鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)指導(dǎo)書

1、鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)指導(dǎo)書 劉鳳梅 高慶華編寫 北京科技大學(xué)土木與環(huán)境工程學(xué)院2004 年 3月前 言 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)是混凝土結(jié)構(gòu)課程教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，通過試驗(yàn)加深對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的抗裂度、剛度、裂縫寬度以及承載力的計(jì)算理論的理解，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力。本指導(dǎo)書主要內(nèi)容有兩部分：一是鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗(yàn)，二是無腹筋鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力試驗(yàn)。本指導(dǎo)書的內(nèi)容主要參考了天津大學(xué)等編寫的 “混凝土結(jié)構(gòu)”和北京建筑工程學(xué)院土木系結(jié)構(gòu)試驗(yàn)室編寫的“鋼筋混凝土受彎構(gòu)件試驗(yàn)指導(dǎo)書”等。本指導(dǎo)書由牟在根教授審核。由于我們水平有限，文中如有不當(dāng)之處，歡迎讀者批評(píng)指正。 編寫人：劉鳳

2、梅 高慶華 2004年3月 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗(yàn)指導(dǎo)書 A 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力試驗(yàn)(手動(dòng)) 一 試驗(yàn)?zāi)康? 通過對(duì)鋼筋混凝土適筋梁，在短期荷載作用下試驗(yàn)，了解受彎構(gòu)件的極限承載能力、撓度、裂縫開展及其破壞特征。2 根據(jù)實(shí)測(cè)結(jié)果的整理分析，與理論計(jì)算的結(jié)果相比較，加深對(duì)鋼筋混凝土受彎構(gòu)件的剛度、裂縫寬度以及承載力計(jì)算理論的理解。3 通過試驗(yàn)，初步了解靜力試驗(yàn)的方法，掌握一定的測(cè)試技術(shù)。二 試驗(yàn)設(shè)計(jì)1 試件設(shè)計(jì)及尺寸 要求：根據(jù)給定梁和布筋圖測(cè)繪梁的尺寸及鋼筋布置，畫出梁的立面圖和斷面圖,并標(biāo)注 尺寸。2 試件安裝 梁的支座是一端鉸支座，另一端是滾動(dòng)支座，梁的支承為簡(jiǎn)支梁

3、。3 加荷設(shè)備 加荷設(shè)備為高精度伺服液壓試驗(yàn)機(jī)，受力系統(tǒng)采用分配梁式兩點(diǎn)加荷，即G=2p,示意如下： G P P a b a 4 測(cè)試儀表（1） 百分表 （2 ）讀數(shù)顯微鏡 （3）力、位移傳感器 （4）靜態(tài)應(yīng)變儀5 測(cè)點(diǎn)布置 為了測(cè)定梁的正截面應(yīng)變分布， 驗(yàn)證平截面假定，在梁的跨中截面上布置了5個(gè)電阻應(yīng)變片。為了測(cè)定受拉區(qū)鋼筋的應(yīng)變，在跨中拉區(qū)主筋上布置了2個(gè)電阻應(yīng)變片，其測(cè)點(diǎn)位置如圖。 注：15號(hào)為測(cè)混凝土的應(yīng)變片， 6-7 號(hào)為測(cè)鋼筋的應(yīng)變片。 6 撓度測(cè)定 為了求得梁在變形后的荷載與撓度關(guān)系曲線， 在梁的支座上布置了2塊百分表，是為了扣除支座沉降的影響。在跨中布置了一個(gè)位移傳感器。 CB

4、A700700 注：A、B 百分表 C位移傳感器7 裂縫測(cè)定為了較好的觀測(cè)混凝土裂縫開展的全過程，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)讀裂縫寬度，并在梁上隨時(shí)標(biāo)明每級(jí)荷載的裂縫走向及其分布，并記錄在表格上。 三 試驗(yàn)步驟1 調(diào)零點(diǎn)將設(shè)備初始值調(diào)整為零，準(zhǔn)備加荷。2 加荷載（1） 正式加荷前予載一次，加荷卸荷量各為1KN。以使整個(gè)試驗(yàn)裝置處于正常工作狀態(tài)。（2） 加載時(shí)分級(jí)加載。每加一級(jí)荷載，記錄一批數(shù)據(jù)。間歇5分鐘，再加下一級(jí)荷載。3 記錄數(shù)據(jù)（1）撓度值 將兩個(gè)百分表和位移傳感器值記錄到表5。注意單位：百分表單位為mm, 位移傳感器的單位為微應(yīng)變。（2）應(yīng)變值將5個(gè)混凝土應(yīng)變片應(yīng)變值記錄到表3，兩個(gè)鋼筋應(yīng)變片應(yīng)變

5、值記錄到表4。（3） 裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡讀取每級(jí)荷載下裂縫的寬度，并將值記錄到表6。（4） 裂縫分布 將每條裂縫分布的位置畫在表7。四 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與分析1 試件原始數(shù)據(jù)的量測(cè)與計(jì)算（1） 原始數(shù)據(jù)表1 原始數(shù)據(jù)梁的幾何尺寸mm材料性能配筋率L0bhh0fcuNfcfcmftEcEsefyAs (2) 正截面承載力計(jì)算 適筋梁 Pu=Mu/a(3) 撓度計(jì)算 標(biāo)準(zhǔn)彎矩 Mk=Ms P=Mk/a (4) 裂縫寬度計(jì)算 2 理論值與試驗(yàn)值比較表 將試驗(yàn)結(jié)果填入下表，以資對(duì)比。表2 理論值與試驗(yàn)值比較表 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期理論值試驗(yàn)值備注撓度M(KN-m)P(KN)Bs(N-mm2)f

6、(mm)破壞荷載G=裂縫P(KN)ss(N/mm)lm(mm)wmax(mm)破壞荷載G=強(qiáng)度Mu(KN-m)Pu(KN)fy(N/mm2)3 記錄表格及各種曲線（1） 混凝土應(yīng)變記錄表 表3 混凝土應(yīng)變值記錄表班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期編號(hào)1234 5 荷載等級(jí)讀數(shù) (微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) 讀數(shù)(微應(yīng)變) （2） 鋼筋應(yīng)變記錄表 表4 鋼筋應(yīng)變值記錄表班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期編號(hào)1234荷載等級(jí)讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)讀數(shù)(微應(yīng)變)（3） 撓度記錄表 表5 撓度記錄表班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期編號(hào)A(mm)B(mm)C(微應(yīng)變)f

7、(mm)荷載等級(jí)讀數(shù)差值讀數(shù)差值讀數(shù)差值計(jì)算值差值 （4）荷載與鋼筋應(yīng)變曲線P 0 （5）每級(jí)荷載下截面應(yīng)變分布圖 （6）荷載與撓度關(guān)系曲線(P曲線) P0f （7）裂縫寬度記錄表表6 裂縫寬度記錄表 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期荷載(KN）縫寬abc a裂縫左邊緣值 b裂縫右邊緣值 c裂縫寬度,單位mm d讀數(shù)顯微鏡物鏡的放大倍數(shù)，d=2（8）裂縫分布圖表7 裂縫分布圖 班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 組號(hào) 日期（9）簡(jiǎn)述梁的裂縫出現(xiàn)，發(fā)展直至破壞的全過程。（10）試驗(yàn)與理論結(jié)果對(duì)比及誤差分析。 B 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力實(shí)驗(yàn)（自動(dòng)）一、 建立項(xiàng)目與設(shè)定參數(shù)1、建立項(xiàng)目 1.1 雙擊IMPPara

8、 進(jìn)入IMP參數(shù)文件編輯程序。 1.2 點(diǎn)擊文件F，從下拉菜單中執(zhí)行新建命令，將會(huì)出現(xiàn)一個(gè)“新建項(xiàng)目文件”對(duì)話框，見圖1 驅(qū)動(dòng)器選擇F，輸入文件名，點(diǎn)擊確定。這時(shí)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)參數(shù)設(shè)定對(duì)話框，見圖22、參數(shù)設(shè)定 2.1 選擇IMP地址圖2的左上方是IMP地址，選擇1號(hào)。 2.2 選擇IMP工作方式選擇第二種 35951B 2.3 輸入IMP各個(gè)通道參數(shù) 共有10個(gè)通道，必須將每個(gè)通道的參數(shù)都輸入，不能空缺。每個(gè)通道有四個(gè)參數(shù)需輸入。點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右手即彈出對(duì)話框。 第一項(xiàng)參數(shù) IMP通道測(cè)點(diǎn)類型，共有6種選擇：跳過、力、位移、應(yīng)變、轉(zhuǎn)角、溫度，做相應(yīng)設(shè)定即可。 第二項(xiàng)參數(shù) IMP通道工作狀態(tài)數(shù)字代號(hào)，

9、點(diǎn)擊鼠標(biāo)的右手即彈出對(duì)話框，如下： 000 跳過100 電壓，DC ，自動(dòng)量程101 電壓，DC ，20 mV 102 電壓，DC ，200 mV 103 電壓，DC ，2 V 200 電阻，DC，自動(dòng)量程201 電阻，DC，25歐姆202 電阻，DC，250歐姆203 電阻，DC，2500歐姆600 應(yīng)變，半橋，4mA驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)量程610 應(yīng)變，半橋，0.8mA驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)量程640 應(yīng)變，全橋，0.8mA驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)量程650 應(yīng)變，全橋，1.6mA驅(qū)動(dòng)，自動(dòng)量程第三項(xiàng)參數(shù) 傳感器靈敏度，分別輸入力、位移的靈敏度。默認(rèn)單位是微應(yīng)變。第四項(xiàng)參數(shù) 應(yīng)變片靈敏系數(shù)，輸入2即可。注意：1、傳感器靈敏度

10、和應(yīng)變片靈敏系數(shù)只輸入數(shù)字，不能摻雜字母。 2、參數(shù)相同的通道可點(diǎn)擊通道號(hào)，自動(dòng)復(fù)制。 3、必須將每個(gè)通道的參數(shù)都輸入，不能空缺。參數(shù)輸入完畢，請(qǐng)仔細(xì)檢查各通道參數(shù)，確認(rèn)無誤，點(diǎn)擊 “完成關(guān)閉文件”，退出IMP參數(shù)文件編輯程序。二、 數(shù)據(jù)采集1、雙擊IMPDas2000進(jìn)入IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2、點(diǎn)擊功能模塊F，打開采集項(xiàng)目文件。 2.1 從功能模塊下拉菜單中，選擇IMP打開參數(shù)文件。選擇驅(qū)動(dòng)器F，打開剛才建立的文件。 2.2 從功能模塊下拉菜單中選擇IMP初始化，回彈出一個(gè)對(duì)話框。 如要初始化點(diǎn)擊確定，否則點(diǎn)擊取消，這時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行初始化。 2.3 監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù) 從功能模塊的下拉菜單中，選擇

11、“監(jiān)測(cè)采集”，進(jìn)入IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。這時(shí)會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框，見圖4。 2.3.1 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示組件 圖4右上方，左側(cè)4個(gè)標(biāo)簽為監(jiān)測(cè)通道號(hào)，右側(cè)4個(gè)輸入框?yàn)閷?duì)應(yīng)通道的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)。四個(gè)監(jiān)測(cè)通道可選力、鋼筋、混凝土。2.3.2 采集控制組件（右下方）1、采集控制方式有三種采集方式：?jiǎn)未尾杉⒎謺r(shí)連采、分級(jí)連采。單次采集：手工采集。一次采集一個(gè)數(shù)據(jù)，時(shí)間間隔人工控制。分時(shí)連采：按設(shè)定的采集時(shí)間間隔連續(xù)采集。分級(jí)連采：按指定的通道的數(shù)據(jù)間隔連續(xù)采集。停止連采：停止連續(xù)采集過程。 圖4 監(jiān)測(cè)采集數(shù)據(jù) 2、分時(shí)設(shè)置設(shè)定連續(xù)采集的時(shí)間間隔。 3、分級(jí)設(shè)置 指定通道號(hào)及數(shù)據(jù)間隔，按此設(shè)置進(jìn)行分級(jí)連續(xù)采集。 4、初

12、始化 將重新進(jìn)行硬件初始化，并對(duì)數(shù)據(jù)表中數(shù)據(jù)清除以及初始化監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表及監(jiān)控曲線。 注意：初始化要慎重，如果是上次未完成的試驗(yàn)，繼續(xù)做，不要初始化。 5、結(jié)束采集 將全部結(jié)束數(shù)據(jù)采集過程。試驗(yàn)時(shí)選擇分時(shí)連采。按“分時(shí)設(shè)置”，采集時(shí)間定為10秒。 2.3.3 數(shù)據(jù)及曲線監(jiān)測(cè)方式設(shè)定數(shù)據(jù)及曲線監(jiān)測(cè)設(shè)定包括坐標(biāo)軸設(shè)定、監(jiān)測(cè)曲線通道設(shè)定、主屏監(jiān)測(cè)通道設(shè)定、分時(shí)連采時(shí)間間隔設(shè)定。1、工具欄介紹 圖4左下方，見下圖。 坐標(biāo)設(shè)定保存通道的最大值比較各通道數(shù)據(jù)查看通道最大最小值副屏監(jiān)測(cè)通道設(shè)定主屏監(jiān)控通道設(shè)定2、坐標(biāo)設(shè)定點(diǎn)擊坐標(biāo)設(shè)定按鈕，出現(xiàn)如圖所示的對(duì)話框，在坐標(biāo)軸的“最大值”輸入框設(shè)定需要的數(shù)值，它可以是正

13、值或負(fù)值，但不能為零。從“坐標(biāo)軸類型”選擇合適的坐標(biāo)軸類型。在曲線窗體中點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵也可彈出此對(duì)話框。 圖6 坐標(biāo)軸設(shè)定3、曲線設(shè)定 同時(shí)可以觀察三條曲線，需分別設(shè)置。點(diǎn)擊曲線1（2或3），出現(xiàn)下列提示框（圖7），選擇所需通道號(hào)。 圖7 曲線的設(shè)定4、主屏監(jiān)測(cè)通道設(shè)定 主屏上能實(shí)時(shí)顯示四個(gè)通道的數(shù)據(jù)。2.3.4 數(shù)據(jù)的采集1、所有設(shè)置完成后，按 鈕開始采集數(shù)據(jù)。2、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，按“結(jié)束采集”，退出采集過程。3、退出IMP數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。2.4 數(shù)據(jù)處理及曲線繪制 雙擊“curst2000”進(jìn)入數(shù)據(jù)處理及曲線繪制程序。 2.4.1 打開數(shù)據(jù)文件1、點(diǎn)擊文件，從下拉菜單中選中打開數(shù)據(jù)文件。2、從驅(qū)動(dòng)

14、器F中，選中你剛建立的文件。 2.4.2 瀏覽數(shù)據(jù) 從文件的下拉菜單中，點(diǎn)擊瀏覽數(shù)據(jù)可以觀察剛才實(shí)驗(yàn)中保留的所有數(shù)據(jù)。2.4.3 曲線繪制 從文件下拉菜單中點(diǎn)擊曲線繪制，將出現(xiàn)下列兩副圖。1、選擇坐標(biāo)形式2、可同時(shí)畫出三條曲線，將三條曲線對(duì)應(yīng)的通道號(hào)輸入。3、點(diǎn)擊自動(dòng)繪制，即可觀察到曲線。4、如需打印，點(diǎn)擊打印。5、結(jié)束。 無腹筋鋼筋混凝土梁斜截面抗剪承載力試驗(yàn)指導(dǎo)書一 試驗(yàn)?zāi)康? 了解斜裂縫的發(fā)生、發(fā)展過程，以及剪壓、斜壓兩種破壞形態(tài) 。2 用試驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證斜截面抗剪承載力計(jì)算理論。二 試驗(yàn)設(shè)計(jì) 1 試件設(shè)計(jì)及尺寸 要求：根據(jù)給定梁和布筋圖測(cè)繪梁的尺寸及鋼筋布置，畫出梁的立面圖和斷面圖, 標(biāo)

15、注尺寸。2 試件安裝 梁的支座是一端鉸支座，另一端是滾動(dòng)支座，梁的支承為簡(jiǎn)支梁。3 加荷設(shè)備 加荷設(shè)備為高精度伺服液壓試驗(yàn)機(jī)，受力系統(tǒng)采用分配梁式兩點(diǎn)加荷，即G=2p,示意如下：GPP baa4 測(cè)試儀表（1） 百分表 （2 ）讀數(shù)顯微鏡 （3）力、位移傳感器 （4）靜態(tài)應(yīng)變儀 5 撓度測(cè)定AB 為了求得梁在變形后的荷載與撓度關(guān)系曲線，在梁的支座上布置了2塊百分表，是為了扣除支座沉降的影響。在跨中布置了一個(gè)位移傳感器。 b/2b/2CC 注: A、B 百分表 C位移傳感器 7 裂縫測(cè)定為了較好的觀測(cè)混凝土裂縫開展的全過程，用讀數(shù)顯微鏡測(cè)讀裂縫寬度，并在梁上隨時(shí)標(biāo)明每級(jí)荷載的裂縫走向及其分布，并

16、記錄在表格上。三 試驗(yàn)步驟 1 調(diào)零點(diǎn) 將設(shè)備初始值調(diào)整為零，準(zhǔn)備加荷。2 加荷載(1) 正式加荷前予載一次，加荷卸荷量各為1KN。以使整個(gè)試驗(yàn)裝置處于正常工作狀態(tài)。 (2) 加載時(shí)分級(jí)加載。每加一級(jí)荷載，記錄一批數(shù)據(jù)。間歇5分鐘，再加下一級(jí)荷載。3 記錄數(shù)據(jù)（1）撓度值 將兩個(gè)百分表和位移傳感器的讀數(shù)記錄到表2。 （2）裂縫寬度用讀數(shù)顯微鏡讀取每級(jí)荷載下裂縫的寬度，并將值記錄到表3。（3）裂縫分布 將每條裂縫分布的位置畫在表4。四 試驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理與分析1 試件原始數(shù)據(jù)的量測(cè)與計(jì)算(1) 原始數(shù)據(jù)表1 原始數(shù)據(jù) 梁的幾何尺寸（mm） 材料性能配筋率Ll0b hch0afcufcfyAsEcEs （2）斜截面