混
凝
土
Concrete
2009年第9期(总第239期Number 9in 2009(Total No.239
doi :10.3969/j.issn.1002-3550.2009.09.012
马玉平,胡志平,周天华,马
昕,吴函恒,董海涛
(长安大学建筑工程学院,陕西西安710061
Abstract:
Testing the shear strength of the specimens in different strength grade and ages ,the development law of the concrete shear strength is
expounded.Then the parameters and appropriate test methods of concrete shear strength can be presented.And direct shear method is used to gain concrete compressive strength and the splitting tensile strength ,studying the relationship among them ,which can provide reference for the study of the concrete shear strength.Key w ords:
concrete ;
shear strength ;compressive strength ;splitting tensile strength 理论研究
THEORETICAL RESEARCH
摘要:通过测定不同强度等级试件在不同龄期下的抗剪强度,总结抗剪强度的发展变化规律,进而提出混凝土抗剪强度参数及适宜的混凝土抗剪强度测定试验方法。采用直剪方法得到混凝土剪切强度,并对其与混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度之间的关系进行研究,为混凝土剪切强度的研究提供参考依据。
关键词:混凝土;剪切强度;抗压强度;劈裂抗拉强度中图分类号:TU528.01
文献标志码:A
文章编号:1002-3550(200909-0040-03
Experim ental study on param eters of concrete shear strength
MA Yu-ping ,HU Zhi-ping ,ZHOU Tian-hua ,MA Xin ,WU Han-heng ,DONG Hai-tao
(School of Civil Engineering ,Chang'an University ,Xi'an 710061,China
混凝土剪切强度参数试验研究
收稿日期:2009-03-06
基金项目:国家自然科学基金项目(40602033
0引言
混凝土抗压、抗弯等性能指标研究在国内外比较成熟,在剪切强度方面的研究还比较少。随着混凝土材料应用领域的不断扩大和研究工作的不断深入[1]
,混凝土的剪切强度作为混凝土的基
本力学性能指标以及抗剪强度与抗压、抗拉强度关系越来越受到广泛重视。
在隧道、地下结构采用盾构法施工地裂缝处对混凝土结构构件局部受力状态和处于软硬岩石、土过渡地带结构构件受力状态的研究课题中均提出了混凝土剪切强度性能指标的要求。
1试件设计与制作
1.1试件设计
混凝土本身材性决定了其剪切试验方法难以统一,国内外常用的具有代表性的剪切试验方法有以下几种:
“Z ”形试件[3]、“8”字形试件、厚壁圆筒受扭剪切试验、缺口梁四点受力剪切试验、二轴拉压应力状态剪切试验[4]、等高变宽梁四点受力剪切试验。有些试验方法简单或者试件简单,但应力状态与纯剪相差较远;有些应力状态与纯剪接近,但是要求具备技术复杂的专用试验设备[3],一般的实验室不易实现。综合上述试验方法的优缺点,以及方便模具的制作、浇筑和拆卸,在研究混凝土抗剪性能时,使用“Z ”形试件试验简单、直观,但存在缺陷。“Z ”形为单剪破坏,图1为“Z ”形试件几何模型。图中阴影区即为试件的受剪区,面积为100mm ×70mm 。由于“Z ”形试件在剪切面上剪应力分布不均匀,加载过程中图2的A 区混凝土容易发生受拉开
裂,影响剪切试验效果。初步的试验中,发现随着加载过程的进行,由于试件中局部存在着扭矩的影响,图2的A 区混凝土受拉,形成两条裂缝,在低龄期时,两条裂缝形成后,并没有产生扭转破坏,最终的破坏方式仍为沿剪切面的剪切破坏;养护28d 后,进行加载试验时,其直接发生扭转破坏。采用通用有限元软件ANSYS 模拟,与试验现象吻合,初步试验没有达到预想的目的
。
为了克服上述缺点,对“Z”形试件进行了改进,在初步试验产生裂缝处每侧配置2准12的L形钢筋,距上下底面各15mm,钢筋长210mm,以增强此处混凝土的刚度,避免此处先受拉开裂破坏。
采用有限元软件ANSYS模拟“Z”形试件的抗剪性能。图3为有限元模型,试件的加载采用:柱底为面约束,三向位移均为0;
柱顶在y方向上位移耦合,耦合点加竖直向下的位移荷载。有限元软件ANSYS 模拟时混凝土的材料性能如下:f c=32.3MPa, f t=3.06MPa,E=314925MPa,ν=0.2。经上述改进,有限元模型收敛性较好,剪切面上剪应力分布比较均匀(图5。
1.2改进“Z”形试件制作
改良“Z”形试件总体尺寸为100mm×100mm×300mm,在制模过程中利用
100mm×100mm×300mm的模具和特制的上底为20mm、下底为50mm、高为
50mm、宽为100mm、厚为2mm 的梯形钢板组成“Z”形模具。
1.3试件制作材料及配合比
由于粗骨料的颗粒形状和表面特征会影响到与水泥石的黏结力。碎石具有棱角,表面粗糙,与水泥石的黏结较好,而卵石多为圆形,表面光滑,与水泥石的黏结较差,会对混凝土抗剪强度产生不同影响;根据GB50204—2002《混凝土结构工程施工与验收规范》的规定,混凝土粗骨料的最大粒径不得超过结构截面的最小尺寸的1/4,根
据试件尺寸,分别采用5~16mm的碎石和卵石,0.33和0.40两种水灰比进行试验,以求达到对比的效果。
1.4试件制作配合比
水泥:P·O32.5R;河砂:中粗;细度模数:2.74,含泥量:0.8%;石子:5~16mm;压碎指标:卵石5.8%,碎石6.5%;外加剂(减水剂,西安生产。
用表1配合比拌制混凝土,测定坍落度和表观密度,制作加钢筋混凝土试件,加钢筋时使钢筋距上下底面各15mm,为了防止钢筋在振动中移位,每次放钢筋前经振动台振捣密实,24h脱模,标准养护。
2试验过程
在7、14、28d分别进行抗剪强度、抗压强度和劈裂抗拉强度测定并记录数据(见表2,所有数据均为计算机采集。抗剪试验采用微机控制电液伺服万能试验机,控制加载速度为0.1kN/s。
表1混凝土配合比
表观密度
/(kg/m3 2470 2520 2480 2530 2440 2510
试件
组号
J-1
J-2
J-3
J-4
J-11
J-22
水泥
/kg 420 420
480 480 420 420
砂子
/kg 657 744 642 716 648 730
石子
/kg 1220(卵1214(碎1193(卵1169(碎1204(卵
1192(碎外加剂/kg 4.2 4.2 4.8 4.8 4.2 4.2
水
/kg 168 168 160 160 164 164
W/C 0.40
0.40 0.33 0.33 0.39 0.39 坍落度/mm 160 90
55
34
85
50
3试验分析
利用上述方法分6批进行了混凝土剪切强度、抗压强度和劈裂抗拉强度测定试验。
由图6可知,试件破坏特征为剪切破坏,与有限元软件ANSYS分析的结果相吻合。
从表2中可以发现:①抗剪强度与抗压强度的增长趋势是一致的,随着混凝土的龄期增长,强度增长速度开始很快,后来逐渐缓慢。而劈裂抗拉强度在整个龄期内增长速度较为缓慢。②抗剪强度大约为抗压强度的1/8~1/11,为劈裂抗拉强度的
1.4~1.9倍。
综合卵石和碎石不同龄期所有的抗剪强度与抗压强度之间关系,得出图7、8。
由图7、8得知卵石数据较碎石数据离散性大(结合截面破坏特征进行分析,当受剪区的石子颗粒较大且朝向与加载方向相反时抗剪能力有所增强,而卵石表现的更为突出。。具体原因需进一步研究。根据卵石的试验数据,当抗压强度在
40~55MPa 时,抗剪强度在4~6MPa之间。抗剪强度大约为抗压强度的1/8~1/11。
根据碎石的试验数据,混凝土抗剪强度与抗压强度存在如下关系:
τ=8.496ln f cu-27.725(1式中:τ——
—混凝土剪切强度,MPa;
f cu——
—混凝土抗压强度,MPa。
综合卵石和碎石不同龄期所有的抗剪强度与劈裂抗拉强度之间关系,得出图9、10。
由图9、10得知卵石数据较碎石数据离散性仍然较大。根据卵石的试验数据,当劈裂抗拉强度强度在3~4MPa时,抗剪强度在4~6MPa之间。抗剪强度约为劈裂抗拉强度的1.4~1.9倍。
根据碎石的试验数据,混凝土抗剪强度与劈裂抗拉强度存在如下关系:
τ=9.4606l n f t,s-6.2307(2式中:τ——
—混凝土剪切强度,MPa;
f t,s——
—混凝土劈裂抗拉强度,MPa。
表2试验数据记录及处理
立方体抗压强度
/MPa 抗剪强度
/MPa
劈裂抗拉强度
/MPa
组号
J-1 J-2 J-3 J-4 J-11 J-22
1
2
3
平均值1
2
3
平均值1
2
3
平均值1
2
3
平均值1
2
3
平均值1
2
3
平均值14d 43.2 46.4 40.6 43.4 46.6 49.4 51.9 49.3 49.3 53.9 53.7 52.3 59.6 62.6 65.3 62.5
41.0 45.0 47.5 44.5 47.7 54.0 54.1 51.9 7d 35.4
39.6
40.8 38.6 43.1 39.5 44.0 42.2 42.9 46.5
45.6 45.0 53.5 59.3 57.0 56.6 39.6 41.4 41.9 41.0 48.3 47.5
46.9
47.6 28d 47.8 41.1 49.0 46.0
53.7 57.1 55.7 55.5 53.3
55.8
56.2 55.1 62.8
68.3
69.9 67.0 48.8 50.7 43.4 47.6 57.6 57.8 57.3
57.6 14d
4.42
5.05 5.14
4.87
5.36
4.95
5.29 5.20 4.82 4.78 - 4.80 8.54 5.13 7.14
6.90 5.49
5.95 5.34 5.60 5.16
5.96
6.37 5.83 7d 4.58 4.01
3.56
4.05 4.36 4.02 - 4.19
4.30
5.12 4.65
4.69 7.21
5.30
6.26 6.26
4.43
5.24 4.37
4.68
5.82
4.89
5.52 5.41 28d
6.08 5.73
4.87
5.56
6.82
试验表18 委托单位：市政建设（集团）有限公司试验委托人：王孟芝 工程名称：将军污水泵站过河管工程部位：支墩砼 设计强度等级： C20 拟配强度等级： C20 要求坍落度： 7-9cm 实测坍落度 8cm 水泥品种及等级： P.C 32.5级厂别：抚顺出厂日期：试验编号： 砂子产地及品种：浑河细度模数：中砂含泥量： % 试验编号： 石产产地及品种：浑河最大粒径： 20-40mm 含泥量： % 试验编号： 掺合料名称：产地：占水泥用量的： % 外加剂名称：产地：占水泥用量的： % 施工配合比：水灰比： 0.47 砂率： 28 % 制模日期： 2005.10.20 要求龄期： 28 要求试验日期： 2005.11.17 试验收到日期： 2005.10.20 试块养护条件：标养试块制作人：寇俊峰 负责人：审核：计算：试验： 报告日期： 2005年 11 月 17 日
试验表18 委托单位：市政建设（集团）有限公司试验委托人：王孟芝 工程名称：将军污水泵站过河管工程部位：支墩砼 设计强度等级： C20 拟配强度等级： C20 要求坍落度： 7-9cm 实测坍落度 8cm 水泥品种及等级： P.C 32.5级厂别：抚顺出厂日期：试验编号： 砂子产地及品种：浑河细度模数：中砂含泥量： % 试验编号： 石产产地及品种：浑河最大粒径： 20-40mm 含泥量： % 试验编号： 掺合料名称：产地：占水泥用量的： % 外加剂名称：产地：占水泥用量的： % 施工配合比： C20 水灰比： 0.47 砂率： 28 % 制模日期： 2005.9.22 要求龄期： 28 要求试验日期： 2005.10.20 试验收到日期： 2005.9.22 试块养护条件：标养试块制作人：寇俊峰 负责人：审核：计算：试验： 报告日期： 2005年 10 月 20 日
钢筋混凝土梁斜截面受剪试验 试验报告 院系:班级:姓名:学 号: 指导老师: 二〇年月土木工程系农水20162班 唐渊20161010061老师01,廖欢 181210
一、实验目的要求 1、通过观察混凝土梁抗剪破坏的全过程，研究认识混凝梁斜拉的受弯性能。 2、理解和掌握钢筋混凝土梁受弯构件的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件 的设计、实验结果整理的方法。 二、材性数据 1．混凝土： 立方抗压强度实测值f cu=19N/mm2强度等级：C25 弯曲抗压强度标准值f cmk=18.9Nmm2 弯曲抗压强度设计值f cm=13.5n/mm2 抗拉强度标准值：f tk= 1.78N/mm2 抗拉强度设计值：f t= 1.27N/mm2 弹性模量：E c=2.8x104N/mm2 2．钢筋：HRB400 实测直径：d=mm等级 屈服点（抗拉强度标准值）：f yk=400N/mm2 抗拉强度设计值：f y=360N/mm2 弹性模量：E s=2x105N/mm2 三、试件实测尺寸 高度：h=200mm宽度：b=140mm 钢筋保护层厚度：C=20mm a s=29mm 四、试件配筋图 五、量测仪表布置图
六、加载装置图 七、试验荷载值的计算1．计算简图
九、试验结果 1.实验数据 2．开裂荷载计算 因为试验试件的钢筋用量很少，只考虑混凝土对抗剪强度的贡献。而混凝土抗剪破坏的体现就是混凝土开裂，所以混凝土开裂的荷载即为下面计算的承载力极限荷载。 3．承载力极限荷载计算 加载点a （mm） ho （mm） bλλ取值破坏模式αcv ft (MPa) Vcs (kN) 600171140 3.5087723斜拉0.4375 1.2713.30 八、加载程序设计 1.试验准备就绪后，进行预加载。预加载为预估极限荷载的10%，观察所有仪器是否 工作正常，之后卸载至零。 2.进入正式加载阶段，采用荷载分级加载方式，每级荷载不超过预估极限荷载的20%； 每级荷载持荷时间不少于5分钟，使试件变形趋于稳定后，再仔细测读仪表读数， 待校核无误，方可进行下一级加荷。当荷载加至预估极限荷载时如果荷载仍然没有 下降，则持续施加荷载，此时的每级荷载为预估荷载的10%，每级持荷时间为5分 钟；当发现荷载出现下降，则将此时的荷载记录为实际极限荷载。 3.采用位移控制的加载方式。每级位移施加量为极限荷载对应的位移值的10%；持荷 时间为2分钟；当荷载下降至极限荷载的50%时，认为构件不适合继续承载；卸载 至零，结束试验。 级别荷载F(kN)位移计钢筋应变混凝土表面应变 位移1位移2位移3钢筋应变1钢筋应变2钢筋应变3混凝土表面 应变1混凝土表面 应变2 10.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.0000.000 2 3.0000.258-0.008-0.00541.00057.25038.500 6.600 1.200 3 4.0000.515-0.015-0.01082.000114.50077.0009.900 1.800 4 6.0000.773-0.023-0.015123.000171.750115.50012.000 2.100 510.000 1.030-0.030-0.020164.000229.000154.00024.300 2.400 612.000 1.242-0.036-0.026221.400283.000220.80049.200 5.400 714.000 1.454-0.042-0.032278.800337.000287.60069.600 6.300 816.000 1.666-0.048-0.038336.200391.000354.400127.200 6.600
弹底弯曲强度分析 1.弹底应力的计算 平底弹底的应力分析是将其简化为一周边夹持的圆板，受轴向有效载荷_ z p 的作用后，发生弯曲，板内各点的应力计算，可利用受均布载荷的圆板弯曲公式计算. 单独考虑弹底算板的应力状态，将弹底圆板与弹体壁分开，其相互作用可用一个力偶M 0和一个剪力F 来代替(图3-4），算板的应力状态可通过这些载荷来分析确定。 由弹性理论可知，受均布载荷的圆板其任一点N 的应力与变形的关系(图3-5）为: ??????+-=r dr d Ez r ?μ? μσ2 1 ?? ????+-= dr d r Ez t ?μ?μσ2 1 （ 3-2-48 ) 式中 σr ，σt 一为N 点的径向应力与切向应力； φ— N 点的角变形； Z —N 点的Z 坐标位置； r —N 点的r 坐标位置。 图3-4 弹底圆板的载荷 图3-5 圆板的弯曲变形 由图3-5可看出，圆板下表面受压缩变形，其上的应力为负；上表面受拉伸变形，它的应
力为正。 故弹底圆板的角变形可由下述公式得出 ()μμμ?+-??? ? ??-++= 11316022_ D r M r r D r p d z d （ 3-2-49 ) 式中 D —圆板的抗弯刚度，由下式表示 ()2112μ-=d Et D （ 3-2-50 ） r d 一弹底圆板外半径； t d 一弹底圆板厚度。 从式中可见，圆板中心处r=0，角变形φ=0，所以仍为对称变形。将（3-2-49 )式代入（3-2-50）式中.即可求出σr 与σt 。但在代入求解以前，应先求出弹底与弹体的相互作用力偶Mo 。 为了求出Mo ，需要分析弹体的变形，将弹尾部看成端部受Mo 力偶作用的空圆筒(图3-6)，并分析其角变形。 图3-6 弹尾部的角变形 然后再将弹体壁简化为弹性基础梁，受力偶M 。的作用， 按弹性理论，离底面距离为之的任一点的角变形为: z e D M z b b ββ ?βcos 0-= ( 3-2-51 ） 式中D 一圆筒的抗弯刚度， ()2 3112μ-= b b Et D ( 3-2-52 ) t b ——圆筒壁厚；
35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度 35CrMo抗拉强度和35CrMo屈服强度知识： 材料名称：合金结构钢 牌号：35CrMo 标准：GB/T 3077-1988 ●35CrMo特性及适用范围： 有很高的静力强度、冲击韧性及较高的疲劳极限，淬透性较40Cr高，高温下有高的蠕变强度与持久强度，长期工作温度可达500℃；冷变形时塑性中等，焊接性差。用作在高负荷下工作的重要结构件，如车辆和发动机的传动件；汽轮发电机的转子、主轴、重载荷的传动轴，大断面零件 ●35CrMo化学成份： 碳 C ：0.32～0.40 硅 Si：0.17～0.37 锰 Mn：0.40～0.70 硫 S ：允许残余含量≤0.035 磷 P ：允许残余含量≤0.035 铬 Cr：0.80～1.10 镍 Ni：允许残余含量≤0.030 铜 Cu：允许残余含量≤0.030 钼 Mo：0.15～0.25 ●35CrMo力学性能： 抗拉强度σb (MPa)：≥985(100) 屈服强度σs (MPa)：≥835(85) 伸长率δ5 (％)：≥12 断面收缩率ψ (％)：≥45 冲击功 Akv (J)：≥63 冲击韧性值αkv (J/cm2)：≥78(8) 硬度：≤229HB 试样尺寸：试样毛坯尺寸为25mm ●35CrMo热处理规范及金相组织： 热处理规范：淬火850℃,油冷;回火550℃,水冷、油冷。 ●35CrMo交货状态：以热处理（正火、退火或高温回火）或不热处理状态交货，交货状态应在合同中注明。
40Cr的屈服强度、化学成分、力学性能 【40cr化学成分】 根据标准GB/T 3077-1999： 【40cr力学性能】 试样毛坯尺寸（mm）：25 热处理： 第一次淬火加热温度（℃）：850；冷却剂：油 第二次淬火加热温度（℃）：- 回火加热温度（℃）：520；冷却剂：水、油 抗拉强度（σb/MPa）：≥980 屈服点（σs/MPa）：≥785 断后伸长率（δ5/%）：≥9 断面收缩率（ψ/%）：≥45 冲击吸收功（Aku2/J）：≥47 布氏硬度（HBS100/3000）（退火或高温回火状态）：≤207 【40cr参考对应钢号】 我国GB的标准钢号是40Cr、德国DIN标准材料编号1.17035/1.7045、德国DIN标准钢号41Cr4/42Gr4、英国EN标准钢号18、英国BS标准钢号41Cr4、法国AFNOR标准钢号42C4、法国NF标准钢号38Cr4/41Cr4、意大利UNI标准钢号41Cr4、比利时NBN标准钢号42Cr4、瑞典SS标准钢号2245、美国AISI/SAE/ASTM 标准钢号5140、日本JIS标准钢号SCr440(H)/SCr440、美国AISI/SAE/ASTM标准钢号5140、国际标准化组织ISO标准钢号41Cr4。 【40cr临界点温度】 （近似值） Acm=780℃ 【40cr正火规范】
题目1：钢筋混凝土梁抗剪承载力的试验研究 1. 受剪应力分析 对于受剪钢筋混凝土构件在出现裂缝前的应力状态，由于它是两种不同材料组成的非均质体，因而材料力学公式不能完全适用。但是，当作用的荷载较小，构件的应力也较小，其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度，构件与均质弹性体相似，应力-应变基本成线性关系，此时其应力可按一般的材料力学公式来进行分析。在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则，由虎克定律换算成等效的混凝土截面，得出一个换算截面，则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算，其应力分布见图1。 正应力 0 I My =σ 剪应力 0bI VS = τ 式中，0I 是换算截面惯性矩 根据材料力学原理，构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下，在该点所产生的主应力，可按下式计算 主拉应力 22tp 42τσσσ++= 主压应力 22 cp 4 2τσσ σ+-= 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得： στα22tan -= 图 1 (a) 中绘出了构件开裂前的主拉应力及主压应力轨迹线。在截面中和轴处，因0=σ，故其主应力与剪应力相等，方向与纵轴成45°。 在图中仅承受弯矩的区段，由于剪应力等于零，最大主拉应力发生在截面的下边缘，其值与最大正应力相等，作用方向为水平方向。因此，当主拉应力超过混凝土的抗拉强度时，就产生了垂直裂缝。而在同时承受弯矩和剪力的弯剪区段，在截面下边缘主拉应力是水平的方向，在截面的腹部主拉应力是倾斜方向，所以在开裂时裂缝首先垂直于截面的下边缘，然后向腹部延伸称为弯斜的裂缝。 2. 受剪受力分析 由受剪应力分析可知，无腹筋钢筋混凝土梁受剪开裂后会出现斜裂缝，其中导致破坏的
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： 对脆性材料： (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。
例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa，直径d=20mm。 ＝12mm。牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切挂钩及被连接板件的厚度分别为t＝8mm和t 1 强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出：销钉横截面上的剪应力为： 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2如图5-13所示冲床，F max=400KN，冲头[σ]=400MPa，冲剪钢板的极限剪应力τ =360 MPa。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。 b 图5-13 冲床冲剪钢板及冲剪部分受力示意图 解：(1) 按冲头压缩强度计算d 所以 (2) 按钢板剪切强度计算t 钢板的剪切面是直径为d高为t的柱表面。 所以 例5-3 如图5-14所示螺钉受轴向拉力F作用，已知[τ]=[σ]，求其d：h的合理比值。 图5-14 螺钉受轴向拉力示意图
混凝土轴心抗压强度试验 (一)试验目的 测定混凝土棱柱体轴心抗压强度，比较素混凝土和钢筋混凝土的强度差异，分析钢筋骨架对混凝土的作用。 (二)试验仪器 试模尺寸为150mm×l50mm×300mm卧式棱柱体试模，电脑全自动恒应力试验机，微机控制压力试验机测控系统。 (三)试验步骤和方法 1．按混凝土配制强度计算配合比，制作150mm×l50mm×300mm棱柱体试件2根，其一为素混凝土试件，其一为钢筋混凝土试件。隔天拆模并把试件在标准养护条件下，养护28d。 2．取出试件，清除表面污垢，擦干表面水份，仔细检查后，在其中部量出试件宽度(精确至lmm)，计算试件受压面积。在准备过程中，要求保持试件湿度无变化。 3．在压力机下压板上放好棱柱体试件，几何对中；球座最好放在试件顶面并凸面朝上。 4．以立方抗压强度试验相同的加荷速度，均匀而连续地加荷，当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，记录最大荷载。试验时观察裂缝的发展情况。 5.若试件的试验数据或钢筋未发生屈服可再进行抗压试验。 6．因条件有限所以取所得数据为该试件的轴心抗压强度。 (四)注意事项 1.钢筋应放置在混凝土试件的中央。 2.进行试验时，压力板应对准几何中心再进行加载。 3.箍筋时要保证钢筋箍紧，防止影响试验结果。 4.开始试验时要清零。 5.试验完后将试件分解回收。 (五)试验记录
素混凝土（强度为29.4Mb)： 钢筋混凝土(强度为34.9Mb)： (六)试验结果分析 据试验得出的数据来看，有些素混凝土的轴心抗压强度比钢筋混凝土的轴心抗压强度大。其原因有可能是： 1.试验时，试件放置的位置使受力点不在几何中心，形成了偏心受压。 2.制作钢筋骨架时，未将箍筋箍紧，导致试验时钢筋骨架松动或散架，影响试验结果。 (七)裂缝发展变化
侧面嵌贴CFRP-PCPs复合筋加固混凝土梁的抗弯试验方案 1试验目的 本试验是在普通钢筋混凝土梁侧底部受拉钢筋高度，嵌贴新型CFRP-PCPs复合筋进行加固，并通过拟静力加载试验来验证其加固效果，对内嵌复合筋加固混凝土梁的受力过程、开裂荷载、屈服荷载、极限荷载、裂缝和变形等情况进行较为系统的研究。 2试件的设计与制作 2.1试验参数设计 （1）不同嵌贴长度 根据普通钢筋混凝土梁中受拉钢筋锚固长度原理可知，内嵌式加固混凝土梁时，复合筋粘结端部必存在有效粘结长度，若粘结长度小于有效粘结长度，端部粘结力不足以承受复合筋弯曲过程中产生的拉力，从而导致复合筋与混凝土之间的粘结界面强度不足而发生粘结滑移破坏。本实验通过采用不同的嵌贴长度作为试验参数来分析梁侧嵌贴复合筋的有效锚固长度。 （2）不同张拉控制应力 新型CFRP-PCPs复合筋是将CFRP筋材和高性能活性粉末混凝土结合而组成的小型预应力构件，由于预应力的存在，其加固效果明显优于混凝土梁表面直接嵌贴CFRP筋或CFRP 板条。本实验通过嵌入施加不同张拉控制应力的复合筋来验证预应力大小对加固效果的影响。 （3）不同加固方式 新型CFRP-PCPs复合筋的PCPs由两种不同的材料分别制成，一种是高性能活性粉末混凝土中掺加钢纤维制成钢纤维混凝土，另一种是由环氧树脂制成，通过试验分析两种不同材料制成的复合筋加固梁在相同情况下的受力性能，来验证不同加固方式对加固效果的影响。 2.2试验试件数目的确定 本试验主要研究侧面嵌贴侧面嵌贴CFRP-PCPs复合筋加固混凝土梁的抗弯性能，考虑不同嵌贴长度，不同张拉控制应力，不同加固方式等参数对混凝土梁抗弯性能的影响。试件设 试件L1为未加固梁，本次试验中作为对比梁，试件JGL2为环氧树脂制成的CFRP—PCPs
钢筋抗拉强度标准值和屈服强度的标准值有什么区别 普通钢筋的抗拉强度设计值?y是普通钢筋强度标准值（屈服强度标准值）除以材料分项系数γs。钢筋的强度标准值应具有不小于95％的保证率。钢筋屈服强度特征值是在无限多次检验中，与某一规定概率所对应的分位值。屈服强度的标准值?yk相当于钢筋标准中的屈服强度特征值ReL。 如表4.2.3-1中抗拉强度设计值?y及抗压强度设计值?ˊy是由表4.2.2-1中屈服强度标准值?yk除以材料分项系数γs所得： HPB300的270（N/mm2），是300÷1.10＝272.7＝270（N/mm2）； HRB335的300（N/mm2），是335÷1.10＝304.5＝300（N/mm2）； HRB400的360（N/mm2），是400÷1.10＝363.6＝360（N/mm2）； HRB500的435（N/mm2），是500÷1.15＝434.7＝435（N/mm2）。 设计是根据钢产品标准的修改，不再限制钢筋材料的化学成分和制作工艺，而按性能确定钢筋的牌号和强度级别，并以相应的符号表达。普通钢筋采用屈服强度标志。增列了钢筋极限强度（即钢筋拉断前相于最大拉力下的强度）的标准值?stk，相当于钢筋标准中的抗拉强度特征值Rm。 钢筋的强度设计值为其强度标准值除以材料分项系数γs的数值。延性较好的热轧钢筋γs取1.10。但对新列入的高强度500MPa级钢筋适当提高安全储备，取为1.15。 向左转|向右转 向左转|向右转
参考资料：《混凝土结构设计规范》GB50010-2010和《钢筋混凝土用钢第1部 分热轧光圆钢筋》GB1499.1-2008和《钢筋混凝土用钢第2部分热轧带肋钢筋》 GB1499.2-2007 钢筋抗拉强度、抗拉强度标准值、设计值区别，帮解释下 以HRB335为例，抗拉强度为455，标准值为355，设计值为300，为什么抗拉强度标准值和抗拉强度怎么不一样，还有，为什么屈服强度等于抗拉强度标准值？ 答：钢筋在受到外力作用下会产生变形，变形过程分为弹性阶段、屈服阶段、强化阶段和颈缩阶段。在屈服阶段之前，如果卸去外力，还可以恢复到以前状态（物理变化），标准值说的就是下屈服值（例：HRB335钢筋屈服点为335Mpa。抗拉强度为最大力强度，即为455Mpa.）一般设计时都采用屈服强度为设计值，所以设计值远远小于抗拉强度，就是考虑到钢筋在收到外力作用下的变形，（即：在达到屈服强度还可以回复原来状态）。
第六章 弯曲应力和强度 1、 纯弯曲时的正应力 横力弯曲时， 0≠=Q dx dM 。 ，纯弯曲时，梁的横截面上只有弯曲正应力，没有弯曲剪应力。 根据上述实验观察到的纯弯曲的变形现象，经过判断、综合和推理，可作出如下假设： （1）梁的横截面在纯弯曲变形后仍保持为平面，并垂直于梁弯曲后的轴线。横截面只是绕其面内的某一轴线刚性地转了一个角度。这就是弯曲变形的平面假设。 （2）梁的纵向纤维间无挤压，只是发生了简单的轴向拉伸或压缩。 （2）物理关系 根据梁的纵向纤维间无挤压，而只是发生简单拉伸或压缩的假设。当横截面上的正应力不超过材料的比例极限P ρ时，可由虎克定律得到横截面上坐标为y 处各点的正应力为 y E E ρ εσ= = 该式表明，横截面上各点的正应力σ与点的坐标y 成正比，由于截面上 ρ E 为常数，说 明弯曲正应力沿截面高度按线性规律分布，如图所示。中性轴z 上各点的正应力均为零，中 性轴上部横截面的各点均为压应力，而下部各点则均为拉应力。 （3）静力关系 截面上的最大正应力为 z I My max max = σ 如引入符号 m a x y I W z z = 则截面上最大弯曲正应力可以表达为
z W M = max σ 式中，z W 称为截面图形的抗截面模量。它只与截面图形的几何性质有关，其量纲为[] 3 长度。矩形截面和圆截面的抗弯截面模量分别为： 高为h ，宽为b 的矩形截面： 62 1223 max bh h bh y I W z z === 直径为d 的圆截面： 322 6433 max d d d y I W z z ∏=∏== 至于各种型钢的抗弯截面模量，可从附录Ⅱ的型钢表中查找。 若梁的横截面对中性轴不对称，则其截面上的最大拉应力和最大压应力并不相等，例如 T 形截面。这时，应把1y 和2y 分别代入正应力公式，计算截面上的最大正应力。 最大拉应力为： z t I My 1 )(= σ 最大压应力为： z e I My 2 )(= σ 2、横力弯曲时的正应力 z I My = σ 对横力弯曲时的细长梁，可以用纯弯曲时梁横截面上的正应力计算公式计算梁的横截面上的弯曲正应力。
剪切计算和常用材料 强度
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力 A (5-6) 这里[T ]为许用剪应力，单价为Pa或MPa 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷T。，再除以安全系数n,得许用剪应力[T ]。 []- n(5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[T ]与材料的许用拉应力[(7 ]之间，存在如下关系：对塑性材料： []0钟0.8[] 对脆性材料： []0?8屮.0[] (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[T ] = 30MPa直径d=20mm挂钩及被连接板件的厚度分别为t = 8mm和t i= 12mm牵引力F=15kN。试校核销钉的剪切强度。 所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出: F s 销钉横截面上的剪应力为: MPa试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度 F s A 15 103 2 J2。103)2 23.9MPa<[] 故销钉满足剪切强度要求。例 5-2如图5-13所示冲床, F ma=400KN冲头[7 ]=400MPa冲剪钢板的极限剪应力T b=360 图5-12电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m和n-n两个面向左错动。
混凝土抗压强度试验 (一)概述 水泥混凝土抗压强度就是按标准方法制作得150mm×l50mm×l50mm ,100mm×l00mm×l00mm立方体试件, 在温度为20±3℃及相对湿度 90％以上得条件下, 养护 28d 后, 用标准试验方法测试, 并按规定计算方法得到得强度值。 (二)试验仪具 1.压力试验机:压力试验机得上、下承压板应有足够得刚度, 其中一个承压板上应具有球形支座,为了便于试件对中,球形支座最好位于上承压板上。压力机得精确度(示值得相对误差)应在±2％以内,压力机应进行定期检查,以确保压力机读数得准确性。 根据预期得混凝土试件破坏荷载,选择压力机得量程,要求试件 破坏时得读数不小于全量程得 20％,也不大于全量程得 80％。 2.钢尺:精度 lmm。 3.台秤:称量 100kg,分度值为 lkg。 (三)试验方法 1.按试验一成型试件,经标准养护条件下养护到规定龄期。 2.试件取出,先检查其尺寸及形状,相对两面应平行,表面倾 斜偏差不得超过 0、5mm。量出棱边长度,精确至 lmm。试件受力截面积按其与压力机上下接触面得平均值计算。试件如有蜂窝缺陷,应在
试验前 3d 用浓水泥浆填补平整,并在报告中说明。在破型前,保持试件原有湿度,在试验时擦干试件,称出其质量。 3.以成型时侧面为上下受压面,试件妥放在球座上,球座置压力机中心, 几何对中(指试件或球座偏离机台中心在 5mm 以内,下同),以 0、3～0、8MPa/s 得速度连续而均匀地加荷,小于 C30 得低强度等级 混凝土取 0、3～0、5MPa/s 得加荷速度, 强度等级不低于 C30 时取 0、5～0、8MPa/s 得加荷速度,当试件接近破坏而开始变形时, 应停止调整试 验机油门,直至试件破坏,记下破坏极限荷载。 1MPa=1N/m㎡4. 4.试验结果计算 (1)混凝土立方体试件抗压强度 fcu(以 MPa 表示)按式(3—1)计算: 式中:F—极限荷载(N); A—受压面积(mm2)。 龄期与强度经验公式 在标准养护条件下,混凝土强度得发展,大致与其龄期得常用对数成正比关系(龄期不小于3d)。 式中 fn———nd龄期混凝土得抗压强度(MPa);
钢筋混凝土梁斜截面受剪实验 （一）实验目的 1.了解钢筋混凝土梁受剪破坏的过程，加深理解箍筋在斜截面抗剪中的作用。 2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。 （二）实验记录 1、斜拉破坏：当剪跨比λ>3且箍筋配置过少，间距太大时，斜裂缝一旦出现，该裂缝往往成为临界斜裂缝，迅速向集中荷载作用点延伸，将梁沿斜裂缝劈成两部分，而导致梁的破坏斜拉破坏，实际上是混凝土被拉坏。 2、剪压破坏：当剪跨比1≤λ≤3且配筋量适当故金间距不大发生剪压破坏。当斜裂缝中的某一条发展成为临界斜裂缝后，随着荷载的增加，斜裂缝向荷载作用点缓慢发展，剪压区高度逐渐减小，斜裂缝宽度变大，最后剪压区混凝土被压碎量，丧失承载能力。 3、斜压破坏：当剪跨比λ很小（一般λ≤1）时，发生斜压破坏。首先在荷载作用点与支座间的梁腹部出现若干条平行的斜裂缝，随着荷载的增加量，梁腹被这些斜裂缝分割为斜向“短柱”，最后因
混凝土短柱被压碎而破坏。 （三）实验结果 1.整个斜拉破坏的过程急速而突然，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载相当接近，破坏前梁的变形很小，且往往只有一条斜裂缝，斜拉破坏具有明显的脆性。 2.剪压破坏有一定的预兆，破坏时箍筋屈服，破坏荷载比出现裂缝时的荷载高，承载力随配箍筋配箍量的增大而增大，但与适筋梁的正截面破坏相比，剪压破坏仍属于脆性破坏。 3.发生斜压破坏时，破坏荷载很高，但变形很小，箍筋不会屈服，属于脆性破坏。 为什么出现正截面破坏? 受弯构件正截面破坏性质与其配置的纵向受拉钢筋的多少有关，当配筋率大小不同时，受弯构件正截面可能产生三种不同的破坏形式。 为什么出现斜截面破坏? 弯矩和剪力的共用作用。1.当剪跨比较大，且箍筋配置过少，间距太大时的斜拉破坏。2.当剪跨比适中及配骨量适当箍筋间距不大时的剪压破坏。3.发生在剪跨比很小或腹版宽度很窄的T形梁或I型梁上的斜压破坏。
2.剪切强度计算 (1) 剪切强度条件 剪切强度条件就是使构件的实际剪应力不超过材料的许用剪应力。 []s F A ττ= ≤ (5-6) 这里[τ]为许用剪应力，单价为Pa 或MPa 。 由于剪应力并非均匀分布，式(5-2)、(5-6)算出的只是剪切面上的平均剪应力，所以在使用实验的方式建立强度条件时，应使试件受力尽可能地接近实际联接件的情况，以确定试样失效时的极限载荷τ0，再除以安全系数n ，得许用剪应力[τ]。 []n ττ= (5-7) 各种材料的剪切许用应力应尽量从相关规范中查取。 一般来说，材料的剪切许用应力[τ]与材料的许用拉应力[σ]之间，存在如下关系： 对塑性材料： []0.60.8[]τσ=: 对脆性材料： []0.8 1.0[]τσ=: (2) 剪切实用计算 剪切计算相应地也可分为强度校核、截面设计、确定许可载荷等三类问题，这里就不展开论述了。但在剪切计算中要正确判断剪切面积，在铆钉联接中还要正确判断单剪切和双剪切。下面通过几个简单的例题来说明。 例5-1 图5-12(a)所示电瓶车挂钩中的销钉材料为20号钢，[τ]＝30MPa ，直径d=20mm 。挂钩及被连接板件的厚度分别为t ＝8mm 和t 1＝12mm 。牵引力F=15kN 。试校核销钉的剪切强度。 图5-12 电瓶车挂钩及其销钉受力分析示意图 解：销钉受力如图5-12(b)所示。根据受力情况，销钉中段相对于上、下两段沿m-m 和n-n 两个面向左错动。所以有两个剪切面，是一个双剪切问题。由平衡方程容易求出： 2s F F = 销钉横截面上的剪应力为： 332 151023.9MPa<[] 2(2010)4s F A ττπ-?===?? 故销钉满足剪切强度要求。 例5-2 如图5-13所示冲床，F max =400KN ，冲头[σ]=400MPa ，冲剪钢板的极限剪应力τb =360 MPa 。试设计冲头的最小直径及钢板最大厚度。
实验三普通混凝土主要技术性能实验 四、普通混凝土立方体抗压强度实验 实验目的： 测定混凝土立方体抗压强度，作为检查混凝土质量及确定等级的主要依据。 主要仪器及设备 （1）压力实验机：实验机的精度（示值的相对误差）至少应为±2％，其量程应能使试件的预期破坏荷载值不小于全量程的20％，也不大于全量程的80％。实验机上、下压板之间可各垫以钢垫板，钢垫板的承压面均应为机械加工。 （2）振动台：振动台频率为50±3Hz，空载振幅约为0.5mm。 （3）试模：由铸铁或钢制成，应具有足够的刚度并拆装方便。试模内表面应机械加工，其不平度应为每100mm不超过0.5mm。组装后各相邻面的不垂直度不应超过±0.5°。 （4）其他用具：捣棒、小铁铲、金属直尺、镘刀等。 试件制作： （1）立方体抗压强度试验以同时制作同样养护同一龄期三个试件为一组，按《混凝土结构工程施工质量验收规范》(GB50204—2002)的规定，试件尺寸按骨料最大粒径由试表3．1选用。 试表3.1 不同骨料最大粒径选用的试件尺寸、插捣次数及抗压强度换算系数（GB50204—2002）试件尺寸／mm骨料最大粒径／mm每层插捣次数／次抗压强度换算系数100×100×100≤31.5120.95 150×150×150≤40251 200×200×200≤6350 1.05 注：对强度等级为C60及以上的混凝土试件，其强度的尺寸换算系数可通过试验确定。 （2）每一组试件所用的混凝土拌合物应由同一次拌合物中取出。 （3）制作时，应将试模清擦干净，并在其内壁涂上一层矿物油脂或其他脱膜剂。 （4）坍落度不大于70mm的混凝土拌合物，宜用振动台振实。将拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿试模内壁略加插捣并使混凝土拌合物高出试模上口。振动时应防止试模在振动台上自由跳动。振动应持续到混凝土表面出浆为止，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。 坍落度大于70mm混凝土宜用捣棒人工捣实。将混凝土拌合物分两次装入试模，每层的厚度大致相等。插捣应按螺旋方向从边缘向中心均匀进行，插捣底层时，捣棒应达到试模底面；插捣上层时，捣棒应穿入下层深度为20～30mm，插捣时捣棒应保持垂直，不得倾斜。同时，还应用抹刀沿试模内壁插入数次。每层的插捣次数应根据试件的截面而定，一般每100cm2截面积不应少于12次(见试表3.1)。插捣完后，刮除多余的混凝土，并用抹刀抹平。
各种许用应力与抗拉强度、屈服强度的关系 我们在设计的时候常取许用剪切应力，在不同的情况下安全系数不同，许用剪切应力就不一样。校核各种许用应力常常与许用拉应力有联系，而许用材料的屈服强度（刚度）与各种应力关系如下： <一> 许用（拉伸）应力 钢材的许用拉应力[δ]与抗拉强度极限、屈服强度极限的关系： 1.对于塑性材料[δ]= δs /n 2.对于脆性材料[δ]= δb /n δb ---抗拉强度极限 δs ---屈服强度极限 n---安全系数 轧、锻件n=1.2-2.2 起重机械n=1.7 人力钢丝绳n=4.5 土建工程n=1.5 载人用的钢丝n=9 螺纹连接n=1.2-1.7 铸件n=1.6-2.5 一般钢材n=1.6-2.5 注：脆性材料：如淬硬的工具钢、陶瓷等。 塑性材料：如低碳钢、非淬硬中炭钢、退火球墨铸铁、铜和铝等。 <二> 剪切 许用剪应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[τ]=0.6-0.8[δ] 2.对于脆性材料[τ]=0.8-1.0[δ] <三> 挤压 许用挤压应力与许用拉应力的关系 1.对于塑性材料[δj]=1.5- 2.5[δ]
2.对于脆性材料[δj]=0.9-1.5[δ] 注：[δj]=1.7-2[δ]（部分教科书常用） <四> 扭转 许用扭转应力与许用拉应力的关系： 1.对于塑性材料[δn]=0.5-0.6[δ] 2.对于脆性材料[δn]=0.8-1.0[δ] 轴的扭转变形用每米长的扭转角来衡量。对于一般传动可取[φ]=0.5°--1°/m；对于精密件，可取[φ]=0.25°-0.5°/m；对于要求不严格的轴，可取[φ]大于1°/m计算。 <五> 弯曲 许用弯曲应力与许用拉应力的关系： 1.对于薄壁型钢一般采取用轴向拉伸应力的许用值 2.对于实心型钢可以略高一点，具体数值可参见有关规范。
钢筋混凝土梁抗剪理论研究 摘要:根据国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，阐述了各种抗剪理论的基本分析方法，评述了各理论之间的内在联系及适用性；指出了各种研究方法的优缺点；探讨了该领域的研究发展趋势，对剪切破坏机理的认识具有一定的参考价值。研究表明：现有的抗剪理论都不是孤立存在的，它们之间相互联系、相互影响并不断演变，正确认识其特点才能合理运用于不同结构形式的抗剪性能分析。 关键词: 钢筋混凝土梁; 抗剪理论; 研究 钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用区段可能会沿斜截面发生脆性剪切破坏，这种破坏将导致结构突然失稳并引发巨大灾难，只有清晰认识剪切破坏机理的实质，才能有效避免此类破坏的发生。目前，国内外混凝土结构设计规范[1,2]中关于抗剪承载力计算公式大多是以试验数据为依据的半理论半经验公式，在一定程度上反映了混凝土抗压强度、钢筋屈服强度、截面几何特征及荷载类型等主要参数的影响。本文总结了国内外已有的钢筋混凝土梁抗剪性能研究成果，对其存在的优缺点及适用范围进行了阐述，为抗剪问题的认识提供了一定的参考价值。 1 桁架理论 1.1 古典桁架模型 古典桁架模型是Ritter为设计钢筋混凝土梁腹筋而提出来的，在该模型中，将梁理想化为具有平行弦杆和斜压杆的桁架结构，上部弯压混凝土作为桁架上弦杆，底部纵向钢筋作为桁架下弦杆，腹杆则由受拉箍筋及裂缝间受压混凝土斜杆构成。该方法简单、概念清晰，但完全没考虑混凝土的抗剪作用，全部剪力均由箍筋承担，这样使得箍筋的利用率较低，并造成很大的浪费。 1.2 斜压场理论 Wagner认为剪力由斜拉场承担，假定主拉应力、应变方向一致，由此提出了斜拉场理论。Mitchell[3]等以斜拉场理论为基础，在对受扭构件进行分析时，假定纯扭作用下的混凝土开裂后不承受任何拉力，扭矩由斜压场承担，由此提出了斜压场理论。随后，Collins[4]在变角桁架模型的基础上，通过引入变形协调条件及应力-应变关系，将斜压场理论应用于钢筋混凝土梁的抗剪性能分析，并解决了桁架模型中裂缝倾角难以确定的难题。斜压场理论假定开裂后混凝土拉应力（包括裂缝面及裂缝间混凝土拉应力）为零，致使挠度和承载力的计算值偏大和偏小。从试验观察和分析得知，虽然裂缝面上无拉应力，但裂缝之间的混凝土中
混凝土抗压强度试验流程 一、试验目的 掌握混凝土抗压强度的测定和评定方法，作为混凝土质量的主要依据。 二、试验原理 测定混凝土抗压强度是检验混凝土的强度是否满足设计要求。我国采用边长150mm立方体试件为标准试件。 三、仪器设备 压力试验机、振动台、试模、捣棒、小铁铲、镘刀等。 四、试验步骤 1、取三个试件为一组。拌和物的坍落度小于70mm时，用振动台振实，将拌和物一次装满试模，振实后抹平。拌和物的坍落度大于70mm时，用捣棒人工捣实，将拌和物分两层装入试模，每层插捣25次。 2、试件成型后24~36h拆模，在标准养护条件(温度20+2℃，相对湿度95%以上)下养护至规定龄期进行试验。 3、试件取出后，在试压前应先擦干净，测量尺寸，并检查其外观，试件尺寸测量精确至lmm，并据此计算试件的承压面积值(A)。试件不得有明显缺损，其承压面的不平度要求不超过0.05％，承压面与相临面的不垂直偏差不超过土1o。 4、把试件安放在试验机下压板中心，试件的承压面与成型肘的顶面垂直。开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡。 5、加压时，应持续而均匀地加荷。加荷速度为：混凝土强度等级小于C30时，取0.3—0.5MPa ／s；当等于或大于C30时，取0.5—0.8MPa／s。当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载(F)。 五、试验结果 1、混凝土立方体抗压强度fcu按公式计算(精确至0.1 Mpa)：fcu=F/A 式中 F—破坏荷载，N；A—受压面积，mm2。 2、以3个试件测定值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值。当3个测定值中的最大或最小值有一个与中间值的差值超出中间值的15%时，则把最大及最小值一并舍去，取中间值作为该组试件的抗压强度值。如果两个测值与中间值的差都超出中间值的15%，则该组试件的试验结果无效。
建工学院土木工程专业 钢筋混凝土梁的斜截面受剪性能试验 （指导书和报告） 班级 学号 学生姓名 温州大学建筑与土木工程学院实验中心 试验指导书 一、试验的目的: 1.了解钢筋混凝土梁受剪破坏的过程，验证受弯构件的斜截面强度计算方法，加深理解箍筋在斜截面抗剪中的作用。 2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。 3.得到进行钢筋混凝土结构试验的一些基本技能的训练。 二、试验内容： 1.了解试验方案的确定（由教师讲解）。 2.了解试验梁的设计和制作过程（由教师讲解）。 3.了解试验梁的加载装置及其性能（由教师讲解）。 4.试验梁上安装测量仪表。 5.在加载试验过程中量测数据。观察试验梁外部的开裂，裂缝发展和变形情况。 6.整理试验数据，写出试验报告。 三、试验梁： 1.试验梁总长为1400mm，混凝土强度等级为C20。 2.③号箍筋留三根500mm母材用作测试其应力～应变关系的试件。 3.试验梁制作时，需同时浇筑三个150×150×150mm的立方体试块。待梁试验时，用于测定混凝土的强度等级。 1 8#铅丝箍，间距100mm
1. 2.3.4.W max ）。 六、试验仪器及设备1. YE2583A 程控静态应变仪 3.千分表（备用） 5.手动液压泵全套设备 7.放大镜和裂缝宽度量测卡 2.百分表或电子百分表 4.手持式引伸仪（标距10cm ） 6.千斤顶（P max ＝320KN ，自重0.01kN/只） 8.分配梁（工字钢，自重0.07kN/根） 七、试验要求 （一）参加部分试验准备工作 1.试件的制作。 2.试件两侧表面刷白，并用墨线画40×100mm 的方格线（以便观测裂缝）。 3.试件安装，测点布置及仪器仪表设备的调试。 （二）按现行规范计算试验梁的承载力P u ，并选定加荷级数（一般为10级）及每级加载的荷载量。第一级应考虑梁自重、分配梁和千斤顶自重等荷载，临近开裂和破坏时可半级或1/4级加载。 （三）试验中要求正确记录各要求的数据。 （四）试验后整理试验数据，并写出试验报告。 试 验 报 告 一、试验梁抗剪承载力V u 的计算： 二、试验梁每级加载值选定： L a a 100 100 100600600100350250250350
抗拉强度与屈服强度的区别及实例 首先自我介绍一下，本人现在某检测机构任职，我任职的这家机构主要是对金属材料进行理化检验，有CMA认证（中国计量认证）、CNAS 认证（国家认可委认证），属国家级实验室。检测结果全球100多个国家互认。本人任金属物理检测室副主任，物理检测技术组组长。应当算得上是专业人士。 什么是的屈服强度和抗拉强度。 要说这两个概念，先从材料是如何被破坏的说起。任何材料在受到不断增大或者持续恒定或者持续交变的外力作用下，最终会超过某个极限而被破坏。对材料造成破坏的外力种类很多，比如拉力、压力、剪切力、扭力等。 屈服强度和抗拉强度这两个强度，仅仅是针对拉力而言。这两个强度是通过拉伸试验得出的，是通过拉力试验机（一般是万能试验机，可以进行各种拉和压以及弯曲的试验），用规定的恒定的加荷速率(就是单位时间内拉力的增加量)，对材料进行持续拉伸，直到断裂或达到规定的破坏程度（比如有些对接焊缝强度试验可以不拉断），这个造成材料最终破坏的力，就是该材料的抗拉极限载荷。 抗拉极限载荷是一个力的表述，单位为牛顿（N），因为牛顿是一个很小的单位，所以，大部分情况下用千牛（KN）的比较多。因为各种材料大小不一，所以抗拉极限载荷很难评判材料的强度。所以，用抗拉极限载荷除以实验材料的截面积，就得到单位面积的抗拉极限载荷。单位面积上受的力，这是一个强度的表述，单位是帕斯卡（Pa），同
样，帕斯卡是一个极小的单位，一般都用兆帕（MPa）来表述。所以，抗拉极限载荷与实验材料的截面积之比，就是抗拉强度。抗拉强度是材料单位面积上所能承受外力作用的极限。超过这个极限，材料将被解离性破坏。 那什么是屈服强度呢？屈服强度仅针对具有弹性材料而言，无弹性的材料没有屈服强度。比如各类金属材料、塑料、橡胶等等，都有弹性，都有屈服强度。而玻璃、陶瓷、砖石等等，一般没有弹性，这类材料就算有弹性，也微乎其微，所以，没有屈服强度一说。 弹性材料在受到恒定持续增大的外力作用下，直到断裂。究竟发生了怎样的变化呢？首先，材料在外力作用下，发生弹性形变，遵循胡克定律。什么叫弹性形变呢？就是外力消除，材料会恢复原来的尺寸和形状。当外力继续增大，到一定的数值之后，材料会进入塑性形变期。材料一旦进入塑性形变，当外力，材料的原尺寸和形状不可恢复！而这个造成两种形变的的临界点的强度，就是材料的屈服强度！对应施加的拉力而言，这个临界点的拉力值，叫屈服点。从晶体角度来说，只有拉力超过屈服点，材料的晶体结合才开始被破坏！材料的破坏，是从屈服点就已经开始，而不是从断裂的时候开始的！弄清楚这两个强度怎么来的了，所以说，屈服强度高的材料，能承受的破坏力就