鋼筋混凝土梁正截面實(shí)驗(yàn)

1、鋼筋混凝土梁正截面實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 通過(guò)對(duì)鋼筋混凝土梁的承載力、應(yīng)變、撓度及裂縫等參數(shù)的測(cè)定，熟悉鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞的一般過(guò)程及其特征，加深對(duì)書(shū)本理論知識(shí)的理解。2. 進(jìn)一步學(xué)習(xí)常規(guī)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基本技能。3. 掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、分析和表達(dá)方法，提高學(xué)生分析與解決問(wèn)題的能力。二、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器1. 試件鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁1根、尺寸及配筋如圖所示。正截面受彎：混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，箍筋為HPB235，縱筋HRB335。（注意：制作和養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)：常溫制作與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室養(yǎng)護(hù)）2實(shí)驗(yàn)所需儀器：試驗(yàn)設(shè)備包括試驗(yàn)臺(tái)座、反力架、千斤頂、分配梁、荷載傳感器、電阻應(yīng)變儀

2、、百分表、放大鏡、讀數(shù)放大及電筒、直尺等。（注意：試驗(yàn)梁支承于臺(tái)座上，通過(guò)千斤頂和分配梁施加荷載，用荷載傳感器和電阻應(yīng)變儀量測(cè)荷載，用混凝土應(yīng)變片測(cè)試驗(yàn)梁純彎段的截面應(yīng)變，用百分表量測(cè)試驗(yàn)梁跨中撓度以及支座處撓度，用放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)，用讀數(shù)放大鏡量測(cè)裂縫寬度，用直尺量測(cè)裂縫間距）三、實(shí)驗(yàn)方案 為研究鋼筋混凝土梁的受力性能，主要測(cè)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

3、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；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)段混凝土表面布置不少于三個(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)：跨中點(diǎn)

4、，支座沉降點(diǎn)（2個(gè)）。 3. 實(shí)驗(yàn)步驟 實(shí)驗(yàn)為開(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，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. 在梁純彎曲區(qū)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

5、的三分點(diǎn)處。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無(wú)偏斜。e. 安裝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考慮，）。按13級(jí)預(yù)加載（0-2kN-3kN-4kN），測(cè)讀數(shù)據(jù)，觀察試件、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)。 1）、利用荷載傳感器進(jìn)行控制，按估算破壞荷載值的十

6、分之一左右對(duì)試驗(yàn)梁分級(jí)加載，相鄰兩次加載的間隔時(shí)間為23分鐘。在每級(jí)加載后的間歇時(shí)間內(nèi)，認(rèn)真觀察試驗(yàn)梁上是否出現(xiàn)裂縫，記錄電阻應(yīng)變儀、百分表和千分表讀數(shù)。2）在試驗(yàn)梁上發(fā)現(xiàn)第一條裂縫后，在試驗(yàn)梁表面對(duì)裂縫進(jìn)行標(biāo)記，記錄前一級(jí)荷載下的電阻應(yīng)變儀讀數(shù)。3）繼續(xù)利用荷載傳感器進(jìn)行控制，按估算破壞荷載值的五分之一左右試驗(yàn)梁分級(jí)加載，相鄰兩次加載的間隔時(shí)間為510分鐘。在每級(jí)加載后的間歇時(shí)間內(nèi)，認(rèn)真觀察試驗(yàn)梁上原有裂縫的發(fā)展和新裂縫的出現(xiàn)等情況并進(jìn)行標(biāo)記，記錄電阻應(yīng)變儀、百分表和千分表讀數(shù)。4）繼續(xù)加載，當(dāng)所加荷載約為破壞荷載值的60%70%時(shí)，用讀數(shù)放大鏡測(cè)讀最大裂縫寬度和用直尺量測(cè)裂縫間距并記錄。5

7、）加載至試驗(yàn)梁破壞，記錄電阻應(yīng)變儀讀數(shù)。6）卸載。記錄試驗(yàn)梁破壞時(shí)裂縫的分布情況。4實(shí)驗(yàn)記錄參考圖表 (1)應(yīng)變記錄參考表相對(duì)時(shí)間（S）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)600000-43.791.29220-28.160016.51-241.82342.82440-31.080.970-1.94392.35379.72660-177.7227.1986.4354.38307.86370.01880-174.8124.2876.7246.62355.441214.911100-259.3196.17971.15584.63140.8231821.81320-289.4470.0431821.8

8、1141.11357.38483.631540-336.99782.7531821.81749.05322.42406.911760-339.9905.1231821.81944.25274.84533.16198031821.831821.831821.831821.8255.411204.23220031821.831821.831821.831821.8246.671050.79 (2)撓度記錄參考表四 實(shí)驗(yàn)分析1、截面應(yīng)力、應(yīng)變分析繪制荷載-鋼筋應(yīng)變曲線(xiàn)2、撓度分析（1） 計(jì)算理論值（2） 分析各點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度值 由于支座沉降影響 (3)繪制荷載撓度曲線(xiàn)（理論、實(shí)測(cè)曲線(xiàn)） （4）撓度結(jié)果比

9、較（理論與實(shí)際的差異分析：由上表可知，和在加載初期就存在一定數(shù)值，但隨著加載過(guò)程的進(jìn)行，與漸漸接近直到相仿，最后隨著加載末期，兩者的差值又突然變大；加載前期與不同主要是因?yàn)橛捎诎俜直淼陌惭b和靈敏程度，加之前期加載程度低，撓度變化不明顯，所以致使我們測(cè)量的實(shí)際值與理論值有差異；加載后期與的不同則主要是因?yàn)?，加載前后混凝土試件已經(jīng)破壞，導(dǎo)致?lián)隙茸兓艽螅瑥亩古c相差較大）3、開(kāi)裂荷載、屈服荷載、破壞荷載其差異原因 （1）實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程誤差。 （2）儀器誤差。 （3）記錄誤差。 （4）鋼筋在加載停止時(shí)，可能出現(xiàn)回縮。4、繪制開(kāi)裂后各級(jí)荷載下的裂縫分布圖5、用文字?jǐn)⑹隽旱钠茐男螒B(tài)和特征 梁受到剪切破壞。

10、隨著荷載的增大，梁的剪彎區(qū)段內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)幾條裂縫，其中一條發(fā)展為主臨界斜裂縫，臨街斜裂縫出現(xiàn)后，梁承受的荷載還能繼續(xù)增加，而斜裂縫伸展至荷載墊板下，直到斜裂縫頂端（剪壓區(qū)）的混凝土在正應(yīng)力，剪應(yīng)力及荷載引起的豎向局部壓應(yīng)力的共同作用下被壓酥而破壞。五、結(jié)論 通過(guò)本次實(shí)驗(yàn)測(cè)定的鋼筋混凝土梁的承載力、應(yīng)變、撓度及裂縫等參數(shù)，自己熟悉了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞的一般過(guò)程及其特征，加深了對(duì)書(shū)本理論知識(shí)的理解。進(jìn)一步的掌握了常規(guī)的結(jié)構(gòu)實(shí)驗(yàn)儀器的選擇和使用操作方法，培養(yǎng)自己實(shí)驗(yàn)基本技能。學(xué)會(huì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理、分析和表達(dá)方法，提高了自己分析與解決問(wèn)題的能力。 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

11、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） 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）。 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