適筋梁受彎破壞試驗方案設(shè)計

1、實用標準文檔混凝土結(jié)構(gòu)基本原理試驗課程作業(yè)適筋梁受彎破壞試驗設(shè)計方案試驗課教師黃慶華姓名學(xué)號手 機 號任課教師顧祥林合 作 者適筋梁受彎破壞試驗設(shè)計方案1、 試驗?zāi)康模?1) 通過實踐掌握試件的設(shè)計、實驗結(jié)果整理的方法。(2) 加深對混凝土基本構(gòu)建受力性能的理解。(3) 更直觀的了解適筋梁受彎破壞形態(tài)及裂縫發(fā)展情況。(4) 驗證適筋梁破壞過程中的平截面假定。(5) 對比實驗值與計算理論值，從而更好地掌握設(shè)計的原理。二、試件設(shè)計：(1) 試件設(shè)計的依據(jù)根據(jù)梁正截面受壓區(qū)相對高度和界限受壓區(qū)相對高度 b的比較可以判斷出受彎構(gòu)件的類型：當乜b時，為適筋梁；當b時，為超筋梁。界限受壓區(qū)相對高度b可按下

2、式計算：0.80.0033Es在設(shè)計時，如果考慮配筋率，則需要確保其中在進行受彎試件梁設(shè)計時，fy、Es分別取混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范規(guī)定的鋼筋受拉強度標準值和彈性模量；進行受彎試件梁加載設(shè)計時，fy、Es分別取鋼筋試件試驗得到鋼筋受拉屈服強度標準值和彈性模量。同時，為了防止出現(xiàn)少筋破壞，需要控制梁受拉鋼筋配筋率'大于適筋構(gòu)件的最 小配筋率：'min，其中入n可按下式計算：:min =045 ffy(2) 試件的主要參數(shù) 試件尺寸(矩形截面)：bx hx l = 180X 250X 2200mm 混凝土強度等級：C35; 縱向受拉鋼筋的種類：HRB400 箍筋的種類：HPB300(純

3、彎段無箍筋)； 縱向鋼筋混凝土保護層厚度：25mm 綜上所述，試件的配筋情況見圖 3和表1：表1試件 編號試件特征配筋情況預(yù)估荷載P (kN)PcrPyPuMLA適筋梁4162* 10°850(2)32.729147.266163.629說明：預(yù)估荷載按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范給定的材料強度標準值計算，未計 試件梁和分配梁的自重。三、試驗裝置：圖1為本方案進行梁受彎性能試驗采用的加載裝置， 加載設(shè)備為千斤頂。采用兩 點集中力加載，以便于在跨中形成純彎段。并且由千斤頂及反力梁施加壓力，分配梁 分配荷載，壓力傳感器測定荷載值。梁受彎性能試驗中，采用三分點加載方案，取L=2200mm，aTOO

4、mm, b = 700mm， c = 600mm 0圖2.a為加載簡圖，此時千斤頂加力為 P，經(jīng)過分配梁后，可視為兩個大小為 P/2的集中荷載分別作用于圖示位置。圖2.b為荷載作用下的彎矩圖。由此圖可知，純彎段的彎矩最大，M = 0.35P .圖2.c為荷載作用下的剪力圖。b1L1 試驗梁；2滾動鉸支座；3固定鉸支座；4支墩；5分配梁滾動鉸支座；P/26分配梁滾動鉸支座；7集中力下的墊板；8分配梁；9反力梁及龍門架；10 千斤頂; 圖1 梁受彎試驗裝置圖P/2(a)加載簡圖(kN, mm)(b)彎矩圖100700600700100 »1 *2200一(c)剪力圖(kN *mm)圖2梁

5、受彎試驗加載和內(nèi)力簡圖四、加載方式：(1) 單調(diào)分級加載機制：梁受彎試驗采取單調(diào)分級加載，每次加載時間間隔為 15分鐘。在正式加載前， 為檢查儀器儀表讀數(shù)是否正常，需要預(yù)加載，預(yù)加載所用的荷載是分級荷載的前兩級。 具體加載過程為： 在加載到開裂荷載計算值的90%以前，每級荷載不宜大于開裂荷載計 算值得20% 達到開裂荷載計算值的90%以后，每級荷載不宜大于其荷載值的 5% 當試件開裂后，每級荷載值取10%勺承載力試驗荷載計算值的級距； 當加載達到縱向受拉鋼筋屈服后，按跨中位移控制加載，加載的級距 為鋼筋屈服工況對應(yīng)的跨中位移； 加載到臨近破壞前，拆除所有儀表，然后加載至破壞。(2) 開裂荷載實

6、測值確定方法：對于本次試驗，采用放大鏡觀測法確定開裂荷載實測值。 具體過程：用放大倍率 不低于四倍的放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)；當加載過程中第一次出現(xiàn)裂縫時， 應(yīng)取前一級荷載作為開裂荷載實測值；當在規(guī)定的荷載持續(xù)時間內(nèi)第一次出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取本級 荷載值與前一級荷載的平均值作為開裂荷載實測值；當在規(guī)定的荷載持續(xù)時間結(jié)束后 第一次出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取本次荷載值作為開裂荷載實測值。(3) 承載力極限狀態(tài)確定方法：對梁試件進行受彎承載力試驗時，在加載或持載過程中出現(xiàn)下列標記即可認為該 結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)達到或超過承載力極限狀態(tài)，即可停止加載： 受拉主鋼筋拉斷； 受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達到 1.5mm 撓度達到跨

7、度的1/30 ； 受壓區(qū)混凝土壓壞。五、試驗測量內(nèi)容、方法和測點儀表布置：(1)混凝土平均應(yīng)變在梁跨中一側(cè)面布置5個位移計，位移計間距50mm標距為150mm以量測梁側(cè) 表面混凝土沿截面高度的平均應(yīng)變分布規(guī)律，測點布置見圖4。圖4梁受彎試驗混凝土平均應(yīng)變測點布置(2)縱向鋼筋應(yīng)變文案大全在試件縱向受拉鋼筋中部粘貼電阻應(yīng)變片， 以量測加載過程中鋼筋的應(yīng)力變化， 測點 布置見圖5。Itr"廠11護 SQ0, 800 *釗腿變片伸于鋼筋從迦圖5縱筋應(yīng)變片布置和陥世更汁,2_亠180（3）撓度對受彎構(gòu)件的撓度測點應(yīng)布置在構(gòu)件跨中或撓度最大的部位截面的中軸線上，如圖6所示。在試驗加載前，應(yīng)在沒

8、有外荷載的條件下測讀儀表的初始讀數(shù)。試驗時在 每級荷載下，應(yīng)在規(guī)定的荷載持續(xù)試件結(jié)束時量測構(gòu)件的變形。結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位測點 的測度程序在整個試驗過程中宜保持一致，各測點間讀數(shù)時間間隔不宜過長。（4）裂縫試驗前將梁兩側(cè)面用石灰漿刷白，并繪制50mM 50mm勺網(wǎng)格。試驗時借助放大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開裂后立即對裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進行詳細觀測，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測各級荷載 （0.4 Pu0.7Pu）作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間 距，并采用數(shù)碼相機拍攝后手工繪制裂縫展開圖，裂縫寬度的測量位置為構(gòu)件的側(cè)面 相應(yīng)于受拉主筋高度處。最大裂縫寬度應(yīng)在使用狀態(tài)短期試驗荷載值持續(xù)15min結(jié)束時進行

9、量測。六、理論極限荷載計算書(1)配筋計算： 由所選材料性能可知2fyk =400N /mm fy =360N/mm2fyv =270N / mm22fck = 23.4N / mmfc =16.7N/mm2楸二 2.20N / mm2 ft = 1.57N / mm2ft1.57j30.8b -0.0033Es1=0.523=0.5231 16.7360=0.024dh0 =h-c250 258 = 217mm2所以，當所配縱筋為3 14時，鋼筋面積A=804mm=怛=0.021b%此時hn所以該梁為適筋梁(2)試件加載估算1.開裂彎矩估算Es2.06 匯105sc、心 -4 - 6.540

10、Ec 3.15 102：eAsbh2 6.54 804180 250=0.234Mcr =0.292(1 2.5 A)ftkbh22= 0.29212.5 0.2342.20 180 2502 = 11.455kN *m2.屈服彎矩估算作為估算，可以假定鋼筋屈服時，壓區(qū)混凝土的應(yīng)力為線性分布，因此有:二 fy As(ho - Xn / 3) ： 0.9M3.極限彎矩估算fykAsa1 fck bh0400 8040.3501 23.4 180 218Muikfckbh。2 (1 - 05)=1 23.4 180 2172 0.3501 -0.5 0.350 = 57.270kN mcr二 11.455 kN=32.729kN 0.350.35Mu 57.270 PuukN = 163.629kN0.350.35Py = 0.9P =147.266kN4.抗剪驗算梁中箍筋采用上述配置，及850 2，此時梁的抗剪能力如下:a 700 c3.2h°217:丸3九=32 2 2Asv2 8 mm = 100.53mm4入 100.533ft32.57 10 min = 0.24L = 1.43 10 bhb18