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《土木工程力學(xué)》課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱 課程代碼： 04202 課程名稱： 土木工程力學(xué) 英文名稱： Civil engineering mechanics 課程總學(xué)時(shí)： 114 學(xué) 分： 6 理論學(xué)時(shí)： 106 實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)： 8 課程類型： 必修 課程性質(zhì)： 專業(yè)基礎(chǔ)課 設(shè)置類別： 非獨(dú)立設(shè)實(shí)驗(yàn)課 先修課程： 高等數(shù)學(xué) 適用專業(yè)： 建筑工程技術(shù)、道路橋梁工程技術(shù)、市政工程技術(shù) 工程造價(jià) 開(kāi)課單位： 建筑工程系 一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的性質(zhì)地位和任務(wù) 《土木工程力學(xué)》是建筑工程技術(shù)專業(yè)、道路橋梁工程技術(shù)以及市政工程技術(shù)專業(yè)的主要技術(shù)基礎(chǔ)課，而土木工程力學(xué)實(shí)驗(yàn)是土木工程力學(xué)課程的重要組成部分，其目的是使學(xué)生學(xué)到測(cè)定材料力學(xué)性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)、基本技能和基本方法；了解實(shí)驗(yàn)應(yīng)力分析的基本概念；初步掌握驗(yàn)證材料力學(xué)理論的方法，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解理論、深化理論；培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力、分析能力和綜合歸納能力；培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)肅認(rèn)真、實(shí)事求是的精神和良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣。要求學(xué)生 奢珠指導(dǎo)下自行完成操作、測(cè)試、記錄、繪圖和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的整理工作。 二、 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與要求 項(xiàng)目一、拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn) （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 1、測(cè)定低碳鋼拉伸時(shí)的屈服強(qiáng)度δS、抗拉強(qiáng)度δb、伸長(zhǎng)率和斷面收縮率δ； 2、觀察低碳鋼拉伸過(guò)程中的各種變形現(xiàn)象，并繪制拉伸圖（F－Δｌ曲線）； 3、測(cè)定鑄鐵的抗拉強(qiáng)度δb; 4、觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時(shí)的變形和破壞并進(jìn)行比較。 （2）具體內(nèi)容 1、根據(jù)屈服荷載Ps和最大荷載Pb計(jì)算屈服極限σs和強(qiáng)度極限σb 2、根據(jù)試件前后標(biāo)距的長(zhǎng)度及橫截面面積計(jì)算延伸率δ和面積收縮率ψ。 3、根據(jù)試驗(yàn)記錄，計(jì)算出低碳鋼的屈服極限σs （3）主要儀器設(shè)備與工具 設(shè)備：30噸萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，刻線機(jī)。 工具量具：扳手、榔頭、螺絲刀、洋沖、繪圖筆、游標(biāo)卡尺、鋼板尺、 材料：低碳鋼和鑄鐵拉伸與壓縮試樣各一根 項(xiàng)目二、彈性模量E的測(cè)定 （1）實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 1、觀察在比例極限以內(nèi)，力和變形的正比例關(guān)系。驗(yàn)證彈性變形正比例定律； 2、測(cè)定低碳鋼的彈性模量E； 3、學(xué)會(huì)使用蝶式引伸儀。 （2）具體內(nèi)容 1、測(cè)定鋼材的彈性模量時(shí)，一般采用在比例極限內(nèi)的拉伸試驗(yàn)。 2、已知胡克定律的關(guān)系式為：△L0=PL/EA0 3、為了驗(yàn)證力和變形的線性關(guān)系，一般采用增量法逐級(jí)加載，也就是分幾次來(lái)逐漸加載。而不是一次就將荷載加至最終數(shù)值。如各次增加相同的拉力△P0.相應(yīng)的引伸儀標(biāo)距為L(zhǎng)0.取各次長(zhǎng)度增加量的平均值為δ，則由胡克定律關(guān)系式即可計(jì)算出彈性模量： E=△P0L0/δA0 （3）主要儀器設(shè)備與工具 1、萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)； 2、蝶式引伸儀； 3、游標(biāo)卡尺 項(xiàng)目三、扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) （1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 1、測(cè)定低碳鋼的剪切彈性模量，并驗(yàn)證扭轉(zhuǎn)胡克定理； 2、測(cè)定低碳鋼的扭轉(zhuǎn)屈服強(qiáng)度τs、抗扭強(qiáng)度τb、鑄鐵的抗扭強(qiáng)度τb； 3、觀察低碳鋼與鑄鐵扭轉(zhuǎn)時(shí)的變形和破壞現(xiàn)象。 （2）具體內(nèi)容 1、測(cè)量試件直徑（與拉伸試驗(yàn)相同） 2、將試件一端裝于試驗(yàn)機(jī)與擺錘相連的夾頭中，調(diào)整示力盤至零點(diǎn)； 3、夾緊另一端，調(diào)好自動(dòng)繪圖裝置，開(kāi)始對(duì)試件逐漸均勻地施加扭轉(zhuǎn)外力偶距，讀出屈服點(diǎn)負(fù)荷，然后電動(dòng)，直至試件破壞為止，記下最大負(fù)荷； 4、將機(jī)器恢復(fù)原位，并把工具、試件放回原處。 （3）主要儀器設(shè)備與工具 1、 設(shè)備：NJ－100B扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)機(jī)，百分表扭角儀。 2、工具量具：活扳手、內(nèi)六方扳手、游標(biāo)卡尺。 項(xiàng)目四、電測(cè)梁的正應(yīng)力實(shí)驗(yàn) （1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 1、測(cè)定純彎曲下矩形截面梁橫截面上正應(yīng)力的分布規(guī)律并與理論值比較； 2、了解電測(cè)法基本原理和電阻應(yīng)變儀的使用。 （2）具體內(nèi)容 1、預(yù)習(xí)靜態(tài)電阻應(yīng)變儀與調(diào)平衡箱的使用說(shuō)明； 2、將已貼好的測(cè)量片和補(bǔ)償片的引出導(dǎo)線接在預(yù)調(diào)平衡箱接線柱上，按電阻應(yīng)變儀多點(diǎn)測(cè)量時(shí)的操作步驟做好測(cè)量前的準(zhǔn)備工作； 3、加載至最大荷載，然后卸載，檢查應(yīng)變儀是否處于正常狀態(tài)。 4、正式測(cè)量，逐級(jí)加砝碼，在應(yīng)變儀上分別讀出五個(gè)點(diǎn)的應(yīng)變大小記錄，最后卸載； 5、使儀器恢復(fù)到正常狀態(tài)。 （3）主要儀器設(shè)備與工具 1、純彎曲試驗(yàn)裝置 2、CM—100型靜態(tài)數(shù)字應(yīng)變儀 項(xiàng)目五、疲勞演示實(shí)驗(yàn) （1） 實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo) 1、了解純彎曲疲勞試驗(yàn)機(jī) 2、介紹測(cè)定金屬材料持久極限的方法 （2） 主要儀器設(shè)備與工具 設(shè)備： 純彎曲式疲勞試驗(yàn)機(jī) 材料：碳鋼圓截面試樣一根ｄ＝8mm、ｌ＝140mm 三、學(xué)時(shí)分配 序 號(hào) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱 時(shí)數(shù) 實(shí)驗(yàn) 要求 實(shí)驗(yàn) 類型 所在實(shí)驗(yàn)室 1 拉伸、壓縮實(shí)驗(yàn) 2 必做 基礎(chǔ) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ 2 彈性模量E的測(cè)定 1 必做 基礎(chǔ) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ 3 扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn) 2 必做 基礎(chǔ) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ 4 電測(cè)梁的正應(yīng)力實(shí)驗(yàn) 2 必做 基礎(chǔ) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ⅱ 5 疲勞演示實(shí)驗(yàn) 1 演示 基礎(chǔ) 力學(xué)實(shí)驗(yàn)室Ⅰ 總 計(jì) 8 四、考核方式 按實(shí)驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)效果、實(shí)驗(yàn)紀(jì)律和實(shí)驗(yàn)報(bào)告質(zhì)量各環(huán)節(jié)綜合評(píng)定成績(jī)。實(shí)驗(yàn)成績(jī)以30％計(jì)入本課程學(xué)期總成績(jī)。 五、大綱說(shuō)明 本大綱實(shí)驗(yàn)時(shí)數(shù)為最少時(shí)數(shù)。 本大綱同樣適用于土木工程力學(xué)、建筑力學(xué)與結(jié)構(gòu)等課程。 根據(jù)專業(yè)的不同，可選做不同項(xiàng)目。 六、推薦教材及參考書 [1] 張明朗．土木工程力學(xué)．北京：計(jì)劃出版社，2008． [2] 王煥定．結(jié)構(gòu)力學(xué)．北京：清華大學(xué)出版社，2006． [3] 范欽珊．工程力學(xué)．北京：清華大學(xué)出版社，2005． 執(zhí) 筆：山水龍 審 核：賈淑明 審 批：