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《土木工程力學》課程實驗教學大綱 課程代碼： 04202 課程名稱： 土木工程力學 英文名稱： Civil engineering mechanics 課程總學時： 114 學 分： 6 理論學時： 106 實驗學時： 8 課程類型： 必修 課程性質(zhì)： 專業(yè)基礎(chǔ)課 設(shè)置類別： 非獨立設(shè)實驗課 先修課程： 高等數(shù)學 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 開課單位： 建筑工程系 一、實驗教學的性質(zhì)地位和任務(wù) 《土木工程力學》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，而土木工程力學實驗是土木工程力學課程的重要組成部分，其目的是使學生學到測定材料力學性質(zhì)的實驗的基本知識、基本技能和基本方法；了解實驗應力分析的基本概念；初步掌握驗證材料力學理論的方法，并通過實驗理解理論、深化理論；培養(yǎng)學生的動手能力、觀察能力、分析能力和綜合歸納能力；培養(yǎng)學生嚴肅認真、實事求是的精神和良好的學習習慣。要求學生 奢珠指導下自行完成操作、測試、記錄、繪圖和實驗報告的整理工作。 二、 實驗內(nèi)容與要求 項目一、拉伸、壓縮實驗 （1）實驗目標 1、測定低碳鋼拉伸時的屈服強度δS、抗拉強度δb、伸長率和斷面收縮率δ； 2、觀察低碳鋼拉伸過程中的各種變形現(xiàn)象，并繪制拉伸圖（F－Δｌ曲線）； 3、測定鑄鐵的抗拉強度δb; 4、觀察低碳鋼和鑄鐵壓縮時的變形和破壞并進行比較。 （2）具體內(nèi)容 1、根據(jù)屈服荷載Ps和最大荷載Pb計算屈服極限σs和強度極限σb 2、根據(jù)試件前后標距的長度及橫截面面積計算延伸率δ和面積收縮率ψ。 3、根據(jù)試驗記錄，計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噸萬能材料試驗機，刻線機。 工具量具：扳手、榔頭、螺絲刀、洋沖、繪圖筆、游標卡尺、鋼板尺、 材料：低碳鋼和鑄鐵拉伸與壓縮試樣各一根 項目二、彈性模量E的測定 （1）實驗目標 1、觀察在比例極限以內(nèi)，力和變形的正比例關(guān)系。驗證彈性變形正比例定律； 2、測定低碳鋼的彈性模量E； 3、學會使用蝶式引伸儀。 （2）具體內(nèi)容 1、測定鋼材的彈性模量時，一般采用在比例極限內(nèi)的拉伸試驗。 2、已知胡克定律的關(guān)系式為：△L0=PL/EA0 3、為了驗證力和變形的線性關(guān)系，一般采用增量法逐級加載，也就是分幾次來逐漸加載。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.相應的引伸儀標距為L0.取各次長度增加量的平均值為δ，則由胡克定律關(guān)系式即可計算出彈性模量： E=△P0L0/δA0 （3）主要儀器設(shè)備與工具 1、萬能材料試驗機； 2、蝶式引伸儀； 3、游標卡尺 項目三、扭轉(zhuǎn)實驗 （1） 實驗目標 1、測定低碳鋼的剪切彈性模量，并驗證扭轉(zhuǎn)胡克定理； 2、測定低碳鋼的扭轉(zhuǎn)屈服強度τs、抗扭強度τb、鑄鐵的抗扭強度τb； 3、觀察低碳鋼與鑄鐵扭轉(zhuǎn)時的變形和破壞現(xiàn)象。 （2）具體內(nèi)容 1、測量試件直徑（與拉伸試驗相同） 2、將試件一端裝于試驗機與擺錘相連的夾頭中，調(diào)整示力盤至零點； 3、夾緊另一端，調(diào)好自動繪圖裝置，開始對試件逐漸均勻地施加扭轉(zhuǎn)外力偶距，讀出屈服點負荷，然后電動，直至試件破壞為止，記下最大負荷； 4、將機器恢復原位，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)試驗機，百分表扭角儀。 2、工具量具：活扳手、內(nèi)六方扳手、游標卡尺。 項目四、電測梁的正應力實驗 （1） 實驗目標 1、測定純彎曲下矩形截面梁橫截面上正應力的分布規(guī)律并與理論值比較； 2、了解電測法基本原理和電阻應變儀的使用。 （2）具體內(nèi)容 1、預習靜態(tài)電阻應變儀與調(diào)平衡箱的使用說明； 2、將已貼好的測量片和補償片的引出導線接在預調(diào)平衡箱接線柱上，按電阻應變儀多點測量時的操作步驟做好測量前的準備工作； 3、加載至最大荷載，然后卸載，檢查應變儀是否處于正常狀態(tài)。 4、正式測量，逐級加砝碼，在應變儀上分別讀出五個點的應變大小記錄，最后卸載； 5、使儀器恢復到正常狀態(tài)。 （3）主要儀器設(shè)備與工具 1、純彎曲試驗裝置 2、CM—100型靜態(tài)數(shù)字應變儀 項目五、疲勞演示實驗 （1） 實驗目標 1、了解純彎曲疲勞試驗機 2、介紹測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： 純彎曲式疲勞試驗機 材料：碳鋼圓截面試樣一根ｄ＝8mm、ｌ＝140mm 三、學時分配 序 號 實驗項目名稱 時數(shù) 實驗 要求 實驗 類型 所在實驗室 1 拉伸、壓縮實驗 2 必做 基礎(chǔ) 力學實驗室Ⅰ 2 彈性模量E的測定 1 必做 基礎(chǔ) 力學實驗室Ⅰ 3 扭轉(zhuǎn)實驗 2 必做 基礎(chǔ) 力學實驗室Ⅰ 4 電測梁的正應力實驗 2 必做 基礎(chǔ) 力學實驗室Ⅱ 5 疲勞演示實驗 1 演示 基礎(chǔ) 力學實驗室Ⅰ 總 計 8 四、考核方式 按實驗操作、實驗效果、實驗紀律和實驗報告質(zhì)量各環(huán)節(jié)綜合評定成績。實驗成績以30％計入本課程學期總成績。 五、大綱說明 本大綱實驗時數(shù)為最少時數(shù)。 本大綱同樣適用于土木工程力學、建筑力學與結(jié)構(gòu)等課程。 根據(jù)專業(yè)的不同，可選做不同項目。 六、推薦教材及參考書 [1] 張明朗．土木工程力學．北京：計劃出版社，2008． [2] 王煥定．結(jié)構(gòu)力學．北京：清華大學出版社，2006． [3] 范欽珊．工程力學．北京：清華大學出版社，2005． 執(zhí) 筆：山水龍 審 核：賈淑明 審 批：