混凝土超筋梁受弯试验报告

纵筋应变片布置 （3）挠度 对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上， 如下图所 示。在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。试验时在每级荷载下， 应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。 结构构件各部位测点的测度程序在整个试 验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。
-29.794 -39.441 -49.636 -59.894 -70.761
0.04 0.047 0.071 0.091 0.119
-1.6 -2.227 -3.142 -4.377 -5.965
-0.361 -0.421 -1631.28 -0.036 -0.099
0.00160438 0.00231063 -1.0158888 0.00513063 0.00701438
梁受弯试验装置图
（a）加载简图（kN，mm）
（b）弯矩图（kNm）
（c）剪力图（kN） 梁受弯试验加载和内力简图
5、
加载方式
（1）单调分级加载机制 试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见上图所示。梁受弯试验采用单调分级加载，每 次加载时间间隔为 5 分钟。在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预 加载所用的荷载是分级荷载的前 2 级。 对于超筋梁，①在加载到开裂试验荷载计算值的 90％以前，每级荷载不宜大于开裂荷 载计算值的 20％；②达到开裂试验荷载计算值的 90％以后，每级荷载值不宜大于其荷载值
2
3
1
图 3.1.3 梁受弯试验试件配筋 表 3.1.1 梁受弯试件的配筋
试件 编号 MLB 试件特征 ① 超筋梁 2 22 配筋情况 ② 2 10 ③ 预估荷载 P (kN)
P cr
16.1
Py
－
Pu
70.0
8@50(2)
说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。
A.荷载—挠度关系曲线： （考虑支座沉降的影响） 40-1（kN） 26-5 26-6 -0.183 -0.012 -0.004 -12.211 -19.903 -29.794 -39.441 -49.636 -59.894 -70.761 0 0.012 0.04 0.047 0.071 0.091 0.119 -0.611 -1.017 -1.6 -2.227 -3.142 -4.377 -5.965
③极限弯矩估算

0.8 f yk As
1 fck bh0 (0.8 b ) f yk As
， s f yk
0.8 ， b 0.8
M u 1 fck bh02 (1 0.5 ) s As h0 (1 0.5 )
计算承载力 71.22kN
4、
min 0.45
ft fy
（2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面） ：b×h×l＝115.5×204×1600mm； ②混凝土强度等级：C20； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB335； ④箍筋的种类：HPB235（纯弯段无箍筋） ； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm； ⑥试件的配筋情况见下图；
荷载 -曲率关系
70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 3 4 5 6
C.荷载与应变关系表 40-1 34-1 -0.183 -12.211 -19.903 -29.794 -39.441 -49.636 -59.894 -70.761 0 85 147 235 307 378 460 531
的 5％；③当试件开裂后，每级荷载值取 10％的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；④在 加载达到承载力试验荷载计算值的 90％以后，每级荷载值不宜大于开裂试验荷载值的 5％； 具体的加载方式为： 0-10kN-20kN-30kN-40kN-50kN-70kN … （2）开裂荷载实测值确定方法 对于正截面出现裂缝的试验构件，可采用放大镜观察法确定开裂荷载实测值。
0.8 fy 0.0033Es
b
1
其中在进行受弯试件梁设计时， f y 、 Es 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， f y 、 Es 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 不大于适筋构件的最小配 筋率 min ，其中 min 可按下式计算。
（3）试件加载估算 ①开裂弯矩估算
M cr 0.292(1 2.5 A ) f tk bh2
其中 A
E 2 E As ，E s 。 Ec bh
②屈服弯矩估算 作为估算，可以假定钢筋屈服时，压区混凝土的应力为线性分布，因此有：
M y f y As (h0 xn / 3) 0.9M u
34-2 2 84 145 245 327 392 477 577
34-3 1 88 149 242 323 400 474 579
34-4 2 85 146 241 306 380 457 546
34-5 0 93 160 256 326 404 485 572
34-6 1 85 151 245 321 405 485 572
而密。最大由于受压区混凝土达到极限压应变，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏，破坏 具有突然性。
梁荷载作用点处混凝土压碎
梁破坏时形态 8、 试验结论 实验所得数极限承载力为 70.7kN，与计算结果 71.22kN 相比很接近，误差在 3%以内。 说明超筋梁加载过程符合平截面假定， 且实际材料性质与设计值相差不大。 由试验结果可以 看出，超筋梁变形能力很差，且破坏形式为脆性破坏，具有突然性。 9、 试验建议 为了更好的确定超筋梁的破坏形态， 以及保证计算结果的可靠性， 应用同样的实验材料， 在同等试验环境下进行平行对比试验， 以得出准确的结果。 而且可以考虑改变集中荷载的施 加位置，以研究不同荷载作用点对超筋梁极限承载力的影响。
1、
试验目的
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构件基本性能的 试验方法。
2、
试验内容
对超筋梁构件跨中施加集中力，使其受弯，加载至破坏。
3、
构件设计
（1）构件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度 和界限受压区相对高度 b 的比较可以判断出受弯构件 的类型：当 b 时，为适筋梁；当 b 时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b 可按下式 计算：
ห้องสมุดไป่ตู้6、
量测内容
（1）混凝土平均应变 在梁跨中一侧面布置 4 个位移计， 位移计间距 40mm，标距为 150mm， 以量测梁侧表面混 凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见下图。
梁受弯试验混凝土平均应变测点布置 （2）纵向钢筋应变 在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片， 以量测加载过程中钢筋的应力变化， 测点布 置见下图。
梁受弯试验挠度测点布置 （4）裂缝 试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制 50mm×50mm 的网格。试验时借助放大镜用肉 眼查找裂缝。
7、
试验结果整理
26-7 0.004 -0.183 -0.25 -0.361 -0.421 -1631.28 -0.036 -0.099 挠度 y -0.006 -0.4585 -0.803 -1.2835 -1.8485 812.711 -4.1045 -5.6115
平均 1 86.66667 149.6667 244 318.3333 393.1667 473 562.8333
荷载 -纵筋应变关系
80
60
40 20
0
0 100 200 300 400 500 600
D、裂缝发展情况描述及裂缝照片 随着荷载增加，在梁受拉区出现裂缝。由于配筋较多，钢筋中应力增加不显著，裂缝多
试验装置
为本试验进行梁受弯性能试验采用的加载装置， 加载设备为千斤顶。 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。梁受弯性能试验，取 L=1800mm，a=100mm，b=600mm，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；
荷载 -挠度关系曲线图
80 60 40
20
0
0
1
2
3
4
5
6
B 荷载和曲率关系数据表 40-1（kN） -0.183 -12.211 -19.903 26-5 -0.012 0 0.012 26-6 -0.004 -0.611 -1.017 26-7 0.004 -0.183 -0.25 曲率 0.0000075 0.00057313 0.00100375