钢筋混凝土梁斜截面受剪实验

钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法研究的开题报告一、研究背景及意义钢筋混凝土结构在建筑领域中应用广泛，是建筑结构中最为常见的结构之一。

而钢筋混凝土梁作为钢筋混凝土结构中的主体构件，其受剪承载能力直接关系到结构的安全性和可靠性，对其进行深入研究具有重要意义。

当前，国内外对于钢筋混凝土梁受剪承载力计算方法的研究已趋成熟，但是对于斜截面受剪承载力计算方法的研究比较少，其研究成果均以理论模型和计算公式为主，缺乏实验验证和应用实践方面的设计规范，因此，本研究旨在探究钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法，为工程应用提供理论依据。

二、研究内容本研究主要针对钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法进行探究，具体包括以下几个方面的内容：1. 文献综述：梁受剪承载力计算方法研究历程的回顾，目前研究的主要问题和存在的不足。

2. 研究方法：通过建立梁斜截面受剪承载力计算模型，探讨不同受力条件下的受剪承载力计算方法，并结合实验结果进行验证。

3. 参数分析：基于模型的分析，研究梁斜截面受剪承载力的影响因素，包括梁截面几何形状、纵向钢筋配筋、箍筋配筋等。

4. 应用展望：将研究成果应用于实际工程中，针对不同工程条件下梁斜截面受剪承载力的计算提供科学、准确、可靠的设计方法和技术指导。

三、研究方案及进度安排1. 文献综述（1个月）：回顾梁受剪承载力计算方法的发展历程，梳理梁斜截面受剪承载力计算研究的进展和存在的问题。

2. 研究方法（2个月）：利用理论分析和数值模拟相结合的方法，建立钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算模型，并结合实验验证。

3. 参数分析（3个月）：对梁截面几何形状、纵向钢筋配筋、箍筋配筋等影响因素进行研究，并分析其对梁斜截面受剪承载力的影响。

4. 应用展望（1个月）：将研究成果应用到实际工程中，针对不同工程条件下梁斜截面受剪承载力的计算提供科学、准确、可靠的设计方法和技术指导。

四、预期研究成果本研究将在理论模型、计算公式和实验验证方面探讨钢筋混凝土梁斜截面受剪承载力计算方法，分析梁截面几何形状、纵向钢筋配筋、箍筋配筋等对梁斜截面受剪承载力的影响，得出科学、准确、可靠的设计方法和技术指导，为相关工程实践提供理论依据。

《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。

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一、实验目的1. 了解钢筋混凝土构件斜截面的受力特点及破坏形态。

2. 掌握斜截面受剪承载力的计算方法。

3. 分析影响斜截面受剪承载力的因素，如配筋率、混凝土强度、箍筋间距等。

4. 培养实验操作技能，提高对钢筋混凝土构件设计原理的认识。

二、实验原理钢筋混凝土构件在承受弯矩的同时，还会承受剪力作用。

斜截面受剪承载力是指构件在斜截面剪力作用下不发生破坏的最大剪力值。

斜截面受剪承载力主要由混凝土的抗剪能力和箍筋的抗拉能力共同提供。

斜截面受剪承载力计算公式如下：\[ V_{u} = \frac{1}{2} \beta \beta_{h} \cdot b \cdot h_{0} \cdot f_{ck} + \phi \cdot \sum_{i=1}^{n} \frac{A_{s,i} \cdot f_{y,i}}{h_{0}} \]式中：- \( V_{u} \) 为斜截面受剪承载力；- \(\beta\) 为截面剪压区影响系数；- \(\beta_{h}\) 为剪跨比影响系数；- \( b \) 为截面宽度；- \( h_{0} \) 为有效截面高度；- \( f_{ck} \) 为混凝土抗压强度标准值；- \(\phi\) 为抗剪强度折减系数；- \( A_{s,i} \) 为第 \( i \) 根箍筋的截面面积；- \( f_{y,i} \) 为第 \( i \) 根箍筋的抗拉强度标准值；- \( n \) 为箍筋根数。

三、实验设备1. 钢筋混凝土梁试验机2. 破坏试验装置3. 量角器4. 刻度尺5. 扭力计6. 传感器7. 计算机及数据采集系统四、实验步骤1. 准备实验梁，确保梁的尺寸、配筋和混凝土强度符合设计要求。

2. 将实验梁放置在试验机上，安装破坏试验装置。

3. 对实验梁进行加载，直至梁发生斜截面破坏。

4. 记录破坏时的荷载值、破坏形态及破坏位置。

5. 测量破坏截面尺寸、箍筋间距等参数。

6. 对实验数据进行整理和分析。

钢筋混凝土简支梁斜截面受剪性能实验2.1 实验目的1.掌握制定结构构件试验方案的原则，简支梁斜截面受剪性能试验的加荷方案和测试方案设计方法。

2.通过钢筋混凝土梁斜截面受剪性能试验，了解受弯构件斜截面分别发生剪压、斜压、斜拉破坏时承载力大小,挠度变化及斜裂缝出现和发展过程、破坏特征。

3.掌握测定受弯构件斜承载力的方法,验证斜截面承载力计算方法。

4.通过对比试验了解剪跨比、配箍率对受弯构件斜截面受剪性能的影响。

5.了解常用结构实验仪器的使用方法。

6.初步掌握结构实验测量数据的整理和分析，实验分析报告的撰写。

2.2试件及测点2.3 实验步骤1.加载方法⑴采用分级加载，在短期荷载值前每级按20％短期荷载值加载，达到短期荷载值后每级按10％短期荷载值加载，在接近开裂荷载及破坏荷载时按5％短期荷载值加载。

⑵试验准备就绪后，首先预加一级荷载，观察所有仪器是否工作正常。

⑶每次加载后持荷时间为不少于10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。

加荷时间间隔控制为15分钟，直至加到破坏为止。

在使用状态短期试验值下持续时间不应少于30分钟。

⑷试验结束后，卸下仪器设备，清理现场。

2.实验内容1.采用对钢筋混凝土简支梁实施跨间两点对称集中荷载的加载方式，设计试验的加载制度及测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。

2.量测并记录梁试件的几何参数。

3.分别进行剪跨比1≤λ≤3且配箍量适中、λ＜1和λ＞3且配箍量很小的钢筋混凝土梁的加载试验，记录梁的破坏过程。

4.实测试验梁混凝土开裂时的荷载TcrP，量测试验梁的最大斜裂缝宽度和临界斜裂缝的水平投影长度，记录试验梁破坏时斜裂缝分布情况。

画出梁的裂缝分布图。

5.量测梁在各级荷载作用下的挠度Tf，作出TT fP~曲线，其中T P为试验梁作用荷载，并与理论计算的试验梁的挠度进行比较分析。

6.实测梁破坏时的极限荷载TuP，并与理论计算结果进行比较分析。