同济大学混凝土试验报告(超筋梁、梁斜拉破坏).pdf

混凝土试验成果集试验名称：姓名：学号：试验老师：任课老师：手机号码：混凝土试验实验报告 21 超筋梁受弯实验报告.11.1 实验目的.11.2 实验内容.11.3 构件设计.11.3.1 构件设计的依据.11.3.2 试件的主要参数.11.3.3 试件加载估算.21.4 实验装置.31.5 加载方式.41.5.1 单调分级加载方式.41.5.2 开裂荷载实测值确定方法.41.6 测量内容.51.6.1 混凝土平均应变.51.6.2 钢筋纵向应变.51.6.3 挠度.51.6.4 裂缝.61.7 实验结果整理.61.7.1 荷载挠度关系：.61.7.2 荷载曲率关系：.71.7.3 荷载纵筋应变关系：.81.7.4 裂缝发展情况描述及裂缝照片.91.8 实验结论.101.9 实验建议.112 梁斜拉破坏试验报告.122.1 实验目的.122.2 实验内容.122.3 试件的设计.122.3.1 试件设计的依据.122.3.2 试件的主要参数.122.3.3 试件加载预估.132.4 实验装置.142.5 加载方式.162.6 测量内容.162.6.1 混凝土平均应变.162.6.2 纵向钢筋应变.162.6.3 挠度.172.7 实验结果整理.172.7.1 荷载挠度关系：.172.7.2 荷载曲率关系：.182.7.3 荷载纵筋应变关系：.192.7.4 裂缝发展情况描述及裂缝照片.202.8 试验结论.21混凝土试验实验报告 33 适筋梁受弯性能试验设计.223.1 试验目的.223.2 试件设计.223.2.1 试件设计依据.223.2.2 试件的主要参数：.223.3 试验装置和加载方式.233.3.1 试验装置.233.3.2 加载方式.243.4 量测内容、方法和工况.253.4.1 混凝土平均应变.253.4.2 纵向钢筋应变.253.4.3 挠度.263.4.4 裂缝.263.5 相关计算书.264 思考题.284.1 两点集中力加载的简支梁可能的破坏模式有哪些？如何预估其极限荷载？.284.2 梁受剪破坏特征？.284.3 梁受弯破坏特征？.294.4 若采用位移计测应变，如何处理得到应变值？.294.5 何谓平截面假定？试验中如何验证？.294.6 对于 HRB335/HPB235 钢筋，其屈服应变大致是多少？.294.7 进行试验试件设计时，应采用材料标准值还是设计值？为什么？.305 附录：材料试验记录表.315.1 混凝土立方体试块抗压强度.315.2 混凝土棱柱体试块轴心抗压强度.315.3 钢筋拉伸试验数据.31混凝土试验实验报告 11 1 超筋梁受弯实验报告超筋梁受弯实验报告1.1 实验目的通过试验研究认识超筋混凝土梁在弯矩作用下开裂、裂缝发展到破坏的全过程，掌握测试混凝土受弯构件基本性能的试验方法。1.2 实验内容对超筋梁构件跨中施加对称集中力，使其中部受纯弯，逐级加载至破坏。观察并描述该过程中，裂缝的产生与发展。记录、分析各阶段钢筋混凝土应力、应变的变化情况。1.3 构件设计1.3.1 构件设计的依据构件设计的依据根据梁正截面受压区相对高度 和界限受压区相对高度b的比较可以判断出受弯构件的类型：当b时，为适筋梁；当b时，为超筋梁。界限受压区相对高度可按下式计算：sE0033.018.0ybf其中在进行受弯试件梁设计时，fy、Es 分别取混凝土结构设计规范规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，fy、Es 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。1.3.2 试件的主要参数试件的主要参数 试件尺寸实测值：bhl1222051830mm；测读次数123平均截面宽度 b121122122122截面高度 h201206207205构件长度 l1800180518031803混凝土试验实验报告 2混凝土强度等级：C20；纵向受拉钢筋的种类：HRB335；箍筋的种类：HPB235（纯弯段无箍筋）；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件的配筋情况见下图；1.3.3 试件加载估算试件加载估算l=1830mm,b=122mm,h=205mm,fyk=335N/mm2,Es=2.0105N/mm2 ftk=1.54N/mm2,fck,=13.4N/mm2,Ec=2.55104N/mm2 h0=179mm,As=760mm2开裂弯矩估算843.7csEEE4767.02bhAsEAmkNbhfMtkAcr053.5)5.21(292.02kNMPcrcr21.204混凝土试验实验报告 3极限弯矩估算6214.0)8.0(8.001sykbcksykAfbhfAf2/3.2398.08.0mmNfbyksmkNhAbhfMsscku44.22)5.01()5.01(0201kNMPuu76.8941.4 实验装置为本试验进行梁受弯性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。梁受弯性能试验，取 L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400 mm（此为设计值）。混凝土试验实验报告 41.5 加载方式1.5.1 单调分级加载方式单调分级加载方式试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见上图所示。梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为 5 分钟。在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前 2 级。对于超筋梁，在加载到开裂试验荷载计算值的 90以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的 20；达到开裂试验荷载计算值的 90以后，每级荷载值不宜大于其荷载值5；当试件开裂后，每级荷载值取 10的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；在加载达到承载力试验荷载计算值的 90以后，每级荷载值不宜大于开裂试验荷载值的5；实际试验中，各级荷载分别为：010kN20kN30kN40kN70kN破坏1.5.2 开裂荷载实测值确定方法开裂荷载实测值确定方法本实验采用以下两种方法，确定开裂荷载：放大镜观察法混凝土试验实验报告 5 用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；当加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。荷载挠度曲线判别法 测定试件的最大挠度，取其荷载挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值。1.6 测量内容1.6.1 混凝土平均应变混凝土平均应变在梁跨中一侧面布置 4 个位移计，位移计间距 40mm，标距为 150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见下图。1.6.2 钢筋纵向应变钢筋纵向应变在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见下图：1.6.3 挠度挠度对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如下图混凝土试验实验报告 6所示。在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。试验时在每级荷载下，应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。结构构件各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。1.6.4 裂缝裂缝试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制 50mm50mm 的网格。试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。1.7 实验结果整理为了简化数据处理过程，在荷载达到最大值之前这段时间内，取 10 组数据；达到峰值以后，再根据荷载特征情况取 4 组数据；加上最大值 1 组，共 15 组数据进行分析。现将取值时间罗列如下：14:16:52 14:17:03 14:22:54 14:22:59 14:26:2414:29:02 14:56:11 15:01:15 15:02:52 15:03:0315:03:08 15:04:27 15:04:50 15:05:15 15:05:301.7.1 荷载荷载挠度关系：挠度关系：荷载测定值(kN)应变测点10-1应变测点10-2应变测点10-7挠度0-0.02-0.008-0.0410.02710.239-0.208-0.075-0.4370.295520.725-0.29-0.13-0.8410.63120.313-0.29-0.133-0.8450.633530.221-0.334-0.181-1.2540.9965混凝土试验实验报告 740.212-0.392-0.236-1.7111.39770.433-0.522-0.416-4.1243.65590.003-0.534-0.483-5.7375.228591.984-0.546-0.522-6.6566.12295.453-0.557-0.53-7.0076.463596.939-0.553-0.526-7.266.720592.728-0.553-0.557-8.9918.43679.104-0.553-0.557-10.90210.34770.516-0.549-0.561-11.43310.87869.112-0.557-0.557-11.51410.957本实验设计时考虑了考虑支座沉降的影响，梁的实际挠度为：应变测点 10-7 的测量值减去 10-1 和 10-2 测量值的平均值。为了方便绘图，将挠度取为正值，得荷载挠度曲线如下。由上图可以看出在荷载较小时，梁的刚度基本保持不变，荷载挠度曲线大致呈直线，在荷载达到 40kN 时曲线出现转折点，说明此时混凝土开裂。而且曲线斜率减小说明开裂以后梁的刚度减小。1.7.2 荷载荷载曲率关系：曲率关系：荷载测定值(kN)应变测点10-3应变测点10-4应变测点10-5应变测点10-6曲率00.004-0.0040-0.004-0.007110.239-0.0160-0.0040.0040.017620.725-0.063-0.0160.0080.0160.069720.313-0.063-0.01200.020.0732混凝土试验实验报告 830.221-0.103-0.0190.0040.0280.115640.212-0.103-0.0350.0160.0360.122670.433-0.142-0.1170.0360.0910.205690.003-0.205-0.160.040.1220.288591.984-0.10314.0630.3030.1260.202195.453-0.1114.0590.2990.1460.225996.939-0.10714.0630.3030.1460.223292.72814.72114.0630.3030.1979.10414.72114.0670.2110.23770.51614.71714.0590.1950.24569.11214.71714.0670.1830.253由上表我们可以看出，各级荷载下，各应变测点的测值基本关于其高度成线性比例关系。由此可见平截面假定是合理的。显然，应变测点 10-3 和应变测点 10-4 由于应变计的脱落突然产生了较大的位移，测得数据为问题数据，因此表中后四行的曲率不予计算。荷载为 90.003 kN 时，应变测点 10-3 的测量值突然增大，导致曲率计算值偏大。以下是扣除这些问题数据后获得的荷载曲率关系图。1.7.3 荷载荷载纵筋应变关系：纵筋应变关系：荷载测定值(kN)34-134-234-334-434-534-6平均应变010161918223419.810.23991115106868610698.320.725203240247183252199220.720.313203240246185253198220.8混凝土试验实验报告 930.221326369375290360342343.740.212483521527431506529499.570.43310301081102889193311541019.590.0031346142613531167121515231338.391.9841446154814611255130516581445.595.4531500161715291303136517371508.596.9391526166015741333140817951549.392.7281567196617001356161419841697.879.1041418224516661247185519541730.870.5161311226515451153184518421660.269.1121289226015141133183618161641.3从下图我们可以看出，纵筋的应变与荷载值基本保持线性关系，说明了此超筋梁中纵筋过多，在梁发生破坏时，钢筋应力还是不能达到屈服响度。1.7.4 裂缝发展情况描述及裂缝照片裂缝发展情况描述及裂缝照片 随着荷载增加，在梁受拉区先出现裂缝（此时荷载为 40kN）。且裂缝的数目增加，但没有发展成宽度较大的裂缝。而受压区混凝土达到极限压应变发生开裂，宽度和数目都迅速发展，直至压区混凝土压碎，梁破坏。混凝土试验实验报告 10梁上部混凝土压碎超筋梁破坏时形态1.8 实验结论实验所得极限承载力为 96.9kN，与计算结果 89.8kN 相比很接近，误差在 10%以内。混凝土试验实验报告 11说明超筋梁加载过程符合平截面假定，且实际材料性质与设计值相差不大。由试验结果可以看出，超筋梁变形能力很差，且破坏形式为脆性破坏，具有突然性。1.9 实验建议为了更好的确定超筋梁的破坏形态，以及保证计算结果的可靠性，应用同样的实验材料，在同等试验环境下进行平行对比试验，以得出准确的结果。而且可以考虑改变集中荷载的施加位置，以研究不同荷载作用点对超筋梁极限承载力的影响。混凝土试验实验报告 122 2 梁斜拉破坏试验报告梁斜拉破坏试验报告2.1 实验目的通过试验研究认识钢筋混凝土梁在剪力作用下发生斜拉破坏的全过程，掌握测试混凝土受弯构件基本性能的试验方法。2.2 实验内容控制梁的抗剪承载了小于抗弯强度，且发生斜拉破坏。构件跨中施加对称集中力，逐级加载至破坏。观察并描述该过程中，裂缝的产生与发展。记录、分析各阶段纵筋、箍筋及混凝土应力、应变的变化情况。2.3 试件的设计2.3.1 试件设计的依据试件设计的依据根据剪跨比 和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏。进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。2.3.2 试件的主要参数试件的主要参数构件尺寸（矩形截面）：bhl1202001800mm；实测值见下表：测读次数123平均截面宽度 b120.6120.5122.0121.0截面高度 h225.6216.0233.0224.9构件长度 l1803.51802.51803.01083.0构件净跨度：1500mm;混凝土强度等级：C20；纵向受拉钢筋的种类：HRB335；箍筋的种类：HPB300；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件的配筋情况见下图和下表：混凝土试验实验报告 13配筋情况试件编号试件特征加载位置b（mm）预估受剪极限荷载PuQ(kN)预估受弯极限荷载PuM(kN)QC斜拉破坏6250(2)2 182 106005069斜拉破坏试件2.3.3 试件加载预估试件加载预估抗弯承载力分析：=508.68=157 1824 2=2 1024 22取0=15 182=178计算nb=11+0.00330.618 =02.4%=0=0.72%=0.2%混凝土试验实验报告 14经计算有=1.253 ()=0.705，故纵筋未能屈服：=0.79802(1 0.412)+00=19.4kN m因而，预估极限荷载为=0.3=64.80斜截面抗剪承载力分析：s=50mm ,=0.24=0.0009受集中荷载，梁的抗剪承载力计算公式为：=1.75+10+0该梁计算剪跨比，把相关数据带入上式，得：=600178=3.37 3取3 斜=22.91/2=32.4 故理论上来说，斜截面会出现斜拉破坏。理论承载力：=22.91 2=45.822.4 实验装置 下图为进行梁受剪性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。梁受剪性能试验，取 L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400 mm。混凝土试验实验报告 151试验梁；2滚动铰支座；3固定铰支座；4支墩；5分配梁滚动铰支座；6分配梁滚动铰支座；7集中力下的垫板；8分配梁；9反力梁及龙门架；10千斤顶；（a）加载简图（kN，mm）（b）弯矩图（kNm）（c）剪力图（kN）混凝土试验实验报告 162.5 加载方式试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见上图所示。梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为 5 分钟。在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前 2 级。对于超筋梁，在加载到开裂试验荷载计算值的 90以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的 20；达到开裂试验荷载计算值的 90以后，每级荷载值不宜大于其荷载值5；当试件开裂后，每级荷载值取 10的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；在加载达到承载力试验荷载计算值的 90以后，每级荷载值不宜大于开裂试验荷载值的5；实际试验中，各级荷载分别为：010kN20kN30kN40kN50kN破坏2.6 测量内容2.6.1 混凝土混凝土平均应变平均应变在梁跨中一侧面布置 4 个位移计，位移计间距 40mm，标距为 150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见下图。2.6.2 纵向钢筋应变纵向钢筋应变在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图 3.6.5。混凝土试验实验报告 17图 3.6.5 纵筋应变片布置2.6.3 挠度挠度对构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图 3.6.6所示。在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。试验时在每级荷载下，应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。结构构件各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。2.7 实验结果整理为了简化数据处理过程，在荷载达到最大值之前这段时间内，取 10 组数据；达到峰值以后，再根据荷载特征情况取 4 组数据；加上最大值 1 组，共 15 组数据进行分析。现将取值时间罗列如下：16:30:26 16:41:56 16:55:04 17:10:51 17:19:1317:22:58 17:36:56 17:37:34 17:38:05 17:38:1917:38:23 17:38:37 17:38:56 17:39:21 17:39:402.7.1 荷载荷载挠度关系：挠度关系：荷载测定值应变测点应变测点应变测点挠度混凝土试验实验报告 18(kN)10-110-210-70.1650.0080.0080.0040.00410.074-0.263-0.012-0.3550.217520.065-0.393-0.083-0.7750.53729.891-0.648-0.216-1.3580.92640.047-0.652-0.22-1.8551.41950.038-0.679-0.267-2.4912.01859.864-0.691-0.338-3.3072.792570.599-0.715-0.322-4.9054.386580.342-0.715-0.326-6.3485.827582.489-0.738-0.322-7.3026.77282.654-0.738-0.334-7.5677.03178.278-0.738-0.334-8.5548.01870.186-0.754-0.338-10.1159.56960.442-0.746-0.33-11.88511.34751.277-0.75-0.33-13.99713.457本实验设计时考虑了考虑支座沉降的影响，梁的实际挠度为：应变测点 10-7 的测量值减去 10-1 和 10-2 测量值的平均值。为了方便绘图，将挠度取为正值，得荷载挠度曲线如下。由上图可以看出在荷载较小时，梁的刚度基本保持不变，荷载挠度曲线大致呈直线，在荷载达到 30kN 时曲线出现转折点，说明此时混凝土开裂。而且曲线斜率减小说明开裂以后梁的刚度减小。2.7.2 荷载荷载曲率关系：曲率关系：混凝土试验实验报告 19荷载测定值(kN)应变测点10-3应变测点10-4应变测点10-5应变测点10-6曲率0.1650.0040.0120.080.0040.000010.074-0.0040.0160.0920.0080.010620.065-0.05500.0880.0320.076829.891-0.10700.2670.0670.153540.047-0.103-0.0080.2830.0950.174750.038-0.111-0.0120.3030.1310.213559.864-0.107-0.0270.3620.1620.237470.599-0.111-0.0780.3780.190.265680.342-0.103-0.0970.3940.2260.290382.4890.075-0.1050.4020.2340.442282.6540.146-0.1050.390.2340.442278.2780.182-0.1010.3980.2380.442270.18615.92515.26713.88317.35860.44215.92515.26713.88317.35451.27715.92915.27113.88317.37显然，在荷载达到 70.186kN 时由于应变计的脱落突然产生了较大的位移，测得数据为问题数据，因此表中后三行的曲率不予计算。以下是扣除这些问题数据后获得的荷载曲率关系图。2.7.3 荷载荷载纵筋应变关系：纵筋应变关系：荷载测定值(kN)34-134-234-334-434-534-6平均应变0.165-224663124.5混凝土试验实验报告 2010.07447162603125177110204.020.065106375983310640159428.829.89117859510025481110337628.340.0472838409857851312532789.550.0383721060119710331552740992.359.86445812511616125417749141211.270.599544149318871540203511231437.080.342652173021231825230513371662.082.489685178921401880236913911709.082.654679178721371878236813921706.878.278624175220991803230913351653.770.186538158119511626211411721497.060.442477143118191482194210241362.551.27743512221634131917448611202.5从下图我们可以看出，纵筋的应变与荷载值基本保持线性关系，而且荷载减小时曲线基本原路返回，这也充分的说明了斜拉破坏时纵筋应力未达到屈服强度。2.7.4 裂缝发展情况描述及裂缝照片裂缝发展情况描述及裂缝照片 裂缝试验资料可根据试验目的按下列要求进行整理：（1）各级试验荷载下的最大裂缝宽度和最大裂缝所在位置，并说明裂缝的种类；（2）绘制各级试验荷载作用下的裂缝发生、发展的展开图；（3）统计各级试验荷载作用下的裂缝宽度平均值、裂缝间距平均值。混凝土试验实验报告 21图 4.2.1 试验梁裂缝示意图图 4.2.2 试验梁裂缝照片最大裂缝出现在处（如图 4.2.1），为明显的斜拉破坏。继续加载，最终梁破坏如下图：2.8 试验结论实验测得正截面承载力：由实验数据，可知，实验测得梁的最大承载力为 82.6kN。两者的比较分析：实验测得量的承载力大于理论计算值，误差为：45.8282.6 45.82 100%=80%实验所得数极限承载力为 82.6kN，与计算结果 45.82kN 比较，误差在 80%左右。说明实际材料性质与设计值相差比较大。由试验结果得知，箍筋未屈服，而只有纵筋屈服，构件是被拉坏，故判断为斜拉破坏。加载破坏时荷载峰值为 82.6kN 远大于预估受剪极限荷载45.82kN。产生这种情况的原因可能有以下几个方面：1、受剪承载力计算理论的计算公式过于保守。2、混凝土、钢筋材料不均匀，可能局部的强度高于计算值。混凝土试验实验报告 223 3 适筋梁受弯性能试验设计适筋梁受弯性能试验设计3.1 试验目的1、通过观察混凝土适筋梁受弯破坏的全过程，研究认识混凝土适筋梁的受弯性能。2、理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受弯构件的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。3、通过设计实验的过程，加深对混凝土结构适筋梁构件受弯性能的理解。3.2 试件设计3.2.1 试件设计依据试件设计依据根据梁正截面受压区相对高度 和界限受压区相对高度b的比较可以判断出受弯构件的类型：当b时，为适筋梁；当b时，为超筋梁。界限受压区相对高度可按下式计算：sE0033.018.0ybf其中在进行受弯试件梁设计时，fy、Es 分别取混凝土结构设计规范规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，fy、Es 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。3.2.2 试件的主要参数：试件的主要参数：混凝土试验实验报告 23试件尺寸：bhl120mm200mm1800mm；混凝土强度等级：C20；纵向受拉钢筋的种类：HRB335；箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件的配筋情况见图 1 和表 1；312图 1 适筋梁受弯试验试件配筋表 1 适筋梁受弯试件的配筋配筋情况预估荷载 P(kN)试件编号试件特征PcrPyPuMLA适筋梁2 14210850(2)13.054.260.23.3 试验装置和加载方式3.3.1 试验装置试验装置图 2 为进行适筋梁受弯性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。适筋梁受弯性能试验，取 L=1800mm，a=150mm，b=500mm，c=500 mm。混凝土试验实验报告 241试验梁；2滚动铰支座；3固定铰支座；4支墩；5分配梁滚动铰支座；6分配梁滚动铰支座；7集中力下的垫板；8分配梁；9反力梁及龙门架；10千斤顶；图 2 适筋梁受弯试验装置图（a）加载简图（kN，mm）（b）弯矩图（kNm）（c）剪力图（kN）图 3 适筋梁受弯试验加载和内力简图3.3.2 加载方式加载方式混凝土试验实验报告 25 （1）单调分级加载机制试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见图 2 和 3 所示。梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为 15 分钟。在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前 2 级。对于本实验：（1）在加载到开裂试验荷载计算值的 90以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的 20；（2）达到开裂试验荷载计算值的 90以后，每级荷载值不宜大于其荷载值的 5；（3）当试件开裂后，每级荷载值取 10的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；（4）当加载达到纵向受拉钢筋屈服后，按跨中位移控制加载，加载的级距为钢筋屈服工况对应的跨中位移y；（5）加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。实际试验中，各级荷载分别为：010kN20kN30kN40kN50kN破坏（2）开裂荷载实测值确定方法本实验宜采用以下两种方法，确定开裂荷载：放大镜观察法 用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；当加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。荷载挠度曲线判别法 测定试件的最大挠度，取其荷载挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值；（3）承载力极限状态确定方法对梁试件进行受弯承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：对有明显物理流限的热轧钢筋，其受拉主筋的受拉应变达到 0.01；受拉主钢筋拉断；受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到 1.5mm；挠度达到跨度的 1/30；受压区混凝土压坏。3.4 量测内容、方法和工况3.4.1 混凝土混凝土平均应变平均应变在梁跨中一侧面布置 4 个位移计，位移计间距 40mm，标距为 150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见图 4。混凝土试验实验报告 26图 4 适筋梁受弯试验混凝土平均应变测点布置3.4.2 纵向钢筋应变纵向钢筋应变在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图 5。图 5 纵筋应变片布置3.4.3 挠度挠度对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图 6所示。在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。试验时在每级荷载下，应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。结构构件各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。图 6 适筋梁受弯试验挠度测点布置3.4.4 裂缝裂缝混凝土试验实验报告 27试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制 50mm50mm 的网格。试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。构件开裂后立即对裂缝的发生发展情况进行详细观测，用读数放大镜及钢直尺等工具量测各级荷载(0.4Pu0.7Pu)作用下的裂缝宽度、长度及裂缝间距，并采用数码相机拍摄后手工绘制裂缝展开图，裂缝宽度的测量位置为构件的侧面相应于受拉主筋高度处。最大裂缝宽度应在使用状态短期试验荷载值持续 15min 结束时进行量测。3.5 相关计算书l=1800mm,b=120mm,h=200mm,fy=335N/mm2,Es=2.0105N/mm2 ft=1.54 N/mm2,fc,=13.4 N/mm2,Ec=2.55104N/mm2 h0=178mm,As=308mm21、开裂弯矩计算：843.7csEEE，2013.02bhAsEA22/24.3)5.21(292.0mkNbhfMtAcr，kNMPcrcr8.103.02、极限弯矩计算：对于适筋构件：3605.001bhfAfcsy2201/01.19)5.01(mkNbhfMcu，kNMPuu4.633.03、屈服弯矩估算：2/11.179.0mkNMMuy，kNMPyy3.573.0混凝土试验实验报告 284 4 思考题思考题4.1 两点集中力加载的简支梁可能的破坏模式有哪些？如何预估其两点集中力加载的简支梁可能的破坏模式有哪些？如何预估其极限荷载？极限荷载？（1）正截面受弯破坏适筋梁（ykckbyktkffff15.40）)2/(01eykskuykskeckxhfAMfAxbf少筋梁（yktkff5.40）2SE)A5192.20bhfbhMMtcru（超筋梁（)1ykckbff)2/(01esskuykskeckxhAMfAxbf8.08.0byksf（2）斜截面受剪破坏混凝土试验实验报告 29当min,svsv或maxSS：07.0bhfVVtcu非以上条件时：,)25.02.0min(0bcsccuVVbhfV（3）梁端部锚固失效，钢筋被拔出（4）带肋纵筋在混凝土中产生环向拉应力，梁底出现沿纵向裂缝。（5）荷载作用点附近产生局部受压破坏。4.2 梁受剪破坏特征？梁受剪破坏特征？（1）剪压破坏当剪跨比13，且配箍量适中时多发生剪压破坏。破坏特征：临界裂缝上端剪压区混凝土被压碎，箍筋屈服。（2）斜压破坏当剪跨比1时，发生斜压破坏。破坏特征：在梁腹部发生类似短柱的破坏，箍筋未屈服。（3）斜拉破坏当剪跨比3，发生斜拉破坏。斜裂缝一出现迅速延伸至荷载作用点处，混凝土未被压碎。4.3 梁受弯破坏特征？梁受弯破坏特征？1、适筋梁破坏是延性破坏，此时钢筋与混凝土同时达到破坏。这种破坏有明显征兆，过程比较缓慢，破坏前有较大变形。2、超筋梁破坏是脆性破坏。此时压区混凝土破裂而拉区钢筋未到屈服强度。这种破坏变形不明显，事前无明显征兆。3、少筋梁破坏是脆性破坏。此时拉区钢筋超过屈服强度而压区混凝土未破坏。由于混凝土一开裂试件立即折断破坏，所以变形不明显，破坏很突然。4.4 若采用位移计测应变，如何处理得到应变值？若采用位移计测应变，如何处理得到应变值？根据图中位移计的布置，各位移计处应变mml150混凝土试验实验报告 304.5 何谓平截面假定？试验中如何验证？何谓平截面假定？试验中如何验证？变形之前的平面变形后仍保持为平面的假定称为平截面假定。根据梁侧混凝土应变试验数据，将沿梁高度方向的各点应变值连线，若各点大致在一条直线上，则在该时刻梁变形满足平截面假定。4.6 对于对于 HRB335/HPB235 钢筋，其屈服应变大致是多少？钢筋，其屈服应变大致是多少？HRB335：3510675.1100.2335fsykEHPB235：3510119.1101.2235fsykE4.7 进行试验试件设计时，应采用材料标准值还是设计值？为什么？进行试验试件设计时，应采用材料标准值还是设计值？为什么？应采用标准值。因为设计值是考虑了实际工程结构可靠度的折减数值，并非反映材料的真实力学性能，所以进行试验时应采用其标准值。混凝土试验实验报告 315 5 附录：材料试验记录表附录：材料试验记录表试件制作时间：2011-9-29 试验时间：2011-11-175.1 混凝土立方体试块抗压强度混凝土立方体试块抗压强度试件编号试件尺寸（mm）试件破坏荷载（kN）试件承压面积（mm2）强度评定（MPa）1150150151440.32250019.62150150151442.12250019.63150150153449.92250020.0平均19.75.2 混凝土棱柱体试块轴心抗压强度混凝土棱柱体试块轴心抗压强度试件编号试件尺寸（mm）试件破坏荷载（kN）试件承压面积（mm2）强度评定（MPa）1100103299177.51030017.22100102300163.31020016.03100103300193.71030018.84100102300198.01020019.45100105299186.21050017.76100103299192.11030018.7平均18.0试件制作时间：2011-9-29 试验时间：2011-11-105.3 钢筋拉伸试验数据钢筋拉伸试验数据钢筋直径（平均直径 mm）yuFF(KN)(MPa)(MPa)(MPa)混凝土试验实验报告 32(MPa)A616.57，6.54，6.99(6.70 )9.5(15.5)269.5439.6A626.20，6.59，6.11(6.30 )9.8(15.3)314.4490.8A636.00，7.05，7.05(6.70 )9.7(15.3)275.1434.0286.3454.8A817.98，8.11，7.81(7.97 )24.5(28.5)491.1571.3A828.10，8.14，7.99(8.08 )25.0(29.0)487.6565.6A837.89，7.91，7.94(7.91 )24.5(29.0)477.