混凝土应力应变弯矩
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钢筋混凝土梁正截面抗弯实验一、引言钢筋混凝土梁是建筑结构中常见的承重构件,其正截面的抗弯强度是评价梁的性能指标之一。
为了确定梁的正截面抗弯性能,需要进行相应的实验研究。
本文将详细介绍钢筋混凝土梁正截面抗弯实验,包括实验目的、实验步骤、实验装置及方法、实验数据处理等内容。
二、实验目的通过本次实验,旨在研究钢筋混凝土梁正截面的抗弯性能,并得出相应的结论。
具体目的包括: 1. 掌握梁正截面抗弯实验的基本原理和方法; 2. 测定梁在不同加载荷载下的挠度和应变; 3. 绘制梁在不同荷载下的弯曲应力-应变曲线; 4. 对比分析不同梁的抗弯性能。
三、实验步骤1. 实验准备1.根据设计要求制作梁模具;2.准备好所需的混凝土和钢筋材料;3.检查实验装置和测量仪器的工作状态。
2. 梁制作1.在模具内放置钢筋,按照设计要求确定钢筋的布置方式和数量;2.注入混凝土,在振捣混凝土的同时,注意排除气泡;3.需要制作多个相同规格的梁,以保证实验结果的可靠性。
3. 实验装置与测试途径1.将制作好的梁放置在抗弯实验机的两个支座上,并调整支座的间距;2.通过加载装置施加荷载于梁上,使其弯曲;3.使用传感器测量梁的挠度和应变。
4. 实验进行1.自由挠度测量:在没有加载荷载作用时,测量梁的自由挠度;2.逐级加荷:依次增加加载荷载,记录每一级荷载下梁的挠度和应变;3.荷载卸载:依次减小荷载直至荷载卸载。
5. 实验数据处理1.计算梁的弯矩、弯曲应力和应变等参数;2.绘制荷载-挠度曲线和应力-应变曲线;3.分析比较不同梁之间的抗弯性能。
四、实验装置与方法1. 实验装置•抗弯实验机:用于施加加载荷载于梁上,实现梁的弯曲。
•挠度传感器:用于测量梁的挠度变化,通常采用电阻应变片传感器。
•应变传感器:用于测量梁中钢筋和混凝土的应变变化,通常采用电阻应变片传感器。
2. 实验方法•自由挠度测量方法:在没有加载荷载时,测量梁的自由挠度。
•加载荷载方法:逐级增加加载荷载,记录每一级荷载下梁的挠度和应变。
第三章钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算受弯构件(bendingmember)是指截面上通常有弯矩和剪力共同作用而轴力可以忽视不计的构件。
钢筋混凝土受弯构件的主要形式是板(Slab)和梁(beam),它们是组成工程结构的基本构件,在桥梁工程中应用很广。
在荷载作用下,受弯构件的截面将承受弯矩M和V的作用。
因此设计受弯构件时,一般应满意下列两方面的要求:(1)由于弯矩M的作用,构件可能沿弯矩最大的截面发生破坏,当受弯构件沿弯矩最大的截面发生破坏时,破坏截面与构件轴线垂直,称为正截面破坏。
故需进行正截面承载力计算。
(2)由于弯矩M和剪力V的共同作用,构件可能沿剪力最大或弯矩和努力都较大的截面破坏,破坏截面与构件的轴线斜交,称为沿斜截面破坏,故需进行斜截面承载力计算。
为了保证梁正截面具有足够的承载力,在设计时除了适当的选用材料和截面尺寸外,必需在梁的受拉区配置足够数量的纵向钢筋,以承受因弯矩作用而产生的拉力;为了防止梁的斜截面破坏,必需在梁中设置肯定数量的箍筋和弯起钢筋,以承受由于剪力作用而产生的拉力。
第一节受弯构件的截面形式与构造一、钢筋混凝土板的构造板是在两个方向上(长、宽)尺度很大,而在另一方向上(厚度)尺寸相对较小的构件。
钢筋混凝土板可分为整体现浇板和预制板。
在施工场地现场搭支架、立模板、配置钢筋,然后就地浇筑混凝土的板称为整体现浇板。
通常这种板的截面宽度较大,在计算中常取单位宽度的矩形截面进行计算。
预制板是在预制厂和施工场地现场预先制好的板,板宽度一般掌握在Inl左右,由于施工条件好,预制板不仅能采纳矩形实心板,还能采纳矩形空心板,以减轻板的自重。
板的厚度h由截面上的最大弯矩和板的刚度要求打算,但是为了保证施工质量及耐久性的要求,《大路桥规》规定了各种板的最小厚度;行车道板厚度不小于IOOmm人行道板厚度,就地浇注的混凝土板不宜小于80mm,预制不宜小于60mm。
空心板桥的顶板和底板厚度,均不宜小于80mm。
钢筋混凝土梁正截面抗弯实验一、实验目的本实验旨在通过对钢筋混凝土梁正截面抗弯实验的进行,掌握梁的正截面抗弯性能及其影响因素。
二、实验原理1.受力分析当梁受到外力作用时,梁内部会产生内力,其中最重要的是弯矩。
在梁的中性轴处,弯矩为0,在上部纤维和下部纤维处则呈现相反的符号。
因此,在不同位置上的混凝土和钢筋所承受的应力也不同。
2.截面抗弯性能分析在梁受到外力作用时,由于混凝土与钢筋之间具有良好的黏结性能,因此混凝土与钢筋共同工作以形成一个整体。
当外力超过一定值时,由于混凝土本身脆性较大,容易产生裂缝,进而导致整个梁失效。
3.影响因素分析(1)截面形状:不同形状的截面对于抵抗外力有着不同的效果。
(2)材料特性:混凝土和钢筋材料特性的不同,会影响其受力性能。
(3)受力状态:梁在不同受力状态下的抗弯性能也不同。
(4)配筋率:钢筋的数量和分布方式对于梁的抗弯性能有着重要的影响。
三、实验步骤1.制作试件根据实验要求,制作出符合要求的试件。
一般而言,试件应该采用正方形或矩形截面,并且在试件中应该按照一定比例配筋。
2.实验测量将试件放置在测试机上,并加载到规定荷载值。
通过测试机上的传感器和测量仪器,可以得到试件在不同荷载下的变形情况和荷载值。
同时,还需要记录下试件断裂时所承受的最大荷载值。
3.数据处理根据测试结果,可以计算出试件在不同荷载下的应变、应力和变形等数据。
通过这些数据可以得到试件在正截面抗弯方面的性能表现。
四、实验注意事项1.制作试件时需要严格按照要求进行操作,以保证测试结果具有可靠性和可重复性。
2.在进行实验前需要对测试设备进行校准,以确保测量结果的准确性。
3.在进行实验时需要严格控制荷载值的大小和速率,以避免试件过早失效。
4.在记录测试数据时需要注意精度和准确性,以保证数据处理的准确性。
五、实验结果分析通过对正截面抗弯实验的进行,可以得到试件在不同荷载下的应变、应力和变形等数据。
通过这些数据可以计算出试件在不同荷载下的截面抗弯性能表现。
混凝土构件的变形、裂缝宽度验算和耐久性概念设计1.混凝土构件裂缝形成的原因?答:目前,混凝土是抗压性能大大优于抗拉性能的材料。
由于其极限拉伸变形很小,当混凝土构件受到弯矩、剪力、拉力和扭矩等荷载效应作用,或由于地基不均匀沉降、混凝土收缩和温度变化而产生的外加变形受到钢筋或其它构件约束,以及钢筋锈蚀体积膨胀时,混凝土中便产生拉应力,该拉应力超过其极限抗拉强度时就会开裂。
同时,混凝土材料来源广泛,成分多样,施工工序繁多,养护硬化需要较长时间,受环境影响较大,混凝土自身构成机理,以及冻融和化学作用等也往往是混凝土开裂的原因。
所以,钢筋混凝土构件截面在施工中和正常使用阶段难免出现荷载和非荷载因素导致的裂缝。
2.为什么要对混凝土构件进行裂缝宽度控制?答:对裂缝宽度进行控制的原因:(1)使用功能的要求有些使用上要求不出现渗漏的贮液(气)容器或输送管道,裂缝的存在会直接影响其使用功能,因此,要对其控制裂缝的出现。
(2)建筑外观要求外观是评价混凝土质量的重要因素之一,裂缝过宽会影响建筑的外观,引起人们的不安全感。
满足外观要求的裂缝宽度限值选取,取决于多种原因。
调查表明,控制裂缝宽度在0.3mm以内,对外观没有显著影响,一般不会引起人们的特别注意。
(3)耐久性要求这是控制裂缝最主要的原因。
化学介质、气体和水分侵入裂缝,破坏了钢筋的钝化膜,会在钢筋表面发生电化学反应,引起钢筋锈蚀,使构件发生破坏,影响结构的使用寿命。
3.混凝土构件裂缝控制的标准如何?答:混凝土构件的裂缝控制统一划分成三级,分别用应力及裂缝宽度进行控制。
一级:严格要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;二级:一般要求不出现裂缝的构件,按荷载效应标准组合进行计算时,构件受拉边缘混凝土的拉应力不应超过混凝土的抗拉强度标准值f tk,按荷载效应准永久组合下进行计算时,构件受拉边缘混凝土不应产生拉应力;三级:允许出现裂缝的构件,最大裂缝宽度按荷载效应标准组合并考虑长期作用组合影响计算,并符合下列规定w max w lim式中w max—在荷载效应的标准组合并考虑长期作用影响计算得到的最大裂缝宽度;w l im—最大裂缝宽度限值,设计时应根据结构构件的具体情况按教材附表17选用。
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土结构设计原理(容许应力计算法)混凝土轴心抗压极限强度比较38.535.532.429.626.823.420.116.713.410GB 50010-200250454036322824201612CEB -FIP 1990403733.5302723.5201713.510.1TB 10002.3-2005C60C55C50C45C40C35C30C25C20C15混凝土强度等级轴心抗压极限强度f c (MPa)序号应力种类中心受压弯曲受压及偏心受压有箍筋及斜筋时的主拉应力无箍筋及斜筋时的主拉应力梁部分长度中全由混凝土承受的主拉应力纯剪应力][c σ][b σ][1-tp σ][2-tp σ][3-tp σ][c τ123456C15C20C25C30C35C40C45C50C55混凝土强度等级符号混凝土的容许应力4.6 6.17.69.010.311.613.214.617.46.17.89.511.213.014.716.518.220.01.3 1.55 1.78 1.992.21 2.42 2.59 2.77 2.950.470.570.660.730.820.890.96 1.03 1.090.240.290.330.370.410.450.480.520.550.710.860.991.10 1.22 1.34 1.441.54 1.64混凝土结构设计原理(容许应力计算法)钢筋的容许应力Ⅰ级钢筋Ⅱ级钢筋主力作用下主力加附加作用下130180 160230][sσ桥梁承受的荷载大致可分为主要荷载(主力)、附加荷载(附加力)和特殊荷载三种。
混凝土结构设计原理(容许应力计算法)主要荷载包括恒载和活载。
恒载包括桥梁自重、土压力、静水压力和浮力。
预应力混凝土结构的桥梁还包括预应力、混凝土收缩力和徐变的影响所产生的力等。
钢筋混凝土梁的挠曲性能计算方法钢筋混凝土梁是一种常见的结构构件,具有较好的抗弯承载能力。
在实际工程中,需要对钢筋混凝土梁的挠曲性能进行计算,以保证结构的安全可靠性。
本文将介绍钢筋混凝土梁的挠曲性能计算方法。
一、基本概念1. 梁的挠曲梁的挠曲是指梁在受到外部荷载作用时发生的弯曲变形。
由于受到荷载作用,梁的上表面发生压应力,下表面发生拉应力,导致梁的上表面产生缩短,下表面产生拉长。
在这种情况下,梁的中性轴产生偏移,梁的截面发生弯曲。
2. 梁的挠度梁的挠度是指梁在受到外部荷载作用时产生的弯曲变形的程度。
梁的挠度大小与荷载大小、梁的截面形状和材料性质等因素有关。
3. 梁的截面应变分布梁的截面应变分布是指梁在受到外部荷载作用时,截面上不同位置的应变大小和分布情况。
在梁的上表面,应变为负值,表示受到压应力;在梁的下表面,应变为正值,表示受到拉应力。
4. 梁的截面受力分析梁的截面受力分析是指对梁在受到外部荷载作用时,梁截面各部分受力状态进行分析,以确定各部分的应力和应变大小及分布情况。
二、计算方法1. 梁的挠度计算方法(1)一般情况下,钢筋混凝土梁的挠度可以采用弹性理论进行计算。
根据弹性理论,梁的挠度可以表示为:δ = (5Wl^4)/(384EI)其中,δ为梁的挠度,W为荷载,l为梁的长度,E为梁的弹性模量,I 为梁的惯性矩。
(2)如果梁的跨度较大,梁的挠度超过了弹性极限,则需要采用塑性理论进行计算。
根据塑性理论,梁的挠度可以表示为:δ = (P/4EI)(l^3 - 4lL^2 + 3L^3)其中,δ为梁的挠度,P为荷载,l为梁的长度,L为梁的跨度,E为梁的弹性模量,I为梁的惯性矩。
2. 梁的截面应变分布计算方法(1)钢筋混凝土梁的截面应变分布可以采用叠加原理进行计算。
根据叠加原理,梁的截面应变分布可以表示为:ε = ε1 + ε2其中,ε为梁的截面应变,ε1为梁受到弯矩作用时的应变,ε2为梁受到轴力作用时的应变。