10～30MPa）等。
3.试验操作
将试件安装在万能材料试验机的上、下夹头中，启动试验机开始加载。
密切观察试件的变形情况，记录屈服荷载、极限荷载和试件拉断后的标距长度。
取下试件，测量拉断后试件标距段的长度，计算伸长率。
梁的弯曲试验步骤
1.试验装置搭建
将梁试件放置在两个铰支座上，形成简支梁。铰支座应保证梁在加载过程中能够自由转动。
在梁的跨中位置安装加载装置，如液压千斤顶或重物加载系统，并确保加载点位于梁的对称轴上。
在梁的跨中及支座附近布置应变片，测量梁在弯曲过程中的应变；同时在梁的跨中布置位移传感器，测量梁的跨中位移。
连接应变片、位移传感器与数据采集系统，确保能够准确采集试验数据。
2.试验准备
检查试验装置各部件是否安装牢固，连接是否正确。
清零数据采集系统，设置采集参数，如采样频率等。
3.加载试验
分级加载，每