混凝土短柱破壞實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)報(bào)告

1、浙江工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理自主實(shí)驗(yàn)報(bào)告實(shí)驗(yàn)名稱：鋼筋混凝土短柱破壞實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)小組：XX, XX,XX組 長(zhǎng)：XXX指導(dǎo)教師：李沛豪鋼筋混凝土短柱破壞實(shí)驗(yàn)試驗(yàn)?zāi)康?通過實(shí)驗(yàn)初步掌握鋼筋混凝土偏心受壓柱靜載實(shí)驗(yàn)的一般程序和實(shí) 驗(yàn)方式。通過實(shí)驗(yàn)了解鋼筋混凝土偏心受壓柱的破壞進(jìn)程及其特征，加深對(duì) 大、小偏心受壓構(gòu)件不同破壞進(jìn)程和特征的理解。通過實(shí)驗(yàn)理解縱向彎曲對(duì)鋼筋混凝土偏心受壓構(gòu)件的影響。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和要求：1 .量測(cè)各級(jí)荷載作用下實(shí)驗(yàn)柱中部截面應(yīng)變。觀察裂痕的出現(xiàn)，描畫裂痕的大體位置。觀察實(shí)驗(yàn)柱的破壞形態(tài)，測(cè)定實(shí)驗(yàn)柱的破壞荷載。試件、實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)設(shè)備:1 .試件：試件尺寸及配筋如圖一所

2、示；圖一圖一2 .實(shí)驗(yàn)材料：水泥，細(xì)石，砂子，鋼筋，鐵絲；模具：按照所設(shè)計(jì)的短柱加工的木制模具；另提供立方體模具若干;加載設(shè)備：長(zhǎng)柱壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)（最大荷載為200kN ）、電阻應(yīng)變儀、導(dǎo)線等；3.實(shí)驗(yàn)裝置及測(cè)點(diǎn)布置如圖二所示;圖實(shí)驗(yàn)前用稀石灰刷白試件，并在試件上畫出必要的網(wǎng)格，并標(biāo)出 各截面中心線，偏心荷載著力點(diǎn)等等.鋼筋混凝土構(gòu)件制作進(jìn)程在通過設(shè)計(jì)后，咱們開始了實(shí)驗(yàn)的實(shí)際制作進(jìn)程。第一是鋼筋骨架的制作。咱們按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行了鋼筋裁剪。由 于沒有切割機(jī)，咱們采取的是用鋼筋鉗進(jìn)行鋼筋截?cái)?，這次實(shí)驗(yàn)咱們 選取的是直徑為10 mm的二級(jí)鋼筋作為縱向鋼筋，4mm的一級(jí)鋼筋 為箍筋，在完成切割后，咱們利用

3、固定臺(tái)進(jìn)行了所需鋼筋形狀的彎制， 制作了如圖三的鋼筋構(gòu)件，由于實(shí)驗(yàn)條件和自身制作水平的限制，在 彎制鋼筋的進(jìn)程中，部份構(gòu)件的形狀和設(shè)計(jì)有了一些不同。在構(gòu)件制 作完成后，咱們用扎絲鉤進(jìn)行了鋼筋的梆扎，順利完成了鋼筋骨架的 制作。接下來咱們進(jìn)行混凝土的澆注，咱們?cè)O(shè)計(jì)配制的是C25的混凝土， 按照配合比的計(jì)算，咱們選用了 32kg的水泥、10.6L的水、98kg的碎 石、50kg的中砂，通過混凝土攪拌機(jī)的攪拌，咱們測(cè)得其坍落度為 45mm，符合和易性要求，制作了 3個(gè)混凝土立方體抗壓強(qiáng)度的試塊， 接著將混凝土倒入已放入鋼筋骨架的木模當(dāng)中，用鐵棒進(jìn)行了反復(fù)的 人工插搗，最后用水泥鏟將構(gòu)件表面抹平，完成

4、了鋼筋混凝土的制作。以后即是混凝土的養(yǎng)護(hù)，在澆注完混凝土的第二天，為了避免混 凝土在凝結(jié)過快，使構(gòu)件表面出現(xiàn)細(xì)裂痕，咱們對(duì)混凝土用水澆灌， 并在表面覆蓋上尼龍，避免水分蒸發(fā)過快，使得混凝土維持在一個(gè)濕 度較高的環(huán)境中。一個(gè)禮拜后，咱們進(jìn)行了拆模，堅(jiān)持天天都對(duì)構(gòu)件 澆水養(yǎng)護(hù)直至28天后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。在拆模后，咱們發(fā)此刻混凝土構(gòu)件一側(cè)牛腿處的局部出現(xiàn)蜂窩， 通過度析是人工振搗的不夠完全，可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果產(chǎn)生影響。試驗(yàn)步驟1 .對(duì)制作的混凝土抗壓強(qiáng)度試塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)定混凝土抗壓強(qiáng)度：1）主要儀器設(shè)備：壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)：實(shí)驗(yàn)機(jī)的精度不低于2%，量程應(yīng)能使試件的預(yù)期 破壞荷載值不小于全程量的20%，也不大于全程

5、量 的 80%。2）實(shí)驗(yàn)進(jìn)程：試件自養(yǎng)護(hù)室掏出，隨即擦干水分并量出尺寸（精準(zhǔn)至1mm），計(jì)算試件的受壓面積A （ mm2 ）。將試件安放在壓力機(jī)的下承壓板上，開動(dòng)實(shí)驗(yàn)機(jī)，當(dāng)上壓板與試件接近時(shí)，調(diào)整球座，使接觸均衡。加壓時(shí)，加荷速度為s。3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果計(jì)算按下式計(jì)算試件的立方體抗壓強(qiáng)度（精準(zhǔn)到）f = P/Acu測(cè)得第一個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度為30N/mm2，第二個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度為28N / mm2，第三個(gè)試件的抗壓強(qiáng)度為27.5N / mm2。以三個(gè)試件的算術(shù)平均值作為試件的抗壓強(qiáng)度值。取得混凝土的抗壓強(qiáng)度f cu為。鋼筋抗拉強(qiáng)度測(cè)定：1）實(shí)驗(yàn)儀器：全能實(shí)驗(yàn)機(jī) b.游標(biāo)卡尺 c.標(biāo)點(diǎn)分割器2）實(shí)驗(yàn)材料

6、：鋼筋3）實(shí)驗(yàn)步驟：a先定第一點(diǎn)（第一點(diǎn)與端點(diǎn)間的距離約一掌距的長(zhǎng)度），接著以 第一點(diǎn)為準(zhǔn)，量標(biāo)點(diǎn)長(zhǎng)度定中點(diǎn)。接著依中點(diǎn)各往左右兩定標(biāo)點(diǎn)長(zhǎng)度 與夾距長(zhǎng)度，接著以標(biāo)點(diǎn)分割器坐標(biāo)定，再以立可白標(biāo)示夾距點(diǎn) 處。b接著將鋼筋以全能實(shí)驗(yàn)機(jī)測(cè)試其所經(jīng)受之荷重。4）實(shí)驗(yàn)結(jié)果當(dāng)加載到時(shí)，鋼筋屈服。由于實(shí)驗(yàn)機(jī)管道漏油，加載無法繼續(xù)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束。按照fy = P / A得抗拉強(qiáng)度為349N / mm2。鋼筋混凝土短柱破壞實(shí)驗(yàn)：1）實(shí)驗(yàn)設(shè)備長(zhǎng)柱壓力實(shí)驗(yàn)機(jī)、應(yīng)變儀、粉筆、石灰等2）實(shí)驗(yàn)步驟在構(gòu)件一側(cè)設(shè)計(jì)位置貼上五片電阻應(yīng)變片將試件安裝到實(shí)驗(yàn)機(jī)上，并接好應(yīng)變儀加載開始，控制實(shí)驗(yàn)機(jī)進(jìn)行分級(jí)加載。并觀察裂痕開展情形。3）實(shí)驗(yàn)

7、結(jié)果當(dāng)加載到7 8KN時(shí)，試件破壞，破壞如圖四：圖四圖四數(shù)據(jù)的處置及相關(guān)計(jì)算通過實(shí)驗(yàn)得：f 通過實(shí)驗(yàn)得：f - 28.5N /mm2, f - 19.1N / mm2, f - 349N/mm2cucka = d - 30mms_ 0.5 f A七iNq = 1.0n=1+1 l t& -1+950 y x 1.0 Xi.。=1.021400 土 時(shí) 1 21400 x 也17時(shí)h1400e - e - 170mme -門 e + - ai 2 s170-1.02 x 170 +- 302-228mm N =a N =a f bxN ck一一 (一x=以 f bx h0 -+ fA：(h -a

8、：)x + 349 x 157 (140 - 30) 2 )( 19.1x 140 x x + 349 x 157 (140 - 30) 2 )k解得 x 22.7mm6 - = 0.162 6 = 0.550為大偏心受壓；N -19.1 x 140 x 22.7 - 60.7kNN N = 78kN，理論值小于實(shí)測(cè)值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論由加載結(jié)果可知，構(gòu)件所經(jīng)受的實(shí)際荷載大于設(shè)計(jì)值，說明鋼筋混凝 土短柱的制作良好，能夠達(dá)到要求；構(gòu)件的破壞是典型的大偏心受壓破壞， 在靠近軸向力作用的一側(cè)受壓，另一側(cè)受拉，隨著荷載的增加，第一在受 拉區(qū)產(chǎn)生橫向裂痕，荷載再增加，受來去的裂痕隨之不斷開展，在破壞前

9、主裂痕逐漸明顯，受拉鋼筋的盈利達(dá)到屈服強(qiáng)度，進(jìn)入流幅階段，受拉區(qū) 變形的進(jìn)展大于受壓區(qū)，中和軸上升，使混凝土壓區(qū)高度迅速減小，最后 壓區(qū)邊緣混凝土達(dá)到極限壓應(yīng)變，出現(xiàn)縱向裂痕而混凝土被壓碎，這種破 壞屬于延性破壞，破壞時(shí)，壓區(qū)的縱向鋼筋也達(dá)到受壓屈服強(qiáng)度。在進(jìn)行應(yīng)變記錄時(shí)，發(fā)覺靠近構(gòu)件受拉區(qū)的三片應(yīng)變片在加載至 78KN時(shí)就斷裂，從而沒能有效觀測(cè)到應(yīng)變的轉(zhuǎn)變，原因是壓力機(jī)的加 載速度難以控制，加載速度過快而使得裂痕迅速產(chǎn)生，應(yīng)變片發(fā)生斷裂。實(shí)驗(yàn)感想通過這次實(shí)驗(yàn)，咱們第一次體驗(yàn)了由自己獨(dú)立完成全進(jìn)程的實(shí)驗(yàn)，同 時(shí)也感受到了實(shí)驗(yàn)的艱辛，從開始到結(jié)束，咱們投入了大量的時(shí)刻，大量 的精力，有的同窗乃至帶病堅(jiān)持實(shí)驗(yàn)，在大家的同心合力下取得了實(shí)驗(yàn)的 成功。這次自主實(shí)驗(yàn)，咱們對(duì)實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程、實(shí)驗(yàn)的目的有了更深的了解， 也鍛煉了自己的動(dòng)手能力，將書本上的理論知識(shí)轉(zhuǎn)化為了實(shí)踐，彌補(bǔ)了此 刻學(xué)生普遍存在的只有理論不會(huì)實(shí)踐的現(xiàn)象；同時(shí)，在實(shí)驗(yàn)的進(jìn)程中考驗(yàn) 了咱們的團(tuán)隊(duì)合作能力，如何分工、如何安排進(jìn)度、如何協(xié)調(diào)大家的關(guān)系、 如何調(diào)動(dòng)團(tuán)隊(duì)的踴躍性等問題一直貫穿在整個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)程中，咱們也從中取 得了許多啟迪，為以后的工作打下了良好的基礎(chǔ)；再者，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處置 也有利于咱們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度的培育，爭(zhēng)取做到不放