【報告】混凝土少筋梁試驗(yàn)報告

1、.混凝土結(jié)構(gòu)基本原理試驗(yàn)課程作業(yè)L ENGINEERING混凝土受彎構(gòu)件少筋梁破壞試驗(yàn)報告試 驗(yàn) 名 稱混凝土少筋受彎梁破壞試驗(yàn)試驗(yàn)課老師姓名學(xué)號手機(jī)號任 課 教 師日期2021 年 10 月 25 日w1. 試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^試驗(yàn)討論熟悉少筋梁受彎破壞的全過程， 能的試驗(yàn)法；理把握測試鋼筋混凝土受彎構(gòu)件基本性參與并完成規(guī)定的少筋梁試驗(yàn)容，把握和懂得鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的試驗(yàn)法和試驗(yàn)結(jié)果，通過實(shí)踐把握試件的設(shè)計，對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行整理并寫出試驗(yàn)報告；通過試驗(yàn)加深對混凝土機(jī)構(gòu)基本構(gòu)件的受力性能的懂得；2. 試件設(shè)計2.1 材料和試件尺寸依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮侠淼刂贫ㄔ囼?yàn)方案，依據(jù)試驗(yàn)?zāi)康暮驮囼?yàn)方案的要求對鋼筋和混凝

2、土等試驗(yàn)材料進(jìn)行選?。?本次少筋梁受彎破壞試驗(yàn)選取的縱向受拉鋼筋及箍筋均為HPB235 ，且采納不經(jīng)切削加工原截面鋼筋，選取的混凝土強(qiáng)度等級為C20 ；試件尺寸（矩形截面）： bhl115mm205mm 1500mm2.2 試件設(shè)計2.2.1 試件設(shè)計的基本原理及依據(jù)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件發(fā)生少筋破壞時，構(gòu)件抗彎承載力等于開裂彎矩；實(shí)際工程常為避免少筋破壞，有最小配筋率的要求；本試驗(yàn)中，為保證發(fā)生少筋破壞，有配筋率要求：0.36 f tf y同時，抗彎承載力設(shè)計公式為：EEsEc ，A2EAsbhM uM cr0.29212.5 A f tbh2另外，基于構(gòu)件設(shè)計中顯現(xiàn)的抗剪箍筋需要滿意抗剪要求，

3、抗剪承載力公式為：VuVcs1.75 f bht0fyvAsv h01s2.2.2試件的主要參數(shù) 試件尺寸（矩形截面） ： b× h×l = 115mm ×205mm × 1500mm ； 混凝土強(qiáng)度等級： C20 ； 縱向受拉鋼筋的種類：HPB235 （少筋梁）； 箍筋的種類： HPB235 （純彎段無箍筋） ； 縱向鋼筋混凝土愛護(hù)層厚度：15mm ； 試件的配筋情形見圖1 和表 1；圖 1 少筋梁受彎試驗(yàn)試件配筋表 1 少筋梁受彎試件的配筋試件編號配筋情形預(yù)估荷載MLC3PcrPyPu2 42 10610027.697.692.3 試件的制作將試件依

4、據(jù)設(shè)計案及標(biāo)準(zhǔn)法制作好，并依據(jù)規(guī)定的養(yǎng)護(hù)情形養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期；試件制成后，在試驗(yàn)前應(yīng)將試件表面刷白，并分格畫線，分格大小可按構(gòu)件尺寸確定；在刷白前應(yīng)對試件進(jìn)行檢查， 包括收集試件的原始設(shè)計資料、設(shè)計圖紙和運(yùn)算書，施工和制作記錄，原材料的物理力學(xué)性能試驗(yàn)報告等文件資料；對結(jié)構(gòu)構(gòu)件的跨度、 截面、鋼筋的位置、 愛護(hù)層厚度等實(shí)際尺寸及初始撓度、變形、原始裂縫等作出書面記錄，繪制詳圖；對鋼筋位置、實(shí)際規(guī)格、尺寸和愛護(hù)層厚度也可在試驗(yàn)終止后進(jìn)行量測；3. 材性試驗(yàn)3.1 混凝土材料試驗(yàn)表 2 混凝土強(qiáng)度實(shí)測結(jié)果試件尺寸150mm ×150mm ×150mm平均立體抗壓強(qiáng)度推定軸心抗拉強(qiáng)

5、度推定彈性模量/MPa/MPa/GPa27.082.1428.83實(shí)測立體 抗壓強(qiáng)度 /MPa26.3527.7027.20試塊留設(shè)時間： 2021 年 09 月 30 日試驗(yàn)時間：2021 年 11月 21 日試塊養(yǎng)護(hù)條件：室與試件同條件養(yǎng)護(hù)注：軸心抗壓強(qiáng)度依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)一般混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)法標(biāo)準(zhǔn) GB/T 50081-2002 評定； 立體抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度、彈性模量依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī) GB 50010-2021 推定；3.2 鋼筋材性試驗(yàn)表 3 鋼筋強(qiáng)度實(shí)測結(jié)果屈服荷載極限荷載屈服強(qiáng)度極限強(qiáng)度/kN/kN平均值 /MPa平均值 /MPa試件平均試件平均4.115.154.184.1

6、55.245.173304114.165.1312.8116.8313.0012.9617.1616.9945860113.0816.9922.6726.3324.3623.5426.5926.5446852823.5826.6926.3736.0426.7326.3736.9836.4733646326.3136.4039.9950.0639.4939.7849.7149.9050663539.8749.9343.8965.1143.6843.7664.7664.8838757443.7664.78公稱直徑/mm4光圓6光圓8光圓10光圓10帶肋12帶肋1458.5987.46帶肋58.59

7、58.7787.0687.2738256758.1287.281898.67.47帶肋98.6998.78.48.6038860498.97.8522.51209.29帶肋134.63.35208.44209.10356550.91209.574. 試驗(yàn)過程4.1 加載裝置圖 2 為進(jìn)行少筋梁受彎性能試驗(yàn)采納的加載裝置，加載設(shè)備為千斤頂；采納兩點(diǎn)集中力加載，在跨中形成純彎段，由千斤頂及反力梁施加壓力，安排梁安排荷載，壓力傳感器測定荷載值；少筋梁受彎性能試驗(yàn)，取L=1800mm，a=150mm， b=500mm，c=500 mm；圖 2少筋梁受彎試驗(yàn)裝置圖（ a）加載簡圖（ kN ， mm ）（

8、 b）彎矩圖（ kNm）（c）剪力圖（ kN ）圖 3 少筋梁受彎試驗(yàn)加載和力簡圖4.2 加載制度試件的加載簡圖和相應(yīng)的彎矩、剪力圖見圖2 和3 所示；梁受彎試驗(yàn)采納單調(diào)分級加載， 每次加載時間間隔為 15 分鐘；在正式加載前，為檢查儀器外表讀數(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2 級；對于少筋梁，在加載到開裂試驗(yàn)荷載運(yùn)算值的90% 以前，每級荷載不宜大于開裂荷載運(yùn)算值的 20% ；達(dá)到開裂試驗(yàn)荷載運(yùn)算值的90% 以后，每級荷載值不宜大于其荷載值的5% ；少筋梁的開裂荷載和破壞荷載接近，而且表現(xiàn)為脆性破壞，留意加載過程的安全防護(hù)； 4.3 量測與觀測容4.3.1 荷載測點(diǎn)

9、2_1 顯示實(shí)測荷載值，單位kN4.3.2 縱向鋼筋應(yīng)變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(diǎn)布置見圖 4 ；4.3.3 混凝土平均應(yīng)變圖 4 縱筋應(yīng)變片布置在梁跨中一側(cè)面布置4 個位移計，位移計間距40mm ，標(biāo)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(diǎn)布置見圖5 ；.4.3.4 撓度圖 5 少筋梁受彎試驗(yàn)混凝土平均應(yīng)變測點(diǎn)布置對受彎構(gòu)件的撓度測點(diǎn)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(yàn)加載前， 應(yīng)在沒有外荷載的條件下測讀外表的初始讀數(shù)；試驗(yàn)時在每級荷載下， 應(yīng)在規(guī)定的荷載連續(xù)試件終止時量測構(gòu)件的

10、變形；結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位測點(diǎn)的測度程序在整個試驗(yàn)過程中宜保持一樣，各測點(diǎn)間讀數(shù)時間間隔不宜過長；4.3.5 裂縫圖 6 適筋梁受彎試驗(yàn)撓度測點(diǎn)布置試驗(yàn)前將梁兩側(cè)面用灰漿刷白，并繪制50mm × 50mm 的網(wǎng)格；試驗(yàn)時借助放大鏡用肉眼查找裂縫； 構(gòu)件開裂后立刻對裂縫的發(fā)生進(jìn)展情形進(jìn)行具體觀測，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測各級荷載 0.4Pu0.7Pu作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間距，并采納數(shù)碼相機(jī)拍照后手工繪制裂縫綻開圖， 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(yàn)荷載值連續(xù)15min 終止時進(jìn)行量測；4.4 裂縫進(jìn)展及破壞形狀荷載較小時， 無

11、明顯裂縫進(jìn)展； 梁開裂后， 裂縫截面受壓區(qū)混凝土承擔(dān)的拉力全部傳給鋼筋， 鋼筋無法承擔(dān)混凝土轉(zhuǎn)嫁過來的拉力，應(yīng)力激增， 快速越過屈服平臺和強(qiáng)化階段達(dá)到極限強(qiáng)度而拉斷， 受拉裂縫進(jìn)展至梁頂； 梁斷為兩截， 破壞前梁上無裂縫，是突發(fā)性的脆性破壞；破壞形狀如圖7 ；w.5. 試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析5.1 荷載撓度關(guān)系曲線荷載 撓度關(guān)系曲線與試驗(yàn)結(jié)果基本相符，增，快速斷裂，梁破壞；圖 7 少筋梁破壞裂縫鋼筋屈服前撓度呈線性變化，屈服后撓度激圖 8 荷載 撓度關(guān)系曲線圖5.2 彎矩曲率關(guān)系曲線彎矩和曲率由以下公式運(yùn)算：M0.25 P, 單位: kN m M0.25 P2 5h2 8 ,取h170mmw采納混

12、凝土結(jié)構(gòu)基本原理（其次版）（顧祥林主編）第五章第五節(jié)中的法運(yùn)算，不同配筋率的梁的彎矩曲率（M-）關(guān)系應(yīng)如圖 10；圖 9 實(shí)際彎矩 曲率關(guān)系曲線圖曲/10-5率m11 m圖 10 理論彎矩 曲率曲線圖5.3 荷載 縱筋應(yīng)變關(guān)系曲線.圖 11 荷載 縱筋應(yīng)變關(guān)系曲線5.3 構(gòu)件承載力分析采納混凝土結(jié)構(gòu)基本原理（其次版）（顧祥林主編）第五章第六節(jié)中的簡化法運(yùn)算少筋梁試件正截面的承載力，得wPcrPu7.69kN采納混凝土結(jié)構(gòu)基本原理（其次版）（顧祥林主編）第七章第七節(jié)中的簡化法運(yùn)算少筋梁試件斜截面的承載力，得PcrPu2Vu2Vcs138.87kN滿意先發(fā)生正截面破壞的要求；實(shí)測截面承載力為Pcr

13、Pu8.417kN梁的實(shí)際抗彎承載力大于理論預(yù)估值， 主要可能有以下緣由： 實(shí)際縱筋的屈服強(qiáng)度和破壞強(qiáng)度比理論值大得多， 導(dǎo)致理論上得預(yù)估荷載運(yùn)算值偏小； 可能是由于運(yùn)算模式上做了較多偏安全的假定； 混凝土本身性質(zhì)的離散性導(dǎo)致某一特定構(gòu)件的實(shí)際抗壓強(qiáng)度比其強(qiáng)度等級大；6. 結(jié)論當(dāng)梁中縱向受力鋼筋配筋率很小時，稱為少筋梁， 梁正截面的受彎破壞僅經(jīng)受彈性階段；當(dāng)荷載較小時， 梁處于線彈性狀態(tài)， 梁開裂后裂縫截面受拉區(qū)混凝土承擔(dān)的拉力全部傳給鋼筋，由于配筋率很小，鋼筋無法承擔(dān)混凝土轉(zhuǎn)嫁而來的拉力，應(yīng)力激增，并快速越過屈服平臺和強(qiáng)化階段到達(dá)極限強(qiáng)度而拉斷，受拉裂縫只有一條且進(jìn)展至梁頂，梁由于脆性斷裂而

14、破壞，混凝土的抗壓強(qiáng)度尚未得到充分發(fā)揮；少筋梁鋼筋拉斷后，梁斷為兩截，破壞前梁上無裂縫，梁僅產(chǎn)生了彈性變形；少筋破壞屬于突發(fā)性的脆性破壞，具有很大的危急性；7. 附件：部分原始數(shù)據(jù)（每級兩條）2_18_18_28_38_48_58_62_50.2480332230.0040.825181419111519-0.0041.653427332126320.0121.7333528342126310.0122.7236042533639490.2.8066043543539490.3.9618253704951650.0363.7968354704852640.0365.03412971956871

15、840.0365.11613070966970850.0446.7675621051655071091130.047.0145271061654781091140.0368.3350951720128-0.3378.4170941720132128-0.3212_12_62_72_82_92_1026_10.2480.0080.004-0.008-0.0040.0040.0080.825-0.0040.004-0.012-0.025-0.0040.0081.65-0.008-0.004-0.008-0.078-0.0170.0041.733-0.0040-0.012-0.078-0.00802.723-0.0040.004-0.016-0.-0.0170.0042.806-0.004-0.004-0.016-0.177-0.0130.0083.9610.0040-0.012-0.23