实验四（1） 钢铝叠梁应力测定实验
一．实验目的：
1．测定叠梁钢＋铝两种材料组合梁，在纯弯曲受力状态下一起作纯弯曲时，沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律，并与理论值作比较。 2．通过实验测定和理论分析，推导叠梁的正应力计算公式。 3．了解两种不同材料叠梁的内力及应力分布的差别。
二．实验设备仪器： 1．BDCL 型材料力学多功能实验台
2．静态应变测试仪。 3．游标卡尺和钢尺等。
三．实验原理：
在实际结构中，由于工作需要，把单一的梁、板、柱等构件组合起来，形成另一种新的构件形式经常被采用。如支承车架的板簧，是由多片微弯的钢板重叠组合而成；厂房的吊车的承重梁则是由钢轨、钢筋混凝土梁共同承担吊车和重物的重量。实际中的组合梁的工作状态是复杂多样的，为了便于在实验室进行实验，实验仅选择两根截面积相同的矩形梁，按以下方式进行组合：（1）用不同材料组成的叠梁；用电测法测定其应力分布规律，观察其与单一材料梁应力分布的异同点。材料分别为铝梁和钢梁，其弹性模量分别为E=70GN/m 2
和E=210GN/m 2。见下图。
叠梁外形与应变片分布
设叠梁中铝和钢梁承受的弯矩分别为M 1和M 2，横截面总弯矩为M ，则： M=M 1+M 2 （1） 中性轴的曲率：
1211
22
(2)
1Z Z M M E I E I ρ
=
=
1122
1
Z Z M E I E I ρ
=
+将(2)代入(1)得:
I Z1为叠梁1截面对Z 1轴的惯性距；I Z2为叠梁2截面对Z 2轴的惯性距。 因此，可得到叠梁Ⅰ和叠梁Ⅱ正应力计算公式分别为
式中Y 1——叠梁Ⅰ上测点距Z 1轴的距离；
Y2——叠梁Ⅱ上测点距Z2轴的距离。
由此可知，当叠梁的材质和惯性矩相同时，弯矩是由参与叠梁的根数进行等分配的；当材料不同时，其弯矩是依据抗弯刚度来进行分配的。因此，材质不同的两根梁组成的叠梁（惯性矩相等），在离各自中性层等距离点的应力是不等的。弹性模量大的材质应力较大，反之，弹性模量小的材质，应力则小。
四．实验步骤：
1.分别测量梁的各个截面尺寸、应变片位置参数及其它有关尺寸，预热应变仪和载荷显示仪。计算中性轴位置及各个截面的惯性矩
I。
z
2.检查各种仪器是否连接好，按顺序将各个应变片按1/4桥接法接入应变仪的所选通道上。
3.逐一将应变仪的所选通道电桥调平衡。
4.摇动多功能试验装置的加载机构，加初载500N，采用等量逐级加载（可取最终载荷kN），每级载荷500N，分别读出各相应电阻应变片的应变值。加载应保持P
2
缓慢、均匀、平稳。
5.将实验数据记录在实验报告的相应表格中。
6.整理仪器，结束实验。
五．思考题：
1。两梁的曲率半径是否可认为相等？
2。分析误差产生的原因。
（附）试验报告要求
一．实验目的：
二．实验设备仪器：
三．实验原理：
四．实验步骤：
五．思考题：
六．实验数据记录及结果处理：
2）实验记录表格
3）数据处理
实验四（2）复合梁应力测定实验
一．实验目的：
1．用电测法测定复合梁在纯弯曲受力状态下，沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律；
2．推导复合梁的正应力计算公式。
二．实验仪器设备：
1．BDCL 型材料力学多功能实验台
2．静态应变测试仪。 3．游标卡尺和钢尺等。 三．实验原理：
复合梁实验装置与纯弯曲梁实验装置相同，只是将纯弯曲梁换成复合梁，复合梁所用材料分别为铝梁和钢梁，其弹性模量分别为E=70GN/m 2
和E=210GN/m 2
。复合梁受力状态和应变片粘贴位置如图所示，共8个应变片。复合梁受力简图如图所示。、
复合梁简图
复合梁
设： E2 / E1 = n 中性轴位置的偏移量为： )
1(2)1(+-=
n n h e
由
在叠梁或复合梁的纯弯曲段内，沿叠梁或复合梁的横截面高度已粘贴一组应变片。当梁受载后，可由应变仪测得每片应变片的应变，即得到实测的沿复合梁横截面高度的应变分布规律，由单向应力状态的虎克定律公式εσE =，可求出应力实验值。应力实验值与应力理论值进行比较，以验证复合梁的正应力计算公式。
四．实验步骤：
1． 本实验取初始载荷P 0=0.5KN （500N ），P max =2KN(2000N)，ΔP=0.5KN(500N)，共分四
次加载；
2．加初始载荷0.1KN(100N)，将各通道初始应变均置零；
3．逐级加载，记录各级载荷作用下每片应变片的读数应变注意最大加载2000N ；
五．思考题：
1．复合梁中性层为何偏移？ 2．推导复合梁横截面应力应变计算公式。
（附）试验报告要求
一．实验目的： 二．实验设备仪器： 三．实验原理：
四．实验步骤：
五．实验数据记录及结果处理：
2）实验记录表格
3）数据处理
适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 分别取《混凝土结构设计规范》规定的 钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1：
图3 梁受弯实验试件配筋 表1 试件 编号 试件特征 配筋情况 预估荷载P (kN) ① ② ③ P cr P y P u MLA 适筋梁 416 2φ10 φ8@50( 2) 32.729 147.266 163.629 说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。 三、 试验装置： 图1为本方案进行梁受弯性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。采用两点集中力加载，以便于在跨中形成纯弯段。并且由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。 梁受弯性能试验中，采用三分点加载方案，取2200L mm =，100a mm =，700b mm =，600c mm =。 图2.a 为加载简图，此时千斤顶加力为P ，经过分配梁后，可视为两个大小为/2P 的集中荷载分别作用于图示位置。 图2.b 为荷载作用下的弯矩图。由此图可知，纯弯段的弯矩最大，0.35M P =. 图2.c 为荷载作用下的剪力图。 1—试验梁；2—滚动铰支座；3—固定铰支座；4—支墩；5—分配梁滚动铰支座； 6—分配梁滚动铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力梁及龙门架；10—千斤顶； 图1 梁受弯试验装置图
黑龙江科技大学建筑工程二学历实践报告 混凝土结构试验实践报告 一、实习目的和任务 1、理论联系实际，验证，巩固，深化所学的理论知识。深化与加强对混凝土结构基本理论，基本概念和基本工作方法的了解和掌握，通过工地实地考察，进一步掌握混凝土结构设计的知识。从理论高度上升到实践高度。 2、积累感性认识，增强实践知识，收集有关的资料，为学好后续课程做好准备，创造条件。 3、培养独立提出问题，分析问题，解决问题的能力，加强解决工程实际问题的信心勇气和兴趣。通过在实践中的锻炼，增强专业素质。 二、实习的主要内容 我们这次的实习主要内容就是在老师的带领下，参观参观我们学校的建筑。经过参观后没我们了解到，我们学校的大多数建筑都是剪力墙结构和框架结构。下面我简单介绍一下这两种结构。 剪力墙结构就是用钢筋混凝土墙板来代替框架结构中的梁柱承担各类荷载引起的内力，并能有效控制结构的水平力的结构。这是一种在高层建筑中大量采用的结构。 框架结构是指由梁、柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载。采用该结构的房屋墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，一般用预制的加气混凝土、膨胀珍珠岩、空心砖或多孔砖、浮石、蛭石、陶粒等轻质板材等材料砌筑或装配而成。 框架建筑的主要优点在于空间分隔灵活，自重轻，节省材料、可以较灵活地配合建筑平面布置，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁、柱浇注成各种需要的截面形状。 框架结构体系的缺点在于框架节点应力集中显著，框架结构的侧向刚度小，在强烈地震作用下，结构所产生的水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏，抗震性较差，因此项目中只有小高层建筑采用框架结构。 我们学校的有些建筑物还有地下室。地下室是建筑物中处于室外地面以下的房间。在房屋底层以下建造地下室，可以提高建筑用地效率。一些高层建筑基础埋深很大，充分利用这一深度来建造地下室，其经济效果和使用效果俱佳。 地下室的类型按功能分，有普通地下室和防空地下室。按结构材料分，有砖墙结构和混凝土结构地下室。按构造形式分，有全地下室和半地下室，地下室顶板的底面标高高于室外地面标高的称半地下室，即房间地面低于室外设计地面的平均高度大于该房间平均净高1/3 ，且小于等于1/2 者。这类地下室一部分在地面以上，可利用侧墙外的采光井解决采光和通风问题。地下室顶板的底面标高低于室外地面标高的，称为全地下室。 三、实习心得 在实习的过程中，我们亲身的感受到了很多超出理论的东西，这些是在工程中实际需要用到的，是我们今后的学习和走向技术岗位的一次历练。平时只是坐在课堂中听老师的讲解，看书本上的知识，有时让我们充分地为了地了解知识，书本上会列出某种施工工艺的方法是工程中最常使用的，哪种施工工艺是最便于工程中运用的，很有很多课本上没有的知识，只有到现场问过技术人员才会了解。非常感谢老师为我们安排了这样一次实习的机会，内容很充实，全程都有老师和现场技术人员的讲解，遇到我们略显幼稚的问题,也会虚心解答，让我们在整个过程中收获到很多。
吊装用平衡梁选用 一、选用钢管制作。附图1为大样图。 无缝钢管两端焊有端板,上下吊耳用一块钢板制成,吊耳圆孔边焊有圆钢圈、既起加强作用、又可保护吊索免受损伤。吊梁用全焊接结构。此种吊梁常用于吊件质量不大的吊装中。二、钢丝绳选用 计算载重：P=K1×K2×(Q q) ——式1 式中Q-----设备重量； q ------设备起吊索具等附加重量； K1=1.1-----------动载系数； K2=1.1-----------不平衡系数； 钢丝绳选用n股，夹角为θ°（一般选用60°）。 钢丝绳的破断力为：S=P×N/(n×sinθ) ——式2 式中N ---- 钢丝绳的安全系数,按安全系数表取。 若S≤钢丝绳标准破断力，即该钢丝绳选用合格。 钢丝绳选用钢丝绳，依照GB/T8918-1996,共计6×19 1; 6×37 1;6×61 1三种规格 三、卸扣选用 卸扣选用比式1得到的P值大即可。按照GB10603一89 选用D形卸扣规格或弓形卸扣规格。 有D形和弓形卸扣，D形卸扣有三个强度等级，即M（4）、S（6）、T（8）。 选用后取得D、H、C、M值，待后面制作吊耳中间开孔用。即吊耳的孔能穿进卸扣。四、钢管受力分析 该结构中钢管只承受轴心受压力。见附图2 按照无缝钢管轴心受压承载能力设计值Nc、钢管长度选用钢管材质、外径、壁厚。之后对选型进行校核： 钢管受压强度校核 N=PXgXsinθ——式5 σ=N/An≤f——式6 其中N——轴心压力，N An——钢管的净截面面积，即圆环面积,mm2。 F———按钢管材质抗压强度,N/mm2 P由式1求出 钢管受压稳定性校核 N/ψfA≤f——式7 其中ψ——考虑局部屈曲对整体稳定的影响所采用的系数，取1 f———轴心受压构件的稳定系数 A———钢管外圆面积 由式-6、式-7校核得知该钢管是否可以满足要求。 五、吊耳受力分析 该结构中吊耳均受剪切力作用，即卡环与钢板之间出现剪切力。计算时取A-A剖的吊耳计算，因为它的受力要比竖直受力大。以大代小即可。 1.直接选用一些吊装标准上的吊耳即可。如SHJ515-90 （大型设备吊装工程施工工艺标准）P62 耳板式吊耳，见图3。或HG/T 21574-1994 设备吊耳P16 侧壁板式吊耳。 这里的选用不是完全采用吊耳图样，主要是对材料、内圆直径、外圆直径取值。 2. 按照公式计算。按A-A剖图
《材料力学》课程实验报告纸 实验二：梁的纯弯曲正应力试验 一、实验目的 1、测定矩形截面梁在只受弯矩作用的条件下，横截面上正应力的大小随高 度变化的分布规律，并与理论值进行比较，以验证平面假设的正确性，即横截面上正应力的大小沿高度线性分布。 2、学习多点静态应变测量方法。 二：实验仪器与设备: ①贴有电阻应变片的矩形截面钢梁实验装置 1台 ②DH3818静态应变测试仪 1件 三、实验原理 （1）受力图 主梁材料为钢梁，矩形截面，弹性模量E=210GPa,高度h=40.0mm，宽度 b=15.2mm。旋动转轮进行加载，压力器借助于下面辅助梁和拉杆（对称分布）的传递，分解为大小相等的两个集中力分别作用于主梁的C、D截面。对主梁进行受力分析，得到其受力简图，如图1所示。 （2）内力图 分析主梁的受力特点，进行求解并画出其内力图，我们得到CD段上的剪力为零，而弯矩则为常值，因此主梁的CD段按理论描述，处于纯弯曲状态。主梁的内力简图，如图2所示。 Page 1 of 10
《材料力学》课程实验报告纸 （3）弯曲变形效果图（纵向剖面） （4）理论正应力 根据矩形截面梁受纯弯矩作用时，对其变形效果所作的平面假设，即横截面上只有正应力，而没有切应力（或0=τ），得到主梁纯弯曲CD 段横截面上任一高度处正应力的理论计算公式为 z i i I y M = 理论σ 其中，M 为CD 段的截面弯矩（常值），z I 为惯性矩， i y 为所求点至中性轴的距 离。 （5）实测正应力 测量时，在主梁的纯弯曲CD 段上取5个不同的等分高度处（1、2、3、4、5），沿着与梁的纵向轴线平行的方向粘贴5个电阻应变片，如图4所示。 在矩形截面梁上粘贴上如图5.3所示的2组电阻应变片，应变片1－5分别贴在横力弯曲区，6－10贴在纯弯曲区，同一组应变片之间的间隔距离相等。 Page 2 of 10
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 梁受剪试验（剪压破坏）试验报告 试验名称梁受剪试验（剪压破坏） 试验课教师林峰 姓名 学号 手机号 任课教师 日期2014年11月25日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的 通过试验学习认识混凝土梁的受剪性能（剪压破坏），掌握混凝土梁的受剪性能试验的测试方法，巩固课堂知识，加深对于斜截面破坏的理解。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 试件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1800mm； 混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB235； 2.2 试件设计 （1）试件设计依据 根据剪跨比l和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏，剪压破坏的l满足1≤l≤3。进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。 （2）试件参数如表1 表1 试件参数 试件尺寸（矩形截面）120×200×1800mm 下部纵筋②218 上部纵筋③210 箍筋①φ6@150(2) 纵向钢筋混凝土保护层厚度15mm 配筋图见图1 加载位置距离支座400mm 12 3 图1 试件配筋图 （3）试件加载估算 ①受弯极限荷载 ) ( / 2 1 2 ' - ' ' = ' - = ' ' = s s y u s s s y y s s a h A f M A A A f f A A
┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ M u u P 2.0 M= uM P=105.25kN ②受剪极限承载力 sv u tk0yk0 1.75 1 A V f bh f h s l =+ + uQ u 2 P V = 其中，当 1.5 l<时，取 1.5 l=，当3 l>时，取3 l=。 uQ P=65.98kN 可以发现 uQ P< uM P，所以试件会先发生受剪破坏。具体计算过程见附录一。 2.3 试件的制作 根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定，成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。 取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。 将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。 3.材性试验 3.1 混凝土材性试验 凝土强度实测结果 试块留设时间： 2014年9月25日 试块试验时间： 2014年12月8日 试块养护条件：与试件同条件养护 1 2 1 1 1 1 ) 5.0 1( u u u c u s y c M M M bh f M A f bh f +' = - = = ξ ξ α ξ α
钢-混凝土组合梁 钢-混凝土组合梁(以下简称组合梁)是在钢结构和混凝土结构基础上发展起来的一种新型梁，通常其肋部采用钢梁，翼板采用混凝土板，两者间用抗剪连接件或开孔钢板连成整体。抗剪连接件是钢梁与混凝土板共同工作的基础，它沿钢梁与混凝土板的交界面设置。两种材料按组合梁的形式结合在一起，可以避免各自的缺点，充分发挥两种材料的优势，形成强度高、刚度大、延性好的结构形式。近几年，钢-混凝土组合梁在我国的应用实践表明，它不仅可以很好地满足结构的功能要求，而且还具有良好的技术经济效益。 钢-混凝土组合梁的特点 钢-混凝土组合梁可以广泛的用于建筑结构和桥梁结构等领域。对比钢梁和钢筋混凝土梁，钢-混凝土组合梁具有以下主要特点： (1)由于混凝土板与钢梁共同工作，可以充分发挥钢材与混凝土材料各自材料特性；另外，钢-混凝土组合梁与钢板梁相比节省钢材约20％-40％，可以降低造价。 (2)增大梁的截面刚度，降低梁的截面高度和建筑高度。 (3)组合梁的混凝土受压翼板增加了梁的侧向刚度，防止了主梁在使用荷载下的扭曲失稳。 (4)降低冲击系数，抗冲击、抗疲劳和抗震性能好。 (5)可以节省施工支模工序和模板，有利于现场施工。 钢-混凝土组合梁发展 钢-混凝土组合梁结构是在钢结构和钢筋混凝土结构基础上发展起来的一种新型结构，其与木结构、砌体结构、钢筋混凝土结构和钢结构并列，已经扩展成为第五大结构(组合结构)，它是通过连接件把钢梁和混凝土板连接成整体而共同工作的受弯构件。在荷载作用下，混凝土板受压而钢梁受拉，充分发挥钢材与混凝土的材料特性，实践表明，它兼顾钢结构和混凝土结构的优点，具有显著的技术经济效益和社会效益，将成为结构体系的重要发展方向之一，作为组合结构体系中重要的横向承重构件的钢-混凝土组合梁在建筑及桥梁结构等领域必将具有广阔的应用前景。其发展过程大致经历以下四个阶段： 1、20世纪20年代--30年代。萌芽阶段。 钢一混凝土组合梁的研究始于1922年，MackayMH在加拿大Domion桥梁公司进行了两根外包混凝土钢梁试验，同时英国国家物理实验室也进行了外包混凝土钢梁的试验，随后在30 年代中期出现了钢梁和混凝土翼板之间的多种抗剪连接构造方法，可以看到处于萌芽阶段的研究主要集中于考虑防火需要的外包混凝土钢梁及实用连接件的研究，而未考虑两者的组合工作效应，这一阶段探索性的研究为后续钢-混凝土组合梁的蓬勃发展奠定了一定的基础。 2、20世纪40年代～60年代。发展阶段 这一阶段是组合梁发展的第二阶段，在这一阶段，许多技术先进的国家对组合梁开展了比较深入的试验研究，对组合梁的分析基本上按照弹性理论进行分析，并制定了相关的设计规范和规程，使得组合梁的应用在科学指导下逐渐普及。 3、20世纪60年代～80年代，全面研究，实用阶段 由于钢-混凝土组合梁具有广泛的应用前景，组合梁的研究工作进一步得到深化，在总结以往研究和应用成果的基础上，进一步改进和完善了组合梁的有关设计规范或规程，组合结构的应用和发展逐步成熟，几乎日趋赶上钢结构的发展，并广泛重视，研究工作重点也由简支梁研究转而开始了连续梁的研究，由完全剪力连接转为部分剪力连接；由考虑允许应力设计方法转为考虑极限状态设计方法；由弹性理论分析转为塑性理论分析。
实验一桥梁模型、支座、伸缩缝观摩实验 一、实验目的： 1、认真观察各种类型的桥梁模型，熟悉桥梁的各部分结构，思考某些简单桥梁的施工 法和技术，并简略描述其受荷载时的受力情况。 2、认真观摩桥梁的支座，理解支座的设计原理。 3、认真观摩桥梁的伸缩缝，了解一些可以作为伸缩缝的常见材料。 二、观摩容： 1、桥梁模型 （1）梁式桥 梁式桥是以受弯为主的主梁作为主要承重构件的桥梁。主梁可以是实腹梁或者是桁架梁（空腹梁）。实腹梁外形简单，制作、安装、维修都较便，因此广泛用于中、小跨径桥梁。但实腹梁在材料利用上不够经济。桁架梁中组成桁架的各杆件基本只承受轴向力，可以较好地利用杆件材料强度，但桁架梁的构造复杂、制造费工，多用于较大跨径桥梁。桁架梁一般用钢材制作，也可用预应力混凝土或钢筋混凝土制作，但用的较少。过去也曾用木材制作桁架梁，因耐久性差，现很少使用。实腹梁主要用钢筋混凝土、预应力混凝土制作，也可以用钢材做成钢钣梁或钢箱梁。实腹梁桥的最早形式是用原木做成的木梁桥和用材做成的板桥。由于天然材料本身的尺寸、性能、资源等原因，木桥现在已基本上不采用，板桥也只用作小跨人行桥。 梁式桥的特点是其桥跨的承载结构由梁组成。在竖向荷载作用下梁的支承处仅产生竖向反力而无水平反力（推力）。梁的力以弯矩和剪力为主。简支梁桥的跨越能力有限（一般在50米以下），当计算跨径小于25米时，通常采用混凝土材料，而计算跨径大于25米时，更多采用预应力混凝土材料。 梁式桥按截面形式可以分为板梁、工字形截面梁、T形截面梁和箱型梁等。按静力可以分为简支梁桥、连续梁桥和悬臂梁桥等。按建桥的材料可分为木梁桥、梁桥、钢梁桥、钢筋混凝土梁桥、预应力混凝土梁桥以及用钢筋混凝土桥面板和钢梁构成的结合梁桥等。木梁桥和梁桥只用于小桥；钢筋混凝土梁桥用于中、小桥；钢梁桥和预应力混凝土梁桥可用于大、中桥。
2018一级建造师机电：钢丝绳、平衡梁 一、钢丝绳 1.起重工程中常用的钢丝绳钢丝的公称抗拉强度有1570MPa、1670MPa、1770MPa、1870MPa、1960MPa等数种。 2.钢丝绳的规格直径 (1)6×19+FC(IWR)：6股，每股19根钢丝，纤维(钢芯)的绳芯。 钢丝直径大，强度高，柔性差，用作缆风绳。 (2)6×37+FC(IWR)：钢丝绳的性能介于两者之间。 (3)6×61+FC(IWR)：钢丝最细，强度低，柔性好。 3.安全系数 (1)钢丝绳做缆风绳的安全系数不小于3.5; (2)做滑轮组跑绳的安全系数一般不小于5; (3)做吊索的安全系数一般不小于8; (4)如果用于载人，则安全系数不小于12～14. 4.钢丝绳的许用拉力 钢丝绳的许用拉力计算公式为T=P/K; 式中P——钢丝绳破断拉力(MPa);K——安全系数。 二、平衡梁 1.平衡梁的作用 (1)保持被吊设备的平衡，避免吊索损坏设备。 (2)缩短吊索的高度，减小动滑轮的起吊高度。 (3)减少设备起吊时所承受的水平压力，避免损坏设备。 (4)多机抬吊时，合理分配或平衡各吊点的荷载。 2.平衡梁的选用 起重作业中，一般都是根据设备的重量、规格尺寸、结构特点及现场环境要求等条件来选择平衡梁的形式，并经过设计计算来确定平衡梁的具体尺寸。 【速记点评】该知识点属于掌握内容，其中钢丝绳的规格与安全系数易出数字型选择题，且对钢丝绳的许用拉力可以考核简单的计算题。 【经典例题】 1.起重吊装作业所使用的钢丝绳是由()制成的。 A.高碳钢 B.中碳钢 C.低碳钢 D.合金钢 【答案】A 【解析】本题考查的是钢丝绳。钢丝绳是由高碳钢丝制成。钢丝绳的规格较多，起重吊装常用6×19+FC(IWR)、6×37+FC(IWR)、6×61+FC(IWR)三种规格。6
第2卷 第1期 2010年3 月 V o.l 2 N o .1M ar .2010 基于ABAQUS 的混凝土梁受弯 破坏实验非线性分析 王 丽 邓思华 (北京建筑工程学院,北京 100044) =摘 要>本文采用ABAQU S 有限元分析软件对钢筋混凝土梁进行非线性分析,针对小梁试验中的一根简支梁进行有限元分析,采用混凝土损伤塑性模型,对比了试验分析与使用A B AQU S 分析的计算结果,探讨了结果产生差异的原因,为进一步进行A BAQU S 钢筋混凝土结构有限元分析提供了参考。=关键词>非线性仿真;钢筋混凝土梁;正截面破坏 =中图分类号>TU 375.1;TU 312+.3 =文献标志码>A =文章编号>1674-7461(2010)01-0064-04 =作者简介> 王丽,女,研究生,主要研究方向:结构工程。138********i amw ang li83@yahoo .com .cn 1 前言 随着有限元理论和计算机技术的不断发展,有限元分析软件的发展也日趋成熟,ABAQUS 作为其中一种大型通用有限元分析软件在科研工作和实际工程中的应用也越来越普遍,因为它不仅具备其它有限元分析软件的数值计算快、结果精度高以及分析成本低等优点,还具有更人性化的操作界面和可视化结果,尤其是运用于钢筋混凝土结构非线性分析中能得到更精确的、更贴合实际的结果 [1] 。 2 ABAQUS 钢筋混凝土非线性分析 钢筋混凝土结构非线性来源主要分为三类 [2] : 材料非线性、几何非线性、边界条件非线性。材料非线性是指钢筋和混凝土两种材料在结构受力分析过程中,不仅要考虑其弹性性能即线性阶段,也要考虑其塑性性能即非线性阶段。在ABAQUS 中是通过分别定义钢筋和混凝土的本构模型来实现其材料非线性的特性,弹性阶段须分别输入两种材料的弹性模量和泊松比;塑性阶段的定义则不同,钢筋只需输入其塑性阶段应力应变关系,而混凝土 塑性有三种模型可以选择[3] ,包括有Concrete Sm eared C rack i n g(弥散裂纹混凝土模型)、Concrete Da m aged Plastic ity (混凝土损伤塑性模型)以及 AB AQUS /Explicit 中的C racking m odel for concrete (混凝土裂缝模型),其中混凝土损伤塑性模型具有 一定的优越性,它可用于单项加载、循环加载以及动态加载等场合,且具有较好的收敛性,因此一般采用混凝土损伤塑性模型进行混凝土塑性定义。边界条件在分析过程中发生变化就会产生边界非线性问题,包括构件之间的接触也属于边界条件的定义范畴。其中钢筋与混凝土的摩擦接触在AB AQUS 中是通过Embedded 技术将钢筋单元埋入 混凝土单元中来实现的[4] 。 几何非线性发生在位移的大小影响到结构响应的情况下,只需要在STEP 选项中加入NLGEOM 参数即可,但一般静力非线性分析不需要选NL -GEOM 参数,以免造成冗繁的计算量。 3 钢筋混凝土简支梁分析实例 3.1 模型建立 该简支梁长1500mm,截面尺寸为180mm @100mm,混凝土强度等级为C25,纵筋和箍筋均采用 HPB235钢筋,具体情况见图1。建立AB AQUS 模型混凝土采用C3D8R 单元,钢筋采用T3D2单元,将钢筋埋入(Em bedded)混凝土单元中来模拟钢筋混凝土之间的粘结关系。为防止加载过程中梁上加载面及支座处出现应力集中,因此建模时在梁加载
钢筋混凝土简支梁的正截面破坏实验报告 一、试验目的及要求 1、学习钢弦传感器，荷载传感器和百分表的使用。 2、通过试验理解适筋梁、少筋梁及超筋梁的破坏过程及破坏特征。 3、观察适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。 4、学习如何确定开裂荷载、梁的挠度及极限荷载。 5、掌握试验数据处理的方法并绘制曲线。 二、试验仪器及设备 JMZX-215型钢弦传感器、JMZX-212型钢弦传感器、JMZX-200X综合测试仪、MS-50位移传感器，磁性表座，千斤顶。 三、试验内容及步骤 1、将钢弦传感器的底座黏贴在画好的黏贴的位置，再将钢弦传感器安装在底座上，固定好传感器，调整初始读数，并记录初始读数。 2、将百分表安放好，记录钢弦传感器和百分表的初始读数。 3、加载，并记录每级荷载下的钢弦传感器的读数，每一级荷载下观察裂缝的宽度变化。 四、试验报告 1、计算钢筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载。 开裂荷载计算： 极限荷载计算： 2、简述钢弦传感器的使用步骤，数显百分表的使用方法。 钢弦传感器的使用步骤：1、首先确定测试位置，并画出定位线。2、用标准杆将钢弦底座固定在定位线上。3、将标准杆拆下，并将传感器固定在底座上，并记录初始读数。4、分级加载，记录读数。 数显百分表的使用步骤：1、将数显百分表固定在磁性表座上。2、将磁性表座安放在固定支墩上，调整磁性表座到合适位置，使百分表垂直于被测构件的表面。3、记录初始读数，分级加载，记录读数。 3、实验数据记录（荷载、混凝土应变、跨中位移计读数）。 见试验数据记录表 4、根据实验数据绘制荷载荷载-挠度曲线，荷载-应变曲线，沿截面高度砼应变变化曲线。 5、观察裂缝的发展趋势，并解释原因。 在跨中纯弯段，最先出现裂缝并沿着梁高方向发展，裂缝大致与梁长方向垂直；在支座附近弯剪区域，裂缝大致与梁长方向呈45度角出现并发展延伸。 其原因是：在跨中纯弯段，因为混凝土只承受弯曲应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向平行，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁高方向出现并发展；在支座附近弯剪区域，因为混凝土同时承受弯曲应力和剪切应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向呈45度，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁长方向呈45度角出现并发展延伸。
试验四“钢筋混凝土简支梁受弯破坏试验”实验大纲 （综合性、设计性试验） 一、试验目的 1．掌握制定结构构件试验方案的原则，设计简支梁受弯破坏试验的加荷方案和测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。 2．观察钢筋混凝土受弯试件从开裂、受拉钢筋屈服、直至受压区混凝土被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程，掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面应力应变图形的特点。 3．能够按照国家规范要求，对使用荷载作用下受弯构件的强度、刚度以及裂缝宽度等进行正确评价。 三、试验要求
3．测试方案设计 ⑴ 根据简支梁的内力和变形特点，进行各方面的测点布置； ⑵根据量程和精度要求选择各种量测仪器仪表； 4．组织方案设计 四、试验报告 1． 简述该项试验的概况； 2． 绘制加荷方案示意图，测点布置图和加荷程序控制图。 3． 绘制在80% cr P 、y P 、u P 荷载时简支梁纯弯段某一截面混凝土应变分布图，并确定中和轴的位置。 3. 以任一应变测点记录为对象，绘制荷载-应变（P ε-）曲线，并结合试验现象加以分析。 4.绘制荷载-跨中挠度变形曲线，描述其特点，并结合试验现象及已有知识加以分析。 5. 结合试验现象，简要描述简支适筋梁受弯破坏三个阶段的主要特征。 七、思考题 1． 根据受弯构件正截面破坏试验的经验，试规划一根简支梁斜截面破坏的试验方案，包括载荷方案、测试方案及加载制度的设计。 2． 在试验过程中开裂荷载、屈服荷载及极限破坏荷载如何确定？ 制 定 者：龚安礼 指导教师：龚安礼、喻磊、郭昕 审定者：张兴虎 批准者：王泽军 结构与抗震实验室 制定日期：2005年12月30日
目录 一、实验目的： (1) 二、实验设备： (1) 三、实验成果与分析，包括原始数据、实验结果数据与曲线、根据实验数据绘制曲线 (1) 3.1实验简图 (1) 3.2少筋破坏： (2) 3.3超筋破坏： (3) 3.4适筋破坏： (4) 四、实验结果讨论与实验小结。 (6)
仲恺农业工程学院实验报告纸 （院、系）专业班组课学号姓名实验日期教师评定 实验一钢筋混凝土受弯构件正截面试验 一、实验目的： 1、了解受弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝出现和发展过程； 2、观察了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征； 3、测定或计算受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。 二、实验设备： 1、试件特征 1）梁的混凝土强度等级为C30（=14.3N/mm2，=1.43N/mm2，=3.0×104N/mm2，f tk=2.01N/mm2），纵向受力钢筋强度等级HRB335级(=300N/mm2，=2.0×105N/mm2)，箍筋与架立筋强度等级HPB235级(=210N/mm2，=2.1×105N/mm2)。 2）纵向钢筋的混凝土保护层厚度为25mm，试件尺寸及配筋如下图所示。 3）少筋、适筋、超筋的箍筋分别为φ8@200、φ10@200、φ10@100，保证不发生斜截面破坏。 4）梁的受压区配有两根架立筋，通过箍筋与受力钢筋扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。 2、实验仪器设备 1）静力试验台座、反力架、支座及支墩 2）20T手动式液压千斤顶 3）20T荷载传感器 4）YD-21型动态电阻应变仪 5）X-Y函数记录仪 6）YJ-26型静态电阻应变仪及平衡箱 7）读数显微镜及放大镜 8）位移计（百分表）及磁性表座 9）电阻应变片、导线等 三、实验成果与分析，包括原始数据、实验结果数据与曲线、根据实验数据绘制曲线 3.1实验简图
《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 混凝土结构基本原理试验方案 试验名称梁斜压试验 试验课教师赵勇 姓名王xx 学号Xxxxxx 手机号188xxxxxxxx 任课教师李方元 日期2014年12月2日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊目录 1试验目的 .................................................................................................................................... - 2 -2试件设计 .................................................................................................................................... - 2 - 2.1试件设计的依据 ............................................................................................................. - 2 - 2.2试件主要参数 ................................................................................................................. - 2 - 2.3 试件的制作 .................................................................................................................... - 3 - 3材性试验 .................................................................................................................................... - 3 - 3.1 混凝土材性实验 ............................................................................................................ - 3 - 3.2 钢筋材性实验 ................................................................................................................ - 3 - 4 试验过程 ................................................................................................................................... - 4 - 4.1加载装置 ......................................................................................................................... - 4 - 4.2加载制度 ......................................................................................................................... - 5 - 4.3承载力极限状态确定方法 ............................................................................................. - 5 - 4.4量测与观测内容 ............................................................................................................. - 5 - 4.4.1 纵向钢筋应变 ..................................................................................................... - 5 - 4.4.2箍筋钢筋应变 ...................................................................................................... - 6 - 4.4.3 挠度变形和梁侧面混凝土应变 ......................................................................... - 6 - 4.4.4裂缝 ...................................................................................................................... - 7 - 4.5裂缝发展及破坏形态 ..................................................................................................... - 7 - 4.5.1裂缝发展描述： .................................................................................................. - 7 - 4.5.2破坏形态记录： .................................................................................................. - 7 - 5试验数据处理与分析 ................................................................................................................ - 8 - 5.1荷载-挠度关系曲线........................................................................................................ - 8 - 5.2 荷载-纵筋应变关系曲线............................................................................................. - 10 - 5.3荷载-箍筋应变关系曲线.............................................................................................. - 11 - 5.4正截面承载力分析 ....................................................................................................... - 12 - 5.5斜截面承载能力分析 ................................................................................................... - 13 - 5.6构件承载能力分析 ....................................................................................................... - 14 - 5.7理论计算与试验结果的对比分析 ............................................................................... - 14 - 6 结论......................................................................................................................................... - 15 -
L ENGINEERING 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 适筋梁受弯破坏试验设计方案 试验课教师黄庆华 姓名 学号 手机号 任课教师顾祥林 合作者
适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 分别取《混凝土结构设计规范》规定的 钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1：
标准实用 L ENGINEERING 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 适筋梁受弯破坏试验设计方案试验课教师黄庆华 学号 手机号 任课教师顾祥林 合作者
适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 分别取《混凝土结构设计规》规定的钢 筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1：
广州大学土木工程学院（毕业设计）学士学位论文 2.9框架梁柱内力组合 （1）（永久荷载和可变荷载均相同） 考虑竖向荷载作用下梁端出现塑性铰，产生塑性内力重分布。因此对梁端支座负弯矩乘以调辐系数予以降低，本结构为全现浇框架结构，调幅系数取0.85。而为了将调低的弯矩加到跨中中去，跨中弯矩乘以1.2增大系数。梁端弯矩计算及内力调整结果见表 表1竖向永久荷载作用下的AB跨梁内力调整 表2竖向永久荷载作用下的BC跨梁内力调整
2 上部结构设计 表3竖向永久荷载作用下的CD跨梁内力调整 表4竖向可变荷载作用下的AB跨梁内力调整 表5竖向可变荷载作用下的BC跨梁内力调整
广州大学土木工程学院（毕业设计）学士学位论文 表6竖向可变荷载作用下的CD 跨梁内力调整 （2）组合类型： 根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2002）式（5.6.1）及式（5.6.3） 规定，当无地震作用效应组合时，荷载效应组合的设计值应按下式确定： wk w w Q k Q Q G k G S S S S γψγψγ++=； 当有地震效应组合时，荷载效应和地震作用效应组合的设计值应按下式确定： wk w w Evk Ev Ehk Eh G E G S S S S S γψγγγ+++=。根据（JGJ3-2002）所规定的系数取值，最后确定内力组合类型为以下四类： 1．1.35永久＋1.4×0. 7可变 2．1.2×永久＋1.4×可变 3．1.2×永久＋1.4×0.9（可变＋风） 4．1.2（永久＋可变）＋1.3地震 （3）框架梁的内力组合： ① 框架梁的内力组合具体见表7。 ②框架柱的内力组合具体见表7～12。