鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)橋土

1、鋼筋混凝土梁正截面破壞實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土梁的承載力、撓度、鋼筋應(yīng)變及裂縫等參數(shù)的測(cè)定，了解鋼筋混凝土梁受彎構(gòu)件（適筋梁）受力破壞的一般過(guò)程；2 通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證鋼筋混凝土受彎構(gòu)件平均應(yīng)變平截面假定的正確性。3 通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)適筋鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn)、變形性能和裂縫開(kāi)展規(guī) 律的理解。4*S4.掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理和表達(dá)方法，提高分析和解決問(wèn)題的能力。二、試驗(yàn)內(nèi)容1 .量測(cè)各級(jí)荷載作用下試驗(yàn)梁的截面應(yīng)變。2 估計(jì)試驗(yàn)梁的開(kāi)裂荷載，觀(guān)察裂縫的出現(xiàn)，實(shí)測(cè)試驗(yàn)梁的開(kāi)裂荷載。3 量測(cè)試驗(yàn)梁裂縫的寬度和間距，記錄試驗(yàn)梁破壞時(shí)裂縫的分布情況。4 量測(cè)試驗(yàn)梁在各級(jí)荷載作用下的

2、撓度。5 估計(jì)試驗(yàn)梁的破壞荷載，觀(guān)察試驗(yàn)梁的破壞形態(tài)，實(shí)測(cè)試驗(yàn)梁的破壞荷載。三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1 試件一鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁1根、尺寸及配筋如圖所示?；炷猎O(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)：C25;保護(hù)層厚度：20mm鋼筋：縱筋3 $ 8, I級(jí)（實(shí)際測(cè)得鋼筋屈服強(qiáng)度為 390MPa極限抗拉強(qiáng)度為450 MP0） 箍筋：$ 6 120,1級(jí)試件尺寸：b = 100mm h = 150mm L = 1050mm制作和養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)：常溫制作與養(yǎng)護(hù)2 實(shí)驗(yàn)所需儀器：手動(dòng)螺旋千斤頂1個(gè)，壓力傳感器各1個(gè)；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀一臺(tái)；百分表及磁性表座各3個(gè)；刻度放大鏡、鋼卷尺；反力裝置1套。四、實(shí)驗(yàn)方案為研究鋼筋混凝土梁的受力性能，主要測(cè)

3、定其承載力、各級(jí)荷載下的撓度和裂縫開(kāi)展情況，另外就是測(cè)量控制區(qū)段的應(yīng)變大小和變化，找出剛度隨荷載變化的規(guī)律。1. 加載裝置梁的實(shí)驗(yàn)荷載一般較大，多點(diǎn)加載常采用同步液壓加載方法。 構(gòu)件實(shí)驗(yàn)荷載的布置應(yīng)符 合設(shè)計(jì)的規(guī)定，當(dāng)不能相符時(shí)，應(yīng)采用等效荷載的原則進(jìn)行代換， 使構(gòu)件實(shí)驗(yàn)的內(nèi)力圖與設(shè) 計(jì)的內(nèi)力圖相近似，并使兩者的最大受力部位的內(nèi)力值相等。作用在試件上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備重 量及試件自重等應(yīng)作為第一級(jí)荷 載的一部分。確定試件的實(shí)際開(kāi)裂 荷載和破壞荷載時(shí)，應(yīng)包括試件自 重和作用在試件上的墊板，分配梁等加荷設(shè)備重量（本實(shí)驗(yàn)梁的跨度 小，這些影響可忽略不計(jì)）。2. 測(cè)試內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置測(cè)試內(nèi)容鋼筋及混凝土應(yīng)變、撓

4、度和裂縫寬度等。本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試具體項(xiàng)目：正截面應(yīng)變；圖3- 2加載裝置圖縱向受力鋼筋應(yīng)變；梁撓度；裂縫發(fā)展情況；開(kāi)裂荷載；屈服荷載；破壞荷載。純彎區(qū)段混凝土表面布置 5個(gè)電阻應(yīng)變片（自行設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)位置），實(shí)驗(yàn)前完成應(yīng)變片粘貼工作。另外梁內(nèi)受拉主筋各布有電阻應(yīng)變片1片。撓度測(cè)點(diǎn)三個(gè)：跨中測(cè)點(diǎn) 1個(gè)，支座沉降點(diǎn)（2個(gè)）。3. 實(shí)驗(yàn)步驟實(shí)驗(yàn)為半開(kāi)放式：實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)，了解實(shí)驗(yàn)過(guò)程，在指導(dǎo)教師解答 提問(wèn)、講明注意事項(xiàng)之后，由學(xué)生自己提具體實(shí)施方案，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，分組（每組不 多于10人）自行操作實(shí)驗(yàn)。教師給出實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備并實(shí)時(shí)指導(dǎo)。具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：（1）考察實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及儀器設(shè)備

5、，聽(tīng)實(shí)驗(yàn)介紹，寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。（2）試件安裝及實(shí)驗(yàn)裝置檢查。a. 安裝支座、試件。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無(wú)偏斜。b. 貼電阻應(yīng)變片（程序?yàn)椋簶?gòu)件表面磨平處理；表面清洗；貼應(yīng)變片：不作防護(hù)），要求位置準(zhǔn)確；粘貼牢固，無(wú)氣泡等；c. 安裝百分表。要求垂直、對(duì)準(zhǔn)；d. 安裝分配梁。分配梁支撐位于梁跨的三分點(diǎn)處。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無(wú)偏斜。e. 安裝手動(dòng)油壓千斤頂和壓力傳感器。連接傳感器和測(cè)力儀。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無(wú)偏 斜。f. 最后檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否穩(wěn)定、偏斜及位置是否準(zhǔn)確；儀表是否正常工作。(3) 測(cè)量梁實(shí)際跨度、截面尺寸、加載點(diǎn)位置、混凝土應(yīng)變片位置等。(4) 預(yù)加載實(shí)驗(yàn)(按破壞荷載的 20%考

6、慮，)。按13級(jí)預(yù)加載(0-2kN-3kN-4kN ),測(cè) 讀數(shù)據(jù)，觀(guān)察試件、裝置和儀表工作是否正常并及時(shí)排除故障。預(yù)載值的大小，必須小于構(gòu) 件的開(kāi)裂荷載值。然后卸載至0。( 5)儀表調(diào)零或讀儀表初值并記錄。畫(huà)記錄圖、表，作好記錄準(zhǔn)備。( 6)正式加載實(shí)驗(yàn)。本次實(shí)驗(yàn)加載制度：分級(jí)加載，混凝土開(kāi)裂前，每級(jí)加載2kN,開(kāi)裂后，每級(jí)加載 4kN,縱向鋼筋受力屈服后，按跨中位移控制，每級(jí)加載 2mm加載每級(jí)停歇時(shí)間 5分鐘，在讀數(shù) 穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)并記錄，數(shù)據(jù)填入記錄表內(nèi)。4注意事項(xiàng)( 1 ) 進(jìn)行破壞實(shí)驗(yàn)時(shí)， 應(yīng)根據(jù)預(yù)先估計(jì)的可能破壞情況做好安全防范措施， 以防損壞儀 器設(shè)備和造成人員傷亡事故。( 2)

7、隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行注意儀表及加荷載裝置的工作情況， 細(xì)致觀(guān)察裂縫的發(fā)生、 發(fā)展和 構(gòu)件的破壞形態(tài)。 裂縫的發(fā)生和發(fā)展用眼睛觀(guān)察， 裂縫寬度用刻度放大鏡測(cè)量， 在標(biāo)準(zhǔn)荷載 下的最大裂縫寬度測(cè)量應(yīng)包括正截面裂縫和斜截面裂縫。 正截面裂縫寬度應(yīng)取受拉鋼筋處的 最大裂縫寬度， 測(cè)量斜裂縫時(shí)， 應(yīng)取斜裂縫最大處測(cè)量。 每級(jí)荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)隨實(shí) 驗(yàn)的進(jìn)行在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級(jí)別和裂縫寬度值。當(dāng)試件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)， 注意觀(guān)察試件的破壞特征并確定其破壞荷載值。 規(guī)定： 當(dāng)發(fā)現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即認(rèn)為該構(gòu)件已經(jīng)達(dá)承載能力極限狀態(tài)(破壞)。在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂檢驗(yàn)中， 當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)裂縫時(shí)，

8、應(yīng)取本級(jí)荷載值與前一級(jí)荷載值的平均值作為其開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間結(jié)束后出現(xiàn)裂縫 時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值作為其開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值。依據(jù)“鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)” ，試件的破壞荷載值：1 )正截面強(qiáng)度破壞。受壓混凝土破損；縱向受拉鋼筋被拉斷；縱向受拉鋼筋達(dá)到或超過(guò)屈服強(qiáng)度后致使構(gòu)件撓度達(dá)到跨度的150，或構(gòu)件縱向受拉鋼筋處的最大裂縫寬度達(dá)到 1.5mm。2) 斜截面強(qiáng)度破壞受壓區(qū)混凝土剪壓或斜拉破壞； 箍筋達(dá)到或超過(guò)屈服強(qiáng)度后致使斜裂縫寬度達(dá)到1.5mm；混凝土斜壓破壞。3) 受力筋在端部滑脫或其它錨固破壞。5實(shí)驗(yàn)記錄參考圖表(1)應(yīng)變記錄參考表測(cè)點(diǎn)( £ ) 荷載、

9、(kN)'、混凝土截面主筋測(cè)點(diǎn)1測(cè)點(diǎn)2測(cè)點(diǎn)3測(cè)點(diǎn)4測(cè)點(diǎn)5測(cè)點(diǎn)6測(cè)點(diǎn)7111布片圖(2)撓度記錄參考表'、測(cè)點(diǎn) 荷載、 (kN)、測(cè)點(diǎn)1(mm測(cè)點(diǎn)2(mm測(cè)點(diǎn)3(mm實(shí)測(cè)值增量值實(shí)測(cè)值增量值實(shí)測(cè)值增量值111測(cè)點(diǎn)布置圖(3)裂縫記錄、裂縫 荷載 (kN)第1條(mm第2條(mm第3條(mm裂縫條數(shù)寬度縱向長(zhǎng)度寬度縱向長(zhǎng)度寬度縱向長(zhǎng)度111裂縫距梁端距離裂縫展開(kāi)圖注意：在裂縫展開(kāi)圖應(yīng)詳細(xì)記錄裂縫的位置，長(zhǎng)度，寬度（對(duì)應(yīng)與縱向受力鋼筋側(cè)向投影 處）。五、相關(guān)知識(shí)1 確定開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值： 放大鏡觀(guān)察法用放大倍率不低于四倍的放大鏡觀(guān)察裂縫的出現(xiàn)；當(dāng)在加載過(guò)程中第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取前一級(jí)

10、荷載值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi)第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值與前一級(jí)荷載的平均值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間結(jié)束后第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值作為開(kāi)裂荷載 實(shí)測(cè)值。 荷載一撓度曲線(xiàn)判別法測(cè)定試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件的最大撓度，取其荷載一撓度曲線(xiàn)上斜率首次發(fā)生突變時(shí)的荷載值作 為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè)值； 連續(xù)布置應(yīng)變計(jì)法在截面受拉區(qū)最外層表面，沿受力主筋方向在拉應(yīng)力最大區(qū)段的全長(zhǎng)范圍內(nèi)連續(xù)搭接布 置應(yīng)變計(jì)監(jiān)測(cè)應(yīng)變值的發(fā)展，取任一應(yīng)變計(jì)的應(yīng)變?cè)隽坑型蛔儠r(shí)的荷載值作為開(kāi)裂荷載實(shí)測(cè) 值。2 試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件裂縫的量測(cè)試驗(yàn)結(jié)構(gòu)構(gòu)件開(kāi)裂后應(yīng)立即對(duì)裂縫的發(fā)生發(fā)展情祝進(jìn)行詳細(xì)觀(guān)測(cè)，并應(yīng)量測(cè)使用

11、狀態(tài)試驗(yàn)荷載值作用下的最大裂縫寬度及各級(jí)荷毅作用下的主妥裂縫寬度、長(zhǎng)度及裂縫間距，并應(yīng)在試件上標(biāo)出、繪制裂縫展開(kāi)圖。3. 承載力的確定結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為軸心受拉、偏心受拉、受彎、大偏心受壓時(shí)，其標(biāo)志如下： 對(duì)有明顯物理流限的熱軋鋼筋，其受拉主鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度，受拉應(yīng)變達(dá)到0.01 ;對(duì)無(wú)明顯物理流限的鋼筋，其受拉主鋼筋的受拉應(yīng)變達(dá)到0.01 ; 受拉主鋼筋拉斷； 受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達(dá)到1.5mm 撓度達(dá)到跨度的1/50 ;對(duì)懸臂結(jié)構(gòu)，撓度達(dá)到懸臂長(zhǎng)的1/25 ; 受壓區(qū)混凝土壓壞。結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為軸心受壓或小偏心受壓時(shí)，其標(biāo)志是混凝土受壓破壞。結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力情況為受剪時(shí)，其標(biāo)志如

12、下： 斜裂縫端部受壓區(qū)混凝土剪壓破壞； 沿斜截面混凝土斜向受壓破壞； 沿斜截面撕裂形成斜拉破壞； 箍筋或彎起鋼筋與斜裂縫交會(huì)處的斜裂縫寬度達(dá)到15mm開(kāi)裂彎矩Mcr按下列公式計(jì)算Mcr +pcftk）W。7 2So式中：So 全截面換算截面重心軸以上（或以下）部分面積對(duì)重心軸的面積矩；二pc扣除全部預(yù)應(yīng)力損失后的預(yù)加力在構(gòu)件抗裂邊緣產(chǎn)生的混凝土預(yù)壓應(yīng)力；Wo 換算截面抗裂邊緣的彈性抵抗矩六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括如下項(xiàng)目：（一）實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)（二）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模ㄈ?shí)驗(yàn)方案（四）實(shí)驗(yàn)分析1. 截面應(yīng)力、應(yīng)變分析（1）用實(shí)測(cè)應(yīng)變值繪制截面應(yīng)力圖利用混凝土應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)，繪制梁正截面應(yīng)變圖，分析截面應(yīng)力是否符合現(xiàn)有理論。（2）繪制荷載一鋼筋應(yīng)變曲線(xiàn)（按比例繪制，用方格紙畫(huà)圖）2. 撓度分析（1）計(jì)算理論值依據(jù)實(shí)測(cè)截面有效高度 h。、混凝土彈性模量 Ec等近似計(jì)算跨中撓度理論值，或用有限 元程序計(jì)算。（2）分析各點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度值跨中撓度等于相應(yīng)百分表讀數(shù)減去支座沉降在該點(diǎn)產(chǎn)生的影響。繪制荷載一撓度曲線(xiàn)和構(gòu)件變形曲線(xiàn)（理論、實(shí)測(cè)曲線(xiàn)）（按