結(jié)構(gòu)設(shè)計原理實驗指導(dǎo)書

結(jié)構(gòu)設(shè)計原理實驗指導(dǎo)書長安大學(xué)二00六實驗一：鋼筋混凝土矩形梁正截面破壞試驗一、實驗?zāi)康募耙箐摻罨炷潦軓潣?gòu)件計算包括三個方面的內(nèi)容，即強度計算、抗裂性計算（裂縫開展寬度計算）及剛度計算(撓度計算)。計算理論來源于實踐,針對某種具體結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的試驗分析,即是對計算理論的校核,也可推斷某種假設(shè),從而進一步完善理論。通過對鋼筋混凝土矩形梁正截面的破壞試驗，進一步鞏固本專業(yè)基礎(chǔ)課程的知識,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)計和計算分析方法,提高學(xué)生綜合知識的水平,了解在純彎曲段內(nèi)正截面的受力狀態(tài)和變形規(guī)律，從而加深對所學(xué)理論知識的理解，培養(yǎng)學(xué)生試驗研究的能力。二、實驗內(nèi)容1.通過對鋼筋混凝土矩形梁正截面破壞試驗的全過程,從梁的構(gòu)造、鋼筋構(gòu)造、配筋率、正截面計算的基本內(nèi)容、受彎構(gòu)件的工作階段、破壞特征,驗算實驗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,梁最大破壞荷載時相應(yīng)的撓度。2.正式試驗前，根據(jù)試驗梁的構(gòu)造、配筋和強度，估算梁的最大破壞荷載，然后估算的最大破壞荷載分五級列表算出每級荷載作用下相應(yīng)測點處理論計算(應(yīng)變和撓度)值,以此指導(dǎo)試驗方案的實施。3．試驗完成后，再根據(jù)實驗中實際分級的荷載重新計算每級荷載作用下相應(yīng)測點處理論計算(應(yīng)變和撓度)值,并將實驗記錄值整理，將試驗過程中出現(xiàn)的異常情況或測試極值取舍后作為實測值再與理論值進行比較。三、實驗條件及要求1．試驗用鋼筋混凝土梁，截面尺寸及配筋見圖-1所示。混凝土標(biāo)號25；骨料最大粒徑15mm；鋼筋為Ⅰ級Ф12mm；凈保護層105mm。3．試驗課前，在正截面破壞試驗梁上，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個撓度測點；跨中一點，分配梁加載點對應(yīng)處各一點，支座沉降測點兩點(剛性支座時省略)，見圖1所示。圖-1正截面破壞試驗簡支梁圖-2梁試驗裝置和測點布置1-千斤頂;2-力傳感器;3-分配梁4-試驗梁;5-混凝土應(yīng)變片;6-鋼筋應(yīng)變片;7-機電百分表;四、實驗相關(guān)知識點1.回顧道路工程材料的內(nèi)容,包括混凝土配比、標(biāo)號及混凝土材料的力學(xué)性能;鋼筋的強度和力學(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)實驗分析原理;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,正截面計算的基本內(nèi)容,受彎構(gòu)件的工作階段、破壞特征,驗算實驗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,梁最大破壞荷載時相應(yīng)的撓度。五、實驗實施步驟1．加載前檢查傳感器、電阻片、撓度計的連接和安裝狀態(tài)，并進行初始平衡調(diào)試；2．先作一次預(yù)備試驗，預(yù)備荷載值取破壞荷載的30-40%。加載后，測取讀數(shù)，觀察試驗梁、儀表裝置工作是否正常，及時排除故障后，才能進行正式試驗。3．正式試驗時，原則上應(yīng)按計算破壞荷載的20%（也可取整數(shù)荷載值）分級加載，每級加載后穩(wěn)定5分鐘再讀取試驗數(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，每級荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)進行記錄和描述。5．當(dāng)裂縫寬度達到1.5mm時，即視為破壞?；蚧炷潦軌簠^(qū)破壞或鋼筋應(yīng)力達到屈服點，亦視為破壞。觀察時應(yīng)特別注意安全。六、實驗報告要求1．將試驗中每級實際荷載作用下的理論計算值和各測點實測值列表；2．將試驗過程中從開始加載直至破壞劃分為三個工作階段,并將跨中截面用圖示方法描繪(計算值為實線,測試值用虛線標(biāo)出應(yīng)度值)；3．繪出彎矩(或荷載)與各撓度測點的關(guān)系曲線(按三個工作階段,計算值為實線,測試值用虛線標(biāo)出應(yīng)變值)。4．實測值與理論計算值進行比較，并分析其差異原因。七、思考題：1．混凝土的標(biāo)號低于設(shè)計標(biāo)號實測的應(yīng)力(或應(yīng)度)變大還是變?。?．鋼筋混凝土梁受彎強度應(yīng)采用規(guī)范中軸心受壓還是彎壓指標(biāo)？實驗二鋼筋混凝土柱偏心受壓破壞試驗一、實驗?zāi)康募耙笸ㄟ^試驗了解偏心受壓構(gòu)件理論計算的依據(jù)和分析方法，觀察偏心受壓柱的破壞特征及強度變化規(guī)律，進一步增強對鋼筋混凝土構(gòu)件試驗研究和分析能力。加強學(xué)生對于理論知識的理解和消化。二、實驗內(nèi)容在靜荷載作用下，測定柱側(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)、擴大與破壞狀況及特征，測定開裂荷載值及破壞荷載值。四、實驗過程中觀測的內(nèi)容1．實驗前測量柱子尺寸及力作用點的偏心距；2．預(yù)備試驗時，預(yù)載值取計算破壞荷載的20%左右。同時。加載后，測取讀數(shù)，觀察試驗柱，儀表裝置工作是否正常，及時排除故障后，才能進行正式試驗。3．正式試驗開始時，預(yù)加5%初荷載,調(diào)試儀器,按計算破壞荷載的20%分級加載，每級穩(wěn)定5分鐘后讀取試驗數(shù)據(jù)，當(dāng)接近發(fā)裂荷載時，加載值應(yīng)減至為原分級的一半或更小，并注意觀察裂縫發(fā)展情況，同時拆除構(gòu)件上裝置的位移計后，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，每級荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)進行記錄和描述。五、實驗報告要求1．繪出荷載作用下的裂縫開展圖，標(biāo)出主要裂縫出現(xiàn)時的荷載值。2．計算側(cè)向位移、繪出計算與實測的p-f關(guān)系曲線圖。3．計算受拉區(qū)出現(xiàn)裂縫時的荷載值，受壓區(qū)出現(xiàn)裂縫時荷載、破壞荷載、破壞時鋼筋最大應(yīng)力，分析誤差產(chǎn)生原因。4.分析試驗中出現(xiàn)的問題，提出解決問題的辦法。5.對試驗中出現(xiàn)的現(xiàn)象及與