適筋梁受彎性能試驗(yàn)

1、適筋梁受彎性能試驗(yàn)【試驗(yàn)?zāi)康摹?、 通過(guò)觀察混凝土適筋梁受彎破壞的全過(guò)程，研究認(rèn)識(shí)混凝土適筋梁的受彎性能。2、 理解和掌握鋼筋混凝土適筋梁受彎構(gòu)件的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)實(shí)踐掌握試件的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理的方法。3、 通過(guò)撰寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告的過(guò)程，加深對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)適筋梁構(gòu)件受彎性能的理解。【試件設(shè)計(jì)】試件的主要參數(shù)：試件長(zhǎng)度：L=2000mm；試件尺寸（矩形截面）：b×h200mm×300mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C30；縱向受拉鋼筋的種類(lèi)：HRB400；箍筋的種類(lèi)：HPB235（純彎段無(wú)箍筋）；縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度：25mm；試件的配筋情況見(jiàn)圖1和表1； 圖1 適筋梁受彎試驗(yàn)試

2、件配筋表1 適筋梁受彎試件的配筋試件編號(hào)試件特征配筋情況預(yù)估荷載P (kN)PcrPyPuMLA適筋梁說(shuō)明：預(yù)估荷載按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范給定的材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，未計(jì)試件梁和分配梁的自重。 【試驗(yàn)裝置和加載方式】1、試驗(yàn)裝置圖2為進(jìn)行適筋梁受彎性能試驗(yàn)采用的加載裝置，加載設(shè)備為千斤頂。采用兩點(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，分配梁分配荷載，壓力傳感器測(cè)定荷載值。適筋梁受彎性能試驗(yàn)，取L=2000mm，a=150mm，b=600mm，c=500 mm。1試驗(yàn)梁；2滾動(dòng)鉸支座；3固定鉸支座；4支墩；5分配梁滾動(dòng)鉸支座；6分配梁滾動(dòng)鉸支座；7集中力下的墊板；8分配梁；9反力

3、梁及龍門(mén)架；10千斤頂；圖2 適筋梁受彎試驗(yàn)裝置圖（a）加載簡(jiǎn)圖（kN，mm）（b）彎矩圖（kNm）（c）剪力圖（kN）圖3 適筋梁受彎試驗(yàn)加載和內(nèi)力簡(jiǎn)圖2、加載方式 （1）單調(diào)分級(jí)加載機(jī)制試件的加載簡(jiǎn)圖和相應(yīng)的彎矩、剪力圖見(jiàn)圖2和3所示。梁受彎試驗(yàn)采用單調(diào)分級(jí)加載，每次加載時(shí)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(jí)荷載的前2級(jí)。對(duì)于適筋梁：（1）在加載到開(kāi)裂試驗(yàn)荷載計(jì)算值的90以前，每級(jí)荷載不宜大于開(kāi)裂荷載計(jì)算值的20；（2）達(dá)到開(kāi)裂試驗(yàn)荷載計(jì)算值的90以后，每級(jí)荷載值不宜大于其荷載值的5；（3）當(dāng)試件開(kāi)裂后，每級(jí)荷載值取10的承載力試驗(yàn)

4、荷載計(jì)算值（Pu）的級(jí)距；（4）當(dāng)加載達(dá)到縱向受拉鋼筋屈服后，按跨中位移控制加載，加載的級(jí)距為鋼筋屈服工況對(duì)應(yīng)的跨中位移；（5）加載到臨近破壞前，拆除所有儀表，然后加載至破壞。（2）開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值確定方法對(duì)于正截面出現(xiàn)裂縫的試驗(yàn)構(gòu)件，可采用下列方法確定開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值：放大鏡觀察法 用放大倍率不低于四倍的放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)；當(dāng)加載過(guò)程中第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取前一級(jí)荷載作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi)第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值與前一級(jí)荷載的平均值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間結(jié)束后第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本次荷載值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值。荷載撓度曲線判別法 測(cè)定試件的最大

5、撓度，取其荷載撓度曲線上斜率首次發(fā)生突變時(shí)的荷載值作為開(kāi)裂荷載的實(shí)測(cè)值；連續(xù)布置應(yīng)變計(jì)法 在截面受拉區(qū)最外層表面，沿受力主筋方向在拉應(yīng)力最大區(qū)段的全長(zhǎng)范圍內(nèi)連續(xù)搭接布置應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)應(yīng)變值的發(fā)展，取任一應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變?cè)隽坑型蛔儠r(shí)的荷載值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值。（3）承載力極限狀態(tài)確定方法對(duì)梁試件進(jìn)行受彎承載力試驗(yàn)時(shí)，在加載或持載過(guò)程中出現(xiàn)下列標(biāo)記即可認(rèn)為該結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)承載力極限狀態(tài)，即可停止加載：對(duì)有明顯物理流限的熱軋鋼筋，其受拉主筋的受拉應(yīng)變達(dá)到0.01；受拉主鋼筋拉斷； 受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達(dá)到1.5mm；撓度達(dá)到跨度的1/30；受壓區(qū)混凝土壓壞?！玖繙y(cè)內(nèi)容、方法和工況】（1）混凝

6、土平均應(yīng)變?cè)诹嚎缰幸粋?cè)面布置4個(gè)位移計(jì)，位移計(jì)間距40mm，標(biāo)距為150mm，以量測(cè)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(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖4。圖4 適筋梁受彎試驗(yàn)混凝土平均應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置（2）縱向鋼筋應(yīng)變?cè)谠嚰v向受拉鋼筋中部粘貼電阻應(yīng)變片，以量測(cè)加載過(guò)程中鋼筋的應(yīng)力變化，測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖5。圖5 縱筋應(yīng)變片布置（3）撓度對(duì)受彎構(gòu)件的撓度測(cè)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(méi)有外荷載的條件下測(cè)讀儀表的初始讀數(shù)。試驗(yàn)時(shí)在每級(jí)荷載下，應(yīng)在規(guī)定的荷載持續(xù)試件結(jié)束時(shí)量測(cè)構(gòu)件的變形。結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位測(cè)點(diǎn)的測(cè)度程序在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中宜保持一致，各測(cè)點(diǎn)間讀數(shù)時(shí)間間隔不宜

7、過(guò)長(zhǎng)。圖6 適筋梁受彎試驗(yàn)撓度測(cè)點(diǎn)布置（4）裂縫試驗(yàn)前將梁兩側(cè)面用石灰漿刷白，并繪制50mm×50mm的網(wǎng)格。試驗(yàn)時(shí)借助放大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開(kāi)裂后立即對(duì)裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測(cè)各級(jí)荷載(0.4Pu0.7Pu)作用下的裂縫寬度、長(zhǎng)度及裂縫間距，并采用數(shù)碼相機(jī)拍攝后手工繪制裂縫展開(kāi)圖，裂縫寬度的測(cè)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)荷載值持續(xù)15min結(jié)束時(shí)進(jìn)行量測(cè)?！酒渌?、 試驗(yàn)常用儀器設(shè)備介紹（1）電阻應(yīng)變計(jì)：電阻應(yīng)變計(jì)是用來(lái)測(cè)量試件的應(yīng)變。電阻應(yīng)變計(jì)的工作原理是利用某種金屬絲導(dǎo)體的“應(yīng)變電阻效應(yīng)”，

8、即這種金屬絲的電阻值隨著其機(jī)械變形而變化的物理特性。（2）力傳感器和壓力傳感器：使用時(shí)一般串接在液壓加載器與構(gòu)件之間，可用于測(cè)量構(gòu)件受荷載及支座反力等。（3）液壓傳感器：使用時(shí)一般并接在油泵與液壓加載器組成的油路中，可測(cè)量該油路的壓力，根據(jù)所測(cè)壓力大小即可以測(cè)量液壓加載器對(duì)構(gòu)件的作用力。（4）線位移傳感器：線位移傳感器可用來(lái)測(cè)量結(jié)構(gòu)的位移，包括結(jié)構(gòu)的反應(yīng)和對(duì)結(jié)構(gòu)的作用、支座位移，它測(cè)到的位移是某一點(diǎn)相對(duì)另一點(diǎn)的位移、即測(cè)點(diǎn)相對(duì)于位移傳感器支架固定點(diǎn)的位移。常用的位移傳感器有機(jī)械式百分表、電子百分表、滑阻式傳感器和差動(dòng)電感式傳感器等。（5）讀數(shù)顯微鏡：讀數(shù)顯微鏡是由光學(xué)透鏡和游標(biāo)刻度組成。通常用

9、來(lái)觀測(cè)混凝土構(gòu)件的裂縫寬度。（6）電阻應(yīng)變儀：電阻應(yīng)變儀工作原理是當(dāng)電阻應(yīng)變計(jì)發(fā)生應(yīng)變時(shí)，其電阻值發(fā)生變化，從而使得由電阻應(yīng)變儀中的標(biāo)準(zhǔn)電阻和電阻應(yīng)變計(jì)共同組成的惠斯頓電橋失去平衡，通過(guò)直接測(cè)量電橋失去平衡后的輸出電壓，可換算得到應(yīng)變值。其接線方式有：全橋、半橋和1/4橋。2、儀器設(shè)備的主要技術(shù)性能指標(biāo)（1）刻度值（最小分度值）：儀器的指示或顯示裝置所能指示的最小測(cè)量值，即是每一最小刻度所表示被測(cè)量的數(shù)值。（2）量程：儀器可以測(cè)量的最大范圍。（3）靈敏度：被測(cè)量的單位物理量所引起儀器輸出或顯示裝置示值的大小，即儀器對(duì)被測(cè)物理量變化的反應(yīng)能力。（4）分辨率：儀器測(cè)量被測(cè)物理量最小變化值的能力。（

10、5）線形度：儀器校準(zhǔn)曲線對(duì)理想擬合直線的接近程度，可用校準(zhǔn)曲線與擬合直線的最大偏差作為評(píng)定指標(biāo)，并用最大偏差和滿(mǎn)量程輸出的百分比來(lái)表示。（6）穩(wěn)定性：被測(cè)物理量數(shù)值不變，儀器在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)保持示值一致的能力。（7）重復(fù)性：在同一工作條件下，儀器多次重復(fù)測(cè)量同一數(shù)值的被測(cè)量時(shí)，保持示值一致的能力。3、安全防護(hù)措施（1）在試驗(yàn)準(zhǔn)備工作中有關(guān)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)、加載設(shè)備、荷載架等的吊裝，電氣設(shè)備、電氣線路等的安裝以及試驗(yàn)后拆除構(gòu)件和試驗(yàn)裝置的操作均應(yīng)符合有關(guān)建筑安裝工程的安全技術(shù)規(guī)程。試驗(yàn)使用的設(shè)備應(yīng)有操作規(guī)定，并應(yīng)嚴(yán)格遵守。（2）在試驗(yàn)過(guò)程中應(yīng)注意人身和儀表的安全。試驗(yàn)地區(qū)宜設(shè)置明顯標(biāo)志。當(dāng)荷載達(dá)到承載力試

11、驗(yàn)荷載計(jì)算值的85時(shí)，宜拆除可能損壞的儀表。對(duì)于需要保護(hù)下來(lái)量測(cè)結(jié)構(gòu)破壞階段的結(jié)構(gòu)反應(yīng)的儀表，應(yīng)采取有效的保護(hù)措施。（3）試驗(yàn)時(shí)應(yīng)防止試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件和設(shè)備的倒塌，并應(yīng)設(shè)置安全托架或支墩。安全托架或支墩和試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件宜保持盡可能小的距離，但不應(yīng)妨礙試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的變形。試驗(yàn)用的千斤頂、分配梁和儀表等應(yīng)吊在支架上。（4）對(duì)可能發(fā)生突然破壞的試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)應(yīng)采取特別防護(hù)措施以防止物體飛出危及人身、儀表和設(shè)備的安全。12020080135135505050087020020022113 8504 6100150200501206124123 8504121201201

12、-12-2柱試件立面圖3 8503 850 4雙向鋼絲網(wǎng)2片 尺寸170x90 4雙向鋼絲網(wǎng)2片 尺寸170x90 850 850 6100圖1.3大偏心受壓柱配筋圖   取偏心距e0：100mm 2、加載裝置和量測(cè)內(nèi)容 1 加載裝置     柱偏心受壓試驗(yàn)的加載裝置如圖所示。采用千斤頂加載，支座一端為固定鉸支座，另一 端為滾動(dòng)鉸支座。鉸支座墊板應(yīng)有足夠的剛度，避免墊板處混凝土局壓破壞。

13、 e0Pe0P 圖1.4.1 柱偏心受壓試驗(yàn)加載裝置 2 加載方式 （1）單調(diào)分級(jí)加載機(jī)制 實(shí)際的加載等級(jí)為0-10kN-20kN-30kN-40kN-50kN-60kN-破壞 3量測(cè)內(nèi)容 （1）混凝土平均應(yīng)變 由布置在柱內(nèi)部縱筋表面和柱混凝土表面上的應(yīng)變計(jì)測(cè)量，混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置如下圖。           圖1.4.3大偏心受壓柱試驗(yàn)混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置 （2）縱筋應(yīng)變

14、60;由布置在柱內(nèi)部縱筋表面的應(yīng)變計(jì)量測(cè)，鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置如下圖。  位移計(jì)36036015087015132430303015200385385100870應(yīng)變片共計(jì)8片331201203-3應(yīng)變片共計(jì)8片 圖1.4.3.1大偏心受壓柱試驗(yàn)縱向鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置 （3）側(cè)向撓度 柱長(zhǎng)度范圍內(nèi)布置5 個(gè)位移計(jì)以測(cè)量柱側(cè)向撓度，側(cè)向撓度測(cè)點(diǎn)布置如下圖。              圖1.4.3.2大偏心

15、受壓柱試驗(yàn)側(cè)向撓度測(cè)點(diǎn)布置 （4）裂縫 試驗(yàn)前將柱四面用石灰漿刷白，并繪制50mm×50mm的網(wǎng)格。試驗(yàn)時(shí)借助放大鏡查找5050385870位移計(jì)支桿5385位移計(jì)6位移計(jì)7裂縫。 4、實(shí)際實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)             荷載 縱向鋼筋應(yīng)變 2_1 34_1 34_2 34_3 34_4 34_5 34_6 34_7 34_8

16、 0.661 -12 -5 -1 3 -4 -14 -5 0 9.992 -50 -117 20 116 -100 -128 126 84 19.984 -162 -229 226 349 -229 -274 351 272 30.224 -280 -348 486 634

17、60;-363 -442 623 515 40.216 -372 -466 721 913 -496 -615 904 842 50.043 -478 -625 962 1191 -661 -832 1190 1126 59.705 -653 -825 1256 1521 -871 -1143 1522

18、60;1467 69.862 -810 -1008 1511 1825 -1056 -1403 1832 1773 79.854 -1100 -1329 1905 2346 -1376 -1866 2348 2205 93.976 -1485 -1741 2586 4928 -1819 -2411 4074 5128 

19、93.232 -1544 -1811 2793 6257 -1879 -2494 5723 6022 92.737 -1560 -1815 2843 7114 -1883 -2502 6547 6402 92.076 -1585 -1841 2899 8132 -1909 -2525 8076 6913 80.928 

20、-1699 -1851 2928 10437 -2060 -2561 0 7856 75.643 -1703 -1811 2930 10382 -2086 -2520 0 7844 混凝土應(yīng)變 側(cè)向撓度 10_1 10_2 10_3 10_5 10_6 10_7 -0.012 0 0 -0.004 0.021

21、 0 -0.016 -0.004 0.004 0.295 0.301 0.078 -0.031 -0.008 0.181 0.463 0.704 0.184 -0.063 -0.016 0.15 0.615 1.231 0.348 -0.086 -0.02 0.283 0.745 1.75 0.479 -0.09 -0.035&

22、#160;0.37 0.914 2.364 0.704 -0.11 -0.051 0.445 1.099 3.196 0.937 -0.161 -0.051 0.46 1.255 3.838 1.154 -0.228 -0.071 0.456 1.55 5.037 1.522 -0.322 -0.09 0.555 1.983 6.919 2.104 -0.318 -0.094 0.559