教学仪器设备投入项目设备论证报告 (2015)

可行性论证报告

项目名称 力学与工程结构综合实验中心工程结构实验室仪器设备购置

购置单位 建筑工程学院（学院、部、中心） 工程结构实验室 负责人殷晓三 联系电话 填报日期 2015 年 6 月 10 日

中原工学院教务处制

说 明

1. 为进一步规范教学仪器设备的购置程序，使购置计划科学合理，避免盲目投资，特要求对教学仪器设备购置计划进行论证。

2. 论证以行政建制的实验室（或部门将要筹建的实验室）为单位进行，可邀请其它人员参加。

3. 论证应严格、认真，参加论证人员要切实对论证结果负责。

4. 论证结果将作为学校制定全校仪器设备购置计划的直接依据。

5. 论证报告要求用电子文档，A4纸打印，内容必须真实可靠。

6. 一般为教学仪器设备投入10万元以上的项目，进行立项论证。 7.设备论证报告一式两份。

一、计划项目概况 项目名称 (与实验大纲对应) （与实验指导书对应） （与实验大纲对应） 开设实验项目名称 实验对应的仪器设备 服务课程 面向专业 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 土木工程、工程管理、建筑工程管理 项目类型 （教学/科研） 教学 教学 教学 教学 教学 教学 教学 教学 自由振动测定结构动力特性试验 应变片与和应变仪的使用 等强度梁的应变测量 简支梁非破坏试验 钢筋混凝土正截面试验 模型钢框架动力特性测定试验 预制板检验 超声波检测混凝土裂缝的深度 激振器、激光位移传感器 建筑结构试验、建筑结构 动态信号分析系统 建筑结构试验、建标准工具箱 筑结构 建筑结构试验、建静态数字电阻应变仪 筑结构 加载架、液压千斤顶、水建筑结构试验、建筑结构 平仪 建筑结构试验、建混凝土梁、电子倾角仪器 筑结构 电磁激振台、加速度计、建筑结构试验、建电荷放大器、记录仪 筑结构 模型框架 建筑结构试验、建多孔预制板 筑结构 非金属材料超声波检测建筑结构试验、建筑结构 仪 申请投入设备值（万元） 197.5万元 设备拟安置地点 工程结构实验室（原北苑乒乓球室） 二、安装使用的环境及设施条件

工程结构实验室 现有设备值（万元 2 工程结构实验室（原北苑面 积 400m乒乓球室） 配套设施（如电源、通风防尘设备、地面等） 水电齐全，地面完整。 对劳动保护有何要求；对环保、安全有何影响及预防措施 无 实验室名称 仪器存放地点 房间数 120万 2间 三、购置计划（可另加附页）

仪器设备名称 激振器 激振器 主要技术参数要求 最大激振力450N 最大激振力1000N 检测距离40—60mm 红色激光670nm 小清晰光斑 无设置要求 高精度0.01/0.06mm 模拟量输出0—10V 连接器位置可旋转270° 可完成应力应变、振动（加速度、速度、位移）、冲击、声学、温度（各种类型热电偶）、压力、流量、力、扭矩、电压、电流等各种物理量的测试和分析，较高的测试精度和极强的抗干扰能力，保证测试结果精确可靠。 标配全套实验小工具，包括砂纸、镊子、502贴片胶水、704防护胶水、电烙铁、焊锡丝、剪刀、钳子、螺丝刀、剥线钳、医用纱布、直尺、卷尺、美工刀、绝缘胶带、透明胶带、水笔、记号笔等； 标配角磨机一台，万用表一台，兆欧表一台； 标配连接位移计用细钢丝1卷； 标配优质RVVP四芯屏蔽数据线，5米数据连接线10根，50米备用线1根； 标配5米线长多口公牛插座一个； 标配办公桌1个，椅子2把。 量程：0～±19999με 测量线数：配用P20R-25型预调平衡箱可测20线以上 电桥电压：有效值2V约1KHz方波 灵敏系数：K=1.80～2.60Ω 基本误差限：0～±400με≤±2με ±400με～±19999με≤±0.2%±1με 满足拟静力实验室和短柱抗压试验 机械式、承载力分别为10T、20T、30T和50T 数单价量 （万） 2 2 10 18 合计 （万） 20 36 年均论证结使用果 时数 90 90 90 激光位移传感器 10 3 30 15 2 30 90 动态信号分析系统 标准工具箱 0.4 25 10 90 2.5 4 10 90 静态数字电阻应变仪 加载架 液压千斤顶 20 2 1 1 20 2 90 90 水平仪 混凝土梁 电子倾角仪 电磁激振动台 模型框架 非金属超声波检测仪 多孔预制板 激光波长：垂直和水平面5x 635nm;下对点 1x 650nm 工作距离：室内工作半径约10m；采用探测器,工作半径不小于40m 自动安平范围： 约±2.5° 发射角度：110° 水平精度：±1mm/5m 垂直精度：±1mm/5m 正交精度：90°±1‘ 下对点精度：±1 mm/1.2m 天顶精度：±2 mm/3m 电源：4.5V (3节5号干电池) 连续工作时间：大约 6 小时 工作温度： -10℃--45℃ 截面尺寸不小于150mm×150mm分别为超筋、少筋和适筋梁 重复性:0.1° 分辨率:0.1° 测量范围:0±180° 工作温度:0℃～45℃ 工作电流:＜100uA 工作电压:3V 锂电（CR2032） 自动关机时间:5分钟 激 振 力： 正弦：2940N （300kg.f） 随机：2058N (210kg.fRMS) 频 率 范 围 ： 垂直台：5Hz~3000Hz 额定加速度： 980m/s2（100g） 额 定 速 度 ： 1.5m/s 立柱四根、横梁采用热轧轻型工字钢 四通道自发自收基桩剖面全组合超声波检测； 每个剖面测试波形各自可以调节增益延迟； 自发自收电路设计，一次提升完成六剖全组合测试，大幅提高检测速度，大大提高工作效率； 采用大屏幕真彩液晶显示屏，现场可同时观测6个剖面的波形、波列、波幅等信息，测试过程一目了然 长度有1.8m，2.0m，2.4m，3.0m，3.5m，4.0m 宽度一般的都是60cm左右 配筋一般都是直径4mm的钢筋，通常配筋，一般为5根 0.04 25 1 90 0.1 20 2 90 0.05 20 1 90 10 1 10 90 1 1 1 90 8 3 24 90 0.05 10 0.5 90 合计

1、可行性分析报告

197.5

(1) 项目建设的意义、作用及必要性 建筑结构试验(building structure test)是一项科学性和实践性很强的活动，是研究和发展工程结构新材料、新体系、新工艺，探索结构设计新理论的重要手段，在工程结构科学研究和技术革新等方面起着重要的作用。 科学研究理论往往需要在实践中检验。对工程结构而言，要确定材料的力学性能，建立复杂结构计算理论，验证梁、板、柱等一些单构件的计算方法等，都离不开具体的试验研究。当今建筑结构的设计方法和设计理论发生了一些变化，广泛应用了计算机，但试验在结构科研、设计和施工中的地位并没有因此而改变；另外，由于测试技术的发展，迅速提供精确可靠的试验数据益受到重视。因此，试验仍是解决建筑结构工程领域科研和设计出现新问题时必不可少的手段，其原因主要有以下几个方面。 (1)建筑结构试验是人们认识自然的重要手段认识的局限性使人们对诸如结构的材料性能等还缺乏真正透彻的了解。例如，在进行结构动力反应分析时要用到的阻尼比至今不 能用理论分析的方法求得。正是试验手段的应用，拓宽了人们的认识。 (2)建筑结构试验是发现结构设计问题的重要环节 1940年11月7日美国塔可马 (Tacoma)悬索桥发生垮塌事故，跨度853m的大桥在大约19m／s的风速(相当于8级风) 下发生剧烈的振动而垮塌。由于经过设计及计算没有发现问题，为了搞清塔可马大桥垮塌的 原因，美国华盛顿大学专门建了一座12m×30．5m吹风口的大型风洞，以1：50的全桥模型 试验来观测塔可马大桥的风振情况，发现是由于“扭转颤振”造成了桥梁的垮塌。 (3)建筑结构试验是验证结构理论的有效方法 从比较简单的，如结构受弯杆件截面应力分布的平截面假定理论、弹性力学平面应力问题中应力集中现象的计算理论，到比较复杂的，如不能对研究问题建立完善数学模型的结构平面分析理论和结构空间分析理论，以及隔震减震结构、耗能结构的理论发展都离不开试验这种有效的方法。 (4)建筑结构试验是建筑结构质量鉴定的直接方式对于已建的结构工程，无论是灾后还是事故后，无论是某一具体的结构构件还是结构整体，任何目的的质量鉴定，所采用的直接方式仍然是结构试验。 (5)建筑结构试验是制定各类技术规范和技术标准的基础 我国现行的各种结构设计 规范总结了已有的大量科学试验的成果和经验。为了设计理论和设计方法的发展，科研机构 进行了大量实物和缩尺模型的试验，以及实体建筑物的试验研究，为我国编制各种结构设计 规范提供了基本的资料和试验数据。现行规范采用的钢筋混凝土结构构件和砌体结构的计算 理论，事实上几乎全部是以试验研究结果为基础的。 (6)建筑结构试验是自身发展的需要 自动控制系统和电液伺服加载系统在结构试验 中的广泛应用，从根本上改变了试验加载的技术：由以前的重力加载逐步改进为液压加载 (hydraulic loading)，进而过渡到低周反复加载(reversed low cyclic loading)、拟动力加载 (pseudo—dynamic loading)及地震模拟随机振动台(earthquake simulation shaking table)加载 等。同时，在试验数据的采集和处理方面，实现了量测数据的快速采集、自动化记录和数据自动处理分析等。这些都是建筑结构试验自身发展的产物。 本项目的实施，使得工程结构实验室仪器设备的配置更加齐全，使得建筑结构试验课程试验项目更够顺利开展，推动了力学与工程结构综合实验中心建设迈进更高的一个台阶，为建筑工程学院土木工程学科的发展提供了有力的支撑。 (2) 全校其它实验室的类似设备拥有情况 因为建筑结构实验室所开设的试验项目只针对于建筑工程学院土木工程、工程管理和建筑工程管理等专业开设，部分试验项目需要力学实验室和材料实验室配合，无试验仪器设备与其它实验室重合。 (3) 实验项目在课程中的地位 土木工程结构试验是建筑结构的计算方法验证及发展结构理论的重要手段。本试验课程是土木工程结构试验教学的重要组成部分。土木工程结构试验教学的任务，不仅是验证、巩固和加深课堂所学的专业基础理论知识、使学生初步掌握土木工程结构试验的理论和方法，更重要的是培养学生实验操作能力、综合分析和解决问题的能力，培养学生自主设计实验的能力。 （4） 拟购仪器设备适用的学科、专业 拟购置仪器设备适用学科主要为一级学科为土木工程学科，二级学科为结构工程，涉及专业主要为土木工程、工程管理和建筑工程管理等专业。 2、项目建设规划（详细说明年度建设方案） 项目获得批准后，在原有的工作基础上，在一年的时间内完成设备招标采购、安装调试、验收及人员培训工作，具体进度如下： （1）制定仪器选型方案并做好政府采购的准备工作， 时间：2个月； （2）完成项目仪器的政府采购工作， 时间：5个月； （3）完成仪器设备的安装、调试及验收，并投入使用，时间：2个月。 四、可行性论证结论

论证意见 主持人姓名 （签字） 年 月 日 姓 名 单 位 专 业 职 称 参加论证人员签字 五 审批意见

1、教学部门意见（或项目负责人意见） 负责人签字____________（盖章） __________年______月______日 2、国资处意见 负责人签字____________（盖章） __________年______月______日 3、教务处意见 负责人签字____________（盖章） __________年______月______日 4、主管领导意见 负责人签字____________（盖章） __________年______月______日