混凝土结构设计原理试验指导

《混凝土结构设计原理》综合性设计性实验指导书班级：姓名：学号：教学试验的目的和要求1.教学试验的目的土木工程专业是一门实用性很强的学科，其发展遵循着“理论—实践—理论—实践”的路线而成熟发展，要掌握这门学科，除有理论知识的武装外，还必须加强实践环节。

只有加强了实践环节，才能更加深化理论知识的学习，也才能学得深、学的透，掌握的更牢固。

结构教学试验，只是土木工程实践环节的一个部分，但通过试验，应使同学们在经历了这部分实践环节后达到以下目的：（1）通过试验，应是同学们了解和初步掌握结构试验的要求及试验全过程，加强同学们的实践动手能力。

（2）通过对试验过程中出现的各种现象的观察，对试验结果的分析和理论计算的比较，可使同学们对所学的结构理论知识与感性认识更好地结合起来，巩固和深化所学的理论知识。

（3）通过本指导书的学习，加上同学们的动手实践，可使同学们对结构试验所用仪器、仪表和试验设备有所了解，并初步掌握其使用原理，为今后从事土木工程专业的学习、科研、设计和施工打下坚实的基础。

2.试验注意事项及要求为达预期目的，必须做好试验前的准备工作和试验后的分析，具体要求如下：（1）预习有关的试验技术和结构设计理论，熟悉试验指导书内容，明确试验目的、要求、方法和步骤。

（2）对试验采用的仪表和设备的工作原理和安装调试方法都有一定的了解后才能使用。

（3）试验实践是培养学生动手能力的一个重要环节，因此，每个学生都必须亲自动手，分工协作，共同努力完成试验。

（4）试验过程中，要以科学的态度仔细观察和分析试验现象，如有异常现象，应及时报告指导老师。

（5）严格遵守实验室有关设备仪器使用的操作规程，按照使用要求使用试验用仪表及设备。

（6）及时整理试验数据，按时完成试验报告。

试验一 钢筋混凝土简支梁的正截面破坏试验一、试验目的及试验要求试验目的：1、直观认识混凝土梁的正截面破坏过程及最终的破坏特征。

2、明确判断混凝土梁的正截面破坏的三个标志。

《混凝土结构设计原理》实验指导书及报告书专业班级：姓名：学号:实验成绩：土木建筑工程学院结构实验室2017年11月实验一钢筋混凝土单筋矩形梁正截面受弯承载力试验一、试验目的1、观察适筋梁的破坏过程(裂缝出现及开展，挠度变化及破坏特征)。

2、观察适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。

3、验证平截面假定。

4、初步了解正截面科学研究的基本方法。

二、试件设计为了确保梁正截面受弯破坏，试件的剪弯区段配置足够数量箍筋。

纵筋端部锚固也足够可靠。

图1－1和表1－1给出了L－1(适筋梁)的配筋详图及截面参数。

设计时，砼采用C30，架立钢筋HPB300级钢筋，纵向受力筋HRB400级钢筋。

表1－1 实验梁参数图1－1 配筋详图三、试件制作试件采用干硬性砼，振捣器振捣，蒸气养护或自然养护28天，制作试件同时预留砼立方体试块(150mm×150mm×150mm)和纵向受力钢筋试件以测得砼和钢筋的实际强度，所用钢筋不得冷拉。

表1－2 材料强度四、加荷装置采用三等分点加荷，梁中部为纯弯区段，见图1－2。

图1－2 加载装置示意图五、仪表安装1、百分表(φ1～φ3)用来测定梁的挠度，其中φ1、φ2用来测定支座沉降。

123f ()2φφφ＋挠度＝－2、用应变片来测定纵向应变以验证平截面假定。

3、分配梁应与试件在同一平面内，并对中。

4、通过加载系统电脑直接显示所加荷载。

六、安全措施及注意事项为了得到准确可靠的试验数据以及保证试验过程中人和仪器仪表的安全，应做到：1、试验区域必需清洁整齐。

2、加荷系统稳定可靠。

3、为了防止仪表损坏，在安装时应轻拿轻放，用力要适当，并绑好安全绳。

4、在试验中不能够触动仪表，以免影响读数。

5、试验梁下设安全垫块以免梁破坏时伤害操作人员和破坏仪表。

6、试验过程中为避免人员伤害，不得在试件破坏阶段离试件过近（尤其不能在试件底面观察）。

七、加荷制度1、荷载分级不宜超过计算破坏荷载的10％，构件开裂前每级荷载宜取计算破坏荷载的10％，超过计算破坏荷载的90%后，取5％。

混凝土结构原理实验报告姓名：班别：学号：专业：日期：注意事项一、实验前应明确该次实验的目的、要求，熟悉试验步骤及有关事项，对不清楚的地方应首先进行研究、讨论或向指导老师请教，严禁盲目操作。

二、试验中要遵守实验守则，听从指导老师的指挥，仔细观察实验现象，认真记录实验数据。

三、实验结束后离开实验室前，要将原始记录数据填入实验报告中相应的表格，经实验指导老师签字认可后方可离开。

四、严肃认真、保持安静，爱护仪器设备，严格遵守操作规程，对与本试验无关的仪器设备不要乱动，否则损坏仪器由自己负责。

实验完成后，应将仪器和设备擦拭干净，并恢复到原来的状态。

五、实验中要注意人身安全和仪表安全，数据读好后，远离试件，这点尤其是当试验荷载的后期更应注意。

六、实验研究工作是实践性及责任心都很强的细致工作，一定要有严格的责任制和实事求是的精神。

数据要认真细致的测读，不能读错，不能搞乱。

大家分工协作，互相校对。

七、实验后，要及时对实验数据进行整理、计算和分析，填写好实验报告，交授课老师批阅。

实验一 钢筋砼简支梁正截面破坏试验一、试验目的：1、通过钢筋砼简支梁破坏试验，熟悉钢筋砼结构静载试验的全过程。

2、学习静载试验中常用仪器设备的使用方法。

二、试验内容和要求：1、量测试件在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的弯矩—挠度图。

2、量测试件在纯弯曲段沿截面高度的平均应变、受拉钢筋的应变，绘制沿梁高的应变分布图。

3、观察试件在纯弯曲段的裂缝出现和开展过程，记下开裂荷载P t cr (M t cr )，并与理论值比较。

4、观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏荷载P u (M u )，并与理论值比较。

三、试验设备及仪表： 1、加载设备一套。

2、百分表及磁性表座若干。

3、压力传感器及电子秤一套。

4、静态电阻应变仪一套。

5、电阻应变片及导线若干。

6、手持式应变仪一套。

四、试件和试验方法： 1、试件：尺寸和 配筋如图12、试验方法：①用千斤顶和反力架进行两点加 载或在试验机上加载。

南昌大学混凝土结构设计原理试验指导南昌大学土木工程实验中心2005年9月目录实验一钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验实验二钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验实验三钢筋混凝土偏心受压柱正截面受力性能试验实验一钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验一、试验目的1．掌握钢筋混凝土结构构件的一般静载试验方法、步骤，试验结果的整理分析及表达方法。

2．掌握有关仪器的使用方法。

3．观察钢筋混凝土梁正截面受弯破坏的过程、特点。

二、试验设备和仪器1．百分表或挠度计及其夹具5套。

2．手持应变仪1套。

2．梁的开裂荷载、裂缝宽度及开展情况。

3．各级荷载作用下梁纵向受力钢筋的应变。

4．各级荷载作用下梁跨中截面混凝土的应变。

5．梁的破坏荷载、破坏特征。

六、试验步骤1．试件的考察：记录试件的跨度、截面尺寸、钢筋位置、保护层厚度等实际尺寸。

钢筋位置与保护层厚度可于试验结束后敲开试件保护层实测。

2．试件表面用白灰水或106白色涂料刷白一遍，再用铅笔画出15X 15mm 方格网，以便裂缝观测。

3．估算试件的开裂荷载、极限荷载和各级试验加载值。

4．试件安装就位后，检查支墩、支座和分配梁支座等是否符合要求。

记录加载位置。

5．检查安装的仪表是否符合要求并调零。

6．预载试验：分1～2级进行，每级荷载值不大于开裂荷载值的30%。

应注意预载总值不应超过开裂荷载的70%。

每级荷载持续时间不小于10min后测读、记录，观察仪表的工作是否正常，如不正常，立即卸载，并及时解决。

7．每级荷载取值：每级荷载取估算的极限荷载值的（5~10）%，试件自重及仪器调零前放到试件上的加载设备重量等，应计入第一级荷载中。

加载到达估算的开裂荷载的90％以后，每级宜减为不大于极限荷载值的5％；裂缝出现以后再恢复按极限荷载值的（5~10）%分级施加。

到达估算的极限荷载值的90％以后，每级宜减为不大于估算的极限荷载值的5％施加；若采用液压加载（液压加载应注意始终保持荷载指示值稳定不变），此时可不必持载10min，每级加载后观测、记录后即开始下一级加载，直到试件出现破坏标志，准确记下最大荷载值。

混凝土原理试验指导方案一、实验目的：1.了解混凝土材料的性能特点；2.掌握混凝土材料的力学性能测试方法；3.评估混凝土材料的质量。

二、实验原理：1.混凝土的成分：水泥、砂子、碎石；2.混凝土的主要性能：强度、抗压力、密实性等。

三、实验仪器和材料：1.混凝土试样模具；2.混凝土试样振动器；3.混凝土试样压力机；4.混凝土材料；5.计时器；6.试验记录表。

四、实验步骤：1.准备试验样品：根据实验要求，按照一定比例配制混凝土材料，并将混凝土材料倒入试样模具中，使用振动器将其振动均匀，使混凝土内部排除空气并增加密实度。

待混凝土凝固后取出试样。

2.压力测试：3.密度测试：根据试样的重量和尺寸，计算出混凝土的密度。

将试样在空气中称重，然后将试样放入水中浸泡，记录下浸泡后的重量。

根据试样的重量和尺寸，计算出混凝土的体积和密度。

4.实验数据的处理：将试验得到的数据整理并进行统计分析，绘制出混凝土的抗压强度、密度等性能特点的曲线图。

并根据实验数据的分析结果，评估混凝土材料的质量。

五、实验注意事项：1.实验操作应准确无误，避免对实验结果产生干扰；2.试样的制作要注意控制材料的配比和振动均匀性；3.在进行压力测试时，应根据实验要求和试样尺寸进行适当的载荷调整；4.实验结束后，要及时清洁试验设备和材料，并做好实验记录。

以上就是混凝土原理试验的指导方案，希望对您的实验有所帮助。

在进行实验时，请务必遵守实验室安全规定，并根据实际情况进行调整和改进。

混凝土结构设计原理实验指导书实验一、梁正截面受弯破坏实验一、实验目的1．了解钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程及破坏形态，观察裂缝的开展情况；2．通过测定混凝土梁侧面应变大小，验证平截面假定，同时测定梁在各级荷载作用下跨中挠度变形值；3．测定钢筋混凝土梁的开裂荷载、极限承载力，验证受弯构件正截面的承载力计算公式。

二、实验装置图1为本课程进行梁受弯性能实验采用的加载装置，加载设备为手动千斤顶。

采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，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。

梁受弯性能实验，取L=1400mm，a=50mm，b=450mm，c=400 mm。

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 梁受弯实验装置图（a）加载简图（kN）（b）弯矩图（kNm）（c）剪力图（kN）图2 梁受弯试验加载和内力简图三、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 s0.810.0033f E ξ=+(1-1)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。

对于少筋梁，设计试件配筋时，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ不大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算。

tmin y0.45f f ρ= (1-2) （2）试件的主要参数①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝120×200×1400mm ； ②混凝土强度等级：C20；③纵向受拉钢筋的种类：HRB335（适筋梁和超筋梁），HPB300（少筋梁）； 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：15mm ； ⑥试件的配筋情况见图3和表1。

《混凝土结构设计原理》综合性设计性课程实验Comprehensive and Designed Test in the Course ofPrinciples of Reinforced Concrete Structure Design1.引言《混凝土结构设计原理》是土木工程专业平台课，是理论知识与工程应用紧密联系课程，其知识体系、理论分析和设计计算既具有很强的工程性，又具有严密的科学性。

《混凝土结构设计原理》课程实验是该课程的重要实践环节，通过课程实验使学生实现理论与实际的结合、理论分析与工程概念的结合、科学方法与工程应用相结合。

从简单转向综合，从理论转向设计。

更深刻地理解课程的基本原理，掌握设计方法，启发创新意识，培养工程实践能力和动手能力。

构建土木工程师的基本素质。

2.实验的综合性设计性2005—2006学年第一学期，土木工程专业8个班，分为16个实验小组进行实验。

为了实现实验的设计性和综合性，在实验的各个环节上强调学生自己进行讨论、设计、制作和实验。

学生分组讨论确定实验构件一个构件的破坏形态，每人提交一份初步设计计算书，计算书中应包括梁正截面，斜截面承载力设计或大偏心受压构件正截面承载力设计，采用的材料参数、配筋量，预测的开裂荷载、极限荷载。

方案必须能在提供的试验条件下实现。

各组在教师指导下最终确定实验方案。

各组实验前提交最终的设计计算书，并给出对试件极限承载力的预测。

两个实验小组（土02-7班）的实验梁由学生自己制作，在教师指导下学生自己动手拼装模板，绑扎钢筋，按电阻应变片粘贴技术要求贴应变片，计算混凝土配合比和材料用量，浇筑混凝土。

实验按照预定方案，在教师指导下由学生进行加载实验，直至构件破坏，与预测结果比较。

每人提交试验报告一份，包括实验现象，实验全过程的照片，数据的整理，分析构件的受力，预测偏差出现的原因，以及整个试验的体会与心得，应做到图文并茂。

本学期完成教学实验16组，其中正截面受弯构件实验12个，斜截面受剪构件实验3个，大偏心受压构件1个。

混凝土结构设计原理课程实验教学大纲课程名称：混凝土结构设计原理英文名称：Design Principle of Concrete Structure课程编号：0551303适用专业：土木工程专业学时数：64其中实验学时：8 ；学分数：6.0一、课程的性质、目的和任务混凝土结构设计原理课程实验是《混凝土结构设计原理》课程中重要的教学环节。

通过实验教学，加深对课堂知识的巩固、补充和提高，训练学生进行科学实验和独立工作的能力，培养学生严肃认真的科学态度和严谨的工作作风，加深对钢筋混凝土、钢、砌体等结构的受力特点的直观理解。

同时要求通过实验掌握必要的试验基本功及试验数据的整理和分析，提高分析问题、解决问题的能力，培养学生的组织协调和创新能力，为今后进一步的学习、研究打下比较坚实的基础。

二、课程教学内容的基本要求、重点和难点（一）绪论1.混凝土结构一般概念及特点2.国内外应用，发展简况及展望3.本课程的内容、任务及学习方法重点：明确本课程的目的与要求，了解混凝土结构的重要性及优缺点。

（二）混凝土材料的物理力学性能1.钢筋：钢筋的强度与变形，钢筋的成份、品种和级别、混凝土结构对钢筋性能的要求。

2. 混凝土：混凝土的强度（立方体抗压强度、轴心抗压强度、抗拉强度、复合应力状态下的强度）；混凝土的变形（应力一应变关系、变形模量、混凝土的徐变、收缩及温度变形、反复荷载下的变形）。

3.钢筋与混凝土的粘结：理解粘结力的组成、粘结力试验，掌握粘结力的破坏机理和影响粘结强度的因素。

重点：钢筋应力—应变曲线特点，混凝土的强度等级与强度之间的关系，混凝土的变形特性，混凝土应力—应变曲线特点，钢筋与混凝土的粘结。

难点：混凝土的变形特性，钢筋与混凝土的粘结性能。

（三）混凝土结构的基本设计原则1.极限状态设计法的基本概念2.可靠度的基本概念3.概率极限状态法的设计表达式要求：掌握概率极限状态设计法的基本概念及设计原则，掌握两种极限状态设计表达式的内涵，材料标准值，设计值及各分项系数的含义；了解设计理论的发展过程；理解结构功能要求，结构可靠度、失效概率及可靠指标的定义。

混凝土结构设计原理讲解一、混凝土结构设计的基本原理混凝土结构设计是指根据工程的要求和使用条件，选定合适的混凝土材料和结构形式，通过计算和分析，确定混凝土各部分的尺寸、配筋、荷载和钢筋的数量等设计要素，以保证结构的安全性、经济性和使用功能。

混凝土结构设计的基本原理主要包括以下三个方面：1.力学基础理论：混凝土结构的设计需要基于力学基础理论，包括静力学、动力学、材料力学、结构力学等方面的知识。

力学基础理论是混凝土结构设计的基石，只有掌握了这些理论，才能进行科学合理的设计。

2.工程经验和规范：混凝土结构设计还需要依据工程经验和规范进行，这些经验和规范包括国家和地方的建筑设计规范、混凝土结构设计手册、混凝土标准等。

这些规范是根据实践经验总结的，具有实用性和可靠性，是混凝土结构设计的重要依据。

3.工程实际情况：混凝土结构设计还需要考虑工程实际情况，包括工程的使用条件、地质环境、气候条件、荷载情况等。

只有综合考虑这些实际情况，才能进行合理的混凝土结构设计。

二、混凝土结构设计中的荷载分析荷载是混凝土结构设计中的重要因素，是指作用在结构上的各种力和力矩，包括静载荷、动载荷和温度荷载等。

荷载分析是混凝土结构设计的第一步，主要包括以下内容：1.荷载种类和大小的确定：荷载的种类和大小是混凝土结构设计的基础，需要根据工程的实际情况进行确定。

常见的荷载有自重荷载、活载荷载、风荷载、地震荷载、温度荷载等。

2.荷载分布形式的确定：荷载分布形式是指荷载在结构上的分布情况，包括集中荷载、均布荷载、三角形荷载、梯形荷载等。

荷载分布形式的不同会对结构的受力情况产生重要影响，需要进行合理的分析和计算。

3.荷载组合的确定：荷载组合是指根据工程实际情况，将各种荷载按照一定的比例组合在一起，进行受力分析和计算。

荷载组合需要根据规范的规定进行，以确保结构具有足够的安全性。

三、混凝土结构设计中的材料力学分析混凝土结构设计中的材料力学分析是指对混凝土材料的力学性能进行分析和计算，主要包括以下内容：1.混凝土的强度计算：混凝土的强度是指其抗压和抗拉的能力，需要根据混凝土的配合比、制作工艺、养护条件等进行计算。