鋼筋混凝土梁正截面實驗

1、鋼筋混凝土梁正截面實驗一、實驗目的1. 通過對鋼筋混凝土梁的承載力、應變、撓度及裂縫等參數(shù)的測定，熟悉鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞的一般過程及其特征，加深對書本理論知識的理解。2. 進一步學習常規(guī)的結(jié)構(gòu)實驗儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)實驗基本技能。3. 掌握實驗數(shù)據(jù)的整理、分析和表達方法，提高學生分析與解決問題的能力。二、實驗設(shè)備和儀器1. 試件鋼筋混凝土簡支梁1根、尺寸及配筋如圖所示。正截面受彎：混凝土強度等級為C30，箍筋為HPB235，縱筋HRB335。（注意：制作和養(yǎng)護特點：常溫制作與標準養(yǎng)護室養(yǎng)護）2實驗所需儀器：試驗設(shè)備包括試驗臺座、反力架、千斤頂、分配梁、荷載傳感器、電阻應變儀

2、、百分表、放大鏡、讀數(shù)放大及電筒、直尺等。（注意：試驗梁支承于臺座上，通過千斤頂和分配梁施加荷載，用荷載傳感器和電阻應變儀量測荷載，用混凝土應變片測試驗梁純彎段的截面應變，用百分表量測試驗梁跨中撓度以及支座處撓度，用放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)，用讀數(shù)放大鏡量測裂縫寬度，用直尺量測裂縫間距）三、實驗方案 為研究鋼筋混凝土梁的受力性能，主要測定其承載力、各級荷載下的撓度和裂縫開展情況，另外就是測量控制區(qū)段的應變大小和變化，找出剛度隨荷載變化的規(guī)律。 1. 加載裝置 梁的實驗荷載一般較大，多點加載常采用同步液壓加載方法。構(gòu)件實驗荷載的布置應符合設(shè)計的規(guī)定，當不能相符時，應采用等效荷載的原則進行代換，使構(gòu)件

3、實驗的內(nèi)力圖與設(shè)計的內(nèi)力圖相近似，并使兩者的最大受力部位的內(nèi)力值相等。 作用在試件上的實驗設(shè)備重量及試件自重等應作為第一級荷載的一部分。確定試件的實際開裂荷載和破壞荷載時，應包括試件自重和作用在試件上的墊板，分配梁等加荷設(shè)備重量（本實驗梁的跨度小，這些影響可忽略不計）。 2. 測試內(nèi)容及測點布置 測試內(nèi)容鋼筋及混凝土應變、撓度和裂縫寬度等。 本次實驗測試具體項目：正截面應變；縱向受力鋼筋應變；梁撓度；裂縫發(fā)展情況；開裂荷載；屈服荷載；破壞荷載。 純彎區(qū)段混凝土表面布置不少于三個電阻應變片（自行設(shè)計測點位置），實驗前完成應變片粘貼工作。另外梁內(nèi)受拉主筋各布有電阻應變片1片。 撓度測點三個：跨中點

4、，支座沉降點（2個）。 3. 實驗步驟 實驗為開放式：實驗前，學生應仔細閱讀實驗指導書，了解實驗過程，在指導教師解答提問、講明注意事項之后，由學生自己提具體實施方案，經(jīng)指導教師同意后，分組自行操作實驗。教師給出實驗所需的儀器設(shè)備并實時指導。 具體實驗步驟如下： （1）考察實驗場地及儀器設(shè)備，聽實驗介紹，寫出實驗預習報告。 （2）試件安裝及實驗裝置檢查。a. 安裝支座、試件。要求位置準確、穩(wěn)定、無偏斜。b. 在梁純彎曲區(qū)貼電阻應變片（程序為：構(gòu)件表面磨平處理；表面清洗；貼應變片：不作防護），要求位置準確；粘貼牢固，無氣泡等；c. 安裝百分表。要求垂直、對準； d. 安裝分配梁。分配梁支撐位于梁跨

5、的三分點處。要求位置準確、穩(wěn)定、無偏斜。e. 安裝油壓千斤頂和壓力傳感器。連接傳感器和測力儀。要求位置準確、穩(wěn)定、無偏斜。f. 最后檢查實驗裝置是否穩(wěn)定、偏斜及位置是否準確；儀表是否正常工作。（3） 測量梁實際跨度、截面尺寸、加載點位置、混凝土應變片位置等。 （4）預加載實驗（按破壞荷載的20考慮，）。按13級預加載（0-2kN-3kN-4kN），測讀數(shù)據(jù)，觀察試件、裝置和儀表工作是否正常并及時排除故障。預載值的大小，必須小于構(gòu)件的開裂荷載值。然后卸載至0。 （5）儀表調(diào)零或讀儀表初值并記錄。畫記錄圖、表，作好記錄準備。 （6）正式加載實驗。 1）、利用荷載傳感器進行控制，按估算破壞荷載值的十

6、分之一左右對試驗梁分級加載，相鄰兩次加載的間隔時間為23分鐘。在每級加載后的間歇時間內(nèi)，認真觀察試驗梁上是否出現(xiàn)裂縫，記錄電阻應變儀、百分表和千分表讀數(shù)。2）在試驗梁上發(fā)現(xiàn)第一條裂縫后，在試驗梁表面對裂縫進行標記，記錄前一級荷載下的電阻應變儀讀數(shù)。3）繼續(xù)利用荷載傳感器進行控制，按估算破壞荷載值的五分之一左右試驗梁分級加載，相鄰兩次加載的間隔時間為510分鐘。在每級加載后的間歇時間內(nèi)，認真觀察試驗梁上原有裂縫的發(fā)展和新裂縫的出現(xiàn)等情況并進行標記，記錄電阻應變儀、百分表和千分表讀數(shù)。4）繼續(xù)加載，當所加荷載約為破壞荷載值的60%70%時，用讀數(shù)放大鏡測讀最大裂縫寬度和用直尺量測裂縫間距并記錄。5

7、）加載至試驗梁破壞，記錄電阻應變儀讀數(shù)。6）卸載。記錄試驗梁破壞時裂縫的分布情況。4實驗記錄參考圖表 (1)應變記錄參考表相對時間（S）測點1測點2測點3測點4測點5測點600000-43.791.29220-28.160016.51-241.82342.82440-31.080.970-1.94392.35379.72660-177.7227.1986.4354.38307.86370.01880-174.8124.2876.7246.62355.441214.911100-259.3196.17971.15584.63140.8231821.81320-289.4470.0431821.8

8、1141.11357.38483.631540-336.99782.7531821.81749.05322.42406.911760-339.9905.1231821.81944.25274.84533.16198031821.831821.831821.831821.8255.411204.23220031821.831821.831821.831821.8246.671050.79 (2)撓度記錄參考表四 實驗分析1、截面應力、應變分析繪制荷載-鋼筋應變曲線2、撓度分析（1） 計算理論值（2） 分析各點實測撓度值 由于支座沉降影響 (3)繪制荷載撓度曲線（理論、實測曲線） （4）撓度結(jié)果比

9、較（理論與實際的差異分析：由上表可知，和在加載初期就存在一定數(shù)值，但隨著加載過程的進行，與漸漸接近直到相仿，最后隨著加載末期，兩者的差值又突然變大；加載前期與不同主要是因為由于百分表的安裝和靈敏程度，加之前期加載程度低，撓度變化不明顯，所以致使我們測量的實際值與理論值有差異；加載后期與的不同則主要是因為，加載前后混凝土試件已經(jīng)破壞，導致?lián)隙茸兓艽螅瑥亩古c相差較大）3、開裂荷載、屈服荷載、破壞荷載其差異原因 （1）實驗操作過程誤差。 （2）儀器誤差。 （3）記錄誤差。 （4）鋼筋在加載停止時，可能出現(xiàn)回縮。4、繪制開裂后各級荷載下的裂縫分布圖5、用文字敘述梁的破壞形態(tài)和特征 梁受到剪切破壞。

10、隨著荷載的增大，梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條裂縫，其中一條發(fā)展為主臨界斜裂縫，臨街斜裂縫出現(xiàn)后，梁承受的荷載還能繼續(xù)增加，而斜裂縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端（剪壓區(qū)）的混凝土在正應力，剪應力及荷載引起的豎向局部壓應力的共同作用下被壓酥而破壞。五、結(jié)論 通過本次實驗測定的鋼筋混凝土梁的承載力、應變、撓度及裂縫等參數(shù)，自己熟悉了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞的一般過程及其特征，加深了對書本理論知識的理解。進一步的掌握了常規(guī)的結(jié)構(gòu)實驗儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)自己實驗基本技能。學會實驗數(shù)據(jù)的整理、分析和表達方法，提高了自己分析與解決問題的能力。 注意事項（1） 進行破壞實驗時，應根據(jù)預先估計的

11、可能破壞情況做好安全防范措施， 以防損壞儀器設(shè)備和造成人員傷亡事故。 （2） 隨著實驗的進行注意儀表及加荷載裝置的工作情況，細致觀察裂縫的發(fā) 生、發(fā)展和構(gòu)件的破壞形態(tài)。裂縫的發(fā)生和發(fā)展用眼睛觀察，裂縫寬度用刻度放大鏡測量，在標準荷載下的最大裂縫寬度測量應包括正截面裂縫和斜截面裂縫。正截面裂縫寬度應取受拉鋼筋處的最大裂縫寬度，測量斜裂縫時，應取斜裂縫最大處測量。每級荷載下的裂縫發(fā)展情況應隨實驗的進行在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級別和裂縫寬度值。 當試件達到承載能力極限狀態(tài)時，注意觀察試件的破壞特征并確定其破壞荷載值。規(guī)定：當發(fā)現(xiàn)下列情況之一時，即認為該構(gòu)件已經(jīng)達承載能力極限狀態(tài)（破壞）。 依據(jù)“鋼筋混凝土預制構(gòu)件質(zhì)量檢驗評定標準”，試件的破壞荷載值