钢筋混凝土双悬臂梁试验系统的研制开发

论文摘要

双悬臂结构在生产、生活和工程当中被广泛应用。我们尽管已经对双悬臂结构的理论研究做了大量的工作,但是对双悬臂结构进行力学试验的试验体系相对较少,而作为教学与研究为一体的学校迫切需要这样的中小型试验测试体系开展教学与科研,故本课题结合学校已经立项的试验系统开发项目力图研制开发一套简单、经济、适用的钢筋混凝土双悬臂梁试验系统为教学与科研服务,同时作为对双悬臂梁结构试验领域的补充。　在本题的研发中,设计了双悬臂试验装置,对双悬臂试验梁施加外加约束,使试验梁悬臂部分的受力和变形与理论上悬臂梁的受力与变形相符,从而使试验梁在加载后成为悬臂梁的受力状态。在钢筋混凝土双悬臂梁试验系统中,应变、挠度以及荷载是其主要的测试内容。论文通过对基础理论的探讨,阐述了本课题采用的应变、挠度以及外加荷载的测量方法,介绍了在本开发试验中所用的BX120-3AA 型电阻应变片、YD-28A 型动态电阻应变仪、PCL-812PG 数据采集卡、DA-30 型差动变压器式位移传感器和配套使用的数据采集器、以及恒载试验机和钢筋混凝土双悬臂梁试验装置,同时还使用Visual Basic 语言开发了测试和控制用的程序。另外,本课题还设计并制作了一些试验梁用于验证这套试验系统。最后,使用这套试验系统对所设计的试验梁进行了验证性的加载试验。试验表明:⑴　设计的加载装置能够实现加载试验,梁的受力状态处于双悬臂状态;⑵　实现了预先确定的试验功能,试验系统可以对试验中的应变、挠度以及外荷载数据进行采集与保存;⑶　可以用来为教学与科研进行相关试验服务。

论文目录

• 1 前言
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 国内外的研究现状
• 2 双悬臂梁试验装置的设计与加工制作
• 2.1 恒载试验机
• 2.1.1 主要结构
• 2.1.2 主要技术参数
• 2.2 钢筋混凝土双悬臂梁试验装置
• 2.2.1 主要结构与工作原理
• 2.2.2 试验装置的主要技术参数
• 2.2.3 试验装置的使用参数
• 3 双悬臂试验梁的设计与制作
• 3.1 试验梁的配筋设计
• 3.1.1 1#双悬臂试验梁的配筋设计（剪跨比m=3.7）
• 3.1.1.1 抗弯钢筋的设计
• 3.1.1.2 抗剪钢筋的设计
• 3.1.2 2#双悬臂试验梁的配筋设计（剪跨比m=2.07）
• 3.1.2.1 抗弯钢筋的设计
• 3.1.2.2 抗剪钢筋的设计
• 3.1.3 3#双悬臂试验梁的配筋设计（剪跨比m=0.96）
• 3.1.3.1 抗弯钢筋的设计
• 3.1.3.2 抗剪钢筋的设计
• 3.2 试验梁的混凝土配合比设计
• 3.2.1 配合比设计计算
• 3.2.2 进行和易性和强度调整
• 3.3 试验梁电阻应变片得设置
• 3.3.1 试验梁电阻应变片布置
• 4 试验程序
• 4.1 程序流程图
• 4.2 程序的窗体
• 4.3 程序的使用操作说明
• 4.3.1 窗体I
• 4.3.2 窗体II
• 4.3.3 窗体III
• 4.3.4 窗体IV
• 5 数据采集
• 5.1 数据采集系统
• 5.2 数据采集卡
• 5.2.1 PCL-812PG 数据采集卡
• 5.2.2 端子板
• 6 应变的测量和挠度的测量
• 6.1 应变的测量
• 6.1.1 电阻应变仪的基本工作原理
• 6.1.2 电阻应变片的选用
• 6.1.3 电阻应变片的接桥方式
• 6.1.4 温度补偿
• 6.2 挠度的测量
• 7 试验系统的抗干扰措施
• 7.1 常用的抗干扰措施
• 7.2 试验系统中的抗干扰措施
• 7.2.1 测量仪器本身的抗干扰措施
• 7.2.2 人为抗干扰措施
• 8 验证性试验
• 8.1 悬臂梁试验系统运行前的准备工作
• 8.1.1 试件的安装
• 8.1.2 试验装置的联结
• 8.2 悬臂梁试验系统的试验内容
• 8.2.1 2#梁的加载试验
• 8.2.2 1#梁的加载试验
• 8.2.3 3#梁的加载试验
• 8.3 试验结果分析
• 8.3.1 1#梁试验结果分析
• 8.3.2 2#梁试验结果分析
• 8.3.3 3#梁试验结果分析
• 8.3.4 结论
• 9 结论与展望
• 9.1 结论
• 9.2 展望
• 附录
• 附录I
• 附录II
• 参考文献