东南大学工程结构设计原理试验指导书课案_图文.docx

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东南大学工程结构设计原理试验指导书课案_图文

一、课程概述

(1)东南大学工程结构设计原理试验指导书课程旨在为学生提供系统、全面的工程结构设计原理知识，并培养学生的实际操作能力。课程内容涵盖了从基础理论到实际应用的各个方面，包括结构力学、材料力学、结构设计方法等。通过本课程的学习，学生可以掌握工程结构设计的基本原理，了解不同类型结构的受力特点，为今后从事相关领域的工作打下坚实的基础。

(2)本课程采用理论与实践相结合的教学方法，注重培养学生的动手能力和创新意识。在理论教学方面，课程内容紧密联系工程实际，通过大量的工程案例和实例分析，使学生能够深入理解工程结构设计的基本原理和方法。在实践教学方面，学生将参与多个试验项目，包括荷载试验、模型试验等，通过亲自动手操作，掌握试验技术，提高对工程结构性能的评估能力。

(3)课程内容更新及时，紧跟国内外工程结构设计领域的最新发展。在教材选择上，课程选用了具有权威性和实用性的教材，并结合东南大学在工程结构设计领域的丰富教学和科研经验，为学生提供了高质量的学习资源。此外，课程还邀请行业专家进行专题讲座，使学生能够接触到行业前沿的技术和理念，拓宽视野，增强就业竞争力。

二、试验目的与要求

(1)本课程试验的目的是通过实际操作，使学生深入理解工程结构设计原理，掌握结构受力分析、结构计算和结构设计的基本方法。试验过程中，学生将通过对典型结构模型的加载测试，了解不同材料、不同结构形式在荷载作用下的响应和破坏机理。例如，在梁的受弯试验中，通过施加不同等级的弯矩，观察梁的变形和裂缝发展，从而分析梁的承载能力和刚度。

(2)试验要求学生严格按照试验指导书的要求进行操作，确保试验数据的准确性和可靠性。在试验过程中，学生需掌握试验仪器的使用方法，正确读取和记录试验数据。例如，在压力试验中，要求学生正确设置试验机的加载速度，确保试验过程中荷载的均匀施加。此外，试验要求学生具备良好的实验操作规范，如安全操作、数据记录、实验报告撰写等，以提高实验技能和科学素养。

(3)试验内容涵盖了多种结构形式和材料，如钢筋混凝土梁、钢结构、木结构等，旨在培养学生的综合设计能力和创新能力。在试验过程中，学生需根据试验要求，设计合理的试验方案，并对试验结果进行分析和讨论。例如，在钢筋混凝土梁的试验中，学生需根据梁的截面尺寸、材料强度等参数，计算梁的理论承载力，并与试验结果进行对比，分析误差产生的原因。通过此类试验，学生能够掌握结构设计的基本流程，提高解决实际工程问题的能力。

三、试验设备与材料

(1)试验设备包括结构力学试验台、万能试验机、压力传感器、位移计、电子称重器、数据采集系统等。这些设备能够满足不同类型结构的力学性能测试需求。例如，万能试验机可进行拉伸、压缩、弯曲等力学试验，其最大加载能力可达2000kN，适用于各种金属和非金属材料。

(2)试验材料主要包括各类标准试件，如钢筋、混凝土、木材、钢等。这些试件按照国家标准进行加工，以确保试验数据的可比性和准确性。例如，钢筋试件需按照GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用热轧光圆钢筋》和GB/T1499.2-2018《钢筋混凝土用热轧带肋钢筋》标准进行加工，以确保其化学成分和力学性能符合设计要求。

(3)此外，试验所需辅助材料包括试验架、支撑杆、加载装置、测量工具等。这些辅助材料用于固定试件、施加荷载、测量变形等。例如，试验架用于支撑试件，确保试验过程中试件的稳定；支撑杆用于传递荷载，保证荷载的均匀施加；测量工具如千分尺、百分表等，用于精确测量试件的变形和位移。

四、试验步骤与方法

(1)试验前，首先进行设备检查和调试，确保所有试验设备处于良好工作状态。随后，根据试验方案准备试验材料，包括加工试件、配置加载装置、安装传感器等。在试件准备阶段，需严格按照设计要求加工试件，确保试件的尺寸、形状和材料符合试验要求。例如，在梁的弯曲试验中，需根据梁的截面尺寸和长度要求，加工出标准尺寸的梁试件。

(2)试验过程中，首先对试件进行初始状态观测，包括测量试件的尺寸、标记应变点和加载点等。随后，根据试验方案逐步施加荷载，并实时监测荷载、应变和位移等数据。在施加荷载的过程中，应严格控制加载速度，确保荷载均匀施加。例如，在混凝土梁的压缩试验中，荷载施加速度一般控制在0.01～0.02MPa/s，以保证试验数据的准确性。

(3)试验结束后，对采集到的数据进行整理和分析，包括绘制荷载-应变曲线、荷载-位移曲线等。通过对试验数据的分析，评估试件的力学性能，如抗拉强度、抗压强度、弹性模量等。同时，对比理论计算值与试验结果，分析误差产生的原因，总结试验经验。在撰写试验报告时，需详细描述试验过程、结果和分析，为后续研究和工程实践提供参考。例如，在钢筋混凝土梁的受弯试验中，通过分