適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及對(duì)策

./適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)踐掌握試件的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理的方法。加深對(duì)混凝土基本構(gòu)建受力性能的理解。更直觀的了解適筋梁受彎破壞形態(tài)及裂縫發(fā)展情況。驗(yàn)證適筋梁破壞過程中的平截面假定。對(duì)比實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算理論值,從而更好地掌握設(shè)計(jì)的原理。試件設(shè)計(jì)：〔1試件設(shè)計(jì)的依據(jù)根據(jù)梁正截面受壓區(qū)相對(duì)高度和界限受壓區(qū)相對(duì)高度的比較可以判斷出受彎構(gòu)件的類型：當(dāng)時(shí),為適筋梁；當(dāng)時(shí),為超筋梁。界限受壓區(qū)相對(duì)高度可按下式計(jì)算：在設(shè)計(jì)時(shí),如果考慮配筋率,則需要確保其中在進(jìn)行受彎試件梁設(shè)計(jì)時(shí),、分別取《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的鋼筋受拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彈性模量；進(jìn)行受彎試件梁加載設(shè)計(jì)時(shí),、分別取鋼筋試件試驗(yàn)得到鋼筋受拉屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彈性模量。同時(shí),為了防止出現(xiàn)少筋破壞,需要控制梁受拉鋼筋配筋率大于適筋構(gòu)件的最小配筋率,其中可按下式計(jì)算：〔2試件的主要參數(shù)=1\*GB3①試件尺寸〔矩形截面：b×h×l＝180×250×2200mm；=2\*GB3②混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C35；=3\*GB3③縱向受拉鋼筋的種類：HRB400；=4\*GB3④箍筋的種類：HPB300〔純彎段無箍筋；=5\*GB3⑤縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度：25mm；綜上所述,試件的配筋情況見圖3和表1：圖3梁受彎實(shí)驗(yàn)試件配筋表1試件編號(hào)試件特征配筋情況預(yù)估荷載P<kN>①②=3\*GB3③PcrPyPuMLA適筋梁4162108@50<2>32.729147.266163.629說明：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：圖1為本方案進(jìn)行梁受彎性能試驗(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,以便于在跨中形成純彎段。并且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。梁受彎性能試驗(yàn)中,采用三分點(diǎn)加載方案,取,,,。圖2.a為加載簡(jiǎn)圖,此時(shí)千斤頂加力為,經(jīng)過分配梁后,可視為兩個(gè)大小為的集中荷載分別作用于圖示位置。圖2.b為荷載作用下的彎矩圖。由此圖可知,純彎段的彎矩最大,.圖2.c為荷載作用下的剪力圖。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—反力梁及龍門架；10—千斤頂；圖1梁受彎試驗(yàn)裝置圖〔a加載簡(jiǎn)圖〔〔b彎矩圖〔〔c剪力圖〔圖2梁受彎試驗(yàn)加載和內(nèi)力簡(jiǎn)圖加載方式：〔1單調(diào)分級(jí)加載機(jī)制：梁受彎試驗(yàn)采取單調(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)荷載的前兩級(jí)。具體加載過程為：在加載到開裂荷載計(jì)算值的90%以前,每級(jí)荷載不宜大于開裂荷載計(jì)算值得20%達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90%以后,每級(jí)荷載不宜大于其荷載值的5%；當(dāng)試件開裂后,每級(jí)荷載值取10%的承載力試驗(yàn)荷載計(jì)算值的級(jí)距；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；加載到臨近破壞前,拆除所有儀表,然后加載至破壞?！?開裂荷載實(shí)測(cè)值確定方法：對(duì)于本次試驗(yàn),采用放大鏡觀測(cè)法確定開裂荷載實(shí)測(cè)值。具體過程：用放大倍率不低于四倍的放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)；當(dāng)加載過程中第一次出現(xiàn)裂縫時(shí),應(yīng)取前一級(jí)荷載作為開裂荷載實(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裂荷載實(shí)測(cè)值?！?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)到或超過承載力極限狀態(tài),即可停止加載：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。試驗(yàn)測(cè)量?jī)?nèi)容、方法和測(cè)點(diǎn)儀表布置：混凝土平均應(yīng)變?cè)诹嚎缰幸粋?cè)面布置5個(gè)位移計(jì),位移計(jì)間距50mm,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)布置見圖4。圖4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)加載過程中鋼筋的應(yīng)力變化,測(cè)點(diǎn)布置見圖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)過程中宜保持一致,各測(cè)點(diǎn)間讀數(shù)時(shí)間間隔不宜過長(zhǎng)。圖6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<0.4Pu~0.7Pu>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)。理論極限荷載計(jì)算書〔1配筋計(jì)算：由所選材料性能可知:=0.523所以,當(dāng)所配縱筋為314時(shí),鋼筋面積As=804mm2;此時(shí)所以該梁為適筋