结构试验课程设计模板

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1、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，

2、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Mcr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My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

3、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Mu10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。b三、试验装置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—分配梁固定铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力梁及龙门架；10—千斤顶；P/2P/21001006006006002000（a）加载简图（k

4、N，mm）（b）弯矩图（kN·m）（c）剪力图（kN）0.3PP/2图2梁受弯试验加载和内力简图图1钢筋混凝土梁受弯试验装置图图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。采用10两点集中力加载，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=2000mm，a=100mm，b=600mm。四、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、剪力图见图2所示。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，

5、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。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，可采用下列方法确定开裂荷载实测值：①放大镜观察法用放大倍率不低于四倍的放大镜观察

6、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。②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；③连续布置应变计法10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突变时的荷载值作为开裂荷载实测值。3、承载

7、力极限状态确定方法对梁试件进行受弯承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：①对有明显物理流限的热轧钢筋，其受拉主筋的受拉应变达到0.01；②受拉主钢筋拉断；③受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；④挠度达到跨度的1/30；⑤受压区混凝土压坏。五、测试方法及试验中所用的仪器、仪表1.测试方法—正位实验、机测法、电测法结合2.加载设备—加荷架、手动千斤顶3.测试设备—静态电阻应变仪4.位移计—千斤顶5.裂缝—读数显微镜6.其它—卷尺、毛笔、墨等六、试件设计1、试件设计的依据根据梁

8、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：