《混凝土設(shè)計原理》.

1、混凝土設(shè)計原理混凝土設(shè)計原理實驗指導(dǎo)書實驗指導(dǎo)書（土木工程專業(yè)用）（土木工程專業(yè)用）南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院目錄實驗一：單筋矩形截面梁破壞1實驗二：受彎構(gòu)件斜截面破壞4實驗三：偏心受壓柱破壞101試驗一單筋矩形截面梁破壞學(xué)時：2 2 學(xué)時實驗性質(zhì)：綜合性實驗?zāi)康囊螅和ㄟ^對適筋梁、超筋梁和少筋梁的試驗，加強對鋼筋混凝土梁正截面受彎破壞過程的認識，了解正截面科學(xué)研究的基本方法，驗證受彎構(gòu)件正截面承載力計算方式。實驗內(nèi)容：1 1、觀測適筋梁、超筋梁的裂縫出現(xiàn)和開展過程、撓度變化以及破壞特征，并記下開裂荷載實測值（P P）和破壞荷載實測值（P P）。cru2 2、 量測適筋梁

2、在各級荷載下的跨中撓度值， 繪制梁跨中的荷載 （內(nèi)力） 一撓度曲線 （M-M-f曲線）。3 3、量測適筋梁在純彎區(qū)段沿截面高度的平均應(yīng)變，繪出沿梁高度的應(yīng)變分布圖形，驗證平截面假定。4 4、通過在主筋上測定的應(yīng)變，驗證鋼筋屈服與梁破壞之間的關(guān)系。5 5、觀察和描繪試件破壞情況和特征，比較適筋梁與超筋梁的破壞形態(tài)及破壞荷載。6 6、根據(jù)規(guī)范方法計算試件破壞承載力理論值并與試驗值比較。試件設(shè)計與制作：1 1、試件設(shè)計為確保梁正截面強度破壞，在剪彎區(qū)段所配箍筋需加強，縱筋端部錨固足夠可靠。圖 1-11-1 和表 1-11-1 給出了 L-lL-l（適筋梁）、L-2L-2（超筋梁）L-3L-3（少筋梁

3、）的配筋詳圖及截面參數(shù)，混凝土采用 C15C15，縱向受力筋采用 HPB235HPB235 鋼筋（帶彎鉤）和 HRB335HRB335 鋼筋（不帶彎鉤）。表 1-11-1項目梁號截面尺寸bXh(mm2)Q號筋Q號筋Q號筋L1(mm)L?(mm)保護層厚C（mm）L-1120X18021228610095070015L-2120X180220286100950700152L-3150X30026286100950700153受彎試驗梁施工圖注：砼采用 C15,保護層厚度取 20mm。制作時預(yù)留砼立方試塊(150*150*150)。圖1-1試件尺寸和配筋圖(D3-3.150.5-54150,L75

4、0L4ODL400L750L,150鋼筋上貼應(yīng)變片圖1-2測點布置圖2 2、試件制表試件采用干硬性混凝土、平板振搗器振搗、蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護 2828 天，制作試件同時預(yù)留混凝土立方體試塊（150150X150150X150mm150mm）和縱向受力鋼筋試件以測得混凝土和鋼筋的實際強度，填入表 1-21-2 用于計算構(gòu)件的實際承載力。表 1-21-2一、項目強度（N/mm2）混凝土立方體150X150X150HRB3356HRB33512HRB33520試驗方法1 1、加荷裝置方案一：采用千斤頂和反力架進行兩點加荷。方案二：在四柱壓力機上進行兩點加荷。2 2、觀測方案（1 1）用百分表量測梁的

5、跨中撓度，其值按下式計算跨中位移fs+fsf=fs-厶亠m2fs:跨中位移實測值；mfs:右側(cè)支座位移實測值；rfs:左側(cè)支座位移實測值。（2 2）用手持式應(yīng)變儀量測沿截面高度的平均應(yīng)變測點布置見圖 1-21-2。（3 3）裂縫觀測：用放大鏡觀測裂縫出現(xiàn)，用讀數(shù)顯微鏡測讀裂縫寬，用鋼直尺量取純彎段裂縫間距。（4 4）試驗完畢，打碎保護層、測定實際保護層厚度。53 3、安全措施1 1、試驗梁下設(shè)安全墊塊，以防梁破壞時傷害操作人員和破壞儀表。2 2、儀表安裝時系安全繩，試件破壞前必須撤除儀表。3 3、加荷系統(tǒng)必須穩(wěn)定可靠。試驗步驟1 1、試驗前，先進行材料試驗，并按實測材料強度指標(biāo)計算開裂荷載和構(gòu)

6、件承載力。2 2、加荷載前，用放大鏡及讀數(shù)顯微鏡檢查有無初始干縮裂縫、讀取百分表和手持式應(yīng)變儀的初始讀數(shù)。3 3、按荷載短期效應(yīng)組合值的 20%20%分級加荷，構(gòu)件自重及加載設(shè)備重量計入第一級。每級荷載的持續(xù)時間為 1010 分鐘，持續(xù)時間結(jié)束后方可測讀儀表。4 4、接近估算開裂荷載時，荷載分級降為 5%5%,直至裂縫出現(xiàn)，記下荷載值 P Ps,開裂后cr荷載分級恢復(fù)為 20%20%。5 5、構(gòu)件達到正常使用極限狀態(tài)，即荷載達到其短期組合值。持荷時間增加 5 5 分鐘。持續(xù)時間結(jié)束后，測讀各儀表，同時用讀數(shù)顯微鏡量測純彎段所有裂縫寬度、量測平均裂縫間距。6 6、構(gòu)件進入破壞階段、荷載分級調(diào)整為

7、 10%10%，接近承載力極限狀態(tài)時，降為 5%5%，并撤除百分表，持續(xù)時間仍取 1010 分鐘，直至構(gòu)件破壞，記下荷載值 PjPj。注意事項（1 1）試驗前必須明確試驗?zāi)康模屑氶喿x指導(dǎo)書，要求熟悉試驗步驟及有關(guān)注意事項，如有不清楚的地方可進行研究，討論或詢問指導(dǎo)教師，對與本次無關(guān)的儀器設(shè)備不可隨便亂動。（2 2）試驗時，一定要聽從指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，遵守試驗室規(guī)章制度，特別要注意試件破壞時的安全。（3 3）試驗結(jié)束后，按要求完成試驗報告。6試驗二受彎構(gòu)件斜截面強度實驗學(xué)時：2 2 學(xué)時試驗性質(zhì)：綜合性實驗?zāi)康囊螅? 1、驗證斜截面強度計算方法，加深認識剪壓破壞、斜壓破壞、斜拉破壞等三種剪切破

8、壞形態(tài)的主要破壞特征，以及產(chǎn)生這三種破壞特征的機理。2 2、正確區(qū)分斜裂縫和垂直裂縫，彎剪斜裂縫和腹剪斜裂縫；在此基礎(chǔ)上加深了解這二種裂縫的形成原因和裂縫開展的特點。3 3、加深了解箍筋在斜截面抗剪中的作用。實驗內(nèi)容：1 1、量測試驗梁的撓度。2 2、測斜裂縫出現(xiàn)前后箍筋的應(yīng)變。3 3、仔細觀察裂縫的出現(xiàn)和開展過程，特別注意觀察剪跨內(nèi)斜裂縫的出現(xiàn)和開展的全過程。斜裂縫出現(xiàn)后，用鉛筆在裂縫旁邊描裂縫，按出現(xiàn)順序編號，并在裂縫頂端注明相應(yīng)的荷載值，待試驗梁破壞后再繪制裂縫分布圖和破壞形態(tài)圖。4 4、記錄斜截面破壞荷載，并驗算斜截面破壞時的Vs/V（Vs和V分別為斜截面破壞時的uuuu剪力試驗值和理

9、論值）。5 5、在試驗過程中，要根據(jù)試驗?zāi)康?、?nèi)容和要求，認真做好記錄，并完成試驗報告。試件設(shè)計與制作：1 1、此試驗為斜截面強度試驗，在進行試件截面設(shè)計時，要保證梁不發(fā)生正截面破壞而只發(fā)生斜截面破壞，即正截面破壞強度大于斜截面破壞強度。圖 2 21 1 給出了 L L1 1（剪壓試驗梁）、L L-2 2（斜拉試驗梁）、L L-3 3（斜壓試驗梁）的配筋詳圖及截面參數(shù)，設(shè)計時，砼采用 C15C15，縱向受力筋，I I 級鋼帶彎鉤，IIII 級鋼不帶彎鉤。2 2、試件制表試件采用干硬性混凝土、平板振搗器振搗、蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護 2828 天，制作試件同時預(yù)留混凝土立方體試塊（150 x150 x

10、150mm150 x150 x150mm）和縱向受力鋼筋試件以測得混凝土和鋼筋的實際強度，填入表 1-21-2 用于計算構(gòu)件的實際承載力。7受剪試驗梁施工圖注：砼采用 C15,保護層厚度取 20mm。制作時預(yù)留砼立方試塊(150*150*150)。圖21試驗梁詳圖觀吊環(huán)8表217 目強度（N/mm2）混凝土立方體150X150X150HPB2356試驗方法：1 1、加載裝置根據(jù)試驗梁最大承載能力，決定加載裝置和加載方式。本次試驗有三種不同規(guī)格的梁其加載體系均采用反力架、千斤頂加載體系。加載裝置如圖 2 22 2 所示，荷載作用位置如圖 2 23 3。試驗梁安裝要求本次的試驗梁和支座的連接為簡支

11、。 試驗梁兩端擱置在專門設(shè)計的支座上，保證梁在受力后，梁的一端能夠轉(zhuǎn)動而另一端能夠水平移動；試驗梁就位后，應(yīng)保證幾何尺寸位置的準確。2 2、測點布置根據(jù)試驗?zāi)康暮鸵螅瑴y點布置如圖 2 24 4 所示。圖22加載裝置圖9LIPlL2PlHH2.550.4003他.550X坪,弓50d,0,L3PlII2gba00h7503.750.00XJ叫FIFI950r4-2so,圖23荷載作用位置圖$11PP1!21口23口口4宜3宣中點八、圖24測點布置圖注：、為百分表，量測試驗梁支座沉降，c 為百分表，量測試驗梁跨中撓度2J50.330F6?0j411950.餐0,330r*.95015C10132

12、1 1 為電阻片，量測試驗梁箍筋應(yīng)變3 3、試驗儀器和加載設(shè)備QXJ-5XJ-5 型電阻應(yīng)變儀，用于量測箍筋應(yīng)變Q 百分表，用于量測撓度Q500kN500kN 千斤頂，用于加荷4 4、安全措施在試驗過程中，要服從統(tǒng)一指揮。隨時注意觀察加載裝置和登記表運轉(zhuǎn)是否正常，如發(fā)現(xiàn)偏差過大，應(yīng)立即停止試驗，待糾正后再繼續(xù)加載。試件接近破壞時，應(yīng)在試件下面安裝安全支承，避免測試人員及登記表遭受不必要的損失；當(dāng)加載超過 80%80%的破壞荷載后，應(yīng)將易損儀表拆除。5 5、人員分工加載 2 2 人，讀百分表 3 3 人、記錄 1 1 人，操作電阻應(yīng)變儀 1 1 人、記錄 1 1 人，尋找裂縫并量測裂縫寬 3 3

13、 人，負責(zé)安全 1 1 人，總指揮 1 1 人。試驗步驟：1 1、試驗前，先進行材料試驗，并按實測材料強度指標(biāo)計算開裂荷載和構(gòu)件承載力。2 2、加荷載前，用放大鏡及讀數(shù)顯微鏡檢查有無初始干縮裂縫、讀取百分表和手持式應(yīng)變儀的初始讀數(shù)。3 3、加荷方法采取分級加荷，每級加載值一般取 510%510%的破壞荷載。每次加載后間歇 5 5 分鐘，使試件的變形趨于穩(wěn)定后，按試驗內(nèi)容和要求量測數(shù)據(jù)，并認真做好記錄；數(shù)據(jù)校核無誤后，方可進行下一級加載。注意事項：1 1、復(fù)習(xí)受彎構(gòu)件斜截面的強度計算一章內(nèi)容，仔細閱讀試驗指導(dǎo)書，充分了解本次試驗?zāi)康摹⒁?、測試等內(nèi)容。2 2、根據(jù)所給試驗梁尺寸、配筋，計算試驗梁

14、的破壞荷載，確定加載級數(shù)和每級加載值。3 3、進入試驗室后，要服從擔(dān)任本次試驗指導(dǎo)教師的統(tǒng)一指揮，認真完成本次試驗所要求的內(nèi)容，注意分工協(xié)作。4 4、與本試驗無關(guān)的儀器設(shè)備和其他試驗項目裝置不得隨意亂動。5 5、注意安全，尤其是加載階段。11實驗三矩形截面對稱配筋偏心受壓柱正截面強度試驗實驗三矩形截面對稱配筋偏心受壓柱正截面強度試驗學(xué)時：2 2 學(xué)時實驗性質(zhì)：綜合性實驗?zāi)康囊螅? 1、通過柱側(cè)面的應(yīng)變片和縱向鋼筋上的應(yīng)變片，測定截面不同纖維層的應(yīng)變值，驗證平截面假定，并測定混凝土的極限壓應(yīng)變。2 2、通過百分表量測柱子的水平撓度，說明縱向彎曲對偏心受壓中長柱的影響。3 3、觀察大偏心受壓截面

15、的破壞特性，記錄破壞荷載。4 4、測定開裂荷載及 0.3mm 裂縫荷載。實驗內(nèi)容：1、量測縱向鋼筋 A,A 的應(yīng)變，分析其應(yīng)力情況。Ss2、觀察裂縫出現(xiàn)的荷載及裂縫開展的過程。3、在跨中區(qū)段驗證平截面假定并分析中和軸位置的變化。4、確定破壞荷載值，驗證理論公式，并對理論值和試驗值進行比較。試件設(shè)計與制作：1 1、此試驗為鋼筋混凝土大偏心受壓中長柱的強度試驗，試件應(yīng)設(shè)計為大偏心受壓柱。選擇如圖 31 所示鋼筋混凝土大偏心受壓柱。選擇柱的截面尺寸為bxh二200mmx150mm(為了防止柱子向另一方向產(chǎn)生側(cè)向彎曲面形成雙向受彎，故柱截面在另一方向設(shè)計成 200mm，大于 150mm),考慮到試驗用

16、構(gòu)件沒有耐久性要求，且構(gòu)件尺寸較小，這里適當(dāng)減小保護層厚度，取保護層厚度c二20mm。2 2、試件制作試件采用干硬性混凝土、平板振搗器振搗、蒸汽養(yǎng)護或自然養(yǎng)護 2828 天，制作試件同時預(yù)留混凝土立方體試塊(150 x150 x150mm150 x150 x150mm)和縱向受力鋼筋試件以測得混凝土和鋼筋的實際強度，填入表 1-21-2 用于計算構(gòu)件的實際承載力。12圖31所示鋼筋混凝土大偏心受壓柱表 1-21-2強度(N/mm2)混凝土立方體150X150X150HRB33514試驗方法1、加荷裝置如圖(32)所示，整個試驗梁安裝在 5000kN 液壓壓力試驗機上進行。將壓力試驗機施加的外荷

17、載 P 作用在鋼筋混凝土大偏心受壓柱上。2、試驗設(shè)備：(1) 加載設(shè)備：長柱試驗機。(2) 測量設(shè)備：百分表、混凝土應(yīng)變片、鋼筋應(yīng)變片、讀數(shù)顯微鏡等。(3) 數(shù)據(jù)采集設(shè)備：計算機、7vl4 數(shù)據(jù)采集器。1;T1;Ir芒K,K,40ZEOr-SJOr-SJ0013Qinom圖32鋼筋混凝土大偏心受壓柱破壞試驗裝置3、觀測方案（1）由于要觀察鋼筋混凝土大偏心受壓的受力全過程，測定柱中點處不同纖維層的應(yīng)變以及柱中點處的撓度值，所以，沿柱中點處不同纖維層粘貼應(yīng)變片來測應(yīng)變（圖 33）。為了測得混凝土極限壓應(yīng)變，在受壓區(qū)邊緣也粘貼應(yīng)變片，同時受拉鋼筋也粘貼應(yīng)變片測鋼筋應(yīng)變。（2）在柱中點處安裝百分表測柱的水平撓度。（3）本試驗用計算機及 7V14 數(shù)據(jù)采集器組成數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。（4）用讀數(shù)顯微儀測讀裂縫寬度。37.537.537.537.5圖33截面應(yīng)變片布置試驗步驟園T51弓口口巴a表分百141 1、試驗前，先進行材料試驗，并按實測材料強度指標(biāo)計算開裂荷載和構(gòu)件承載力。2 2、加荷載前，用放大鏡及讀數(shù)顯微鏡檢查有無初始干縮裂縫、讀取百分表和手持式應(yīng)變儀的初始讀數(shù)。3 3、采用長柱試驗機分級加載，由于本試驗側(cè)重于觀察和驗證，故每級荷載分為 1 1OkNOkN,由試驗機讀數(shù)盤準確地控