適筋梁受彎破壞試驗方案設計

1、word混凝土結構根本原理ENGNEERNG業(yè)適筋梁受彎破壞試驗設計方案試驗課教師黃慶華某某學號手機號任課教師顧祥林合作者1 / 8word適筋梁受彎破壞試驗設計方案一、 試驗目的：(1) 通過實踐掌握試件的設計、實驗結果整理的方法。(2) 加深對混凝土根本構建受力性能的理解。(3) 更直觀的了解適筋梁受彎破壞形態(tài)與裂縫開展情況。(4) 驗證適筋梁破壞過程中的平截面假定。(5) 比照實驗值與計算理論值，從而更好地掌握設計的原理。試件設計：試件設計的依據(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的比擬可以判斷出受為超筋梁。界限受壓區(qū)相對高度彎構件的類型：當 b時，為適筋梁；當 b時,

2、b可按下式計算：0.8"1 J0.0033Es在設計時，如果考慮配筋率，如此 其中在進展受彎試件梁設計時，需要確保ifc b fyfy、巳分別取混凝土結構設計規(guī)X規(guī)定的3 / 8fy、Es分別取鋼筋大于適筋構件的最鋼筋受拉強度標準值和彈性模量；進展受彎試件梁加載設計時， 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小配筋率誣，其中初可按下式計算：ft min 0.45 fy2試件的主要參數(shù)試件尺寸矩形截面：bXhXl = 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：HPB

3、300純彎段無箍筋；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:試件 編號試件特征配筋情況預估向載P (kN)PcrPyPuMLA適筋梁4E162 10850(2)32.729147.266163.6292200說明：預估荷載按照混凝土結構設計規(guī) X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為本方案進展梁受彎性能試驗采用的加載裝置， 加載設備為千斤頂。采用兩 點集中力加載，以便于在跨中形成純彎段。并且由千斤頂與反力梁施加壓力，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，WL 2200mm ,a 10

4、0mm ,b 700mm , c 600mmM 0.35P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,圖2.c為荷載作用下的剪力圖b1一試驗梁；2滾動錢支座；3固定較支座；4一支墩；5分配梁滾動較支座；6分配梁滾動較支座；7一集中力下的墊板；8分配梁；9反力梁與龍門架；10一千斤頂;P/2圖1 梁受彎試驗裝置圖P/2ion7006002200加載簡圖kN，mmbc彎矩圖圖2剪力圖kN ?mm梁受彎試驗加載和內力簡圖四、加載方式：1單調分級加載機制:梁受彎試驗采取單調分級

5、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，需要預加載，預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%的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

6、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)時間內第一次出現(xiàn)裂縫時，應取本級 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)時間完畢后 第一次出現(xiàn)裂縫時，應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：對梁試件進展受彎承載力試驗時，在加載或持載過程中出現(xiàn)如下標記即可認為該 結構構件已經(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； 撓度達到跨度的1/30; 受壓區(qū)混凝土壓壞。五、試驗測量內容、方法和測點儀表布置：(1)混凝土平均應變在梁

7、跨中一側面布置5個位移計，位移計間距50mm,標距為150mm,以量測梁 側外表混凝土沿截面高度的平均應變分布規(guī)律，測點布置見圖4。圖4梁受彎試驗混凝土平均應變測點布置2縱向鋼筋應變在試件縱向受拉鋼筋中部粘貼電阻應變片， 以量測加載過程中鋼筋的應力變化， 測點 布置見圖5。典例立女片曲十制邛11圖5縱筋應變片布置3撓度對受彎構件的撓度測點應布置在構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，應在沒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，應在規(guī)定的荷載持續(xù)試件完畢時量測構件的變形。結構構件各部位測點 的測度程序在整個試驗過程中宜保持一致，各測點問讀數(shù)時間間隔

8、不宜過長。試驗前將梁兩側面用石灰漿刷白，并繪制 50mmx 50mm的網(wǎng)格。試驗時借助放 大鏡用肉眼查找裂縫。構件開裂后立即對裂縫的發(fā)生開展情況進展詳細觀測，用讀數(shù)放大鏡與鋼直尺等工具量測各級荷載(0.4Pu0.7Pu)作用下的裂縫寬度、長度與裂縫問 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件的側面 相應于受拉主筋高度處。最大裂縫寬度應在使用狀態(tài)短期試驗荷載值持續(xù)15min完畢時進展量測。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 / mmfy 360N/mm2fyv 270N/mm2 fck 23.4N/mm2 2fc 16.7N/mm

9、2ftk 2.20N / mm2ft 1.57N/mm2min0.45 1 fy1.57q0.45-1.96 10 33600.8b 1fy0.0033Es=0.5231fcb fy1 16.70.5230.024360dh° h c 250 25 8 217mm 2所以，當所配縱筋為3中14時，鋼筋面積As=804mm2;A 0.021bh)此時min所以該梁為適筋梁2試件加載估算1.開裂彎矩估算Es 2.06 105E Ec 3.15 1046.5402 eAsbh2 6.54 804180 2500.2342Mcr 0.292(1 2.5 A)ftkbh2 _ _20.292

10、1 2.5 0.234 2.20 180 250211.455kN ?m2 .屈服彎矩估算作為估算，可以假定鋼筋屈服時，壓區(qū)混凝土的應力為線性分布，因此有:My fyAs(h0 Xn/3)0.9Mu3 .極限彎矩估算fykAsi fckbho400 8041 23.4 180 2180.350Mu ikfckbh； (1 0.5 )1 23.4 180 2172 0.350 1 0.5 0.35057.270kN mPu0.35 MuPy4.0.350.9R抗剪驗算11.455kN=32.729kN0.3557.270kN 163.629kN0.35147.266kN梁中箍筋采用上述配置，與850 2 ,此時梁的抗剪能力如下:a he>3700217 =33.222Asv 2 8 mm 4二%100.53-bh0180 217Vu,max 0.25 cfcbh。2100.5