鋼筋混凝土簡支梁靜載實驗試驗設(shè)計

鋼筋混凝土簡支梁靜載實驗試驗設(shè)計背景：略實驗?zāi)康氖雇瑢W(xué)們對混凝土受彎構(gòu)件的受力破壞過程有一個實際的認(rèn)識；學(xué)習(xí)編制結(jié)構(gòu)實驗的計劃與組織實施；熟悉對實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)和分析，并對結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評定。試驗梁資料介紹梁全長L=1.7m,計算跨度L0=1.6m，使用狀態(tài)設(shè)計荷載值Qs=10kN/m,承載力設(shè)計荷載值Qu=15kN/m。梁截面型式：矩形，梁寬×梁高=100mm×180mm，受拉主筋保護(hù)層厚度c=20mm，配筋見圖1。@@125φ6@502φ12AABBA-A截面B-B截面154mm26mm1.7m1.6m550mm550mm560mm圖1擬定計劃擬定加載方案該試驗為短期破壞性試驗，在室內(nèi)進(jìn)行，采用二集中力四分點等效荷載，試件反位安裝，見圖2。1．計算等效荷載梁跨中截面為控制截面計算使用狀態(tài)短期試驗荷載Fs在設(shè)計均布荷載Qs作用下跨中彎矩Ms=QsL02/8=10×1.62/8=3.2(kN﹒m)使用狀態(tài)短期試驗荷載Fs作用下（二集中力四分點加載）跨中彎矩MFs=FsL0/8由于MFs=Ms故有FsL0/8=QsL02/8Fs=QsL0=10×1.6=16(kN)計算承載力試驗荷載值FuFu=QuL0=15×1.6=24(kN)估算開裂荷載值Fcr估算Mcr查規(guī)范得：鋼筋彈性模量Es=2.1×105MPa，混凝土彈性模量Ec=2.55×104MPa混凝土極限抗拉強(qiáng)度ft=1.1MPa。彈性模量比n=Es/Ec=8.235As=226.19mm2Mcr=0.292［1+5nAs/bh］bh2ft=0.292×［1+5×8.235×226.19/(100×180)］×100×1802×1.1=1579150（N﹒mm）Fcr=8Mcr/L0=8.0(kN)（4）計算自重等效荷載Fgk結(jié)構(gòu)所承受的荷載通常包含自重和外力，而梁安裝就位后自重已產(chǎn)生，故計算所得的試驗荷載應(yīng)由兩部分組成即外加荷載+自重（及加載設(shè)備重力），考慮試驗加載值大小時應(yīng)扣除自重影響。由于Fs等均為等效荷載，故自重也應(yīng)換算成等效荷載。查規(guī)范得混凝土容重γ=25.0kN/m3，梁自重gk=γbh=0.45kN/m若假定梁無自重，其自重作為外荷載加上去，跨中彎矩Mgk=gk(0.05+0.4)2/2-gk×0.42/2=0.0096kNFgk=8Mgk/L0=0.05kN自重影響可以忽略不計。故外加荷載值為Fcrˊ=8kNFsˊ=16kNFuˊ=24kN2．計算加載級差，確定加載順序（1）加載級差達(dá)到Fs前級差：20%Fs=3.2kN達(dá)到Fs后級差：10%Fs=1.6kN臨裂級差：5%Fs=0.8kN接近承載力試驗荷載時級差：5%Fu=1.2kN（2）加載順序預(yù)加載(kN)：0--3.2--0正式加載(kN)：0--3.2—6.4--7.2—8.016.0--17.6—19.2—20.8—22.4—24.0—25.2—26.4--28.8—30.0--31.2--32.4—33.6—34.8—36.0—37.2—38.4—39.6—40.8—42.0—43.2—44.4—45.6—46.8—48.0…擬定觀測計劃測點選擇及布置撓度由于需作撓曲曲線，故沿梁跨度方向四分點上布置3分測點，兩支座處各布置1個，共5個，自西向東統(tǒng)一編號為1＃～5＃，見圖。應(yīng)變受拉主鋼筋應(yīng)變由于受拉區(qū)混凝土開裂退出工作，為確定中截面應(yīng)變分布沿受拉主鋼筋軸線方向布置編號為1＃，見圖?；炷两孛鎽?yīng)變分布沿中截面高度布置應(yīng)變片，以確定截面應(yīng)變分布及中性軸隨荷載變化而下移的情況，自下而上統(tǒng)一編號2?！?＃，見圖。裂縫為準(zhǔn)確確定開裂荷載實測值，在純彎段的受拉表面沿受拉主筋方向連續(xù)搭接布置裂縫監(jiān)測片，見圖。當(dāng)應(yīng)變片讀數(shù)突變時的荷載即為開裂荷載。裂縫寬度的量測用讀數(shù)顯微鏡。荷載持續(xù)時間正常級差下t=10min在使用狀態(tài)短期荷載試驗作用下t=30min觀測方法裂縫監(jiān)測片在開裂前跟蹤讀數(shù)，開裂后不讀。最大撓度測點邊記錄邊整理，求出差值和總差。超過使用狀態(tài)短期荷載試驗后，主筋應(yīng)變跟蹤讀數(shù)。（三）設(shè)備計劃加載設(shè)備千斤頂、壓力傳感器、電子秤、分載梁和反力架各一，支座及支座墊板2套。（四組共用）觀測用儀器儀表DH3818靜態(tài)電阻應(yīng)變儀一臺百分表及磁性表座5套，儀表架5個千分表及夾具2套、弦式應(yīng)變計5個、轉(zhuǎn)換箱1臺、讀數(shù)儀1臺讀數(shù)顯微鏡1個，塞尺1把鋼筋應(yīng)變片工作片1片、補(bǔ)償片1個，型號3mm×2mmR=120ΩK=2.08記錄板