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。 混凝土設計強度等級：C25鋼筋：縱筋28， 級（實際測得鋼筋屈服強度為390Mpa，極限抗拉強度為450 Mpa）箍筋：6100， 級 試件尺寸： b100mm； h150mm； L1100mm； 制作和養(yǎng)

2、護特點：常溫制作與養(yǎng)護2實驗所需儀器：手動油壓千斤頂1個，測力儀及壓力傳感器各1個；靜態(tài)電阻應變儀一臺；百分表及磁性表座各3個；刻度放大鏡、鋼卷尺；支座、支墩、分配梁。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)件實驗的內(nèi)力圖與設計的內(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備重量及試件自重等應作為

3、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5個電阻應變片（自行設計測點位置），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，支座沉降點（2個）。 3. 實驗步驟 實驗為半開放式：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

4、、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（每組不多于10人）自行操作實驗。教師給出實驗所需的儀器設備并實時指導。 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. 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； 圖32加載裝置圖d. 安裝分配梁。分配梁支撐位于梁跨的三分點處。要求位置準確、穩(wěn)定、無偏斜。e. 安裝手動油壓千斤頂和壓力傳感器。連接傳感器和測力儀

5、。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。 本次實驗加載制度：分級加載，混凝土開裂前，每級加載2kN，開裂后，每級加載4kN，縱向鋼筋受力屈服后，按跨中位移控制，每級加載2mm。加載每級停

6、歇時間5分鐘，在讀數(shù)穩(wěn)定時讀數(shù)并記錄，數(shù)據(jù)填入記錄表內(nèi)。4注意事項（1） 進行破壞實驗時，應根據(jù)預先估計的可能破壞情況做好安全防范措施，以防損壞儀器設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

7、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： 1）正截面強度破壞。l 受壓混凝土破損；l 縱向受拉鋼筋被拉斷；l 縱向受拉鋼筋達到或超過屈服強度后致使構(gòu)件撓度達到跨度的150，或構(gòu)件縱向受拉鋼筋處的最大裂縫寬度達到1.5mm。2）斜截面強度破壞l 受壓區(qū)混凝土剪壓或斜拉破壞；l 箍筋達到或超過屈服強度后致使斜裂縫寬度達到1.5mm；l 混凝土斜壓破壞。 3）受力筋在端部滑脫或其它錨固破壞。5實驗記錄參考圖表 (1)應變記錄參考表荷載測點1測點2測點3測點4測點5測點6測點70.42854

8、791-135515858323-3752.33862802-126515839357-3364.32868810-122510814384-3426.44874817-117503788415-3168.4874824-105497754525-23010.41856802-1255097187817614.36835784-129523665110238018.45830780-131519816138766322.4828779-131515565168195026.35828778-1335115051966125830.29828779-13151144222781501 (2)撓度

9、記錄參考表撓度荷載1點2點3點05.21.074.630.425.011.324.422.334.851.494.324.324.721.594.256.444.671.714.28.44.611.964.1710.414.542.594.114.364.393.164.0318.454.263.843.9522.44.164.613.8526.354.085.543.7930.294.027.744.04 (3)裂縫記錄主裂縫位置，距左支座54CM處長度（MM）相應荷載（KN）0.048.410.07510.410.114.360.418.450.40522.40.626.361.230.2

10、9四實驗分析1、 截面應力、應變分析 應力應變成果應變變量加載（KN)2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.29測點181420202-19-24-26-26-26測點21119263311-7-11-12-13-12測點391318301064424測點40-5-12-18-68-40-4-4測點5-19-44-70-104-140-193-42-293-353-416（2） 荷載-鋼筋應變結(jié)果應變變量加載2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.29測點6346192202458779106413581

11、6431955測點7933591454517551038132516331876平均22577617445476710511342163819162、 撓度分析（1） 計算理論值加載F（KN） 2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.290.410.771.141.491.852.553.283.984.685.38（2） 分析各點實測撓度值 由于支座沉降影響加載（KN） 2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.290.30.50.670.961.672.343.13457.1 (3)繪制荷載撓度曲線（理論

12、、實測曲線） （4）撓度結(jié)果比較加載F（KN）2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.29撓度比值i0.730.650.590.640.90.920.9511.071.32差異原理：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（30.29）混凝土試件已經(jīng)破壞，導致?lián)隙茸兓艽?，從而使與相差較大。3、開裂荷載、屈服荷載、破壞荷載荷載大?。↘N）開裂荷載屈服荷載破壞荷載測點18.46.4418.45測點28.418.45測點38.418.45測點48.422.4測點518.4530.29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。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