建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)+答案

1、建筑結(jié)構(gòu)試驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)（課程編號(hào)：2448）鋼筋混凝土受彎梁試驗(yàn)報(bào)告助考學(xué)校：準(zhǔn)考證號(hào)：學(xué)生姓名:成 績(jī)：時(shí)間：2 0 年 月 日鋼筋混凝土受彎梁試驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)?zāi)康?、掌握制訂混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件試驗(yàn)方案的原則，設(shè)計(jì)鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁的制 作方案、受彎破壞的加荷方案和測(cè)試方案。2、熟悉常用鋼筋混凝土構(gòu)件制作及測(cè)試系統(tǒng)的組成，能根據(jù)試驗(yàn)設(shè)計(jì)量程 和精度要求準(zhǔn)確選擇試驗(yàn)設(shè)備和測(cè)量?jī)x器。3、初步掌握試驗(yàn)量測(cè)數(shù)據(jù)的整理和分析技術(shù)，正確撰寫試驗(yàn)報(bào)告。4、深化所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，提高科研興趣。二、試件設(shè)計(jì)和制作1、步驟(1) 設(shè)計(jì)鋼筋混凝土梁截面尺寸及配筋，在結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室按設(shè)計(jì)圖紙要求進(jìn) 行鋼筋下料。

2、設(shè)計(jì)鋼筋混凝土梁如圖1,梁長(zhǎng)1500mm,計(jì)算跨徑為1350mm,截面尺寸為125Q35mm。采用C20混凝土，縱筋為HRB335,箍筋級(jí)別為HPB235。1500532125428 6100222多余10圖1鋼筋混凝土梁截面尺寸(2) 按設(shè)計(jì)綁扎鋼筋，形成骨架，轉(zhuǎn)運(yùn)到工程訓(xùn)練中心。(3) 按混凝土梁截面尺寸選擇好模板，支好模板，將模板內(nèi)表面涂一薄層脫模劑以備脫模方便；將制作完的鋼筋籠按設(shè)計(jì)要求放入模板內(nèi)， 模板內(nèi)事先放 有設(shè)計(jì)好的保護(hù)層墊塊。(4) 將拌合均勻的混凝土裝入模板內(nèi)，填充飽滿，振搗密實(shí)，并制作立方 體試件。(5) 在自然條件下養(yǎng)護(hù)28天，幾天后拆除模板，注意澆水。(6) 將混凝土

3、梁和試件運(yùn)至實(shí)驗(yàn)室，按照預(yù)定方案進(jìn)行承載力試驗(yàn)，觀測(cè)裂縫的產(chǎn)生與開展情況，記錄試件受力各個(gè)過(guò)程的現(xiàn)象，直至試件破壞，并與預(yù)測(cè)結(jié)果比較，完成試驗(yàn)報(bào)告。2、試件檢查在養(yǎng)護(hù)28天后，進(jìn)行試驗(yàn)。試件實(shí)際尺寸：鋼筋混凝土梁長(zhǎng) 1.5m,高235mm,寬125mm；混凝土立方體試件尺寸：150 150 150mm。試件外觀特征：鋼筋混凝土梁底面、側(cè)面平滑，頂面略顯粗糙，混凝土顏色 基本一致，少部分區(qū)域略有顏色不均現(xiàn)象，呈黑色狀，無(wú)鋼筋裸露現(xiàn)象，無(wú)流漿 現(xiàn)象，底部存在個(gè)別蜂窩。三、測(cè)試方案試驗(yàn)全過(guò)程要測(cè)讀荷載施加力值、撓度和應(yīng)變的數(shù)據(jù)。1、試驗(yàn)設(shè)備表1試驗(yàn)設(shè)備一覽表儀器名稱液壓千斤頂加載平臺(tái)白分表電阻應(yīng)變片

4、電阻應(yīng)變儀數(shù)量111512、測(cè)點(diǎn)布置采取在梁跨中施加一集中力作用, 跨中位置較為薄弱,且撓度最大,應(yīng)力較 人,故將測(cè)點(diǎn)布置在跨中位置，分別測(cè)定跨中位置撓度、受拉區(qū)邊緣應(yīng)變、受壓 區(qū)邊緣應(yīng)變及中間區(qū)域應(yīng)變。測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示試驗(yàn)梁混凝土應(yīng)變片百分表圖2鋼筋混凝土梁測(cè)點(diǎn)布置圖應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)編號(hào)如圖3圖3混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)位置及編號(hào)«125532Oln5 n5 55 06013、受彎破壞的加載方案1）加載圖式450450450試驗(yàn)梁圖4鋼筋混凝土梁加載圖式2) 加載方式(1) 預(yù)加載：將混凝土梁的自重和梁上跨中位置處墊板、千斤頂?shù)仍O(shè)備重 作為預(yù)加載值。(2) 正常使用荷載試驗(yàn)和破壞試驗(yàn)加載荷載分級(jí)

5、原則：在正常使用荷載以內(nèi)，每級(jí)取其荷載值的20%, 一股分五級(jí) 加至標(biāo)準(zhǔn)荷載；超過(guò)正常使用荷載后，每級(jí)取其荷載值的10%,當(dāng)荷載加至承載 力試驗(yàn)荷載計(jì)算值的90%以后，每級(jí)取正常使用荷載的5%,直至破壞。3) 卸載：當(dāng)試件破壞后卸載，活理實(shí)驗(yàn)室，整理資料。四、混凝土立方體試件抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)1、將試件從養(yǎng)護(hù)地點(diǎn)取出后及時(shí)進(jìn)行試驗(yàn)，先將試件表面和上下承壓面擦 十凈。2、將試件安放在試驗(yàn)機(jī)的下壓板上，立方體的中心與試驗(yàn)機(jī)下壓板中心對(duì) 準(zhǔn)，落上壓板，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整試件與試驗(yàn)機(jī)，使接觸均衡。3、連續(xù)均勻加荷。4、當(dāng)試件接近破壞并開始急劇變形時(shí)，停止加壓，直至試件破壞，記錄破 壞荷載?；罾砥茐牡?/p>

6、試件。5、 根據(jù)破壞荷載，計(jì)算混凝土抗壓強(qiáng)度，實(shí)測(cè)混凝土強(qiáng)度為27.3MPa。五、試驗(yàn)荷載計(jì)算根據(jù)混凝土抗壓強(qiáng)度，計(jì)算梁開裂荷載和破壞荷載。六、梁受彎加載試驗(yàn)1、試驗(yàn)步驟(1) 安裝試件，標(biāo)好測(cè)點(diǎn)位置，用砂紙打磨后涂 AB膠，4個(gè)小時(shí)后打磨， 用丙酮活洗十凈。(2) 安裝儀器儀表，在跨中位置下方安放白分表，在應(yīng)變片測(cè)點(diǎn)位置貼應(yīng) 變片，并焊接線路，聯(lián)線調(diào)試。(3) 試驗(yàn)準(zhǔn)備就緒后，首先預(yù)加一級(jí)荷載，觀察所有儀器是否工作正常。 加載前讀白分表和應(yīng)變儀，檢查有無(wú)初始裂縫并記錄。(4) 按加載方案加載，每級(jí)加載后等試件變形趨丁穩(wěn)定后，再仔細(xì)測(cè)讀儀 表讀數(shù)，待校核無(wú)誤，方可進(jìn)行下一級(jí)加荷，直至加到破壞為

7、止。加載過(guò)程中注 意觀察梁有無(wú)裂縫等。(5) 構(gòu)件裂縫較大時(shí)拆除記錄撓度的白分表，繼續(xù)加載至完全破壞時(shí)，記 下破壞荷載值。(6) 整理分析試驗(yàn)結(jié)果。2、試驗(yàn)記錄表2梁受彎試驗(yàn)計(jì)錄表)丁與荷載(KN)位移(mm)應(yīng)發(fā)12345100000002280.120-0.117-0.011-0.059713380.410-201-9-991444480.930-347-10-1722635581.380-477-9-2333756681.890-622-10-3065007782.440-772-18-3776168883.570-935-36-4597259984.99960-1060-54-5348

8、193、試驗(yàn)結(jié)果整理分析(2)在下圖中畫出梁的荷載一變形曲線圖01.02.03.04.05.0撓度(mm)(3)對(duì)表2實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行判別，選擇有效測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，畫出梁跨中截面在各 級(jí)荷載作用下的截面應(yīng)變分布圖，并驗(yàn)證平截面假定。由圖3所示各測(cè)點(diǎn)位置及平截面假定可知，測(cè)點(diǎn)3應(yīng)為中和軸附近，即應(yīng)變較小；而測(cè)點(diǎn)1應(yīng)變應(yīng)較測(cè)點(diǎn)2大，且為壓應(yīng)變；測(cè)點(diǎn) 4可能為壓應(yīng)變，亦可能為拉應(yīng)變，但從表中數(shù) 據(jù)看，其測(cè)值不合理，判定為失效測(cè)點(diǎn)；故有效測(cè)點(diǎn)為測(cè)點(diǎn)2、測(cè)點(diǎn)3和測(cè)點(diǎn)5。上圖中給出了各級(jí)荷載下跨中截面各測(cè)點(diǎn)應(yīng)變情況圖，從圖中可以看出，跨中截面從加載至破壞各階段，基本呈一條直線，即同一截面在受荷前后基本保持一平面，符

9、合平截面假定。(4) 試述試驗(yàn)現(xiàn)象，并判定試驗(yàn)梁的破壞屆丁延性破壞，還是脆性破壞？ 是適筋梁，還是超筋梁？ 荷載為28KN時(shí)，裂縫開始出現(xiàn)但數(shù)量較少，裂紋細(xì)微長(zhǎng)度較短，集中在純彎段，裂 縫的寬度為0.03mm左右； 荷載為38KN時(shí)，裂縫數(shù)量逐漸增加，裂紋逐漸變長(zhǎng)，支座端開始出現(xiàn)裂紋，裂縫的 寬度為0.05mm左右； 荷載為48KN時(shí)，裂縫數(shù)量繼續(xù)增加，裂紋繼續(xù)變長(zhǎng)，分枝狀裂縫開始出現(xiàn)，裂縫的 寬度為0.08mm左右； 荷載為68KN時(shí)，裂縫數(shù)量持續(xù)增加，裂紋持續(xù)變長(zhǎng)，裂縫的寬度為0.1mm； 荷載為78KN時(shí)，裂縫的寬度為 0.2mm。隨著荷載的增加，裂縫越多越大； 在荷載為98KN時(shí)，構(gòu)件

10、破壞。從上述試驗(yàn)現(xiàn)象可知， 試件從屈服至破壞過(guò)程中，荷載增幅較小，但跨中撓度有較大增幅，且受力鋼筋達(dá)到屈服后，受壓區(qū)混凝土被壓碎破壞，屬于典型的適筋梁破壞特征，具有 較好的延性。(5) 試件受力情況分析答：試驗(yàn)構(gòu)件受到混凝土梁的自重和梁上跨中位置處墊板、千斤頂?shù)仍O(shè)備重力作用， 方向向下，兩端支座處的受到支座反力，方向向上，試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)千斤頂施加的集中荷載，方向向下。在集中荷載加載過(guò)程中的受力情況，梁兩端三分之一段內(nèi)截面所受剪力比較大， 跨中三分之一則只受彎矩作用，即處于純彎曲狀態(tài)。跨中橫截面上下部受拉，上部受壓，隨 著外力的增加。通過(guò)理論分析如下：正截面承載力分析已知構(gòu)件混凝土為 C20,

11、貝U fc=9.6MPa , b=125mm , E b=0.55, c=20mm ,縱筋為 HRB335 , 則 fy=300MPa , As=760mm2由 fcbx = fyR = x = 190mm則匚=* = 0.931匕由理論計(jì)算可知該試驗(yàn)構(gòu)件梁為超筋梁，試驗(yàn)結(jié)果可以看出有明h°顯的三個(gè)階段屬于適筋梁。理論和實(shí)驗(yàn)結(jié)果有離散差別。貝懶 xb =匕h0 =0.55204 = 112.2mm可計(jì)算得出 M” =19.91kN.m則 Fu=66.38kN由上述理論計(jì)算可知，構(gòu)件承載力取Fu=66.38kN ,理論結(jié)果比試驗(yàn)結(jié)果偏小。（6）梁受彎試驗(yàn)撓度觀測(cè)方案是否合理？如何改善？并圖示不合理，應(yīng)在支座處設(shè)置位移觀測(cè)點(diǎn)（參考點(diǎn)），跨中撓度值應(yīng)為：中間測(cè) 點(diǎn)減去兩支座測(cè)點(diǎn)平均值。（7）分析探討影響試驗(yàn)定量分析的誤差的產(chǎn)生原因，并根據(jù)梁受力特點(diǎn)和 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，指出哪些