混凝土结构实验指导书及实验报告(学生用).doc

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1、土木工程学院《混凝土结构设计基本原理》实验指导书及实验报告适用专业：土木工程周淼编班级：姓名：学号：河南理工大学2018年9月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

2、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，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

3、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Mu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。三、试验装置6—分配梁固定铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力横梁；10—千斤顶；图1钢筋混凝土梁受弯试验装置图P/2P/21001005005005001700（a）加载简图（

4、kN，mm）0.25P（b）弯矩图（kN·m）（c）剪力图（kN）P/2图2梁受弯试验加载和内力简图图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=1700mm，a=100mm，b=500mm。四、实验仪器和器材1.反力架2.20t手动千斤顶1台、传感器1个3.应变—静态电阻应变仪1台4.位移计—百分表3个（1个30mm，2个10mm）5.裂缝—3放大镜（观测裂缝）、1个裂缝测宽仪（测量宽度）1.其它—电烙铁、万用表、卷尺、毛笔、

5、墨等五、试件设计1、试件的主要参数①试件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝80×160×1700mm；②混凝土强度等级：C30；③纵向受拉钢筋的种类：HRB335；④箍筋的种类：HPB300；⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm；试件的配筋情况见图3。图3梁截面尺寸及配筋图6@100φ6@100φ1005005005001008016025251101700102Φ26φ2、试件加载估算①开裂弯矩估算Mcr=0.292(12.5αA)+ftkbh2(2)其中αA=2αbhEAs，αE=EEsc。②屈服弯矩估算My=fyAs(h0−xn/3)0.9≈Mu(3)③极限弯矩估算

6、Mu=α1fcbh02ξb(1−0.5ξb)(4)六、量测内容1、混凝土平均应变在梁跨中一侧面布置4个应变片，应变片间距30mm，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，测点布置见图4。850850160应变片1应变片2应变片3应变片4图4梁受弯试验混凝土平均应变测点布置2、纵向受力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，测点布置见图5。钢筋应变片2钢筋应变片（贴于钢筋下侧）钢筋应变片185085080160图5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

7、图6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。图6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40mm×50mm的网格。试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。构件开裂后立即对裂缝的发生发展情况进行详细观测，用裂缝测宽仪及钢直尺等工具量测各级荷载作用下的裂缝宽度、长度，并采用数码相机拍摄后手工绘制裂缝展开图，裂缝宽度的测量位置为构件的侧面相应于受拉主筋高度处。最大裂缝宽