复合梁实验

一、实验目的1. 理解复合梁的结构特点和受力性能；2. 掌握复合梁的力学性能测试方法；3. 分析复合梁在不同加载条件下的应力分布和变形情况；4. 评估复合梁在实际工程中的应用价值。

二、实验原理复合梁是指由两种或两种以上不同材料组成的梁，其结构形式和材料组合具有多样性。

复合梁的力学性能与其结构特点和材料性质密切相关。

本实验主要研究复合梁在纯弯曲和纯剪切条件下的力学性能。

1. 纯弯曲实验：复合梁在纯弯曲条件下，其横截面上的应力分布呈线性分布，且最大应力发生在中性轴处。

根据胡克定律，梁的弯曲应力与弯矩成正比，与梁的截面惯性矩成反比。

2. 纯剪切实验：复合梁在纯剪切条件下，其横截面上的应力分布呈三角形分布，最大应力发生在剪力面处。

根据剪切强度理论，梁的剪切应力与剪力成正比，与梁的截面面积成反比。

三、实验仪器与设备1. 试验机：用于施加加载力；2. 万能试验机：用于测试复合梁的力学性能；3. 传感器：用于测量复合梁的应变和应力；4. 数据采集系统：用于实时采集实验数据；5. 计算机及软件：用于数据处理和分析。

四、实验材料1. 碳纤维增强复合材料（CFRP）；2. 玻璃纤维增强复合材料（GFRP）；3. 碳纤维增强聚丙烯复合材料（CFRPP）；4. 玻璃纤维增强聚丙烯复合材料（GFRPP）。

五、实验步骤1. 样品制备：将不同材料的复合梁按照设计要求加工成标准尺寸，并确保表面平整、无缺陷。

2. 纯弯曲实验：（1）将复合梁放置在万能试验机上，调整试验机夹具，使复合梁处于水平状态；（2）施加纯弯曲载荷，记录应变和应力数据；（3）重复上述步骤，进行多组实验。

3. 纯剪切实验：（1）将复合梁放置在万能试验机上，调整试验机夹具，使复合梁处于水平状态；（2）施加纯剪切载荷，记录应变和应力数据；（3）重复上述步骤，进行多组实验。

六、实验结果与分析1. 纯弯曲实验结果：（1）复合梁在纯弯曲条件下，其应力分布呈线性分布，最大应力发生在中性轴处；（2）不同材料的复合梁，其弯曲强度和刚度存在差异；（3）实验结果与理论计算值基本吻合。

FRP筋-ECC-混凝土复合梁受弯性能模拟分析应齐明;王海龙;邹道勤;孙晓燕;张铭强【摘要】在三维层面上建立FRP筋-ECC-混凝土复合梁计算模型,通过有限元计算结果与试验数据的对比分析验证了该模型和计算方法的有效性,以此基础上研究了ECC厚度、BFRP筋配筋率和混凝土强度对复合梁抗弯性能的影响规律.研究结果表明:当ECC强度大于混凝土的强度时,受拉区ECC层的厚度越大,复合梁的承载力越高;当ECC强度和混凝土强度相当时,综合考虑构件经济性与力学性能,复合梁受拉区ECC层的厚度取70mm较为理想;增加FRP筋配筋率是提高复合梁承载力的有效手段.【期刊名称】《低温建筑技术》【年(卷),期】2018(040)003【总页数】5页(P38-42)【关键词】复合梁;力学性能;数值模拟【作者】应齐明;王海龙;邹道勤;孙晓燕;张铭强【作者单位】浙江省交通规划设计研究院,杭州3100061;浙江大学,杭州310058;浙江大学,杭州310058;浙江大学,杭州310058;浙江省交通规划设计研究院,杭州3100061【正文语种】中文【中图分类】TU3750 引言在混凝土结构耐久性问题中，钢筋锈蚀是目前国内外专家一直都在寻找可靠方法来解决的重要问题。

使用FRP筋代替钢筋是一种解决钢筋锈蚀的有效方法，FRP筋的优点是具有很好的耐腐蚀性、抗疲劳以及轻质、高强度等特点，但其应力-应变呈线性关系，因此FRP筋混凝土结构通常延性较差，破坏时呈明显的脆性。

而且，FRP筋弹性模量通常小于钢筋，采用FRP筋等量代替钢筋后会使得结构出现较大的裂缝和挠度，因此需采用合适的结构形式来规避上述FRP筋混凝土结构的弱点。

Naaman等[1]指出使用高抗压变形能力的材料替代受压区混凝土可增强FRP筋混凝土结构的延性。

有研究表明[2，3]，ECC材料与钢筋之间具有较好的粘结变形协调能力，用ECC代替混凝土的方法能够很好地提升构件的变形性能、抗剪性能和抗弯承载能力。

实验四（1） 钢铝叠梁应力测定实验一．实验目的：1．测定叠梁钢＋铝两种材料组合梁，在纯弯曲受力状态下一起作纯弯曲时，沿其横截面高度的正应变（正应力）分布规律，并与理论值作比较。

2．通过实验测定和理论分析，推导叠梁的正应力计算公式。

3．了解两种不同材料叠梁的内力及应力分布的差别。

二．实验设备仪器：1．BDCL 型材料力学多功能实验台2．静态应变测试仪。

3．游标卡尺和钢尺等。

三．实验原理：在实际结构中，由于工作需要，把单一的梁、板、柱等构件组合起来，形成另一种新的构件形式经常被采用。

如支承车架的板簧，是由多片微弯的钢板重叠组合而成；厂房的吊车的承重梁则是由钢轨、钢筋混凝土梁共同承担吊车和重物的重量。

实际中的组合梁的工作状态是复杂多样的，为了便于在实验室进行实验，实验仅选择两根截面积相同的矩形梁，按以下方式进行组合：（1）用不同材料组成的叠梁；用电测法测定其应力分布规律，观察其与单一材料梁应力分布的异同点。

材料分别为铝梁和钢梁，其弹性模量分别为E=70GN/m 2和E=210GN/m 2。

见下图。

叠梁外形与应变片分布设叠梁中铝和钢梁承受的弯矩分别为M 1和M 2，横截面总弯矩为M ，则：M=M 1+M 2 （1）中性轴的曲率：121122(2)1Z Z M M E I E I ρ==11221Z Z ME I E I ρ=+将(2)代入(1)得:I Z1为叠梁1截面对Z 1轴的惯性距；I Z2为叠梁2截面对Z 2轴的惯性距。

因此，可得到叠梁Ⅰ和叠梁Ⅱ正应力计算公式分别为式中Y 1——叠梁Ⅰ上测点距Z 1轴的距离；Y 2——叠梁Ⅱ上测点距Z 2轴的距离。

由此可知，当叠梁的材质和惯性矩相同时，弯矩是由参与叠梁的根数进行等分配的；当材料不同时，其弯矩是依据抗弯刚度来进行分配的。

因此，材质不同的两根梁组成的叠梁（惯性矩相等），在离各自中性层等距离点的应力是不等的。

弹性模量大的材质应力较大，反之，弹性模量小的材质，应力则小。

(１)复合地基载荷实验旳一般规定1)一般状况下应加载至复合地基或桩体(竖向增强体)浮现破坏或达到终结加载条件，也可按设计规定旳最大加载量加载。

最大加载量不应不不小于复合地基或单桩(竖向增强体)承载力设计值旳2倍。

2)承压板边沿(或试桩)与基准桩之间旳距离,以及承压板(或试桩）与基准桩、压重平台支墩之间旳距离均不得不不小于２m,基准梁应有足够旳刚度，基准桩打入地面旳深度不应不不小于1m。

3)加荷装置宜采用压重平台装置,量测仪器应有遮挡设备，严禁日光直射基准梁。

每个单体建筑在同一设计参数和施工条件下旳测试数量不适宜少于３组,并不不不小于总桩数旳０.5%～1％；实验间歇时间不应少于28ｄ;所有荷载传感器和位移传感器、加荷计量装置均应每年送国家法定计量单位进行率定，并出具合格证。

（2)复合地基载荷实验要点。

复合地基载荷实验要点如下:1)本实验要点合用于单桩复合地基载荷实验和多桩复合地基载荷实验。

2)复合地基载荷实验用于测定承压板下应力重要影响范畴内复合地基旳承载力和变形参数。

复合地基载荷实验应采用方形(矩形)或圆形旳刚性承压板，其压板面积应按实际桩数所承当旳解决面积拟定,一般取一根桩或多根桩所承当旳解决面积,其计算措施见复合地基参数计算。

承压板旳中心位置应与一根桩或多根桩所承当旳解决面积旳中心位置(形心）保持一致，并与荷载作用点重叠。

当同一工程旳面积置换率为多种时,对于重要工程,应分别对几种置换率取有代表性旳位置进行检测,对于一般工程可选择面积置换率相对较低,作用荷载相对较大旳位置进行测试。

3)承压板底面高程应与基础底面设计高程相似。

实验标高处旳试坑长度和宽度,应不不不小于载荷板相应尺寸旳３倍。

基准梁支点应设在试坑之外。

载荷板底面下宜铺设中、粗砂或砂石、碎石垫层,垫层厚度取５0～1５0mｍ,桩身强度高时宜取大值。

承压板安装前后都应保持实验土层旳原状构造和天然湿度,应避免实验基坑开挖后受雨水浸泡或对压板下实验土层旳扰动，必要时压板周边基土复盖3Ｏc ｍ旳保护土层。

再生混凝土梁加固试验方案设计一、试验的背景及意义随着我国经济的迅猛发展，基础设施和各种建筑的修建需要的混凝土量日益增加，而旧的建筑物的拆除、改造，产生废弃混凝土的量也逐步上升，给我国的资源与环境造成了巨大的压力，给我们的可持续发展带来了挑战。

目前，怎样合理的利用建筑垃圾制备再生混凝土应用到实际工程中成为了研究的热点。

钢管再生混凝土、再生混凝土梁和再生混凝土柱等方面的研究已经在我国的科研院校广泛的开展起来了，并取得了一定的成果。

结果显示：钢管再生混凝土、再生混凝土梁和再生混凝土柱由于其再生骨料自身性能的降低其各项力学性能均有不同程度降低。

随着材料科学的发展，复合材料（碳纤维、玻璃纤维和玄武岩纤维等）的各项力学性能均有提高，同时，复合材料纤维也应用到实际的建筑和桥梁的加固工程中，提高了建筑和桥梁的抗弯及抗剪强度，进一步加强了结构抗震性及安全性，提高了结构的实用寿命。

二、试验目的本实验主要利用碳纤维布加固不同替代率下（0%，50%和100%）的再生混凝土梁来研究加固后再生混凝土梁的刚度、延性、承载力、裂缝分布及其开展情况的变化，与我们前期已经完成的原生混凝土梁的试验做一对照分析，并对前期试验中没有主要到的细节加以分析，比如浇注混凝土的抗拉强度和弹性模量的测量；加固梁不同测点处应变片的响应情况（与后期的模拟作对照）；裂缝在加载过程中的开裂长度与宽度的实时跟踪曲线；以及临近破坏时裂缝的变化情况和破坏形态的改变。

对再生加固梁的疲劳试验力求细致，对裂缝的宽度及其走向要记录好。

最后，在实验进行中要对梁的挠度和裂缝走向做实时观测记录，便于以后模拟与计算时对不同加载阶段的分析对照。

三、试验设备电液伺服万能试验机（W AW-100/300/300A）、岛津疲劳试验机应变测试仪DH-3816测量相应的静态应变变化动态数字应变仪采集试验数据LVDT位移传感计、百分表电阻应变片……四、试验内容1、再生混凝土基本性能的试验，包括骨料的表观密度、吸水率、堆积密度与空隙率，再生骨料的压碎指标，不同再生骨料取代率下的再生混凝土立方体抗压和抗折强度试验。

工程力学提高型实验报告专业：班级：学号：姓名：江苏科技大学（张家港）/苏州理工学院船舶与建筑工程学院力学教研室2013.12实验一叠合梁的纯弯曲实验报告成员：日期：成绩：一、实验目的1．通过对两种材料固结而成的梁的应力测试，加深对纯弯曲梁平面假设的理解；2．观察复合梁和叠合梁正应力分布情况，了解如何组合梁合理；3．测定梁纯弯曲时横截面上正应力的分布规律，并与理论计算结果进行比较，验证弯曲正应力公式；4．进一步熟悉电测的操作方法。

二、实验设备1. 叠合梁应变计布片位置见下图3，有关截面尺寸均已标注于梁上。

2. WYS-1弯曲实验台架。

见图13. 程控静态数字应变仪，型号：YE2538。

4. 用联结螺栓连接的叠合梁，钢梁与铝梁叠合（钢梁置于下方）。

1.叠合梁2.定位板3.支座4.试验机架5.加载手轮6.拉杆7.加载横梁 8.测力仪 9.加载系统10.载荷传感器 11.加载压头图1 弯曲实验台架三、实验原理在实际结构中，由于工作需要，把单一的梁、板、柱等构件组合起来，形成另一种新的构件形式经常被采用。

实际中的叠合梁的工作状态是复杂多样的，为了便于在实验室进行实验，实验仅选择两根截面积相同的矩形梁，用电测法测定其应力分布规律，观察叠合梁与纯弯曲梁应力分布的异同点。

如图2所示的叠合梁，由两种不同材料黏合在一起，在弯曲变形过程中无相对错动，则叠合梁横截面可视作整体。

上梁的弹性模量为E 1，下梁的弹性模量为E 2，且E 1<E 2，两种材料的横截面积尺寸相同。

由于两种材料的弹性模量不同，则叠合梁在对称横向弯曲时，其中性轴的位置不在叠合梁截面的几何形心位置，会偏向弹性模量大的下梁，设上梁横截面底端距叠梁截面中性距离为e ，即为我们所要确定的叠梁中性轴位置。

图2 叠合梁模型x 大小的确定：叠合梁横截面可视作整体，由平面假设可知，叠合梁横截面上各点处的纵向线应变沿截面高度呈线性规律变化，任一点y 处的纵向线应变为ε=ρy(1) 式中，ρ为中性层的曲率半径。