新深大試驗梁教學(xué)報告

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程第一教學(xué)試驗鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受彎構(gòu)件正截面強度實驗正截面受彎破壞梁的設(shè)計（適筋梁、少筋梁、超筋梁各四根，各含兩種不同配筋率）一、 試驗?zāi)康?. 觀察適筋梁、超筋梁和少筋梁的破壞過程（裂縫出現(xiàn)及開展、撓度變化及破壞特征）。2. 通過試驗測量混凝土強度。3. 觀察適筋梁純彎段在使用階段的裂縫寬度及裂縫間距。4. 初步了解正截面科學(xué)研究的基本方法。5. 比較適筋梁與超筋梁的破壞狀態(tài)及破壞荷載和撓度情況。二、 試件設(shè)計1.實驗前準備 每組按照指定的設(shè)計類型（少筋梁、適筋梁、超筋梁）完成初步設(shè)計，包括梁的配筋率計算、配合比計算、鋼筋下料圖及梁的實驗方案設(shè)計等內(nèi)容。并計算開裂荷載、極限荷載。

2、2.綁扎鋼筋依據(jù)配筋率和鋼筋下料圖綁扎鋼筋。3.支模板、放置鋼筋、澆筑混凝土、振搗、養(yǎng)護。4.按照實驗方案設(shè)計加載方法及測試內(nèi)容，觀察和描繪試件破壞情況，記錄極限荷載。本實驗試件設(shè)計如下： 1. 適筋梁的參數(shù)以及配筋HRB400受拉鋼筋，C50以下混凝土：C30混凝土：，； 第一種縱向配筋：受壓區(qū)配置兩根直徑6mm的HPB300鋼筋，；受拉區(qū)配置兩根直徑18mm的HRB400鋼筋，； 第二種縱向配筋：受壓區(qū)配置兩根直徑6mm的HPB300鋼筋，；受拉區(qū)配置兩根直徑20mm的HRB400鋼筋，；選配10100的HRB300型雙肢箍；。擬配截面為，保護層取25mm。則。 圖1 第一種適筋梁(2根)

3、配筋圖圖2 第二種適筋梁(2根)配筋圖2. 配筋驗算最大配筋率：；最小配筋率：。截面有效面積； 第一種縱向配筋：受壓筋面積；受拉筋面積；單根箍筋面積，配筋率；，符合適筋破壞的條件。中和軸高度：，受壓鋼筋能夠達到屈服強度。適筋梁的極限彎矩：采用四點加載，其最大彎矩產(chǎn)生在加載點橫截面上，設(shè)為支座到加載點水平距離，則有：故極限荷載： 第二種縱向配筋：受壓筋面積；受拉筋面積；單根箍筋面積。配筋率；，符合適筋破壞的條件。中和軸高度：，受壓鋼筋能夠達到屈服強度。適筋梁的極限彎矩：采用四點加載，其最大彎矩產(chǎn)生在加載點橫截面上，設(shè)為支座到加載點水平距離，則有：故極限荷載：3.箍筋驗算由于，且梁截面高度為280

4、，故梁中箍筋最大間距為150mm，選定箍筋直徑為10mm，間距為100mm，得：配箍率。滿足最小配箍率要求。4. 抗剪驗算；截面剪跨比 第一種縱向配筋：截面不會發(fā)生斜壓破壞。梁的最大抗剪承載力：由于，故梁彎曲破壞前不會發(fā)生剪切破壞。 第二種縱向配筋：截面不會發(fā)生斜壓破壞。梁的最大抗剪承載力：由于，故梁彎曲破壞前不會發(fā)生剪切破壞。5. 少筋梁配筋根據(jù)上面的適筋梁配筋方案，現(xiàn)設(shè)計兩種少筋梁配筋如下： 第一種縱向配筋：2根直徑為6mm的HPB300筋，。 第二種縱向配筋：1根直徑為6mm和一根直徑為8mm的HPB300筋，。圖3 第一種少筋梁(2根)配筋圖圖4 第二種少筋梁(2根)配筋圖6. 超筋梁

5、配筋根據(jù)上面的適筋梁配筋方案，現(xiàn)設(shè)計兩種超筋梁配筋為： 第一種縱向配筋：2根直徑為22mm的HRB400筋，。 第二種縱向配筋：2根直徑為24mm的HRB400筋，。圖5 第一種超筋梁(2根)配筋圖圖6 第二種超筋梁(2根)配筋圖三、 主要儀器、設(shè)備設(shè)備名稱：千斤頂，傳感器，百分表，讀數(shù)顯微鏡，靜態(tài)電阻應(yīng)變儀，回彈儀，裂縫寬度觀測儀，加荷架，數(shù)字萬用表，鋼筋掃描儀等。四、加載裝置采用兩點加載，梁中部為純彎區(qū)段。見圖2-1.五、儀表安裝（見圖2-1）1.百分表(13)用來測定梁的撓度，其中1、2用來測定支座沉降。2.百分表（47）用來測定縱向應(yīng)變以驗證平截面假定。3.千斤頂、分配梁應(yīng)與試件在同一

6、平面內(nèi)，并對中。4.用荷載傳感器和電阻應(yīng)變儀的應(yīng)變顯示所加荷載。六、安全措施及注意事項為了得到準確可靠的試驗數(shù)據(jù)以及保證試驗過程中人和儀器儀表的安全，應(yīng)做到：1. 試驗區(qū)域必需整潔整齊。2. 加載系統(tǒng)穩(wěn)定可靠3. 為了防止儀表損壞，在安裝時應(yīng)輕拿輕放，用力要適當，并綁好安全繩。4. 在試驗中不能觸動儀表，以免影響讀數(shù)。5. 試驗梁下設(shè)安全墊塊以免梁破壞時傷害人員和破壞儀表。七、加載制度在進行實驗前應(yīng)認真本實驗指導(dǎo)書，復(fù)習(xí)課程中有關(guān)知識，了解各種測試設(shè)備和測試儀表的性能、原理、操作方法及使用時的注意事項。試驗按以下步驟進行：1.由教師預(yù)安裝或在教師指導(dǎo)下由學(xué)生安裝試驗梁，布置安裝試驗儀表。2.記

7、錄試驗梁編號、量測并記錄試驗梁尺寸、記錄試驗梁配筋數(shù)量、所用材料的強度指標、千分表安裝位置和標距以及標定的電阻應(yīng)變儀讀數(shù)和荷載傳感器的轉(zhuǎn)換關(guān)系等有關(guān)數(shù)據(jù)。3.檢查試驗儀表并調(diào)整儀表初讀數(shù)。4.根據(jù)試驗梁的截面尺寸、配筋數(shù)量、材料強度等估算試驗梁的破壞荷載值（也可以在實驗進行之前進行）。5.利用荷載傳感器進行控制，按估算破壞荷載值的十分之一左右對試驗梁分級加載，相鄰兩次加載的間隔時間為23分鐘。在每級加載后的間歇時間內(nèi)，認真觀察實驗梁上是否出現(xiàn)裂縫，記錄電阻應(yīng)變儀、百分表和千分表讀數(shù)。6.在實驗梁上發(fā)現(xiàn)第一條裂縫后，在試驗梁表面對裂縫進行標記，記錄前一級荷載下的電阻應(yīng)變儀讀數(shù)。7.繼續(xù)利用荷載傳

8、感器進行控制，按估算破壞荷載值的五分之一左右對試驗梁分級加載，相鄰兩次加載的間隔時間為510分鐘。在每級加載后的間歇時間內(nèi)，認真觀察梁上原有裂縫的發(fā)展和新裂縫的出現(xiàn)等情況并進行標記，記錄電阻應(yīng)變儀、千分表和百分表讀數(shù)。8.繼續(xù)加載，當所加荷載約為破壞荷載的60%70%時，用讀數(shù)放大鏡測讀最大裂縫寬度和用直尺量測裂縫間距并記錄。9.加載至試驗梁破壞，記錄電阻應(yīng)變儀讀數(shù)。10.卸載。記錄試驗梁破壞時裂縫的分布情況。八、實驗內(nèi)容1.混凝土配合比設(shè)計2.鋼筋下料長度計算鋼筋編號簡圖型號直徑（mm）下料長度（mm）單位根數(shù)總長（mm）3.按照理論公式計算Mu值，并求出Mu/MuS4.試驗記錄表表一 百分

9、表記錄荷載表1表2表3跨中撓度P(KN)讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差表二 電阻應(yīng)變儀記錄表荷載1234P(KN)讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差6.繪制M-f圖7.截面平均應(yīng)變分布圖8.闡述構(gòu)件破壞特征，繪出破壞圖形9.實驗分析與總結(jié)結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程第二教學(xué)試驗 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力實驗斜截面受剪破壞梁的設(shè)計（兩根梁斜拉破壞；兩根梁斜壓破壞；四根梁剪壓破壞，含兩種配箍率。）一、試驗?zāi)康?加深認識剪壓破壞形態(tài)的主要特征，以及產(chǎn)生破壞特征的機理。2驗證斜截面強度的計算公式，掌握有腹筋梁的受力模型。3加深了解箍筋對斜截面抗剪性能的作用。二、測試內(nèi)容和要求1.觀察試驗梁的撓度2.量

10、測斜裂縫出現(xiàn)后箍筋的應(yīng)變。3.仔細觀察裂縫的出現(xiàn)和開展過程，特別注意觀察剪跨內(nèi)斜裂縫的出現(xiàn)和開展的全過程。斜裂縫出現(xiàn)后，描繪裂縫走向，按照出現(xiàn)先后順序編號，并在裂縫頂端注明相應(yīng)的荷載值，待試驗梁破壞后再繪制裂縫分布圖和破壞形態(tài)圖。4.記錄斜截面破壞荷載，并驗算截面破壞時的Vou/Vu(Vou和Vu分別為斜截面破壞形態(tài)時的剪力試驗值和理論值)三、試驗梁尺寸和配筋1. 剪壓破壞梁的參數(shù)以及配筋C30混凝土，；縱筋配置：受壓區(qū)兩根直徑6mm的架立筋，鋼筋型號為HPB300，；受拉區(qū)兩根直徑20mm受拉縱筋，鋼筋型號為HRB400，；擬配截面為，保護層25mm。最小配箍率選配直徑為6150的箍筋，其配

11、箍率2. 抗彎承載力計算受壓筋面積；受拉筋面積；配筋率；，符合適筋破壞的條件。該梁的極限彎矩：采用四點加載，其最大彎矩產(chǎn)生在加載點橫截面上，設(shè)為支座到加載點水平距離，則有：故受彎破壞情況下所能承受極限荷載為：3. 抗剪承載力計算；截面剪跨比截面不會發(fā)生斜壓破壞。梁的最大抗剪承載力：由于,故該梁為剪切破壞。又，不會發(fā)生斜拉破壞。故該梁最終破壞形態(tài)為剪壓破壞。同理可推知，當配置直徑為6mm間距為100mm的箍筋時，梁的抗剪承載力為63.21kN，該值亦小于梁受彎破壞時的剪力值82.92kN。圖7 第一種剪壓破壞梁(2根)配筋圖圖8 第二種剪壓破壞梁(2根)配筋圖4. 斜拉破壞梁的配筋計算選定箍筋間

12、距為350mm，圖9 斜拉破壞梁(2根)配筋圖四、試件制作（同第一試驗）五、試驗方法1.根據(jù)試驗梁的最大承載能力，確定加載裝置和加載方式。本次試驗加載裝置及測點布置如下圖所示。采用兩點加載，見圖2-2.六、實驗前的準備1.復(fù)習(xí)受彎構(gòu)件斜截面的強度計算內(nèi)容，仔細閱讀實驗指導(dǎo)書，充分了解本次實驗的目的、要求、測試等內(nèi)容。2.根據(jù)所給試驗梁尺寸配筋，計算試驗梁的破壞荷載，確定加載級數(shù)和每級加載值。七、加載制度（同第一試驗）八、實驗報告內(nèi)容和要求1.根據(jù)試驗原始記錄和實驗過程中觀察到的現(xiàn)象，進行整理、分析、歸納。將實驗結(jié)果總匯，以圖表、文字說明之。2.繪制試驗梁裂縫圖。3.繪制斜截面(前跨區(qū))破壞形態(tài)圖。4.繪制荷載(p)-撓度(s)曲線。5.繪制荷載(p)-箍筋應(yīng)力(S)曲線6.實驗結(jié)果匯總表7.實驗結(jié)果分析：分析產(chǎn)生破壞的條件和影響斜截面強度的因素。九、實驗結(jié)果與分析1.試驗記錄表表一 百分表記錄荷載表1表2表3跨中撓度P(KN)讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差表二 電阻應(yīng)變儀記錄表荷載1234P(KN)讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀數(shù)讀數(shù)差讀