混凝土与砌体结构基本力学性能试验方案1

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1、混凝土与砌体结构基本力学性能试验方案1实验一受弯构件正截面承载力试验一、试验目的1.掌握制定结构试验方案的原则，设计简支梁受弯破坏试验的加荷方案和测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。2.观察钢筋混凝土受弯试件从开裂、受拉钢筋屈服、直至受压区混凝土被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程，掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面应力应变图形的特点。3.能够按照国家规范要求，对使用荷载作用下受弯构件的强度、刚度以及裂缝宽度等进行正确评价。4.分析配筋率对受弯构件正截面承载力及破坏形态的影响。5.熟悉结构试验的过程，掌握仪器仪表的使用，提高学生的实际动手、数据处理能力，锻炼学生分析问题、解决问题

2、的能力。二、使用仪器和设备1、静载反力试验装置2、液压千斤顶3、荷载分配梁4、荷载传感器5、滚动和铰支座若干6、支撑架7、应变片8、电阻应变仪9、百分表三、试验方案1.试件设计：（1）试件的主要参数：具体配筋情况请看图1.1和表1.1①混凝土强度等级：C20②试件截面（矩形）尺寸：b×h×l＝120×200×1500mm③箍筋类型：HPB235（纯弯段无箍筋，弯剪区有足够的箍筋，保证构件不会发生剪切破坏）图1.1梁受弯试件配筋梁受弯试件配筋表1.1试件编号试件特征混凝土保护层厚度（mm）配筋情况预估荷载P(kN)①②③PcrPyPuM1素混凝土梁0足够纵筋足够箍筋M2少筋梁1224足够纵筋足够

3、箍筋M3适筋梁22214足够纵筋足够箍筋M4超筋梁15320足够纵筋足够箍筋（2）试件设计依据：根据梁正截面受压区相对高度和界限受压区相对高度的比较可以判断出受弯构件的类型：当时，为适筋梁；当时，为超筋梁。界限受压区相对高度可按下式计算：(1-1)其中在进行受弯试件梁设计时，、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，、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，其中可按下式计算。(1-2)2.加载方案：（1）加载装置：图1.2为本课程进行梁受弯性能试验采

4、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。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1.2梁受弯试验装置图（2）加载方式：梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为15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。对于适筋梁，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

5、值的90％以后，每级荷载值不宜大于其荷载值的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当加载达到纵向受拉钢筋屈服后，按跨中位移控制加载，加载的级距为钢筋屈服工况对应的跨中位移；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。对于超筋梁，①～③的加载机制同适筋梁；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％；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。对于少筋梁，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的5

6、％；⑤少筋梁的开裂荷载和破坏荷载接近，而且表现为脆性破坏，注意加载过程的安全防护。（3）试件各加载荷载的估算：包括开裂弯矩、屈服弯矩、极限弯矩的估算。①开裂弯矩估算(1-3)其中，。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：(1-4)③极限弯矩估算对于适筋梁：，(1-5)对于超筋梁：，，(1-6)对于少筋梁：(1-7)（4）试件各荷载实测值的确定方法：包括开裂弯矩和极限弯矩。①开裂荷载实测值确定方法：A放大镜观察法：用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；当加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现

7、裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。B荷载－挠度曲线判别法：测定试件的最大挠度，取其荷载－挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值；C连续布置应变计法：在截面受拉区最外层表面，沿受力主筋方向在拉应力最大区段的全长范围内连续搭接布置应变计监测应变值的发展，取任一应变计的应变增量有