混凝土短柱破壞試驗及實驗報告)

1、浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理自主實驗報告實驗名稱：鋼筋混凝土短柱破壞試驗實驗小組：XX,XX,XX組長：XXX指導(dǎo)教師：李沛豪2011.6鋼筋混凝土短柱破壞試驗一試驗?zāi)康模?. 通過試驗初步掌握鋼筋混凝土偏心受壓柱靜載試驗的一般程序和試驗方法。2. 通過試驗了解鋼筋混凝土偏心受壓柱的破壞過程及其特征，加深對大、小偏心受壓構(gòu)件不同破壞過程和特征的理解。3. 通過試驗理解縱向彎曲對鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的影響。二試驗內(nèi)容和要求：1量測各級荷載作用下試驗柱中部截面應(yīng)變。2觀察裂縫的出現(xiàn)，描繪裂縫的大體位置。3觀察試驗柱的破壞形態(tài)，測定試驗柱的破壞荷載。三試件、試驗材料及試驗設(shè)備：2試驗

2、材料：水泥，細石，砂子，鋼筋，鐵絲；模具：根據(jù)所設(shè)計的短柱加工的木制模具；另提供立方體模具若干加載設(shè)備：長柱壓力試驗機（最大荷載為200kN）、電阻應(yīng)變儀、導(dǎo)線等；3.試驗裝置及測點布置如圖二所示;圖4. 試驗前用稀石灰刷白試件，并在試件上畫出必要的網(wǎng)格，并標出各截面中心線，偏心荷載著力點等等四鋼筋混凝土構(gòu)件制作過程在經(jīng)過設(shè)計后，我們開始了試驗的實際制作過程。先是鋼筋骨架的制作。我們根據(jù)設(shè)計尺寸進行了鋼筋裁剪。由于沒有切割機，我們采取的是用鋼筋鉗進行鋼筋截斷，此次實驗我們選取的是直徑為10mm的二級鋼筋作為縱向鋼筋，4mm的一級鋼筋為箍筋，在完成切割后，我們利用固定臺進行了所需鋼筋形狀的彎制，

3、制作了如圖三的鋼筋構(gòu)件，由于實驗條件和自身制作水平的限制，在彎制鋼筋的過程中，部分構(gòu)件的形狀和設(shè)計有了一些差異。在構(gòu)件制作完成后，我們用扎絲鉤進行了鋼筋的梆扎，順利完成了鋼筋骨架的制作。接下來我們進行混凝土的澆注，我們設(shè)計配制的是C25的混凝土，根據(jù)配合比的計算，我們選用了32kg的水泥、10.6L的水、98kg的碎石、50kg的中砂，經(jīng)過混凝土攪拌機的攪拌，我們測得其坍落度為45mm，符合和易性要求，制作了3個混凝土立方體抗壓強度的試塊，接著將混凝土倒入已放入鋼筋骨架的木模當中，用鐵棒進行了反復(fù)的人工插搗，最后用水泥鏟將構(gòu)件表面抹平，完成了鋼筋混凝土的制作。之后便是混凝土的養(yǎng)護，在澆注完混凝

4、土的第二天，為了防止混凝土在凝結(jié)過快，使構(gòu)件表面出現(xiàn)細裂縫，我們對混凝土用水澆灌，并在表面覆蓋上尼龍，防止水分蒸發(fā)過快，使得混凝土保持在一個濕度較高的環(huán)境中。一個星期后，我們進行了拆模，堅持每天都對構(gòu)件澆水養(yǎng)護直至28天后進行試驗。在拆模后，我們發(fā)現(xiàn)在混凝土構(gòu)件一側(cè)牛腿處的局部出現(xiàn)蜂窩，經(jīng)過分析是人工振搗的不夠完全，可能會對試驗的結(jié)果產(chǎn)生影響。五試驗步驟1對制作的混凝土抗壓強度試塊進行試驗，測定混凝土抗壓強度：1）主要儀器設(shè)備：壓力試驗機：實驗機的精度不低于±2%，量程應(yīng)能使試件的預(yù)期破壞荷載值不小于全程量的20%，也不大于全程量的80%。2）試驗過程：a.試件自養(yǎng)護室取出，隨即擦干

5、水分并量出尺寸（精確至1mm）,計算試件的受壓面積A（mm2）。b.將試件安放在壓力機的下承壓板上，開動試驗機，當上壓板與試件接近時，調(diào)整球座，使接觸均衡。c.加壓時，加荷速度為0.30.5MPa/s。3）試驗結(jié)果計算按下式計算試件的立方體抗壓強度（精確到0.1Mpa）f二P/Acu測得第一個試件的抗壓強度為30N/mm2,第二個試件的抗壓強度為28N/mm2，第三個試件的抗壓強度為27.5N/mm2。以三個試件的算術(shù)平均值作為試件的抗壓強度值。得到混凝土的抗壓強度f為cu28.5Mpa。2. 鋼筋抗拉強度測定：1）試驗儀器：a.萬能試驗機b.游標卡尺c.標點分割器2）試驗材料：鋼筋3）試驗步

6、驟：a先定第一點（第一點與端點間的距離約一掌距的長度），接著以第一點為準，量標點長度定中點。接著依中點各往左右兩定標點長度與夾距長度，接著以標點分割器坐標定，再以立可白標示夾距點處。b接著將鋼筋以萬能試驗機測試其所承受之荷重。4）試驗結(jié)果當加載到27.4KN時，鋼筋屈服。由于試驗機管道漏油，加載無法繼續(xù)，試驗結(jié)束。根據(jù)f=P/A得抗拉強度為349N/mm2。y3. 鋼筋混凝土短柱破壞試驗：1）試驗設(shè)備長柱壓力試驗機、應(yīng)變儀、粉筆、石灰等2）試驗步驟a.在構(gòu)件一側(cè)設(shè)計位置貼上五片電阻應(yīng)變片b將試件安裝到試驗機上，并接好應(yīng)變儀c加載開始，控制試驗機進行分級加載。并觀察裂縫開展情況。3）試驗結(jié)果當加

7、載到78KN時，試件破壞，破壞如圖四：六數(shù)據(jù)的處理及相關(guān)計算經(jīng)過試驗得：f二28.5N/mm2,f二19.1N/mm2,f=349N/mm2cuckya=a'=30mmss0.5fAg=ck1 Ng=1.02e1400h0仃¥-oIh丿g1g21(950¥1400x170(170丿x1.0x1.0=1.02e=e=170mmi0he=ne+-ai2s170=1.02x170+-302=228mmN=afbxu1ckNe=afbxh-u1ckI0xAX+f'A2丿/(hs0a')s+349x157(140-30)19.1x140x228x=19.1x1

8、40x140-'I2丿解得x=22.7mmg=0.162<g=0.55hb0為大偏心受壓；N=19.1x140x22.7=60.7kNuN<Nt=78kN，理論值小于實測值。uu七試驗結(jié)果分析討論由加載結(jié)果可知，構(gòu)件所承受的實際荷載大于設(shè)計值，說明鋼筋混凝土短柱的制作良好，可以達到要求；構(gòu)件的破壞是典型的大偏心受壓破壞在靠近軸向力作用的一側(cè)受壓，另一側(cè)受拉，隨著荷載的增加，首先在受拉區(qū)產(chǎn)生橫向裂縫，荷載再增加，受來去的裂縫隨之不斷開展，在破壞前主裂縫逐漸明顯，受拉鋼筋的盈利達到屈服強度，進入流幅階段，受拉區(qū)變形的發(fā)展大于受壓區(qū)，中和軸上升，使混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后壓區(qū)

9、邊緣混凝土達到極限壓應(yīng)變，出現(xiàn)縱向裂縫而混凝土被壓碎，這種破壞屬于延性破壞，破壞時，壓區(qū)的縱向鋼筋也達到受壓屈服強度。在進行應(yīng)變記錄時，發(fā)現(xiàn)靠近構(gòu)件受拉區(qū)的三片應(yīng)變片在加載至78KN時就斷裂，從而沒能有效觀測到應(yīng)變的變化，原因是壓力機的加載速度難以控制，加載速度過快而使得裂縫迅速產(chǎn)生，應(yīng)變片發(fā)生斷裂。八實驗感想通過這次試驗，我們第一次體驗了由自己獨立完成全過程的試驗，同時也感受到了實驗的艱辛，從開始到結(jié)束，我們投入了大量的時間，大量的精力，有的同學(xué)甚至帶病堅持實驗，在大家的齊心協(xié)力下取得了實驗的成功。這次自主實驗，我們對試驗的過程、試驗的目的有了更深的了解，也鍛煉了自己的動手能力，將書本上的理論知識轉(zhuǎn)化為了實踐，彌補了現(xiàn)在學(xué)生普遍存在的只有理論不會實踐的現(xiàn)象；同時，在實驗的過程中考驗了我們的團隊合作能力，如何分工、如何安排進度、如何協(xié)調(diào)大家的關(guān)系、如何調(diào)動團隊的積極性等問題一直貫穿在整個實驗過程中，我們也從中得到了許多啟示，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)；再者，實驗數(shù)據(jù)的處理也有利于我們嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培養(yǎng)，爭取做到不放過