適筋梁受彎破壞試驗設(shè)計方案

適筋梁受彎破壞試驗設(shè)計方案適筋梁受彎破壞試驗設(shè)計方案試驗?zāi)康模航?jīng)過實踐掌握試件的設(shè)計、實驗結(jié)果整理的方法。加深對混凝土基本構(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。驗證適筋梁破壞過程中的平截面假定。對比實驗值與計算理論值，從而更好地掌握設(shè)計的原理。試件設(shè)計：（1）試件設(shè)計的依據(jù)根據(jù)梁正截面受壓區(qū)相對高度和界限受壓區(qū)相對高度的比較能夠判斷出受彎構(gòu)件的類型：當時，為適筋梁；當時，為超筋梁。界限受壓區(qū)相對高度可按下式計算：在設(shè)計時，如果考慮配筋率，則需要確保其中在進行受彎試件梁設(shè)計時，、分別取《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定的鋼筋受拉強度標準值和彈性模量；進行受彎試件梁加載設(shè)計時，、分別取鋼筋試件試驗得到鋼筋受拉屈服強度標準值和彈性模量。同時，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混凝土強度等級：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梁受彎實驗試件配筋表1試件編號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)計規(guī)范》給定的材料強度標準值計算，未計試件梁和分配梁的自重。試驗裝置：圖1為本方案進行梁受彎性能試驗采用的加載裝置，加載設(shè)備為千斤頂。采用兩點集中力加載，以便于在跨中形成純彎段。而且由千斤頂及反力梁施加壓力，分配梁分配荷載，壓力傳感器測定荷載值。梁受彎性能試驗中，采用三分點加載方案，取，，，。圖2.a為加載簡圖，此時千斤頂加力為，經(jīng)過分配梁后，可視為兩個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—試驗梁；2—滾動鉸支座；3—固定鉸支座；4—支墩；5—分配梁滾動鉸支座；6—分配梁滾動鉸支座；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梁受彎試驗裝置圖（a）加載簡圖（）（b）彎矩圖（）（c）剪力圖（）圖2梁受彎試驗加載和內(nèi)力簡圖加載方式：（1）單調(diào)分級加載機制：梁受彎試驗采取單調(diào)分級加載，每次加載時間間隔為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荷載的前兩級。具體加載過程為：在加載到開裂荷載計算值的90%以前，每級荷載不宜大于開裂荷載計算值得20%達到開裂荷載計算值的90%以后，每級荷載不宜大于其荷載值的5%；當試件開裂后，每級荷載值取10%的承載力試驗荷載計算值的級距；當加載達到縱向受拉鋼筋屈服后，按跨中位移控制加載，加載的級距為鋼筋屈服工況對應(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。（2）開裂荷載實測值確定方法：對于本次試驗，采用放大鏡觀測法確定開裂荷載實測值。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)；當加載過程中第一次出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取前一級荷載作為開裂荷載實測值；當在規(guī)定的荷載持續(xù)時間內(nèi)第一次出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取本級荷載值與前一級荷載的平均值作為開裂荷載實測值；當在規(guī)定的荷載持續(xù)時間結(jié)束后第一次出現(xiàn)裂縫時，應(yīng)取本次荷載值作為開裂荷載實測值。（3）承載力極限狀態(tài)確定方法：對梁試件進行受彎承載力試驗時，在加載或持載過程中出現(xiàn)下列標記即可認為該結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)達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到1.5mm；撓度達到跨度的1/30；受壓區(qū)混凝土壓壞。試驗測量內(nèi)容、方法和測點儀表布置：混凝土平均應(yīng)變在梁跨中一側(cè)面布置5個位移計，位移計間距50mm，標距為150mm，以量測梁側(cè)表面混凝土沿截面高度的平均應(yīng)變分布規(guī)律，測點布置見圖4。圖4梁受彎試驗混凝土平均應(yīng)變測點布置（2）縱向鋼筋應(yīng)變在試件縱向受拉鋼筋中部粘貼電阻應(yīng)變片，以量測加載過程中鋼筋的應(yīng)力變化，測點布置見圖5。圖5縱筋應(yīng)變片布置（3）撓度對受彎構(gòu)件的撓度測點應(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。在試驗加載前，應(yīng)在沒有外荷載的條件下測讀儀表的初始讀數(shù)。試驗時在每級荷載下，應(yīng)在規(guī)定的荷載持續(xù)試件結(jié)束時量測構(gòu)件的變形。結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位測點的測度程序在整個試驗過程中宜保持一致，各測點間讀數(shù)時間間隔不宜過長。圖6梁受彎試驗撓度測點布置（4）裂縫試驗前將梁兩側(cè)面用石灰漿刷白，并繪制50mm×50mm的網(wǎng)格。試驗時借助放大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開裂后立即對裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進行詳細觀測，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測各級荷載(0.4Pu~0.7Pu)作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間距，并采用數(shù)碼相機拍攝后手工繪制裂縫展開圖，裂縫寬度的測量位置為構(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)短期試驗荷載值持續(xù)15min結(jié)束時進行量測。理論極限荷載計算書（1）配筋計算：由所選材料性能可知:=0.523因此，當所配縱筋為314時，鋼筋面積As=804mm2;此時因此該梁為適筋梁（