鋼筋混凝土梁正截面

鋼筋混凝土梁正截面鋼筋混凝土梁正截面實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^對鋼筋混凝土梁的承載力、應(yīng)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。進(jìn)一步學(xué)習(xí)常規(guī)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基本技能。掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、分析和表達(dá)方法，提高學(xué)生分析與解決問題的能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器試件—鋼筋混凝土簡支梁1根、尺寸及配筋如圖所示?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級：C25鋼筋：縱筋2φ8，Ⅰ級（實(shí)際測得鋼筋屈服強(qiáng)度為390Mpa，極限抗拉強(qiáng)度為450Mpa）箍筋：φ6＠100，Ⅰ級試件尺寸：b＝100mm；h＝150mm；L＝1100mm；制作和養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)：常溫制作與養(yǎng)護(hù)2．實(shí)驗(yàn)所需儀器：鋼筋混凝土梁正截面全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。手動油壓千斤頂1個(gè)，測力儀及壓力傳感器各1個(gè)；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀一臺；百分表及磁性表座各3個(gè)；刻度放大鏡、鋼卷尺；支座、支墩、分配梁。

三、實(shí)驗(yàn)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(yīng)變大小和變化，找出剛度隨荷載變化的規(guī)律。鋼筋混凝土梁正截面全文共1頁，當(dāng)前為第1頁。1.加載裝置梁的實(shí)驗(yàn)荷載一般較大，多點(diǎn)加載常采用同步液壓加載方法。構(gòu)件實(shí)驗(yàn)荷載的布置應(yīng)符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，當(dāng)不能相符時(shí)，應(yīng)采用等效荷載的原則進(jìn)行代換，使構(gòu)件實(shí)驗(yàn)的內(nèi)力圖與設(shè)計(jì)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(shí)驗(yàn)設(shè)備重量及試件自重等應(yīng)作為第一級荷載的一部分。確定試件的實(shí)際開裂荷載和破壞荷載時(shí)，應(yīng)包括試件自重和作用在試件上的墊板，分配梁等加荷設(shè)備重量（本實(shí)驗(yàn)梁的跨度小，這些影響可忽略不計(jì)）。2.測試內(nèi)容及測點(diǎn)布置測試內(nèi)容鋼筋及混凝土應(yīng)變、撓度和裂縫寬度等。本次實(shí)驗(yàn)測試具體項(xiàng)目：正截面應(yīng)變；縱向受力鋼筋應(yīng)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(gè)電阻應(yīng)變片（自行設(shè)計(jì)測點(diǎn)位置），實(shí)驗(yàn)前完成應(yīng)變片粘貼工作。另外梁內(nèi)受拉主筋各布有電阻應(yīng)變片1片。撓度測點(diǎn)三個(gè)：跨中點(diǎn)，支座沉降點(diǎn)（2個(gè)）。3.實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)為半開放式：實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，了解實(shí)驗(yàn)過程，在指導(dǎo)教師解答提問、講明注意事項(xiàng)之后，由學(xué)生自己提具體實(shí)施方案，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，分組（每組不多于10人）自行操作實(shí)驗(yàn)。教師給出實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備并實(shí)時(shí)指導(dǎo)。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：鋼筋混凝土梁正截面全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。（1）考察實(shí)驗(yàn)場地及儀器設(shè)備，聽實(shí)驗(yàn)介紹，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。鋼筋混凝土梁正截面全文共2頁，當(dāng)前為第2頁。（2）試件安裝及實(shí)驗(yàn)裝置檢查。安裝支座、試件。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。貼電阻應(yīng)變片（程序?yàn)椋簶?gòu)件表面磨平處理；表面清洗；貼應(yīng)變片：不作防護(hù)），要求位置準(zhǔn)確；粘貼牢固，無氣泡等；安裝百分表。要求垂直、對準(zhǔn)；圖3－2加載裝置圖安裝分配梁。分配梁支撐位于梁跨的三分點(diǎn)處。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。安裝手動油壓千斤頂和壓力傳感器。連接傳感器和測力儀。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。最后檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否穩(wěn)定、偏斜及位置是否準(zhǔn)確；儀表是否正常工作。（3）測量梁實(shí)際跨度、截面尺寸、加載點(diǎn)位置、混凝土應(yīng)變片位置等。（4）預(yù)加載實(shí)驗(yàn)（按破壞荷載的20％考慮，）。按1～3級預(yù)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(shí)排除故障。預(yù)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(zhǔn)備。（6）正式加載實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)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。加載每級停歇時(shí)間5分鐘，在讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)并記錄，數(shù)據(jù)填入記錄表內(nèi)。4．注意事項(xiàng)進(jìn)行破壞實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)先估計(jì)的可能破壞情況做好安全防范措施，以防損壞儀器設(shè)備和造成人員傷亡事故。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行注意儀表及加荷載裝置的工作情況，細(xì)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(biāo)準(zhǔn)荷載下的最大裂縫寬度測量應(yīng)包括正截面裂縫和斜截面裂縫。正截面裂縫寬度應(yīng)取受拉鋼筋處的最大裂縫寬度，測量斜裂縫時(shí)，應(yīng)取斜裂縫最大處測量。每級荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)隨實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級別和裂縫寬度值。鋼筋混凝土梁正截面全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。當(dāng)試件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)，注意觀察試件的破壞特征并確定其破壞荷載值。規(guī)定：當(dāng)發(fā)現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即認(rèn)為該構(gòu)件已經(jīng)達(dá)承載能力極限狀態(tài)（破壞）。鋼筋混凝土梁正截面全文共3頁，當(dāng)前為第3頁。依據(jù)“鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評定標(biāo)準(zhǔn)”，試件的破壞荷載值：1）正截面強(qiáng)度破壞。受壓混凝土破損；縱向受拉鋼筋被拉斷；縱向受拉鋼筋達(dá)到或超過屈服強(qiáng)度后致使構(gòu)件撓度達(dá)到跨度的1／50，或構(gòu)件縱向受拉鋼筋處的最大裂縫寬度達(dá)到1.5mm。2）斜截面強(qiáng)度破壞受壓區(qū)混凝土剪壓或斜拉破壞；箍筋達(dá)到或超過屈服強(qiáng)度后致使斜裂縫寬度達(dá)到1.5mm；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(shí)驗(yàn)記錄參考圖表(1)應(yīng)變記錄參考表荷載測點(diǎn)1測點(diǎn)2測點(diǎn)3測點(diǎn)4測點(diǎn)5測點(diǎn)6測點(diǎn)70.42854791-135515858323-3752.33862802-126515839357-3364.32868810-122510814384-3426.44874817-117503788415-3168.4874824-105497754525-23010.41856802-1255097187817614.36835784-129523665110238018.45830780-131519816138766322.4828779-131515565168195026.35828778-1335115051966125830.29828779-13151144222781501鋼筋混凝土梁正截面全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。(2)撓度記錄參考表鋼筋混凝土梁正截面全文共4頁，當(dāng)前為第4頁。撓度荷載1點(diǎn)2點(diǎn)3點(diǎn)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(yīng)荷載（KN）0.048.410.07510.410.114.360.418.450.40522.40.626.361.230.29四實(shí)驗(yàn)分析截面應(yīng)力、應(yīng)變分析（1）繪制截面應(yīng)變圖應(yīng)變變量加載（KN)2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.29測點(diǎn)181420202-19-24-26-26-26測點(diǎn)21119263311-7-11-12-13-12測點(diǎn)391318301064424測點(diǎn)40-5-12-18-68-40-4-4測點(diǎn)5-19-44-70-104-140-193-42-293-353-416鋼筋混凝土梁正截面全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。鋼筋混凝土梁正截面全文共5頁，當(dāng)前為第5頁。繪制荷載-鋼筋應(yīng)變曲線應(yīng)變變量加載2.334.326.448.410.4114.3618.4522.426.3530.29測點(diǎn)63461922024587791064135816431955測點(diǎn)7933591454517551038132516331876平均2257761744547671051134216381916撓度分析計(jì)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分析各點(diǎn)實(shí)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、實(shí)測曲線）鋼筋混凝土梁正截面全文共6頁，當(dāng)前為第6頁。（4）撓度結(jié)果比較鋼筋混凝土梁正截面全文共6頁，當(dāng)前為第6頁。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(jìn)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?yàn)橛捎诎俜直淼陌惭b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(shí)際值與理論值有差異。加載后期與的不同則主要是因?yàn)?，加載前后（30.29）混凝土試件已經(jīng)破壞，導(dǎo)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(diǎn)18.46.4418.45測點(diǎn)28.418.45測點(diǎn)38.418.45測點(diǎn)48.422.4測點(diǎn)518.4530.29差異原因：（1）實(shí)驗(yàn)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(shí)，可能出現(xiàn)回縮。鋼筋混凝土梁正截面全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。4繪制開裂后各級荷載下的裂縫分布圖鋼筋混凝土梁正截面全文共7頁，當(dāng)前為第7頁。5用文字?jǐn)⑹隽旱钠茐男螒B(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，直到斜裂縫頂端（剪壓區(qū)）的混凝土在正應(yīng)力бх，剪應(yīng)力τ及荷載引