結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書長安大學(xué)二00六實(shí)驗(yàn)一：鋼筋混凝土矩形梁正截面破壞試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙箐摻罨炷潦軓潣?gòu)件計(jì)算包括三個(gè)方面的內(nèi)容，即強(qiáng)度計(jì)算、抗裂性計(jì)算（裂縫開展寬度計(jì)算）及剛度計(jì)算(撓度計(jì)算)。計(jì)算理論來源于實(shí)踐,針對(duì)某種具體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的試驗(yàn)分析,即是對(duì)計(jì)算理論的校核,也可推斷某種假設(shè),從而進(jìn)一步完善理論。通過對(duì)鋼筋混凝土矩形梁正截面的破壞試驗(yàn)，進(jìn)一步鞏固本專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識(shí),結(jié)合本課程的專業(yè)內(nèi)容,使學(xué)生能夠系統(tǒng)性的掌握從鋼筋、混凝土材料性能,設(shè)計(jì)和計(jì)算分析方法,提高學(xué)生綜合知識(shí)的水平,了解在純彎曲段內(nèi)正截面的受力狀態(tài)和變形規(guī)律，從而加深對(duì)所學(xué)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)學(xué)生試驗(yàn)研究的能力。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1.通過對(duì)鋼筋混凝土矩形梁正截面破壞試驗(yàn)的全過程,從梁的構(gòu)造、鋼筋構(gòu)造、配筋率、正截面計(jì)算的基本內(nèi)容、受彎構(gòu)件的工作階段、破壞特征,驗(yàn)算實(shí)驗(yàn)梁在不同荷載作用下控制斷面(最不利截面)的應(yīng)力、撓度和裂縫開展的位置及寬度,梁最大破壞荷載時(shí)相應(yīng)的撓度。2.正式試驗(yàn)前，根據(jù)試驗(yàn)梁的構(gòu)造、配筋和強(qiáng)度，估算梁的最大破壞荷載，然后估算的最大破壞荷載分五級(jí)列表算出每級(jí)荷載作用下相應(yīng)測(cè)點(diǎn)處理論計(jì)算(應(yīng)變和撓度)值,以此指導(dǎo)試驗(yàn)方案的實(shí)施。3．試驗(yàn)完成后，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)中實(shí)際分級(jí)的荷載重新計(jì)算每級(jí)荷載作用下相應(yīng)測(cè)點(diǎn)處理論計(jì)算(應(yīng)變和撓度)值,并將實(shí)驗(yàn)記錄值整理，將試驗(yàn)過程中出現(xiàn)的異常情況或測(cè)試極值取舍后作為實(shí)測(cè)值再與理論值進(jìn)行比較。三、實(shí)驗(yàn)條件及要求1．試驗(yàn)用鋼筋混凝土梁，截面尺寸及配筋見圖-1所示?；炷翗?biāo)號(hào)25；骨料最大粒徑15mm；鋼筋為Ⅰ級(jí)Ф12mm；凈保護(hù)層105mm。3．試驗(yàn)課前，在正截面破壞試驗(yàn)梁上，純彎曲段混凝土表面，沿梁高方向貼4只5×40mm電阻應(yīng)變片，在相應(yīng)位置的兩根主筋上予埋3×5mm的電阻應(yīng)變片2只，設(shè)置3個(gè)撓度測(cè)點(diǎn)；跨中一點(diǎn)，分配梁加載點(diǎn)對(duì)應(yīng)處各一點(diǎn)，支座沉降測(cè)點(diǎn)兩點(diǎn)(剛性支座時(shí)省略)，見圖1所示。圖-1正截面破壞試驗(yàn)簡(jiǎn)支梁圖-2梁試驗(yàn)裝置和測(cè)點(diǎn)布置1-千斤頂;2-力傳感器;3-分配梁4-試驗(yàn)梁;5-混凝土應(yīng)變片;6-鋼筋應(yīng)變片;7-機(jī)電百分表;四、實(shí)驗(yàn)相關(guān)知識(shí)點(diǎn)1.回顧道路工程材料的內(nèi)容,包括混凝土配比、標(biāo)號(hào)及混凝土材料的力學(xué)性能;鋼筋的強(qiáng)度和力學(xué)性能;2.回顧材料力學(xué)和結(jié)構(gòu)力學(xué)有關(guān)應(yīng)力(應(yīng)變)實(shí)驗(yàn)分析原理;3.結(jié)合本課程中鋼筋混凝土矩形梁的內(nèi)容,從梁的構(gòu)造,鋼筋構(gòu)造,配筋率,正截面計(jì)算的基本內(nèi)容,受彎構(gòu)件的工作階段、破壞特征,驗(yàn)算實(shí)驗(yàn)梁在不同荷載作用下控制斷面(最不利截面)的應(yīng)力、撓度和裂縫開展的位置及寬度,梁最大破壞荷載時(shí)相應(yīng)的撓度。五、實(shí)驗(yàn)實(shí)施步驟1．加載前檢查傳感器、電阻片、撓度計(jì)的連接和安裝狀態(tài)，并進(jìn)行初始平衡調(diào)試；2．先作一次預(yù)備試驗(yàn)，預(yù)備荷載值取破壞荷載的30-40%。加載后，測(cè)取讀數(shù)，觀察試驗(yàn)梁、儀表裝置工作是否正常，及時(shí)排除故障后，才能進(jìn)行正式試驗(yàn)。3．正式試驗(yàn)時(shí)，原則上應(yīng)按計(jì)算破壞荷載的20%（也可取整數(shù)荷載值）分級(jí)加載，每級(jí)加載后穩(wěn)定5分鐘再讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。4．裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展用目視或讀數(shù)顯微鏡觀察，每級(jí)荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)進(jìn)行記錄和描述。5．當(dāng)裂縫寬度達(dá)到1.5mm時(shí)，即視為破壞。或混凝土受壓區(qū)破壞或鋼筋應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)，亦視為破壞。觀察時(shí)應(yīng)特別注意安全。六、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．將試驗(yàn)中每級(jí)實(shí)際荷載作用下的理論計(jì)算值和各測(cè)點(diǎn)實(shí)測(cè)值列表；2．將試驗(yàn)過程中從開始加載直至破壞劃分為三個(gè)工作階段,并將跨中截面用圖示方法描繪(計(jì)算值為實(shí)線,測(cè)試值用虛線標(biāo)出應(yīng)度值)；3．繪出彎矩(或荷載)與各撓度測(cè)點(diǎn)的關(guān)系曲線(按三個(gè)工作階段,計(jì)算值為實(shí)線,測(cè)試值用虛線標(biāo)出應(yīng)變值)。4．實(shí)測(cè)值與理論計(jì)算值進(jìn)行比較，并分析其差異原因。七、思考題：1．混凝土的標(biāo)號(hào)低于設(shè)計(jì)標(biāo)號(hào)實(shí)測(cè)的應(yīng)力(或應(yīng)度)變大還是變小？2．鋼筋混凝土梁受彎強(qiáng)度應(yīng)采用規(guī)范中軸心受壓還是彎壓指標(biāo)？實(shí)驗(yàn)二鋼筋混凝土柱偏心受壓破壞試驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康募耙笸ㄟ^試驗(yàn)了解偏心受壓構(gòu)件理論計(jì)算的依據(jù)和分析方法，觀察偏心受壓柱的破壞特征及強(qiáng)度變化規(guī)律，進(jìn)一步增強(qiáng)對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)研究和分析能力。加強(qiáng)學(xué)生對(duì)于理論知識(shí)的理解和消化。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在靜荷載作用下，測(cè)定柱側(cè)向位移和L/2截面鋼筋及混凝土應(yīng)變，描繪柱體裂縫出現(xiàn)、擴(kuò)大與破壞狀況及特征，測(cè)定開裂荷載值及破壞荷載值。四、實(shí)驗(yàn)過程中觀測(cè)的內(nèi)容1．實(shí)驗(yàn)前測(cè)量柱子尺寸及力作用點(diǎn)的偏心距；2．預(yù)備試驗(yàn)時(shí)，預(yù)載值取計(jì)算破壞荷載的20%左右。同時(shí)。加載后，測(cè)取讀數(shù)，觀察試驗(yàn)柱，儀表裝置工作是否正常，及時(shí)排除故障后，才能進(jìn)行正式試驗(yàn)。3．正式試驗(yàn)開始時(shí)，預(yù)加5%初荷載,調(diào)試儀器,按計(jì)算破壞荷載的20%分級(jí)加載，每級(jí)穩(wěn)定5分鐘后讀取試驗(yàn)數(shù)據(jù)，當(dāng)接近發(fā)裂荷載時(shí)，加載值應(yīng)減至為原分級(jí)的一半或更小，并注意觀察裂縫發(fā)展情況，同時(shí)拆除構(gòu)件上裝置的位移計(jì)后，再繼續(xù)加載到破壞。4．裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展用目視或讀數(shù)顯微鏡觀察，每級(jí)荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)進(jìn)行記錄和描述。五、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1．繪出荷載作用下的裂縫開展圖，標(biāo)出主要裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載值。2．計(jì)算側(cè)向位移、繪出計(jì)算與實(shí)測(cè)的p-f關(guān)系曲線圖。3．計(jì)算受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫時(shí)的荷載值，受壓區(qū)出現(xiàn)裂縫時(shí)荷載、破壞荷載、破壞時(shí)鋼筋最大應(yīng)力，分析誤差產(chǎn)生原因。4.分析試驗(yàn)中出現(xiàn)的問題，提出解決問題的辦法。5.對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的現(xiàn)象及與