鋼筋混凝土梁受彎及受剪性能試驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

鄭州大學(xué)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育綜合性實(shí)踐環(huán)節(jié)》試驗(yàn)指導(dǎo)趙軍楚留聲編一、試驗(yàn)名稱：鋼筋混凝土梁正截面受彎性能試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康?了.解適筋梁、超筋梁和少筋梁的受力過(guò)程和破壞特征以及配筋率對(duì)破壞特征的影響。驗(yàn)證鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算理論和計(jì)算公式。掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的試驗(yàn)方法及荷載、應(yīng)變、撓度、裂縫寬度等數(shù)據(jù)的測(cè)試技術(shù)和有關(guān)儀器的使用方法。培養(yǎng)學(xué)生對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)分析的初步能力。（二）試驗(yàn)構(gòu)件和儀器布置試驗(yàn)梁分三種，即其幾何尺寸及配筋見(jiàn)圖。試驗(yàn)梁制作時(shí)每根梁（或每盤混凝土）取XX試塊三個(gè)，以確定混凝土強(qiáng)度。每種直徑和鋼筋取長(zhǎng)試件三根，以測(cè)定鋼筋的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和延伸率。加荷2裝試置和儀表布置試驗(yàn)梁放置于靜力試驗(yàn)臺(tái)座上，通過(guò)加荷架用千斤頂施加荷載。加荷裝置見(jiàn)圖2所示。每根梁布置百分表5塊，以測(cè)定跨中撓度。用電阻應(yīng)變儀量測(cè)鋼筋和混凝土在各級(jí)荷載作用下的應(yīng)變。（三）試驗(yàn)準(zhǔn)備工作認(rèn)真學(xué)習(xí)有關(guān)專業(yè)知識(shí)，了解鋼筋混凝土梁的正截面破壞形態(tài)。（四）試驗(yàn)前在材料試驗(yàn)機(jī)上對(duì)鋼筋試件和混凝土試塊進(jìn)行試驗(yàn)，以確定鋼筋的屈服強(qiáng)度二?和極限強(qiáng)度、延伸率以及混凝土的立方體抗壓二。根據(jù)測(cè)定的二求出混凝土棱柱體抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度二及彈性模量三：的試驗(yàn)值。5X100電阻片(SLJ(SL2}(SLg)A—A圖1(五)估算開(kāi)裂荷載二圖為試驗(yàn)梁加荷時(shí)的計(jì)算簡(jiǎn)圖。純彎段的彎矩為3331圖開(kāi)裂彎矩二:?按下式計(jì)算Mcr=0.292(1+2.5a1)ftbh2式中、分別為試驗(yàn)梁的寬度和高度。巧=2盹佻/bh。汕為鋼筋的截面積。?E=Ea/Ec,E為鋼筋的彈性模量，取值XW5E’為砼彈性模量。則開(kāi)裂荷載為（六）估算破壞荷載二'壞-：：：?.：：、-：：：：：：、-p=gaf/fmax1cyp=0.45f/fmintybh0本試驗(yàn)單排鋼筋計(jì)算破壞彎矩二若W“表示試驗(yàn)梁為少筋梁若:：：：：：：＜：：：：?：：表示試驗(yàn)梁為適筋梁則x=fyAs/(a1fcb)Mu=a1fcbx(h0-0.5x)若：＞：：：：?,：表示試驗(yàn)梁為超筋梁則由afbx=oA1css理—fb-09h0解出按下式計(jì)算破壞彎矩:Mu=°sAs(h0-0.5X)計(jì)算破壞荷載吒（七）試驗(yàn)步驟1．量測(cè)實(shí)際尺寸，熟悉儀表操作。加荷載前，仔細(xì)量測(cè)試驗(yàn)梁的長(zhǎng)、寬、高、電阻應(yīng)變片位置以及支座和加荷點(diǎn)位置的實(shí)際尺寸并作記錄。熟悉電阻應(yīng)變儀、千斤頂、百分表和刻度放大鏡等儀表操作。加荷方法（1）確定加荷級(jí)差，每級(jí)加載值約為破壞荷載的10-1，5臨%近開(kāi)裂和破壞時(shí)應(yīng)適當(dāng)減少級(jí)差。（2）試加荷1-級(jí)2，檢查儀表反應(yīng)是否正常。（3）分級(jí)加荷，從0逐級(jí)增加到試驗(yàn)梁破壞為止。每次加載后靜止2-分5鐘，待試驗(yàn)梁變形趨于穩(wěn)定后再量測(cè)各種數(shù)據(jù)，校核無(wú)誤后方可進(jìn)行下一級(jí)加載。（4）加載過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)注意觀察試驗(yàn)裝置儀表工作是否正常，如有過(guò)大偏差應(yīng)糾正后才能繼續(xù)加載。在試驗(yàn)梁接近破壞時(shí)，應(yīng)在梁下加安全支撐，當(dāng)超過(guò)80的%破壞荷載后，應(yīng)將易損儀表拆除，防止測(cè)試人員受傷及儀表遭受不必要的損失。測(cè)試內(nèi)3容.（）測(cè)定每級(jí)荷載下跨中正截面混凝土和鋼筋的應(yīng)變匚、-I以及混凝土開(kāi)裂時(shí)的極限拉應(yīng)變一和破壞時(shí)的極限壓應(yīng)變―。（）測(cè)定每級(jí)荷載下百分表的讀數(shù)，以確定跨中撓度和曲率。（）測(cè)定初裂荷載忌。（4）用肉眼借助放大鏡觀察裂縫，用鉛筆標(biāo)志裂縫出現(xiàn)和開(kāi)展過(guò)程，在裂縫頂端劃一短橫線注明相應(yīng)的荷載值，并按出現(xiàn)的先后順序?qū)⒘芽p編號(hào)，用刻度放大鏡量測(cè)指定位置的裂縫寬度。（）測(cè)定破壞荷載吒并記錄試驗(yàn)梁的破壞特征。（6）用方格紙繪制裂縫分布圖。（7）試驗(yàn)結(jié)束后整理試驗(yàn)數(shù)據(jù)，寫(xiě)試驗(yàn)報(bào)告。（八）試驗(yàn)報(bào)告整理1試.驗(yàn)結(jié)果并繪圖整理原始數(shù)據(jù)，剔除經(jīng)判斷是錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)。()根據(jù)百分表的讀數(shù)，消除支座沉降后繪制荷載()一撓度()曲線以及不消除沉降繪制沿梁長(zhǎng)的撓度分布圖。()根據(jù)鋼筋應(yīng)變值繪制荷載()一鋼筋應(yīng)力(鞏)曲線當(dāng)(((時(shí)(=當(dāng)(三(時(shí)()(()根據(jù)混凝土應(yīng)變值繪出跨中截面應(yīng)變圖，并標(biāo)明破壞時(shí)測(cè)得的混凝土極限壓應(yīng)變g的值。繪制裂縫形態(tài)圖()有余力的同學(xué)可在教師指導(dǎo)下繪制彎矩()曲率(屮)圖試驗(yàn)報(bào)2告.的主要內(nèi)容及格式(1)試驗(yàn)報(bào)告封面內(nèi)容專業(yè)、班級(jí)、姓名、報(bào)告日期、指導(dǎo)教師試驗(yàn)名稱試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)構(gòu)件、加荷裝置、儀表布置包括試驗(yàn)梁編號(hào)、尺寸、實(shí)測(cè)混凝土立方體強(qiáng)度及鋼筋屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度、延伸率。畫(huà)出加荷裝置圖，說(shuō)明加載方法及程序。試驗(yàn)現(xiàn)象的描述描述試驗(yàn)梁從加載到破壞的過(guò)程中，鋼筋和混凝土的應(yīng)力、應(yīng)變及撓度變化的情況，裂縫的出現(xiàn)、發(fā)展情況，最終的破壞形態(tài)，可以結(jié)合應(yīng)力應(yīng)變曲線，荷載撓度曲線及裂縫圖說(shuō)明。()繪出全部試驗(yàn)曲線(--,截面應(yīng)力圖)和裂縫圖。(7)試驗(yàn)結(jié)果與理論計(jì)算值比較。按照試驗(yàn)梁的實(shí)際尺寸以及混凝土、鋼筋的實(shí)際強(qiáng)度分別計(jì)算開(kāi)裂荷載、破壞荷載的理論計(jì)算值，并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，如二者相差較遠(yuǎn)，應(yīng)分析原因。對(duì)其他自己感興趣的問(wèn)題的說(shuō)明。結(jié)論。二、試驗(yàn)名稱：無(wú)腹筋梁斜截面受剪性能試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康?.了解斜拉破壞、剪壓破壞和斜壓破壞對(duì)應(yīng)的的受力過(guò)程和破壞特征以及剪跨比對(duì)破壞特征的影響。2．驗(yàn)證斜截面受剪承載力的計(jì)算公式。3．其他同正截面受彎性能試驗(yàn)。（二）試驗(yàn)構(gòu)件：試驗(yàn)梁編號(hào)為匚,其截面及配筋同二三梁，但不配箍筋。（三）加荷裝置和儀表布置加荷裝和百分表布置同受彎性能試驗(yàn)。（四）估算梁斜截面承載力二及計(jì)算破壞荷載:如圖所示，剪跨比：九=a/h，九=500/2400分別取九=1,2,3,4，并計(jì)算斜截面承載力V€a??fbhcc,ht0其中系數(shù)a反映剪跨比的影響，系數(shù)?反映縱筋配筋率的影響，系數(shù)卩反cph映截面尺寸的影響。對(duì)于集中荷載作用下的獨(dú)立梁，ac=1.75/（九+1.0）,當(dāng)剪跨比九…1.5時(shí)，取九=1.5；當(dāng)九〉3時(shí)，取九=3?？v筋配筋率影響系數(shù)?可取（0.7+2（,），當(dāng)p<1.5%時(shí)，取p=1.5%；當(dāng)p>3.0%時(shí)，取p=3.0%。截面

尺寸影響系數(shù)€可取尺寸影響系數(shù)€可取€hh,當(dāng)h小于800mm時(shí)，取h=800mm；當(dāng)h三2000mm時(shí)，取h=2000mm。1.75A根據(jù)本次試驗(yàn)情況，公式轉(zhuǎn)化為V=fbh…：svhus?+1.0t0yvs0?=1時(shí)，取1.5:V二1.75Vfbh1…i^dAfshh+fAsvh?=2時(shí)，取2：V二1.75Vfbh1…f58AAsbh+fAsvh?=3時(shí)，取3：V二J'75Vfbh)=f4Asbh+fAsvh?=4時(shí)，取3：V二J"5Vfbh)=f4Asbh+fAsvhus?+1.0cst?+1y0st0yvs則估算破壞荷載：F=V。uu（五）試驗(yàn)步驟和試驗(yàn)報(bào)告同正截面受彎試驗(yàn)三、試驗(yàn)名稱：鋼筋混凝土柱正截面受壓性能試驗(yàn)（一）試驗(yàn)?zāi)康?.了解鋼筋混凝土柱受拉破壞（大偏心受壓破壞）和受壓破壞（小偏心受壓破壞）以及軸力偏心距對(duì)破壞特征的影響。驗(yàn)證鋼筋混凝土受壓構(gòu)件正截面承載力計(jì)算理論和計(jì)算公式。掌握鋼筋混凝土受壓構(gòu)件的試驗(yàn)方法及荷載、應(yīng)變、變形、裂縫寬度等數(shù)據(jù)的測(cè)試技術(shù)和有關(guān)儀器的使用方法。4驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)件試驗(yàn)分析的初步能力。（二）試驗(yàn)構(gòu)件：試驗(yàn)柱編號(hào)為，其截面及配筋如圖所示。偏心距分別為、、、m和。試驗(yàn)柱制作時(shí)每根柱（或每盤混凝土）取XX試塊三個(gè)，以確定混凝土強(qiáng)度。每種直徑和鋼筋取長(zhǎng)試件三根，以測(cè)定鋼筋的屈服強(qiáng)度、極限強(qiáng)度和延伸率。Xu=264k160in105(]4Xu=264k160in105(]4電丨0押Je(=2{IDmm209kN圖5（三）加荷裝置和儀表布置百分表布置、砼電阻片位置及加荷簡(jiǎn)圖如圖所示：偏心距分別為

（四）估算試驗(yàn)柱承載力N及計(jì)算破壞荷載：u分別取6組試驗(yàn)中構(gòu)件偏心距e0不同尺寸，初步判斷構(gòu)件的大、小偏壓情況。本部分內(nèi)容參考《混凝土基本原理》受壓構(gòu)件承載力部分。以大偏壓為例?；緝?nèi)力圖形：圖大偏心受壓極限狀態(tài)應(yīng)力圖由沿構(gòu)件縱軸方向的內(nèi)外力平衡，可得圖大偏心受壓極限狀態(tài)應(yīng)力圖由沿構(gòu)件縱軸方向的內(nèi)外力平衡，可得N<€fbx,f'A'—fA1cySys由截面上內(nèi)、外力對(duì)受拉鋼筋合力點(diǎn)的力矩平衡，可得Ne<€fbx（h一—）+f'A（h一a）1c02ys0s可先利用圖中大偏心受壓應(yīng)力狀態(tài)圖對(duì)縱向壓力N作用點(diǎn)取矩的平衡條件得Afe=Af'd€?fbx(e—a€x/2)sysys1css式中e；一軸向壓力作用點(diǎn)至縱向受壓鋼筋合力點(diǎn)之間的距離，s'=ejh/2+as',S當(dāng)N作用于A及A■以外時(shí)e‘為正值；當(dāng)N作用于A及A■之間時(shí)ssssse；為負(fù)值。求得x(…)值后可能有幾種情況：如…W…，為大偏