钢筋混凝土梁受弯及受剪性能试验指导书
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钢筋混凝土梁受弯-受剪承载力试验研究一、研究背景钢筋混凝土梁作为建筑结构中常见的承重构件,其受弯和受剪承载力是设计和施工中必须考虑的重要问题。
在实际工程中,由于各种因素的影响,如材料质量、施工质量、荷载情况等,钢筋混凝土梁的受弯和受剪承载力往往与理论计算值存在一定差异。
因此,对钢筋混凝土梁的受弯和受剪承载力进行试验研究,对于提高钢筋混凝土梁的设计和施工水平具有重要意义。
二、研究目的本研究旨在通过试验研究,探究钢筋混凝土梁受弯-受剪承载力的影响因素及其规律,为钢筋混凝土梁的设计和施工提供科学依据。
三、试验方法本试验采用标准试验方法进行,试验样品采用尺寸为300mm×300mm×2000mm的钢筋混凝土梁。
试验设备包括万能试验机、应变仪、变形测量仪等。
试验过程中,首先进行受弯试验,即在试验机上对钢筋混凝土梁进行三点弯曲试验,记录试验样品在不同荷载下的挠度和应变等数据,并绘制出荷载-挠度曲线和荷载-应变曲线。
然后进行受剪试验,即在试验机上对钢筋混凝土梁进行剪切试验,记录试验样品在不同荷载下的剪应力和变形等数据,并绘制出荷载-剪应力曲线和荷载-变形曲线。
最后,结合试验结果进行分析和讨论。
四、试验结果与分析4.1 受弯试验结果在受弯试验中,钢筋混凝土梁在荷载逐渐增加的过程中,出现了明显的弯曲变形,并最终发生破坏。
试验结果表明,荷载与挠度呈线性关系,荷载与应变呈非线性关系,随着荷载的增加,试验样品的应变逐渐增大,但增大的速度逐渐减缓。
此外,试验样品的抗弯强度和韧性也是影响试验结果的重要因素。
4.2 受剪试验结果在受剪试验中,钢筋混凝土梁在荷载逐渐增加的过程中,出现了明显的剪切变形,并最终发生破坏。
试验结果表明,荷载与剪应力呈线性关系,荷载与变形呈非线性关系,随着荷载的增加,试验样品的变形逐渐增大,但增大的速度逐渐减缓。
此外,试验样品的抗剪强度和韧性也是影响试验结果的重要因素。
4.3 结果分析与讨论通过对试验结果的分析和讨论,可以得出以下结论:(1)钢筋混凝土梁的抗弯强度和韧性是影响受弯承载力的重要因素,而抗剪强度和韧性则是影响受剪承载力的重要因素。
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。
钢筋混凝土梁板结构受力性能分析一、前言钢筋混凝土梁板结构是建筑工程中常见的一种结构形式,其受力性能的分析对于保证建筑物的安全具有重要的意义。
本文将通过对钢筋混凝土梁板结构受力性能分析的详细介绍,为工程师和设计人员提供一定的参考。
二、梁板结构的基本概念钢筋混凝土梁板结构是由梁、板和柱等构件组成的一种结构形式。
其中,梁是承受水平荷载的主要构件,板是连接梁和柱的平面构件,柱则支撑整个结构。
梁板结构在承受荷载时,受力形式主要有弯曲、剪切和压力等。
三、梁的受力分析1. 弯曲受力分析梁的弯曲受力是指由于外力作用产生的梁的弯曲形变所引起的内力。
根据材料力学的基本原理,梁的弯曲应力可以通过弯矩和截面惯性矩计算得出。
同时,为了保证梁的强度满足要求,还需要对梁的受压区和受拉区进行分析,计算出其产生的应力大小,并进行比较。
2. 剪切受力分析梁的剪切受力是指由于外力作用产生的梁沿截面平面内的剪应力所引起的内力。
剪切应力的大小可以通过剪力和截面面积计算得出。
同时,为了保证梁的剪切强度满足要求,还需要对梁的截面形状进行分析,计算出其惯性矩和剪跨比,并进行比较。
3. 稳定性分析梁的稳定性是指在承受外力作用时,梁的抗弯刚度是否足够,以及梁的变形是否满足要求。
对于一般情况下的梁,可以通过计算梁的截面抗弯刚度和截面的变形情况来进行稳定性分析。
四、板的受力分析1. 弯曲受力分析板的弯曲受力是指由于外力作用产生的板的弯曲形变所引起的内力。
与梁的弯曲受力相似,板的弯曲应力可以通过弯矩和截面惯性矩计算得出。
2. 剪切受力分析板的剪切受力是指由于外力作用产生的板沿平面内的剪应力所引起的内力。
剪切应力的大小可以通过剪力和截面面积计算得出。
与梁不同的是,板的剪切强度还需要考虑板的支承方式和板的几何形状等因素。
3. 稳定性分析板的稳定性是指在承受外力作用时,板的抗弯刚度是否足够,以及板的变形是否满足要求。
对于一般情况下的板,可以通过计算板的截面抗弯刚度和板的变形情况来进行稳定性分析。
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。
钢筋混凝土梁受剪承载力的试验与计算一、引言钢筋混凝土梁是建筑结构中常用的构件,其受剪承载力是其重要的力学性能之一。
在设计和施工中,准确地计算和评估梁的受剪承载力是非常重要的。
本文将介绍有关钢筋混凝土梁受剪承载力的试验与计算的研究。
二、试验研究1.试验方法在进行钢筋混凝土梁受剪承载力试验时,需要采用适当的试验方法。
通常采用的方法有直剪试验、三点弯曲试验和四点弯曲试验等。
其中,三点弯曲试验和四点弯曲试验是常用的方法,这是因为它们能够反映出梁的实际受力状态。
2.试验结果在进行试验后,需要对试验结果进行分析和评估。
在一些试验中,可以发现钢筋混凝土梁的受剪承载力与混凝土的强度和钢筋的数量有关。
此外,还有一些试验表明,通过增加钢筋的数量或加强混凝土的强度,可以有效地提高梁的受剪承载力。
三、计算方法在进行钢筋混凝土梁受剪承载力的计算时,需要采用适当的计算方法。
常用的方法有极限平衡法、截面法和变形法等。
其中,极限平衡法是最常用的方法之一,它可以通过平衡剪力和抗剪强度来计算梁的受剪承载力。
四、计算实例为了更好地理解钢筋混凝土梁受剪承载力的计算方法,下面给出一个计算实例。
假设一个钢筋混凝土梁的尺寸为200mm×400mm×4000mm,混凝土强度为C30,钢筋直径为12mm,间距为150mm。
现在需要计算该梁的受剪承载力。
1.计算混凝土的强度根据混凝土的强度等级C30,可以得出混凝土的抗压强度为30MPa。
2.计算钢筋的面积和数量钢筋的面积为A=πd²/4=113.1mm²,钢筋的数量n=As/As′=4000×150/113.1/200=21根。
3.计算梁的截面面积和周长梁的截面面积为A=200×400=80000mm²,周长为P=2×(200+400)=1200mm。
4.计算混凝土的受剪强度根据公式τc=k1fcd,其中k1为系数,fcd为混凝土的抗压强度,可以得到混凝土的受剪强度τc=0.21MPa。
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。
钢筋混凝土梁的抗剪性能试验研究一、研究背景钢筋混凝土结构是现代建筑中广泛采用的一种结构形式。
在钢筋混凝土结构中,梁扮演着承载荷载的重要角色。
梁在荷载作用下受力,其中抗剪性能是影响梁承载力的主要因素之一。
因此,研究钢筋混凝土梁的抗剪性能对于保证建筑结构的安全性具有重要意义。
二、研究目的本研究的目的是通过试验研究,探究不同参数对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,为钢筋混凝土结构设计提供理论依据。
三、研究方法本研究采用试验研究的方法,通过制作不同参数的钢筋混凝土梁,对其抗剪性能进行测试,并分析其受力特点和破坏模式。
四、试验设计1.试验样品制作本次试验制作的钢筋混凝土梁为T型梁,其截面尺寸为200mm×300mm,长度为1000mm。
在制作过程中,使用混凝土强度等级为C30、钢筋品种为HRB400的材料。
2.试验参数设置本次试验设置了以下参数:(1)纵向钢筋直径:10mm、12mm、14mm(2)箍筋间距:100mm、150mm、200mm(3)箍筋直径:6mm、8mm、10mm设置以上参数的目的是探究不同参数对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响。
3.试验方法本次试验采用四点弯曲试验法,按照GB/T50081-2002《混凝土结构设计规范》的要求进行。
试验过程中记录梁的位移、载荷等数据,以便后续分析。
五、试验结果分析1.梁的受力特点试验结果显示,随着纵向钢筋直径的增加,梁的承载力逐渐增加;随着箍筋间距的增加,梁的承载力逐渐降低;随着箍筋直径的增加,梁的承载力逐渐增加。
2.梁的破坏模式试验结果显示,在大多数样品中,梁的破坏模式为剪切破坏。
在一些样品中,还出现了箍筋断裂和钢筋拉断等破坏形式。
六、结论本次试验研究了不同参数对钢筋混凝土梁抗剪性能的影响,并得出以下结论:(1)随着纵向钢筋直径的增加,梁的承载力逐渐增加;(2)随着箍筋间距的增加,梁的承载力逐渐降低;(3)随着箍筋直径的增加,梁的承载力逐渐增加;(4)大多数样品中,梁的破坏模式为剪切破坏,还出现了箍筋断裂和钢筋拉断等破坏形式。
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)。
吉林建筑工程学院受弯构件实验指导书及实验报告班级姓名学号土木工程系结构实验室二OO四年实验一短期荷载下单筋矩形截面梁正截面强度试验一、实验目的通过适筋梁的试验,加深对受弯构件正截面三个工作阶段的认识,并验证正截面强度计算公式。
二、试验内容和要求1、试件在纯弯曲段的裂缝出现和展开过程,并记下抗裂荷载P s cr(M s cr)量测试件在各级荷载下的跨中挠度值。
绘制梁跨中挠度的M-f P s cr(M s cr)图。
2、测试件在纯弯曲段沿截面高度的平均应变,绘制沿梁高度的应变分布图形。
3、观察和描述试件破坏情况和特征,记下破坏荷载P s p(M s u)。
验证理论公式,并对试验值和理论值进行比较。
三、试件和试验方法1、试件试验梁混凝土强度等级为C20,试件尺寸和配筋如图1-1所示。
2、试验设备及仪器①千斤顶及加荷架②百分表③手持式应变仪 ④电阻应变仪 ⑤电阻应变片 ⑥读数显微镜3、 试验方法①用千斤顶和反力架进行二点加载。
②用百分表测读挠度。
③用手持应变仪沿截面高度的平均应变。
④电阻应变计计录受拉钢筋应变值。
仪表布置如图1-2所示图24、试验步骤①在未加荷前用百分表及手持应变仪读初读数,检查有无初始干缩裂缝。
②加第一级荷载后读手持式应变仪,以量测梁未开裂时,沿截面高度的平均应变值。
③电阻应变计记录受拉区应变,判断有无开裂。
④估计试验梁的抗裂荷载,在梁开裂前分三级加荷,如仍未开裂,再少加些,直到裂缝出现,记下荷载值P scr (M scr ),每次加荷后,持荷五分钟后读百分表,以量测试件支座和跨中位移值。
⑤试验梁出裂后至荷载之间分二次加荷,每次加荷五分钟后读百分表,至使用荷载时读应变仪,用读数放大镜读取最大裂缝宽度。
⑥使用荷载理论值M u之间分三次加荷。
百分表每次都读,至第二次加荷后读应变仪,读后拆除百分表。
如第三次加荷后仍不破坏,再酌量加荷直至破坏。
破坏时,仔细观察梁的破坏特征,并记下破坏荷载P s p(M s u)。
钢筋混凝土简支梁斜截面受剪性能实验2.1实验目旳1.掌握制定构造构件实验方案旳原则,简支梁斜截面受剪性能实验旳加荷方案和测试方案设计措施。
2.通过钢筋混凝土梁斜截面受剪性能实验,理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,挠度变化及斜裂缝浮现和发展过程、破坏特性。
3.掌握测定受弯构件斜承载力旳措施,验证斜截面承载力计算措施。
4.通过对比实验理解剪跨比、配箍率对受弯构件斜截面受剪性能旳影响。
5.理解常用构造实验仪器旳使用措施。
6.初步掌握构造实验测量数据旳整顿和分析,实验分析报告旳撰写。
2.2试件及测点2.3 实验环节1.加载措施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实验准备就绪后,一方面预加一级荷载,观测所有仪器与否工作正常。
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。
在使用状态短期实验值下持续时间不应少于30分钟。
⑷实验结束后,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行跨间两点对称集中荷载旳加载方式,设计实验旳加载制度及测试方案,并根据实验旳设计规定选择实验测量仪器仪表。
2.量测并记录梁试件旳几何参数。
3.分别进行剪跨比1≤λ≤3且配箍量适中、λ<1和λ>3且配箍量很小旳钢筋混凝土梁旳加载实验,记录梁旳破坏过程。
4.实测实验梁混凝土开裂时旳荷载TP,量测实验梁旳最大斜裂缝宽cr度和临界斜裂缝旳水平投影长度,记录实验梁破坏时斜裂缝分布状况。
画出梁旳裂缝分布图。
5.量测梁在各级荷载作用下旳挠度T f,作出TT fP~曲线,其中T P为实验梁作用荷载,并与理论计算旳实验梁旳挠度进行比较分析。
6.实测梁破坏时旳极限荷载TP,并与理论计算成果进行比较分析。
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。
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。
钢筋混凝土梁正截面破坏实验指导书一、实验目的1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋应变及裂缝等参数的测定,了解钢筋混凝土梁受弯构件(适筋梁)受力破坏的一般过程;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。
4.掌握实验数据的分析、处理和表达方法,提高分析和解决问题的能力。
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、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3φ8,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:φ6@100,Ⅰ级试件尺寸:b=100mm; h=150mm; L=1050mm;制作和养护特点:常温制作与养护2.实验所需仪器:手动螺旋千斤顶1个,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;反力装置1套。
四、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)。
扬州大学建筑科学与工程学院实验任务书1.1 钢筋混凝土简支单筋梁的设计1.1.1 实验目的1.在学习钢筋混凝土受弯构件正截面受力性能的基础上,通过钢筋混凝土简支梁的设计,进一步加强对钢筋混凝土梁受弯性能、正截面承载力计算理论的理解。
2.学习适筋梁、超筋梁和少筋梁的配筋设计,计算破坏荷载。
3.学习钢筋混凝土受弯构件斜截面抗剪承载力验算的方法。
4.了解并掌握钢筋混凝土构件的制作过程。
1.1.2 实验内容1.设计钢筋混凝土简支单筋梁,使之在实验室提供的加载条件下能按照预定的破坏形态实现少筋、适筋和超筋破坏中的一种。
2.确定该试件的混凝土强度等级、跨度及截面尺寸、纵筋、箍筋。
3.根据前期“土木工程材料”试验中混凝土配合比设计,确定水泥、砂、石子的用量及水灰比。
4.绘出详细的简支梁的模板图、钢筋下料图。
5.验算该试件的斜截面受剪承载力。
1.1.3 实验设备及材料1.加载设备在加荷架中,用千斤顶通过分配梁在实验梁跨间实现两点同步对称加载,使简支梁在跨中形成一段纯弯区段(梁的自重影响小)。
2.材料⑴钢筋:纵筋及箍筋同“材料力学”实验模块中的“拉伸实验”的试件,钢筋的力学性能数据取“拉伸实验”的测试结果。
⑵水泥: P.O 32.5普通硅酸盐水泥(或复合硅酸盐水泥)⑶粗骨料:粒径10~15mm碎石⑷细骨料:中砂(含水率待测)3.模具⑴实验室提供高150mm,宽100mm,长度1200mm的模具,用以制作试件;⑵标准立方体试件模具3个。
1.1.4 实验要求1.混凝土的配合比采用“土木工程材料”实验模块中混凝土配合比的设计结果。
2.提交设计计算书一份每人提交设计计算书一份,应包括自己设计试件的详细计算内容以及计算方法、参考文献等(破坏形式选用少筋、适筋和超筋破坏中的一种)。
3.独立完成,严禁抄袭、“参考”。
1.1.5 参考文献1.《混凝土结构与砌体结构》2.《普通混凝土配合比设计规程》JGJ 55-20003.《土木工程材料》,湖南大学等四校合编,中国建筑工业出版社4.《土木工程结构试验与检测》,周明华主编,东南大学出版社,2002年5.《混凝土结构实验方法标准》GB50152-921.2 钢筋混凝土简支单筋梁的制作与养护1.2.1 实验目的1.通过对钢筋混凝土简支梁的制作与养护,了解并掌握混凝土构件制作的工艺过程、养护方法以及技术要求。
混凝土结构基本原理实验指导书常州工学院土木工程学院2014-3月目录1.实验目的 (1)2.试验准备工作 (1)2.1 制定试验计划 (1)2.2 试件的检查 (1)2.3 仪器设备标定 (1)2.4 材料试验 (2)2.4.1 混凝土抗压强度试验 (2)2.4.2 混凝土轴心抗压强度试验 (3)2.4.3 钢筋单调加载拉伸试验 (3)3.构件试验 (4)3.1 梁受弯试验 (4)3.1.1 梁受弯性能概述 (4)3.1.2 试验装置 (5)3.1.3 加载方式 (6)3.1.4 试件设计 (7)3.1.5 量测内容 (9)3.2 梁受剪试验 (11)3.2.1 梁受剪性能概述 (11)3.2.2 试验装置 (11)3.2.3 加载方式 (12)3.2.4 试件设计 (12)3.2.5 量测内容 (13)4.试验结果整理 (14)4.1 数据处理方法 (14)4.2 试验结果整理 (1514)4.2.1 试验原始资料的整理 (14)4.2.2 裂缝发展情况及破坏形态描述 (15)4.2.3 荷载-挠度关系曲线 (15)4.2.4 沿构件截面高度混凝土平均应变分布 (16)4.2.5 弯矩-曲率关系曲线 (16)4.2.6 荷载-纵筋应变关系曲线 (17)4.2.7 荷载-箍筋应变关系 (17)4.3 试验结果分析 (18)4.3.1 正截面承载力分析 (18)4.3.2 斜截面承载力分析 (18)4.3.3 构件的承载力分析 (18)4.3.4 使用性能分析 (18)4.4 试验报告的内容要求 (19)附录 (210)附录1 试验常用仪器设备介绍 (20)附录2 仪器设备的主要技术性能指标 (210)附录3 安全防护措施 (21)附录4 数据记录表格 (21)参考文献 (21)1.实验目的本实验教学是所有学习专业基础课《混凝土结构基本原理》学生的同时必修课。
本课程教学目的是使学生通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程,掌握测试混凝土受弯和受压构件基本性能的试验方法。
大学现代远程教育《综合性实践环节》试验指导军楚留声编一、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。
加荷载前,仔细量测试验梁的长、宽、高、电阻应变片位置以及支座和加荷点位置的实际尺寸并作记录。
熟悉电阻应变仪、千斤顶、百分表和刻度放大镜等仪表操作。
2.加荷方法(1)确定加荷级差,每级加载值约为破坏荷载的10-15%,临近开裂和破坏时应适当减少级差。
(2)试加荷1-2级,检查仪表反应是否正常。
(3)分级加荷,从0逐级增加到试验梁破坏为止。
每次加载后静止2-5分钟,待试验梁变形趋于稳定后再量测各种数据,校核无误后方可进行下一级加载。
(4)加载过程中应随时注意观察试验装置仪表工作是否正常,如有过大偏差应纠正后才能继续加载。
在试验梁接近破坏时,应在梁下加安全支撑,当超过80%的破坏荷载后,应将易损仪表拆除,防止测试人员受伤及仪表遭受不必要的损失。
3.测试容(1)测定每级荷载下跨中正截面混凝土和钢筋的应变、以及混凝土开裂时的极限拉应变和破坏时的极限压应变。
(2)测定每级荷载下百分表的读数,以确定跨中挠度和曲率。
(3)测定初裂荷载。
(4)用肉眼借助放大镜观察裂缝,用铅笔标志裂缝出现和开展过程,在裂缝顶端划一短横线注明相应的荷载值,并按出现的先后顺序将裂缝编号,用刻度放大镜量测指定位置的裂缝宽度。
(5)测定破坏荷载并记录试验梁的破坏特征。
(6)用方格纸绘制裂缝分布图。
(7)试验结束后整理试验数据,写试验报告。
(八)试验报告1.整理试验结果并绘图(1)整理原始数据,剔除经判断是错误的数据。
(2)根据百分表的读数,消除支座沉降后绘制荷载(F)—挠度(f)曲线以及不消除沉降绘制沿梁长的挠度分布图。
(3)根据钢筋应变值绘制荷载(F)—钢筋应力()曲线当≤时当≥时(4)根据混凝土应变值绘出跨中截面应变图,并标明破坏时测得的混凝土极限压应变的值。
(5)绘制裂缝形态图(6)有余力的同学可在教师指导下绘制弯矩(M)-曲率(φ)图2.试验报告的主要容及格式(1)试验报告封面容专业、班级、、报告日期、指导教师(2)试验名称(3)试验目的(4)试验构件、加荷装置、仪表布置包括试验梁编号、尺寸、实测混凝土立方体强度及钢筋屈服强度、极限强度、延伸率。
画出加荷装置图,说明加载方法及程序。
(5)试验现象的描述描述试验梁从加载到破坏的过程中,钢筋和混凝土的应力、应变及挠度变化的情况,裂缝的出现、发展情况,最终的破坏形态,可以结合应力应变曲线,荷载挠度曲线及裂缝图说明。
(6)绘出全部试验曲线(F-f、F-,截面应力图)和裂缝图。
(7)试验结果与理论计算值比较。
按照试验梁的实际尺寸以及混凝土、钢筋的实际强度分别计算开裂荷载、破坏荷载的理论计算值,并与试验结果进行比较,如二者相差较远,应分析原因。
(8)对其他自己感兴趣的问题的说明。
(9)结论。
二、试验名称:无腹筋梁斜截面受剪性能试验(一)试验目的1.了解斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏对应的的受力过程和破坏特征以及剪跨比对破坏特征的影响。
2.验证斜截面受剪承载力的计算公式。
3.其他同正截面受弯性能试验。
(二)试验构件:试验梁编号为,其截面及配筋同梁,但不配箍筋。
(三)加荷装置和仪表布置加荷装和百分表布置同受弯性能试验。
砼电阻片位置及加荷简图如图所示:a=500mm图 4 (四)估算梁斜截面承载力及计算破坏荷载: 如图4所示,剪跨比:0/h a =λ,240/500=λ…… 分别取=1,2,3,4,并计算斜截面承载力 0c c h t V f bh ραββ=其中系数c α反映剪跨比的影响,系数ρβ反映纵筋配筋率的影响,系数h β反映截面尺寸的影响。
对于集中荷载作用下的独立梁,c =1.75/(+1.0),当剪跨比 1.5λ<时,取 1.5λ=;当3λ>时,取3λ=。
纵筋配筋率影响系数ρβ可取()0.720ρ+,当 1.5ρ<%时,取 1.5ρ=%;当 3.0ρ>%时,取 3.0%ρ=。
截面尺寸影响系数h β可取()14800h hβ=,当h 小于800mm 时,取800h mm =;当h ≥2000mm 时,取h =2000mm 。
根据本次试验情况,公式转化为u V 001.751.0sv cs t yvA V f bh f h sλ=++: λ=1时,取1.5: u V 001.751.0sv cs t yv A V f bh f h s λ=++=0.7001.751.0sv cs t yvA V f bh f h sλ=++ λ=2时,取2:u V 001.751.0sv cs t yv A V f bh f h s λ=++=0.5801.751.0sv cs t yvA V f bh f h s λ=++ λ=3时,取3:u V 001.751.0svcs t yv A V f bh f h s λ=++=0.4401.751.0sv cs t yvA V f bh f h s λ=++ λ=4时,取3:u V 001.751.0svcs t yv A V f bh f h s λ=++=0.4401.751.0sv cs t yvA V f bh f h sλ=++则估算破坏荷载:u u V F 。
(五) 试验步骤和试验报告同正截面受弯试验三、试验名称:钢筋混凝土柱正截面受压性能试验(一)试验目的1.了解钢筋混凝土柱受拉破坏(大偏心受压破坏)和受压破坏(小偏心受压破坏)以及轴力偏心距e 0对破坏特征的影响。
2.验证钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算理论和计算公式。
3.掌握钢筋混凝土受压构件的试验方法及荷载、应变、变形、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:试验柱编号为Z1-Z6,其截面及配筋如图5所示。
偏心距分别为15mm 、30mm 、60mm、90mm、120mm和150mm。
试验柱制作时每根柱(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。
图5(三)加荷装置和仪表布置百分表布置、砼电阻片位置及加荷简图如图所示:偏心距分别为15mm、30mm、60mm、90mm、120mm和150mm。
图 6 (四)估算试验柱承载力u N 及计算破坏荷载:分别取6组试验中构件偏心距e 0不同尺寸,初步判断构件的大、小偏压情况。
本部分容参考《混凝土基本原理》受压构件承载力部分。
以大偏压为例。
基本力图形:(a ) (b ) 图 大偏心受压极限状态应力图由沿构件纵轴方向的外力平衡,可得''1c y S y s N f bx f A f A α≤+-由截面上、外力对受拉钢筋合力点的力矩平衡,可得()''100()2c y s s xNe f bx h f A h a α'≤-+-可先利用图偏心受压应力状态图对纵向压力N 作用点取矩的平衡条件得)2/(s s c 1sy s y s x a e bx f e f A e f A +'-'+'''=α 式中e s ´—轴向压力作用点至纵向受压钢筋合力点之间的距离,e s ´=e i -h /2+a s´,当N 作用于s A 及's A 以外时e s ´为正值; 当N 作用于s A 及's A 之间时e s ´为负值。
求得x (ξ)值后可能有几种情况:① 如b ξξ≤,为大偏心受压构件,将ξ代入到大偏心受压构件基本计算公式(2)即可求出轴力设计值N 。
② 如b ξξ>,为小偏心受压构件,此时应式中的f y 用s代替,由小偏心受压基本公式重新联立求解x (ξ),并应类似于第一种情况判断ξ的围,根据x (ξ)值围分别求出轴力设计值N 。
则估算破坏荷载:u u V F 。
改变e 0不同尺寸,重复上述计算过程,则可得六组试柱估算荷载。
(五)试验步骤和试验报告同正截面受弯试验。