大工14秋《水利工程实验》（二）实验报告

实验名称：静定桁架实验

一、实验目的：1.掌握杆件应力—应变关系与桁架的受力特点。2.对桁架节点位移、支座沉降和杆件内力测量，以及对测量结果处理分析，掌握静力非破坏实验实验基本过程。3.结合实际工程，对桁架工作性能作出分析与评定。 二、实验数据记录： 桁架数据表格

外径(mm) 22 内径(mm) 20 截面积(mm) 69.54 杆长度(mm) 500 线密度 (kg/m) 0.51 弹性模量(Mpa) 2.06*105

三、实验内容：

第1部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格

荷载（N） 500 1000 1500 2000 1000 0 上弦杆 1点 -34 -68 -100 -133 -61 0 2点 -36 -72 -106 -142 -70 0 均值 -35 -70 -103 -137.5 -68.5 0 力 -475.3 -950.6 -1398.7 1点 27 53 78 2点 26 51 76 102 50 0 腹杆 均值 26.5 52 77 103 50.5 0 力 359.9 706.2 1045.7 1391.9 685.8 0 1点 18 34 52 69 35 0 下弦杆 2点 19 37 55 73 37 0 均值 18.5 35.5 53.5 71 36 0 力 251.2 482.1 726.5 964.2 488.9 0 -1867.3 104 -930.2 0 51 0

第2部分：记录试验微应变值和下弦杆百分表的读数，并完成表格

荷载 （N） 500 1000 1500 2000 挠度测量 表① 0 0 0 0 累计 0 0 0 0 表② 0.075 0145 0.220 0.285 累计 0.075 0.145 0.220 0.285 表③ 0.125 0.253 0.377 0.502 累计 0.125 0.253 0.377 0.502 表④ 0 0 0 0 累计 0 0 0 0 下弦杆 ② 0.075 0.145 0.220 0.285 ③ 0.125 0.253 0.377 0.502 1000 0 0 0 0 0 0.142 0.001 0.142 0.001 0.251 0.002 0.251 0.002 0 0 0 0 0.142 0.001 0.251 0.002 四、实验结果分析与判定：

1. 将第一部分中内力结果与桁架理论值对比，分析其误差产生的原因？ 由于理论计算的数值均略大于实测值，可能的原因如下：实际的桁架结点由于约束的情况受实验影响较大，并非都为理想的铰接点，因此部分结点可以传递弯矩，而实际的桁架轴线也未必都通过铰的中心，且荷载和支座反力的作用位置也可能有所偏差，所以实际的内力值要与理论值有误差。

2. 通过试验总结出桁架上、下弦杆与腹杆受力特点，若将实验桁架腹杆反向布置，对比一下两者优劣。

当承受竖向向下荷载时，上弦受压，下弦、腹杆受拉。通过受力分析可以得出，反向布置之后，腹杆由之前的受拉变为受压，但是受力的大小不变。据此为避免压杆失稳，实验中布置的桁架形式更优越，受力更合理，更能发挥材料的作用。

实验名称：水利工程底流消能实验

一、实验目的

1、通过实验了解底流消能原理及其类型。2、校核消能措施的几何尺寸。3、了解辅助消能工的作用。 二、实验数据 1、 已知数据

（1）实验槽宽B = 10 cm （2）消力坎实测高度= 1.9 cm 2、实测数据 将实测数据填入表1 表1

上游水深 流量计 （cm） 读数 （m/h） 3收缩断面水深 （cm） 槽底 高程 15.22 水面 高程 16.20 消力坎上水头 下游 （cm） 水面高程坎顶高程 （槽底高程+坎高） 17.12 水面 高程 20.14 19.25 （cm） 槽底 高程 水面 高程 28.44 4.52 15.22 三、消力坎的高度计算（写出详细过程）

Q=流量计读数×1000/3.6=4.52×1000/3.6=1255.56(cm3/s) 计算单宽流量qc?Q/B=1255.56/10=125.56（cm2/s）

?qc计算消力坎水头H10????m2g?s?=3.57（cm） m为折线型实用堰的流量系数，一???23般取m?0.42；?s是消能墙的淹没系数，自由出流取1.0 计算E=P+H=上游水深＝13.22 9.93+H=13.22 H=3.29 计算流速系数?

??1?0.0155P/H=1-0.0155×（9.93/3.29）=0.95 通过试算计算收缩断面水深

qc2 通过试算，得出 hc=0.83 E0?hc?222g?hc计算收缩断面共轭水深

h???hc2?8qc2???1?gh3?1??=5.82

c??23计算消力坎高度c

c??h?//jcqc22g??jhc//?2?qc????m2g?s?=1.05×5.82+125.562 /(2×980(1.05×???5.82)2 )-3.57=2.76 将计算数据填入表2 表2

上游 单宽流量 （cm/s） （cm） （cm） 125.56 13.22 4.03 实测 0.98 计算 0.83 实测 3.02 计算 3.57 实测 1.9 计算 2.76 2下游 水深 收缩断面水深 消力坎水头 消力坎高度 水深 hc（cm） H10（cm） c（cm） 四、实验结果分析及回答思考题

1、计算数据成果表中，各参数的实际测量和理论计算值是否完全相等？如有误差，请分析原因。

不相等，存在误差。误差产生的原因主要有水流的流态、各系数的选取及测量本省也存在一定的误差。