钢筋混凝土梁试验指导书
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《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%。
郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》试验指导赵军楚留声编一、试验名称:钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验(一)试验目的1.了解适筋梁、超筋梁和少筋梁的受力过程和破坏特征以及配筋率对破坏特征的影响。
2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算理论和计算公式。
3.掌握钢筋混凝土受弯构件的试验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术和有关仪器的使用方法。
4.培养学生对钢筋混凝土构件试验分析的初步能力。
(二)试验构件和仪器布置1.试验梁分三种,即、、,其几何尺寸及配筋见图1。
试验梁制作时每根梁(或每盘混凝土)取150×150×150mm试块三个,以确定混凝土强度。
每种直径和钢筋取300mm长试件三根,以测定钢筋的屈服强度、极限强度和延伸率。
2.加荷装置和仪表布置试验梁放置于静力试验台座上,通过加荷架用千斤顶施加荷载。
加荷装置见图2所示。
每根梁布置百分表5块,以测定跨中挠度。
用电阻应变仪量测钢筋和混凝土在各级荷载作用下的应变。
(三)试验准备工作认真学习有关专业知识,了解钢筋混凝土梁的正截面破坏形态。
(四)试验前在材料试验机上对钢筋试件和混凝土试块进行试验,以确定钢筋的屈服强度和极限强度、延伸率以及混凝土的立方体抗压。
根据测定的求出混凝土棱柱体抗压强度、抗拉强度及弹性模量的试验值。
图1图 2(五)估算开裂荷载图3为试验梁加荷时的计算简图。
纯弯段CD的弯矩为图 3 开裂弯矩按下式计算M cr=0.292(1+2.5a1)f t bh2式中b、h分别为试验梁的宽度和高度。
为钢筋的截面积。
,为钢筋的弹性模量,取值2.1× Mpa,为砼弹性模量。
则开裂荷载为(六)估算破坏荷载1.计算ρmax=ξα1f c/f yρmin=0.45f t/f y本试验单排钢筋a=35mm。
2.计算破坏弯矩若≤表示试验梁为少筋梁则=若<≤表示试验梁为适筋梁则x= f y A s/(α1f c b)M u=α1f c bx(h0-0.5x) 若>表示试验梁为超筋梁则由α1f c bx=σs A s解出x按下式计算破坏弯矩:M u= σs A s(h0-0.5x)3.计算破坏荷载(七)试验步骤1.量测实际尺寸,熟悉仪表操作。
钢筋混凝土梁正截面实验一、实验目的1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定,熟悉钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征,加深对书本理论知识的理解。
2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法,培养实验基本技能。
3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法,提高学生分析与解决问题的能力。
二、实验设备和仪器1.试件—钢筋混凝土简支梁 1 根、尺寸及配筋如图所示。
混凝土设计强度等级: C25钢筋:纵筋 2φ 8,Ⅰ级(实际测得钢筋屈服强度为390Mpa,极限抗拉强度为450 Mpa)箍筋:φ 6@ 100,Ⅰ级试件尺寸:b =100mm; h =150mm;L=1100mm;制作和养护特点:常温制作与养护2.实验所需仪器:手动油压千斤顶 1 个,测力仪及压力传感器各 1 个;静态电阻应变仪一台;百分表及磁性表座各 3 个;刻度放大镜、钢卷尺;支座、支墩、分配梁。
三、实验方案为研究钢筋混凝土梁的受力性能,主要测定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝开展情况,另外就是测量控制区段的应变大小和变化,找出刚度随荷载变化的规律。
1.加载装置梁的实验荷载一般较大,多点加载常采用同步液压加载方法。
构件实验荷载的布置应符合设计的规定,当不能相符时,应采用等效荷载的原则进行代换,使构件实验的内力图与设计的内力图相近似,并使两者的最大受力部位的内力值相等。
作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。
确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时,应包括试件自重和作用在试件上的垫板,分配梁等加荷设备重量(本实验梁的跨度小,这些影响可忽略不计)。
2.测试内容及测点布置测试内容钢筋及混凝土应变、挠度和裂缝宽度等。
本次实验测试具体项目:正截面应变;纵向受力钢筋应变;梁挠度;裂缝发展情况;开裂荷载;屈服荷载;破坏荷载。
纯弯区段混凝土表面布置 5 个电阻应变片(自行设计测点位置),实验前完成应变片粘贴工作。
混凝土结构设计原理试验指导书及报告土木教研室编制建筑工程系实验一钢筋混凝土受弯构件正截面实验指导一、实验目的通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的实验,加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识,比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载和挠度情况,了解正截面科学研究的基本方法,验证平截面假定和受弯构件正截面承载力计算公式。
二、实验内容和要求1、观测适筋梁、超筋梁和少筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化以及破坏特征,并记下开裂荷载实测值(P0cr)和破坏荷载实测值(P0u) (M0cr 和M0u)。
2、量测超筋梁在各级荷载下的跨中挠度值,绘制梁跨中的荷载(内力)-挠度曲线(M-f曲线)。
3、量测适筋梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变,绘出沿梁高度的应变分布图形,验证平截面假定。
4、通过在主筋上测定的应变,验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。
5、观察和描述破坏情况和特征,比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载。
6、根据规范方法计算理论值,并与实验值比较。
三、试件设计与制作1、为确保梁正截面强度破坏,在剪弯区段所配箍筋已加强,纵筋端部锚固足够可靠。
图1-1和表1-1、1-2给出了L-1(适筋梁)、L-2(超筋梁)、L-3(少筋梁)的配筋详图及截面参数。
设计时,混凝土采用C20,纵向受力筋为HRB335级,不带弯钩;HPB235级钢筋带弯钩。
2、试件制作试件采用干硬性混凝土、振捣器振捣、蒸汽养护或自然养护28天、制作试件同时预留混凝土立方体试块(150×150×150mm3)和纵向受力钢筋。
试件承载力以测得混凝土和钢筋的实际强度计算,所用钢筋不得冷拉。
表1-1 实测混凝土和钢筋的强度6 12 20表1-2 弯曲梁数据表12 6@100AAAAAA20 6@100 26@1002-21-16-65-5L-2超筋梁L-3少筋梁图1 试件尺寸和配筋图555图1-1 试件配筋图注:混凝土采用C20,保护层厚度取为20mm,制作时预留混凝土立方体试块(150×150×150mm3)。
实验六钢筋混凝土简支梁受弯试验一、目的要求:1.通过试验,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。
二、仪器设备:1.百分表或挠度计及其夹具3套。
2.放大镜1只。
3.裂缝观测仪1台。
4.钢直尺1个。
5.加载装置:长柱试验机(或:荷载传感器、电子称、千斤顶、油泵)、支座、支墩、分配梁等。
三、加载装置:四、人员分工:1.加载1人。
2.挠度测读1人。
3.手持应变仪测读2人(一读一记)。
4.裂缝观测1人至2人。
5.指挥(兼定时控制)1人。
五、测试内容:1.各级荷载下梁指定测点的挠度。
2.梁的开裂荷载及各级荷载下裂缝宽度和开展情况。
3.各级荷载下梁跨中截面混凝土的应变变化。
4.梁的破坏荷载。
5.梁的破坏情况与特征。
六、试验步骤:1.试件表面用白灰水或106白色涂料扫白一度,再用铅笔画出10×10cm方格网。
2.计算试件的开裂荷载、绘出加载程序图。
3.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。
4.检查安装的仪表是否符合要求并调零。
5.预载试验:分2~3级进行,每级荷载值不大于计算使用状态短期试验荷载值的20%。
应注意预载总值不应超过计算开裂荷载的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,人员分工是直辖市,如不正常应及时高速解决,然后卸载。
7.使用状态短期荷载试验和承载力试验:(1)荷载取值:使用状态短期荷载之前,每级取≤使用状态短期荷载的20%,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。
加载到达计算开裂荷载的90%以后,每级宜减为不大于使用状态短期荷载的5%;裂缝出现以后再恢复按20%使用荷载分级施加,直到使用状态试验荷载;到达使用状态试验荷载值后,每级宜减为不大于使用荷载值的10%施加;到达计算承载力极限荷载值的90%以后,每级宜减为不大于使用状态荷载值的5%施加;若采用液压加载,此时可不必要持载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。
混凝土结构原理试验指导书及试验报告班级:学号:组别:姓名:山东建筑大学土木工程学院二零零六年六月目录试验一钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验实验二钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验试验三矩形截面对称配筋偏心受压柱正截面破坏试验试验一 钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验一、试验目的:1.通过钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验,熟悉钢筋混凝土受弯钩件正截面破坏全过程。
2.进一步学习静载试验中常用的仪器设备的使用方法。
二、实验内容和要求:1.量测试件在各级荷载下的跨中挠度值,绘制梁的f M --图。
2.量测试件在纯弯区段沿截面高度的平均应变和受拉钢筋的应变,绘制沿梁高的应变分布图和M ——s σ。
3.观测试件的裂缝出现和开裂过程,记录开裂荷载tcr P (tcr M ),并与理论值比较。
4.观察和描绘梁的破坏情况和特征,记录破坏荷载tu P (tu M ),并与理论值比较。
三、试件、实验设备及仪表:1.试件试件为钢筋混凝土适筋梁,试件尺寸和配筋如图1所示。
图2 加载示意图图1 配筋图2.仪器设备(1)加载设备一套;(2)百分表及磁性表座若干; (3)压力传感器; (4)静态应变仪两台; (5)电阻应变片及导线若干; (6)刻度放大镜; (7)千斤顶一台。
四、试验方法和试验步骤:1.试验方法:(1)用千斤顶和反力架进行两点加载。
(2)用百分表量测试件的挠度,用应变仪量测钢筋和混凝土的应变。
(3)仪表及加载点布置如图2所示。
2.试验步骤:(1)安装试件,安装仪器仪表并连线调试。
(2)预载,在正式施加荷载试验前,应进行预载,将已就位好的试件,施加少量的荷载(相当于一级荷载),以检查各仪表的工作情况及试验测读人员的操作和读数能力,并消除试件的构造变形。
发现不正常情况,应立即报告指导老师进行解决。
如全部正常,即可开始正式试验。
(3)正式加载前读取百分表和应变仪的初始读数,用放大镜检查有无初始裂缝并记录。
(4)在估计的开裂荷载前分三级加载,每级荷载下认真读取应变仪读数,以确定沿截面高度的应变分布。
土木工程学院《混凝土结构设计基本原理》实验指导书及实验报告适用专业:土木工程周淼编班级:姓名:学号:河南理工大学2018 年9 月实验一钢筋混凝土梁受弯性能试验一、实验目的1.了解适筋梁的受力过程和破坏特征;2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面强度理论和计算公式;3.掌握钢筋混凝土受弯构件的实验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术和有关仪器的使用方法;4.培养学生对钢筋混凝土基本构件的初步实验分析能力。
二、基本原理当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时,梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段:第一阶段——弹性阶段(I阶段):当荷载较小时,混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁,梁截面的应力呈线性分布,卸载后几乎无残余变形。
当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度,且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时,在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。
梁开裂标志着第一阶段的结束。
此时,梁纯弯段截面承担的弯矩M cr称为开裂弯矩。
第二阶段——带裂缝工作阶段(II阶段):梁开裂后,裂缝处混凝土退出工作,钢筋应力急增,且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力,使得梁中继续出现拉裂缝。
压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。
当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。
此时梁纯弯段截面承担的弯矩M y称为屈服弯矩。
第三阶段——破坏阶段(III阶段):钢筋屈服后,在很小的荷载增量下,梁会产生很大的变形。
裂缝的高度和宽度进一步发展,中和轴不断上移,压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。
当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时,压区混凝土压碎,梁正截面受弯破坏。
此时,梁承担的弯矩M u 称为极限弯矩。
适筋梁的破坏始于纵筋屈服,终于混凝土压碎。
整个过程要经历相当大的变形,破坏前有明显的预兆。
这种破坏称为适筋破坏,属于延性破坏。
三、试验装置6—分配梁固定铰支座;7—集中力下的垫板;8—分配梁;9—反力横梁;10—千斤顶; 图1 钢筋混凝土梁受弯试验装置图0.25P(b )弯矩图(kN·m)P /2 P /2100 1005 005 00 5 0017 00( a )加载简图( kN , mm )( c )剪力图( kN )P /2图 2 梁受弯试验加载和内力简图图 1 为本课程进行梁受弯性能试验采用的加载装置,加载设备为千斤顶。
作业指导书混凝土结构试验混凝土结构试验一、编制目的为确保混凝土结构试验的质量,正确评价混凝土结构和构件的性能,统一混凝土结构的试验方法,特制定本作业指导书。
二、适用范围适用于房屋和一般构筑物的的钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构的试验,包括:实验室试验、预制构件试验、结构原位加载试验、结构监测及动力特性测试。
不适用于有特殊要求的试验,处于高温、负温、侵蚀性介质等环境条件下的结构试验,以及混凝土结构构件其他类型的试验。
三、检验依据《混凝土结构试验方法标准》GB/T50152-2012四、试验前的准备工作1、混凝土结构试验前应根据试验目的制定试验方案,试验方案宜包括下列内容:(1)试验目的:试验的背景及需要达到的目的;(2)试件方案:试验试件设计、预制构件试验中试件的选择、结构原位加载试验和结构监测中试件或试验区域的选取等;(3)加载方案:试件的支承及加载模式、荷载控制方法、荷载分级、加载限值、持荷时间、卸载程序等。
对于结构监测应根据实际工程情况确定荷载作用的方式;(4)量测方案:确定试验所需的量测项目、测点布置、仪器选择、安装方式、量测精度、量程复核等;(5)判断准则:根据试验目的,确定试验达到不同临界状态时的试验标志,作为判断结构性能的标准;(6)安全措施:保证试验人员人身安全以及设备、仪表安全的措施。
对结构进行原位加载试验和结构监测时,宜避免结构出现不可恢复的永久性损伤。
五、试验量测仪表、加载设备和加载装置(一)量测仪表1、混凝土结构试验用的位移和变形量测仪表的精度、误差等应分别满足下列规定:(1)钢直尺、千分表、百分表的误差允许值应符合国家现行相关标准的规定;(2)水准仪和经纬仪的精度分别不应低于3级精度(DS3)和2级精度(DS2);(3)位移传感器的准确度不应低于1.0级;位移传感器的指示仪表的最小分度值不宜大于所测总位移的1.0%,示值允许误差为量程的1.0%。
(4)倾角仪的最小分度值不宜大于5";电子倾角计的示值允许误差为量程的1.0%。
浙江海洋大学混凝土结构实验课程指导书(含实验报告)浙江海洋大学土木系2016年10月混凝土结构综合性实验指导书试验一、钢筋混凝土受弯构件制作一、试验目的1.了解受弯构件的构造,学会受弯构件的布筋和模型制作方法;2.了解钢筋混凝土的标准养护条件和养护方法;3.了解应变测试原理,掌握钢筋混凝土构件中钢筋和混凝土结构的应变测试方法及贴片方法。
二、试验仪器设备和材料1.试验仪器设备(1)混凝土搅拌机(2)模板等(3)电烙铁(4)数字万用表2.耗材(1)电阻应变片、导线、丙酮、环氧树脂、KH502快速胶、焊锡、松香、砂纸(2)水泥、砂、石子(3)钢筋三、试件制作及测点布置1.试件特征(1)根据试验要求,试验梁的混凝土强度等级为C20,纵向受力钢筋强度等级I级。
(2)试件尺寸及配筋如图1所示,纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为15mm。
图1试件尺寸及配筋图(3) 梁的中间 500mm 区段内无腹筋,其余区域配有φ6@60 的箍筋,以保证不发生斜截面破坏。
(4) 梁的受压区配有两根架立筋,通过箍筋与受力筋绑扎在一起,形成骨架,保证受力钢筋处在正确的位置。
2.测点布置(1) 在纵向受力钢筋中部予埋电阻应变片,用导线引出,并做好防水处理,设 ε g 1 、ε g 2为跨中受拉主筋应变测点。
(2) 纯弯区段内选一控制截面,在该截面处梁的受压区边缘布一应变测点 ε c 1 ,侧面沿 截面高度布置四个应变测点 εc 2 ~ εc 5 ,用来测量控制截面的应变分布。
(3) 梁的跨中及两个对称加载点各布置一位移计 f 3~f 5,量测量梁的整体变形,考虑 在加载的过程中,两个支座受力下沉,支座上部分别布置位移测点f 1 和 f 2,以消除由于支 座下沉对挠度测试结果的影响。
四.试验步骤1.模型制作方法(1) 计算混凝土材料配比。
(2) 在混凝土搅拌机中按配比将混凝土搅拌均匀。
(3) 将模板固定,形成图 1 中的规定尺寸模板。
温州大学建筑与土木工程学院土木工程专业钢筋混凝土梁的正截面受弯性能试验(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力破坏的全过程,并验证正截面强度计算公式。
2.了解对钢筋混凝土结构进行试验研究的方法。
3.掌握进行钢筋混凝土结构试验的一些基本技能。
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.在加载试验过程中测读量测数据。
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.试验梁混凝土强度等级为C20。
2.①号筋要留三根长500mm 的钢筋,用作测试其应力应变关系的试件。
3.在浇筑混凝土时,同时要浇筑三个150×150×150mm 的立方体试块。
作为梁试验时,测定混凝土的强度等级。
1-12-2四、试验梁的加载及仪表布置:五、试验量测数据内容:1.各级荷载下支座沉陷与跨中的挠度。
2.各级荷载下主筋跨中的拉应变及混凝土受压边缘的压应变。
3.各级荷载下梁跨中上边纤维,中间纤维,受拉筋处纤维的混凝土应变。
4.记录、观察梁的开裂荷载和开裂后在各级荷载下裂缝的发展情况(包括裂缝的W max )。
六、试验仪器及设备 1.YE2583A 程控静态应变仪 3.百分表或电子百分表5.手动液压泵全套设备7.工字钢分配梁(自重0.07kN/根) 2.千分表(备用)4.手持式引伸仪(标距10cm )6.千斤顶(P max =320kN ,自重0.01kN/只) 8.裂缝观察镜和裂缝宽度量测卡七、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弹画40×100mm 的方格线(以便观测裂缝)。
3.试件安装及仪表、设备的调试。
钢筋混凝土梁实验指导书
土木工程专用
青岛理工大学(临沂)土建工程系
一、受弯构件正截面试验
(一)试验目的
1.通过试验初步掌握钢筋混凝土受弯构件正截面试验的试验方法和操作程序。
2.通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面假定的正确性。
3.通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点、变形性能和裂缝开展规律的理解。
(二)试验内容
1.量测各级荷载作用下试验梁的截面应变。
2.估计试验梁的开裂荷载,观察裂缝的出现,实测试验梁的开裂荷载。
3.量测试验梁裂缝的宽度和间距,记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。
4.量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。
5.估计试验梁的破坏荷载,观察试验梁的破坏形态,实测试验梁的破坏荷载。
(三)试验设备和装置
试验设备包括试验台座、反力架、千斤顶、分配梁、荷载传感器、电阻应变仪、千分表、百分表、放大镜、读数放大镜及电筒、直尺等。
试验梁支承于台座上,通过千斤顶和分配梁施加荷载,用荷载传感器和电阻应变仪量测荷载,用千分表量测试验梁纯弯段的截面应变,用百分表量测试验梁跨中挠度,用放大镜观察裂缝的出现,用读数放大镜量测裂缝宽度,用直尺量测裂缝间距。
试验装置如图1所示。
图1 试验装置示意图
(四)试验步骤
在进行试验前应认真阅读本试验指导书,复习材料力学试验中的有关知识;了解各种测试设备和测试仪表的性能、原理、操作方法及使用时的注意事项。
试验按以下步骤进行:
1.由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验梁,布置安装试验仪表。
2.记录试验梁编号、量测度记录试验梁尺寸、记录试验梁配筋数量、所用材料的强度指标、千分表安装位置和标距以及经标定的电阻应变仪读数和荷载传感器的转换关系等有关数据。
3.检查试验仪表并调整仪表初读数。
4.根据试验梁的截面尺寸、配筋数量材料强度等估算试验梁的破坏荷载值(也可以在试验开始之前进行)。
5.利用荷载传感器进行控制,按估算破坏荷载值的十分之一左右对试验梁分级加载,相邻两次加载的间隔时间为2~3分钟。
在每级加载后的间歇时间内,认真观察试验梁上是否出现裂缝,记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。
6.在试验梁上发现第一条裂缝后,在试验梁表面对裂缝进行标记,记录前一级荷载下的电阻应变仪读数。
7.继续利用荷载传感器进行控制,按估算破坏荷载值的五分之一左右试验梁分级加载,相邻两次加载的间隔时间为5~10分钟。
在每级加载后的间歇时间内,认真观察试验梁上原有裂缝的发展和新裂缝的出现等情况并进行标记,记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。
8.继续加载,当所加荷载约为破坏荷载值的60%~70%时,用读数放大镜测读最大裂缝宽度和用直尺量测裂缝间距并记录。
9.加载至试验梁破坏,记录电阻应变仪读数。
10.卸载。
记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。
(五)资料整理
1.根据电阻应变仪和荷载传感器标定的换算关系,计算各级荷载值
2.根据试验过程中记录的千分表读数,计算千分表量测标距范围内的平均应变值,作试验梁平均应变分布图。
3.根据试验中观察到第一条裂缝时的电阻应变仪读数,推算试验梁的实测开裂荷载值T cr P ,并计算相应的开裂变矩值T cr M 。
4.根据各级荷载值T i P ,计算试验梁纯变段各级弯矩值T i M ;根据试验梁破坏时
的荷载值T u P ,计算试验梁相应的破坏弯矩值T
u M 。
5.根据试验过程中记录的百分表读数T i f ,计算各级荷载作用下试验梁的实测跨
中挠度值,作T u T M M /~T f 曲线。
6.绘制裂缝分布图。
7.根据规范和参考有关研究成果给出的计算公式计算试验梁开裂弯矩、最大裂缝宽度、跨中挠度和正截面受弯承力,并与试验实测结果进行比较分析。
(六)补充公式
除《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》给出的有关公式外。
上参照《水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)》给出钢筋混凝土受弯构件开裂弯矩cr M 计算公式,供计算时参考:
h
a y bh a I y h I f M T t m cr )425.05.0()19.0083.0()
/(03000ρ+=ρ+=-γ=E E
式中 m γ——截面抵抗矩塑性系数;
T t f ——试验梁所用混凝土轴心抗拉强度实测值;
0I ——试验梁换算截面惯性矩;
h ——试验梁截面高度;
0y ——试验梁截面形心轴至受拉边边缘距离;
E a ——钢筋弹性模量和混凝土弹性模量之比;
ρ——纵向受拉钢筋配筋率;
b ——试验梁截面宽度。
二、受弯件斜截面试验
(一)试验目的
1.通过试验初步掌握钢筋混凝土受弯构件斜截面试验的一般程序和试验方法。
2.通过试验加深对钢筋混凝土受弯构件的斜截面受力特点和斜裂缝的开展规律。
3.通过试验观察钢筋混凝土受弯构件斜裂缝的出现、开展过程,了解钢筋混凝土受弯构件斜截面的受力特点和剪压破坏的破坏形态。
(二)试验内容
1.观察试验梁斜裂缝的出现,估计试验梁的斜裂缝开裂荷载。
2.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。
3.观察试验梁的破坏形态,测定试验梁的破坏荷载。
(三)试验设备
试验设备包括试验台座、反力架、千斤顶、分配梁、荷载传感器、电阻应变仪及读数显微镜等。
试验梁支承于台座上,通过千斤顶施加荷载,用荷载传感器和电阻应变仪量测荷载,用放大镜观察斜裂缝的出现,用读数放大镜量测裂缝宽度。
试验装置如图2所示。
(四)试验步骤
1.由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验梁,按拟定的剪跨比调整试验梁上加载点的位置,布置仪表。
2.记录试验梁编号、尺寸、配筋数量和有关数据及指标。
3.检查仪表,调整仪表初读数。
4.利用传感器控制进行分级加载(试验梁出现斜裂缝前,每级荷载可定为其估算斜截面破坏荷载的十分之一左右,试验梁出现斜裂缝后,每级荷载可定为其估算破坏荷载的五分之一左右)。
相邻两级加载的时间间隔,在试验梁出现斜裂缝前2~3分钟,在试验梁出现斜裂缝为5~10分钟。
5.参照估算的试验梁开裂荷载计算值,分级缓慢加载,加载间歇注意观察试验梁上是否出现斜裂缝。
发现第一条斜裂缝后记录前一级荷载下电阻应变仪读数。
在第一条斜裂缝出现后继续注意观察斜裂缝的出现和开展情况。
6.继续平稳加载,在所加荷载约为估算的试验梁破坏荷载的50%~60%时,用读数放大镜测读试验梁上斜裂缝的最大宽度。
7.加载至试验梁破坏,记录电阻应变仪读数。
8.卸载。
记录试验梁破坏时的裂缝分布情况。
(五)资料整理
1.根据荷载传感器资料,计算各级荷载值。
2.绘制斜裂缝分布图。
3.根据规范和参考有关研究成果给出计算公式计算试验梁的斜截面受剪承载力、开裂剪力、最大斜裂缝宽度、斜裂缝水平投影长度并与试验结果进行比较分析。
(六)补充公式
除《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》给出的公式外,现参考有关研究成果给出钢筋混凝土受弯构件斜截面、开裂剪力、最大斜裂缝宽度、斜裂缝水平投影长度等计算公式,供计算时参考。
1.开裂剪力
试验梁开裂剪力计算值c V 可按下式计算:
)3.1/(8.10+λ=T t cr f bh V
式中 b ——试验梁的截面宽度;
0h ——试验梁的截面有效高度;
T t f ——试验梁混凝土轴心抗拉强度;
λ——试验梁剪跨比,h a /=λ。
2.最大斜裂缝宽度
试验梁最大斜裂缝宽度计算值max w 可按下式计算:
sv T cr T A V V s w 1000/)9.0)(16.2)(18(max --λ+=
式中 s ——试验梁箍筋间距;
V T ——试验梁实验剪力(以kN 计);
T cr
V ——试验梁实测开裂剪力(以kN 计); A sv ——试验梁箍筋截面面积。
3.斜裂缝水平投影长度
试验梁斜裂缝水平投影长度计算值c 可按下式计算:
h c 2/1λ=
式中 h ——试验梁截面高度;。