鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗指導(dǎo)書

1、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗指導(dǎo)書 劉鳳梅 高慶華編寫 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院2004 年 3月前 言 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗是混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過試驗加深對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂度、剛度、裂縫寬度以及承載力的計算理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力。本指導(dǎo)書主要內(nèi)容有兩部分：一是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗，二是無腹筋鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力試驗。本指導(dǎo)書的內(nèi)容主要參考了天津大學(xué)等編寫的 “混凝土結(jié)構(gòu)”和北京建筑工程學(xué)院土木系結(jié)構(gòu)試驗室編寫的“鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗指導(dǎo)書”等。本指導(dǎo)書由牟在根教授審核。由于我們水平有限，文中如有不當(dāng)之處，歡迎讀者批評指正。 編寫人：劉鳳

2、梅 高慶華 2004年3月 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗指導(dǎo)書 A 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗(手動) 一 試驗?zāi)康? 通過對鋼筋混凝土適筋梁，在短期荷載作用下試驗，了解受彎構(gòu)件的極限承載能力、撓度、裂縫開展及其破壞特征。2 根據(jù)實測結(jié)果的整理分析，與理論計算的結(jié)果相比較，加深對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度、裂縫寬度以及承載力計算理論的理解。3 通過試驗，初步了解靜力試驗的方法，掌握一定的測試技術(shù)。二 試驗設(shè)計1 試件設(shè)計及尺寸 要求：根據(jù)給定梁和布筋圖測繪梁的尺寸及鋼筋布置，畫出梁的立面圖和斷面圖,并標注 尺寸。2 試件安裝 梁的支座是一端鉸支座，另一端是滾動支座，梁的支承為簡支梁

3、。3 加荷設(shè)備 加荷設(shè)備為高精度伺服液壓試驗機，受力系統(tǒng)采用分配梁式兩點加荷，即G=2p,示意如下： G P P a b a 4 測試儀表（1） 百分表 （2 ）讀數(shù)顯微鏡 （3）力、位移傳感器 （4）靜態(tài)應(yīng)變儀5 測點布置 為了測定梁的正截面應(yīng)變分布， 驗證平截面假定，在梁的跨中截面上布置了5個電阻應(yīng)變片。為了測定受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)變，在跨中拉區(qū)主筋上布置了2個電阻應(yīng)變片，其測點位置如圖。 注：15號為測混凝土的應(yīng)變片， 6-7 號為測鋼筋的應(yīng)變片。 6 撓度測定 為了求得梁在變形后的荷載與撓度關(guān)系曲線， 在梁的支座上布置了2塊百分表，是為了扣除支座沉降的影響。在跨中布置了一個位移傳感器。 CB

4、A700700 注：A、B 百分表 C位移傳感器7 裂縫測定為了較好的觀測混凝土裂縫開展的全過程，用讀數(shù)顯微鏡測讀裂縫寬度，并在梁上隨時標明每級荷載的裂縫走向及其分布，并記錄在表格上。 三 試驗步驟1 調(diào)零點將設(shè)備初始值調(diào)整為零，準備加荷。2 加荷載（1） 正式加荷前予載一次，加荷卸荷量各為1KN。以使整個試驗裝置處于正常工作狀態(tài)。（2） 加載時分級加載。每加一級荷載，記錄一批數(shù)據(jù)。間歇5分鐘，再加下一級荷載。3 記錄數(shù)據(jù)（1）撓度值 將兩個百分表和位移傳感器值記錄到表5。注意單位：百分表單位為mm, 位移傳感器的單位為微應(yīng)變。（2）應(yīng)變值將5個混凝土應(yīng)變片應(yīng)變值記錄到表3，兩個鋼筋應(yīng)變片應(yīng)變

5、值記錄到表4。（3） 裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡讀取每級荷載下裂縫的寬度，并將值記錄到表6。（4） 裂縫分布 將每條裂縫分布的位置畫在表7。四 試驗數(shù)據(jù)的整理與分析1 試件原始數(shù)據(jù)的量測與計算（1） 原始數(shù)據(jù)表1 原始數(shù)據(jù)梁的幾何尺寸mm材料性能配筋率L0bhh0fcuNfcfcmftEcEsefyAs (2) 正截面承載力計算 適筋梁 Pu=Mu/a(3) 撓度計算 標準彎矩 Mk=Ms P=Mk/a (4) 裂縫寬度計算 2 理論值與試驗值比較表 將試驗結(jié)果填入下表，以資對比。表2 理論值與試驗值比較表 班級 姓名 學(xué)號 組號 日期理論值試驗值備注撓度M(KN-m)P(KN)Bs(N-mm2)f

6、(mm)破壞荷載G=裂縫P(KN)ss(N/mm)lm(mm)wmax(mm)破壞荷載G=強度Mu(KN-m)Pu(KN)fy(N/mm2)3 記錄表格及各種曲線（1） 混凝土應(yīng)變記錄表 表3 混凝土應(yīng)變值記錄表班級 姓名 學(xué)號 組號 日期編號1234 5 荷載等級讀數(shù) (微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) （2） 鋼筋應(yīng)變記錄表 表4 鋼筋應(yīng)變值記錄表班級 姓名 學(xué)號 組號 日期編號1234荷載等級讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)（3） 撓度記錄表 表5 撓度記錄表班級 姓名 學(xué)號 組號 日期編號A(mm)B(mm)C(微應(yīng)變)f

7、(mm)荷載等級讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值計算值差值 （4）荷載與鋼筋應(yīng)變曲線P 0 （5）每級荷載下截面應(yīng)變分布圖 （6）荷載與撓度關(guān)系曲線(P曲線) P0f （7）裂縫寬度記錄表表6 裂縫寬度記錄表 班級 姓名 學(xué)號 組號 日期荷載(KN）縫寬abc a裂縫左邊緣值 b裂縫右邊緣值 c裂縫寬度,單位mm d讀數(shù)顯微鏡物鏡的放大倍數(shù)，d=2（8）裂縫分布圖表7 裂縫分布圖 班級 姓名 學(xué)號 組號 日期（9）簡述梁的裂縫出現(xiàn)，發(fā)展直至破壞的全過程。（10）試驗與理論結(jié)果對比及誤差分析。 B 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力實驗（自動）一、 建立項目與設(shè)定參數(shù)1、建立項目 1.1 雙擊IMPPara

8、 進入IMP參數(shù)文件編輯程序。 1.2 點擊文件F，從下拉菜單中執(zhí)行新建命令，將會出現(xiàn)一個“新建項目文件”對話框，見圖1 驅(qū)動器選擇F，輸入文件名，點擊確定。這時會出現(xiàn)一個參數(shù)設(shè)定對話框，見圖22、參數(shù)設(shè)定 2.1 選擇IMP地址圖2的左上方是IMP地址，選擇1號。 2.2 選擇IMP工作方式選擇第二種 35951B 2.3 輸入IMP各個通道參數(shù) 共有10個通道，必須將每個通道的參數(shù)都輸入，不能空缺。每個通道有四個參數(shù)需輸入。點擊鼠標的右手即彈出對話框。 第一項參數(shù) IMP通道測點類型，共有6種選擇：跳過、力、位移、應(yīng)變、轉(zhuǎn)角、溫度，做相應(yīng)設(shè)定即可。 第二項參數(shù) IMP通道工作狀態(tài)數(shù)字代號，

9、點擊鼠標的右手即彈出對話框，如下： 000 跳過100 電壓，DC ，自動量程101 電壓，DC ，20 mV 102 電壓，DC ，200 mV 103 電壓，DC ，2 V 200 電阻，DC，自動量程201 電阻，DC，25歐姆202 電阻，DC，250歐姆203 電阻，DC，2500歐姆600 應(yīng)變，半橋，4mA驅(qū)動，自動量程610 應(yīng)變，半橋，0.8mA驅(qū)動，自動量程640 應(yīng)變，全橋，0.8mA驅(qū)動，自動量程650 應(yīng)變，全橋，1.6mA驅(qū)動，自動量程第三項參數(shù) 傳感器靈敏度，分別輸入力、位移的靈敏度。默認單位是微應(yīng)變。第四項參數(shù) 應(yīng)變片靈敏系數(shù)，輸入2即可。注意：1、傳感器靈敏度

10、和應(yīng)變片靈敏系數(shù)只輸入數(shù)字，不能摻雜字母。 2、參數(shù)相同的通道可點擊通道號，自動復(fù)制。 3、必須將每個通道的參數(shù)都輸入，不能空缺。參數(shù)輸入完畢，請仔細檢查各通道參數(shù)，確認無誤，點擊 “完成關(guān)閉文件”，退出IMP參數(shù)文件編輯程序。二、 數(shù)據(jù)采集1、雙擊IMPDas2000進入IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2、點擊功能模塊F，打開采集項目文件。 2.1 從功能模塊下拉菜單中，選擇IMP打開參數(shù)文件。選擇驅(qū)動器F，打開剛才建立的文件。 2.2 從功能模塊下拉菜單中選擇IMP初始化，回彈出一個對話框。 如要初始化點擊確定，否則點擊取消，這時系統(tǒng)自動進行初始化。 2.3 監(jiān)測采集數(shù)據(jù) 從功能模塊的下拉菜單中，選擇

11、“監(jiān)測采集”，進入IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這時會彈出一個對話框，見圖4。 2.3.1 數(shù)據(jù)動態(tài)顯示組件 圖4右上方，左側(cè)4個標簽為監(jiān)測通道號，右側(cè)4個輸入框為對應(yīng)通道的實測數(shù)據(jù)。四個監(jiān)測通道可選力、鋼筋、混凝土。2.3.2 采集控制組件（右下方）1、采集控制方式有三種采集方式：單次采集、分時連采、分級連采。單次采集：手工采集。一次采集一個數(shù)據(jù)，時間間隔人工控制。分時連采：按設(shè)定的采集時間間隔連續(xù)采集。分級連采：按指定的通道的數(shù)據(jù)間隔連續(xù)采集。停止連采：停止連續(xù)采集過程。 圖4 監(jiān)測采集數(shù)據(jù) 2、分時設(shè)置設(shè)定連續(xù)采集的時間間隔。 3、分級設(shè)置 指定通道號及數(shù)據(jù)間隔，按此設(shè)置進行分級連續(xù)采集。 4、初

12、始化 將重新進行硬件初始化，并對數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)清除以及初始化監(jiān)測數(shù)據(jù)表及監(jiān)控曲線。 注意：初始化要慎重，如果是上次未完成的試驗，繼續(xù)做，不要初始化。 5、結(jié)束采集 將全部結(jié)束數(shù)據(jù)采集過程。試驗時選擇分時連采。按“分時設(shè)置”，采集時間定為10秒。 2.3.3 數(shù)據(jù)及曲線監(jiān)測方式設(shè)定數(shù)據(jù)及曲線監(jiān)測設(shè)定包括坐標軸設(shè)定、監(jiān)測曲線通道設(shè)定、主屏監(jiān)測通道設(shè)定、分時連采時間間隔設(shè)定。1、工具欄介紹 圖4左下方，見下圖。 坐標設(shè)定保存通道的最大值比較各通道數(shù)據(jù)查看通道最大最小值副屏監(jiān)測通道設(shè)定主屏監(jiān)控通道設(shè)定2、坐標設(shè)定點擊坐標設(shè)定按鈕，出現(xiàn)如圖所示的對話框，在坐標軸的“最大值”輸入框設(shè)定需要的數(shù)值，它可以是正

13、值或負值，但不能為零。從“坐標軸類型”選擇合適的坐標軸類型。在曲線窗體中點擊鼠標右鍵也可彈出此對話框。 圖6 坐標軸設(shè)定3、曲線設(shè)定 同時可以觀察三條曲線，需分別設(shè)置。點擊曲線1（2或3），出現(xiàn)下列提示框（圖7），選擇所需通道號。 圖7 曲線的設(shè)定4、主屏監(jiān)測通道設(shè)定 主屏上能實時顯示四個通道的數(shù)據(jù)。2.3.4 數(shù)據(jù)的采集1、所有設(shè)置完成后，按 鈕開始采集數(shù)據(jù)。2、實驗結(jié)束后，按“結(jié)束采集”，退出采集過程。3、退出IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2.4 數(shù)據(jù)處理及曲線繪制 雙擊“curst2000”進入數(shù)據(jù)處理及曲線繪制程序。 2.4.1 打開數(shù)據(jù)文件1、點擊文件，從下拉菜單中選中打開數(shù)據(jù)文件。2、從驅(qū)動

14、器F中，選中你剛建立的文件。 2.4.2 瀏覽數(shù)據(jù) 從文件的下拉菜單中，點擊瀏覽數(shù)據(jù)可以觀察剛才實驗中保留的所有數(shù)據(jù)。2.4.3 曲線繪制 從文件下拉菜單中點擊曲線繪制，將出現(xiàn)下列兩副圖。1、選擇坐標形式2、可同時畫出三條曲線，將三條曲線對應(yīng)的通道號輸入。3、點擊自動繪制，即可觀察到曲線。4、如需打印，點擊打印。5、結(jié)束。 無腹筋鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力試驗指導(dǎo)書一 試驗?zāi)康? 了解斜裂縫的發(fā)生、發(fā)展過程，以及剪壓、斜壓兩種破壞形態(tài) 。2 用試驗結(jié)果驗證斜截面抗剪承載力計算理論。二 試驗設(shè)計 1 試件設(shè)計及尺寸 要求：根據(jù)給定梁和布筋圖測繪梁的尺寸及鋼筋布置，畫出梁的立面圖和斷面圖, 標

15、注尺寸。2 試件安裝 梁的支座是一端鉸支座，另一端是滾動支座，梁的支承為簡支梁。3 加荷設(shè)備 加荷設(shè)備為高精度伺服液壓試驗機，受力系統(tǒng)采用分配梁式兩點加荷，即G=2p,示意如下：GPP baa4 測試儀表（1） 百分表 （2 ）讀數(shù)顯微鏡 （3）力、位移傳感器 （4）靜態(tài)應(yīng)變儀 5 撓度測定AB 為了求得梁在變形后的荷載與撓度關(guān)系曲線，在梁的支座上布置了2塊百分表，是為了扣除支座沉降的影響。在跨中布置了一個位移傳感器。 b/2b/2CC 注: A、B 百分表 C位移傳感器 7 裂縫測定為了較好的觀測混凝土裂縫開展的全過程，用讀數(shù)顯微鏡測讀裂縫寬度，并在梁上隨時標明每級荷載的裂縫走向及其分布，并

16、記錄在表格上。三 試驗步驟 1 調(diào)零點 將設(shè)備初始值調(diào)整為零，準備加荷。2 加荷載(1) 正式加荷前予載一次，加荷卸荷量各為1KN。以使整個試驗裝置處于正常工作狀態(tài)。 (2) 加載時分級加載。每加一級荷載，記錄一批數(shù)據(jù)。間歇5分鐘，再加下一級荷載。3 記錄數(shù)據(jù)（1）撓度值 將兩個百分表和位移傳感器的讀數(shù)記錄到表2。 （2）裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡讀取每級荷載下裂縫的寬度，并將值記錄到表3。（3）裂縫分布 將每條裂縫分布的位置畫在表4。四 試驗數(shù)據(jù)的整理與分析1 試件原始數(shù)據(jù)的量測與計算(1) 原始數(shù)據(jù)表1 原始數(shù)據(jù) 梁的幾何尺寸（mm） 材料性能配筋率Ll0b hch0afcufcfyAsEcEs （2）斜截面