超筋梁受弯试验方案
《混凝土结构基本原理》试验课程作业
L ENGINEERING
混凝土构件试验方案
试验名称超筋梁受弯试验
姓名
学号
手机号
所选试验课教师黄庆华
所上试验课教师黄庆华
基本原理课教师顾祥林
1.试验目的
本试验目的是使同学们通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土受弯基本性能的试验方法。其中具体包括：
● 检验试验试件的破坏形态、破坏机理是否与理论课一致。 ● 检验通过设计理论设计的试验试件的实际性能。 ● 了解和初步掌握混凝土基本构件试验及分析方法。
2.试件设计
2.1材料和试件尺寸
● 试件尺寸（矩形截面）：1202001800b h l mm ??=??; ● 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 ；
2.2试件设计
（1）设计和计算过程；
根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），HRB335钢筋受拉强度标准值
2455y f N mm -=?，弹性模量522.010s E N mm -=??。查表可得，C20混凝土的受压强度标准
值2
13.4c f N mm -=?
所以计算可得界限受压区相对高度：
0.80.47410.0033b y s
f E ξ=
=+
()21-
计算最大配筋率：
1max 0.0139c
b
y
f f αρξ==
()22- 所以得最大纵筋面积：
2max max 334.7A bh mm ρ==
()23-
取216φ（2402.1s A mm =），为使得试验效果更明显，所以最终取222φ（2
760.3s A mm =）。
计算得此时受弯梁得极限承载力。
21.07u M kN m =?
()24- 则计算极限荷载：
256.19u
u M P kN a
=
?= ()25-
计算截面剪跨比：
2.874
3.0a
h λ=
=≤ ()26-
由001.7521u sv u t yv P A V f bh f h s λ=
=++，计算可得,min 0.2830.106sv sv A b s
ρ=>=。 考虑到不能让受剪段先于受弯段破坏，所以取8@50φ，肢数为2。
（2）设计结果（模板图、配筋图、必要的详图等）；
试件的配筋情况见图1和表1。
表1梁受弯试件的配筋
试件编号 试件特征 配筋情况
①
②
③
MLB
超筋梁
222φ 210φ 8@50(2)φ
图1梁受弯试验试件配筋
2.3试件的制作
根据试件设计尺寸制作模具，并布置好钢筋以及应变片。配置好混凝土，在混凝土浇筑入模时取样。
取边长为150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体试件作为轴心抗压强度和静力受压弹性模量试验的标准试件。之后将其在室内与试件同条件养护，按照标准试验方法测得的抗压强度再乘以0.95作为混凝土的立方体抗压强度，单位为2
N mm -?（MPa ）。
取同批次的钢筋做拉伸试验，测得钢筋的受拉屈服强度标准值和弹性模量。
3.加载装置和加载方式
3.1加载装置
图2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。对于梁受弯性能试验，取L=1800mm ，a=150mm ，b=500mm ，c=500mm 。
图2梁受弯试验装置图
3.2加载制度
本次梁受弯试验采用单调分级加载机制，试件加载控制方式为力控制，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。
对于超筋梁，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（
P）的级距；④在加载达到承
u
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％；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。
根据本试件的极限荷载，在实际试验时，采用的试件加载制度为：
0→9kN→18kN→27kN→30kN→33kN→73kN→113kN→破坏
3.3材料性能试验
在混凝土试件破坏后，马上进行材料性能试验。
1混凝土抗压强度试验
国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定：混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准确定；立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度。因此立方体抗压强度标准值是《混凝土结构设计规范》[1]中混凝土各种力学指标的基本代表值，根据混凝土强度等级，可以查阅《混凝土结构设计规范》[1]的有关表格，以确定混凝土的轴心抗压、轴心抗拉强度标准值和设计值以及混凝土的弹性模量等。国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）规定：以边长为150mm的立方体为标准试件，将标准立方体试件在 ℃的温度和相对湿度90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强203
度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为2
N mm（MPa）。
?混凝土立方体抗压强度试验步骤应按下列方法进行：
（1）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净；
（2）将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中
心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件接近时，调整球座，使接触均衡； （3）在试验过程中应连续均匀地加荷，混凝土强度等级 （4）当试件接近破坏开始急剧变形时，应停止调整试验机油门，直至破坏。然后记录破坏荷载。 ? 混凝土立方体抗压强度试验结果计算及确定按下列方法进行： （1） 混凝土立方体抗压强度应按下式计算： cc F f A = ()31- 式中，cc f 为混凝土立方体试件抗压强度（MPa ）；F 为试件破坏荷载（N ）；A 为试件承压面积（2 mm ）。 （2）强度值的确定应符合下列规定： ①以三个试件为一组，每组试件所用的拌合物应从同一盘混凝土或同一车混凝土中取样； ②三个试件测值的算术平均值作为该组试件的强度值（计算应精确至0.1MPa ）； ③三个测值中的最大值或最小值中如有一个与中间值的差值超过中间值的15％时，则把最大及最小值一并舍除，取中间值作为该组试件的抗压强度值； ④如最大值或最小值与中间值的差值均超过中间值的15％，则该组试件的试验结果无效。 ⑤混凝土强度等级 2混凝土轴心抗压强度试验 国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定：边长为150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体试件是轴心抗压强度和静力受压弹性模量试验的标准试件。轴心抗压强度和抗压强度的试验方法相同。而对于非标准试件的数据处理有如下规定：混凝土强度等级 3钢筋单调加载拉伸试验 （1）试件尺寸 钢筋试样采用不经切削加工原截面钢筋。根据各类钢筋标准所规定的伸长率标准和试验机上、下夹头的最小距离，夹头高度等因素决定其试件长度，基本长度02L L h =+，其中0L 为05d （0d 为钢筋直径）；h 为夹头长度，通常取100mm 左右。对于圆形截面钢筋的直径应在标距0L 的两端和中间测量，应在每处的两个相互垂直的方向上各测一次，取其算术平均值，选用三处中的最小直径计算横截面面积。对于热轧带肋钢筋，按其公称直径计算横截面面积。 （2）试验条件 钢筋试样在弹性范围内，试验机的加载速率应在3～30MPa/s 范围内，并保持试验机控制 器固定于这一速率位置上，直至获得屈服点和上屈服点；测定下屈服点时，应变速率在0.00025~0.0025/s 范围内，并保持恒定。屈服段过后，试验机两夹头在力作用下的分离速率不超过0.5min c L （c L 为两夹头的钢筋试样净长）。 4.量测与观测 4.1混凝土平均应变 在梁跨中一侧面布置4个位移计，位移计间距如图3所示，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3。 图3梁受弯试验混凝土平均应变测点布置 4.2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4。 图4纵筋应变片布置 4.3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5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5梁受弯试验挠度测点布置 4.4裂缝 试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制50mm ×50mm 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(0.4u P ~0.7u P )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。 5.试验结果预测 5.1开裂弯矩的估算 由7.843s E c E E α= =，20.497E s A A bh αα==。所以计算开裂弯矩得： 21119.902 1E s cr E s A h bh x mm A bh αα+= ?=+ ()51- 所以开裂弯矩为： ()02+ +2 1.932 33cr cr cr cr t cr E t s h x x x M f b h x f A h kN m α-??? ? =--=? ? ???? ? ()52- 用简化公式： ()20.2921+2.5 4.84cr A tk M f bh kN m α==? ()53- 5.2极限弯矩的估算 对于超筋梁：()2 10 0.80.6330.8yk s ck b yk s f A f bh f A ξαξ= =-+， 所以得钢筋应力：20.8 233.080.8 yk b f N mm ξσξ--==?-。 最后得极限弯矩： 0(10.5)21.07u s s M A h kN m σξ=-=? ()54- ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 少筋梁受弯试验报告 试验名称少筋梁受弯 试验课教师林峰 姓名 学号 手机号 理论课教师顾祥林 日期2012年10月28日 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊ ┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 1. 试验目的 本实验通过试验研究认识钢筋混凝土少筋受弯梁的破坏过程，掌握少筋梁受弯测试基本性能的试验方法。 （1）通过参加实验以及之后实验报告的整理，可以让我理解和掌握钢筋混凝土构件的试验方法和试验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2）写出实验报告，在写报告的过程中加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解（3）观察既有破坏构件，掌握裂缝观察与统计方法 2. 试件设计 2.1 材料选取 ①混凝土强度等级：C20； ②少筋梁纵向受拉钢筋的种类：HPB235； ③箍筋种类：HPB235； ④纵向受拉钢筋混凝土保护层厚度：15mm； 2.2 试件设计 （1）试件设计依据 根据梁的正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度ξb的比值判断的出受弯梁的类型：当ξ<ξb时为适筋梁或少筋梁，反之为超筋梁。受弯梁设计时采用的 y f、 s E分别为《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。 由于是少筋梁，在设计配筋时还需要控制受拉钢筋的配筋率ρ，要求ρ不大于适筋构件的最小配筋率，其中: ; ; （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：1500 202 121? ? = ? ?l h b； ②试件配筋情况见图； 适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 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，y f 、s E 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。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1： 图3 梁受弯实验试件配筋 表1 试件 编号 试件特征 配筋情况 预估荷载P (kN) ① ② ③ P cr P y P u MLA 适筋梁 416 2φ10 φ8@50( 2) 32.729 147.266 163.629 说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。 三、 试验装置： 图1为本方案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，以便于在跨中形成纯弯段。并且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。 梁受弯性能试验中，采用三分点加载方案，取2200L mm =，100a mm =，700b mm =，600c mm =。 图2.a 为加载简图，此时千斤顶加力为P ，经过分配梁后，可视为两个大小为/2P 的集中荷载分别作用于图示位置。 图2.b 为荷载作用下的弯矩图。由此图可知，纯弯段的弯矩最大，0.35M P =. 图2.c 为荷载作用下的剪力图。 1—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1 梁受弯试验装置图 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 混凝土构件试验方案 试验名称超筋梁受弯试验 姓名 学号 手机号 所选试验课教师黄庆华 所上试验课教师黄庆华 基本原理课教师顾祥林 1.试验目的 本试验目的是使同学们通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土受弯基本性能的试验方法。其中具体包括： ● 检验试验试件的破坏形态、破坏机理是否与理论课一致。 ● 检验通过设计理论设计的试验试件的实际性能。 ● 了解和初步掌握混凝土基本构件试验及分析方法。 2.试件设计 2.1材料和试件尺寸 ● 试件尺寸（矩形截面）：1202001800b h l mm ??=??; ● 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 ； 2.2试件设计 （1）设计和计算过程； 根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），HRB335钢筋受拉强度标准值 2455y f N mm -=?，弹性模量522.010s E N mm -=??。查表可得，C20混凝土的受压强度标准 值2 13.4c f N mm -=? 所以计算可得界限受压区相对高度： 0.80.47410.0033b y s f E ξ= =+ ()21- 计算最大配筋率： 1max 0.0139c b y f f αρξ== ()22- 所以得最大纵筋面积： 2max max 334.7A bh mm ρ== ()23- 取216φ（2402.1s A mm =），为使得试验效果更明显，所以最终取222φ（2 760.3s A mm =）。 计算得此时受弯梁得极限承载力。 21.07u M kN m =? ()24- 则计算极限荷载： 256.19u u M P kN a = ?= ()25- 计算截面剪跨比： L ENGINEERING 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 适筋梁受弯破坏试验设计方案 试验课教师黄庆华 姓名 学号 手机号 任课教师顾祥林 合作者 适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 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，y f 、s E 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。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1： 混凝土结构基本原理实验报告书 学号: 姓名： 任课老师： 实验老师：林峰 实验组别： A6 梁斜拉QC1实验报告 一、试验原始资料的整理 1、试验对象的考察与检查 件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝119×202×1800mm； 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； 试件表面刷白，绘制50mm*50mm的网格。 2、材料的力学性能试验结果 混凝土抗压强度试验数据 试验内容：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） 1100×99×100184990018.586 2100×99×100194990019.596 3100×99×100188990018.990 平均19.057试验内容：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） 199×100×298124990012.525 299×100×298132990013.333 399×100×313108990010.909 平均12.256 =18.1MPa= 11.6MPa 钢筋拉伸试验数据 钢筋Φ4Φ6Φ8Φ10Φ12Φ14Φ18Φ22 (M Pa)316.94 6 302.2449 222.4077 466.1718 398.4823 422.1161 408.3805 492.927 (M Pa)372.21 2 474.8413 170.7887 677.7483 557.2487 656.7253 614.0465 676.213 3、试验计划与方案及实施过程中的一切变动情况记录 3.1梁受弯性能概述 根据梁正截面受弯破坏过程及破坏形态，可将梁分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型。下面以纯弯段内只配置纵向受拉钢筋的截面为例，说明这三种破坏模式[7]。 a)适筋梁的受弯破坏过程 b)超筋梁的受弯破坏过程 c)少筋梁的受弯破坏过程 3.2试验目的和要求 a)参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受弯实验的实验方 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。 b)写出实验报告。在此过程中，加深对混凝土适筋梁受弯性能的理解。 3.3试件设计和制作 （1）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）试件的主要参数 件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1800mm； 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； 试件的配筋情况见表3.3.1和图3.3.1； 试件 编号试件特征配筋情况 加载位置 b（mm） 预估受剪 极限荷载 预估受弯 极限荷载 适筋梁受弯性能试验 【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、通过撰写实验报告的过程，加深对混凝土结构适筋梁构件受弯性能的理解。 【试件设计】 试件的主要参数： 试件长度：L=2000mm； 试件尺寸（矩形截面）：b×h＝200mm×300mm； 混凝土强度等级：C30； 纵向受拉钢筋的种类：HRB400； 箍筋的种类：HPB235（纯弯段无箍筋）； 纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm； 试件的配筋情况见图1和表1； 231 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 说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。 【试验装置和加载方式】 1、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=2000mm，a=150mm，b=600mm，c=500 mm。 专业文档供参考，如有帮助请下 载。． —分6—支墩；45—分配梁滚动铰支座；1—试验梁；2—滚动铰支座；3—固定铰支座；—千斤顶；9—反力梁及龙门架；10配梁滚动铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；适筋梁受弯试验装置图图2 ），mm（a）加载简图（kN kNm）（b）弯矩图（ kN）（c）剪力图（适筋梁受弯试验加载和内力简图图3 、加载方式2）单调分级加载机制（1 梁受弯试验采用单调分级加载，3所示。剪力图见图试件的加载简图和相应的弯矩、2和需要预 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 混凝土受弯构件适筋梁破坏试验方案 试验名称 混凝土受弯构件适筋梁破坏试验 试验课教师 姓名 学号 手 机 号 任课教师 日 期 L ENGINEERING 1. 试验目的 通过观察混凝土适筋梁受弯破坏的全过程，认识混凝土适筋梁的受弯性能；理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受弯构件的试验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 通过试验加深对混凝土机构基本构件的受力性能的理解。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 试件尺寸：b ×h ×l=100×150×1400； 混凝土强度等级：C25 f c =11.9MPa ；f t =1.27MPa ； 纵向受拉钢筋种类：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 ； 2.2 试件设计 2.2.1试件设计的基本原理及依据 根据梁正截面受压区相对高度ε和界限受压区相对高度εb 的比较可以判断出受弯构件的类型，当ε≤εb 时，为适筋梁；当ε≥εb 时为超筋梁。界限受压区相对高度εb 按下式计算： Es f y 0033.018 .0b + = ε 其中在进行受弯试件梁设计的时候，f y 、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，f y 、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。 为满足发生适筋破坏，应有以下配筋率的要求： min b ρρρ<< 其中，min 0.45 t y f f ρ=，1t b b y f f αρε=。 同时，为保证承剪段不发生受剪破坏，有受剪承载力要求： max 001.75 1sv u cs t yv A V V V f bh f h s λ≤== ++ 按《混凝土结构基本原理（第二版）》第五章第七节相关知识，有以下正截面承载力相关公式： 郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》 试验指导 赵军楚留声编 一、试验名称：钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验 （一）试验目的 1.了解适筋梁、超筋梁和少筋梁的受力过程和破坏特征以及配筋率对破坏特征的影响。 2.验证钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算理论和计算公式。 3.掌握钢筋混凝土受弯构件的试验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数据的测试技术和有关仪器的使用方法。 4.培养学生对钢筋混凝土构件试验分析的初步能力。 （二）试验构件和仪器布置 1.试验梁分三种，即、、，其几何尺寸及配筋见图1。 试验梁制作时每根梁（或每盘混凝土）取150×150×150mm试块三个，以确定混凝土强度。每种直径和钢筋取300mm长试件三根，以测定钢筋的屈服强度、极限强度和延伸率。 2.加荷装置和仪表布置 试验梁放置于静力试验台座上，通过加荷架用千斤顶施加荷载。加荷装置见图2所示。每根梁布置百分表5块，以测定跨中挠度。用电阻应变仪量测钢筋和混凝土在各级荷载作用下的应变。 （三）试验准备工作 认真学习有关专业知识，了解钢筋混凝土梁的正截面破坏形态。 （四）试验前在材料试验机上对钢筋试件和混凝土试块进行试验，以确定钢筋的屈服强度和极限强度、延伸率以及混凝土的立方体抗压。根据测定的求出混凝土棱柱体抗压强度、抗拉强度及弹性模量的试验值。 图1 图2 （五）估算开裂荷载 图3为试验梁加荷时的计算简图。纯弯段CD的弯矩为 图3 开裂弯矩按下式计算 M cr=0.292(1+2.5a1)f t bh2 式中b、h分别为试验梁的宽度和高度。。为钢筋的截面积。 ，为钢筋的弹性模量，取值2.1×Mpa,为砼弹性模量。则开裂荷载为 （六）估算破坏荷载 1.计算 ρmax=ξα1f c/f y ρmin=0.45f t/f y 本试验单排钢筋a=35mm。 2.计算破坏弯矩 若≤表示试验梁为少筋梁 适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b ξ可按下式计算： b y s 0.810.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时， y f 、s E 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，y f 、s E 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。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1： 图3 梁受弯实验试件配筋 表1 试件 编号 试件特征 配筋情况 预估荷载P (kN) ① ② ③ P cr P y P u M LA 适筋梁 416 2 φ10 φ8 @50(2) 32.729 147.266 163.629 说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。 三、 试验装置： 图1为本方案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，以便于在跨中形成纯弯段。并且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。 梁受弯性能试验中，采用三分点加载方案，取2200L mm =，100a mm =，700b mm =， 600c mm =。 图2.a 为加载简图，此时千斤顶加力为P ，经过分配梁后，可视为两个大小为/2P 的集中荷载分别作用于图示位置。 图2.b 为荷载作用下的弯矩图。由此图可知，纯弯段的弯矩最大，0.35M P =. 图2.c 为荷载作用下的剪力图。 适筋梁受弯破坏试验设计方案 1 2020年4月19日 1 2020年4月19日 L ENGINEERING 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 适筋梁受弯破坏试验设计方案 试验课教师 黄庆华 姓名 学号 手 机 号 任课教师 顾祥林 合 作 者 1 2020年4月19日 适筋梁受弯破坏试验设计方案 一、 试验目的： （1） 经过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2） 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 （3） 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 （4） 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 （5） 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、 试件设计： （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较能够判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁；当b ξξ>时，为超筋梁。界限受压区相对高度b ξ可按下式计算： b y s 0.8 10.0033f E ξ= + 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保 1αρρξ≤=c b b y f f 其中在进行受弯试件梁设计时，y f 、s E 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，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和 2 2020年4月19日 弹性模量。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率ρ大于适筋构件的最小配筋率min ρ，其中min ρ可按下式计算： t min y 0.45 f f ρ= （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝180×250×2200mm ； ②混凝土强度等级：C35； ③纵向受拉钢筋的种类：HRB400； ④箍筋的种类：HPB300（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ； 综上所述，试件的配筋情况见图3和表1： 图3 梁受弯实 验试件配筋 表1 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： 1超筋梁受弯实验报告 (1) 1.1实验目的 (1) 1.2实验内容 (1) 1.3构件设计 (1) 1.3.1构件设计的依据 (1) 1.3.2试件的主要参数 (1) 1.3.3试件加载估算 (2) 1.4实验装置 (3) 1.5加载方式 (4) 1.5.1单调分级加载方式 (4) 1.5.2开裂荷载实测值确定方法 (4) 1.6测量内容 (5) 1.6.1混凝土平均应变 (5) 1.6.2钢筋纵向应变 (5) 1.6.3挠度 (5) 1.6.4裂缝 (6) 1.7实验结果整理 (6) 1.7.1荷载—挠度关系： (6) 1.7.2荷载—曲率关系： (7) 1.7.3荷载—纵筋应变关系： (8) 1.7.4裂缝发展情况描述及裂缝照片 (9) 1.8实验结论 (10) 1.9实验建议 (11) 2梁斜拉破坏试验报告 (12) 2.1实验目的 (12) 2.2实验内容 (12) 2.3试件的设计 (12) 2.3.1试件设计的依据 (12) 2.3.2试件的主要参数 (12) 2.3.3试件加载预估 (13) 2.4实验装置 (14) 2.5加载方式 (16) 2.6测量内容 (16) 2.6.1混凝土平均应变 (16) 2.6.2纵向钢筋应变 (16) 2.6.3挠度 (17) 2.7实验结果整理 (17) 2.7.1荷载—挠度关系： (17) 2.7.2荷载—曲率关系： (18) 2.7.3荷载—纵筋应变关系： (19) 2.7.4裂缝发展情况描述及裂缝照片 (20) 2.8试验结论 (21) 钢筋混凝土受弯梁试验报告 学院： 学号： ： 时间：2013年4月10日 钢筋混凝土受弯梁试验报告 一、试验目的 1、掌握制订混凝土结构构件试验方案的原则，设计钢筋混凝土简支梁的制作方案、受弯破坏的加荷方案和测试方案。 2、熟悉常用钢筋混凝土构件制作及测试系统的组成，能根据试验设计量程和精度要求准确选择试验设备和测量仪器。 3、初步掌握试验量测数据的整理和分析技术，正确撰写试验报告。 4、深化所学知识，培养动手能力和创新能力，提高科研兴趣。 二、试件设计和制作 1、步骤 （1）设计钢筋混凝土梁截面尺寸及配筋，在结构实验室按设计图纸要求进行钢筋下料。设计钢筋混凝土梁如下图，梁长1500mm ，计算跨径为1300mm ，截面尺寸为200 250mm 。采用C20混凝土，纵筋为HRB335，箍筋级别为HPB235。 （2）按设计绑扎钢筋，形成骨架，转运到工程训练中心。 （3）按混凝土梁截面尺寸选择好模板，支好模板，将模板表面涂一薄层脱模剂以备脱模方便；将制作完的钢筋笼按设计要求放入模板，模板事先放有设计好的保护层垫块。 （4）将拌合均匀的混凝土装入模板，填充饱满，振捣密实，并制作立方体试件。 （5）在自然条件下养护28天，几天后拆除模板，注意浇水。 （6）将混凝土梁和试件运至实验室，按照预定方案进行承载力试验，观测裂缝的产生与开展情况，记录试件受力各个过程的现象，直至试件破坏，并与预测结果比较，完成试验报告。 2、试件检查 在养护28天后，进行试验。 试件实际尺寸：钢筋混凝土梁长1.5m，高250mm，宽200mm；混凝土立方体试件尺寸：150?150?150mm。 试件外观特征：钢筋混凝土梁底面、侧面平滑，顶面略显粗糙，混凝土颜色基本一致，少部分区域略有颜色不均现象，呈黑色状，无钢筋裸露现象，无流浆现象，底部存在个别蜂窝。 三、测试方案 试验全过程要测读荷载施加力值、挠度和应变的数据。 采取在梁跨中施加一集中力作用，跨中位置较为薄弱，且挠度最大，应力较大，故将测点布置在跨中位置，分别测定跨中位置挠度、受拉区边缘应变、受压区边缘应变及中间区域应变。 测点布置如下图所示。 应变片测点编号如下 3、受弯破坏的加载方案 1）加载图式 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 混凝土结构基本原理试验报告 试验名称适筋梁受弯实验 试验课教师勇 姓名xx 学号1xxxxxx 手机号188xxxxxxxx 任课教师元 日期2014年10月24日 目录 1. 试验目的 (3) 2. 试件设计 (3) 2.1 材料和试件尺寸 (3) 2.2 试件设计 (3) 2.3 试件的制作 (6) 3. 材性试验 (6) 3.1 混凝土材性试验 (6) 3.2 钢筋材性试验 (7) 4. 试验过程 (8) 4.1 加载装置 (8) 4.2 加载制度 (9) 4.2.1单调分级加载机制 (9) 4.2.2承载力极限状态确定法 (10) 4,2.3具体加载式 (10) 4.3量测与观测容 (10) 4.3.1 荷载 (11) 4.3.2 纵向钢筋应变 (11) 4.3.3 混凝土平均应变 (11) 4.3.4 挠度 (11) 4.3.5 裂缝 (12) 4.4 裂缝发展及破坏形态 (12) 5. 试验数据处理与分析 (13) 5.1 试验原始资料的整理 (13) 5.2 荷载-挠度关系曲线 (13) 5.3 弯矩-曲率关系曲线 (16) 5.5 正截面承载力分析 (19) 5.6 斜截面承载力分析 (20) 5.7 构件的承载力分析 (21) 6 结论 (21) 1. 试验目的 （1）观察并掌握适筋梁受弯破坏的力学行为和破坏模式； （2）掌握构件加载过程中裂缝和其他现象的描述和记录法； （3）掌握对实验数据的处理和分析法； （4）学会利用数据分析实验过程中的现象，尤其是与理论预期有较大偏差的现象； （5）通过撰写实验报告的过程，加深对混凝土结构适筋梁构件受弯性能的理解。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 （1）钢筋：纵筋HPB335、箍筋HPB235 （2）混凝土强度等级：C20 （3）试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l ＝120×200×1800mm 2.2 试件设计 （1）试件设计的依据 根据梁正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度b ξ的比较可以判断出受弯构件的类型：当b ξξ≤时，为适筋梁。 界限受压区相对高度b ξ可按下式计算： 0.8 10.0033b y s f E ξ= + （2-1） 其中在进行受弯试件梁设计时，y f 、s E 分别取《混凝土结构设计规》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，y f 、s E 分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈 混凝土结构基本原理 实验报告 （共页） 姓名： 学号： 专业： 学院： 指导老师： 同济大学结构工程与防灾研究所 2012年月日 一、实验目的和内容 1.1偏心受压柱 实验目的：通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土小偏心受压构件基本性能的试验方法。 实验内容：对小偏心短柱施加轴向荷载直至破坏。观察加载过程中裂缝的开展情况,将得到的极限荷载与计算值相比较。 1.2 少筋梁受弯 本实验通过试验研究认识钢筋混凝土少筋梁的破坏过程，掌握少筋梁受弯测试基本性能的试验方法。 （1）通过参加实验以及之后实验报告的整理，可以让我理解和掌握钢筋混凝土构件的试验方法和试验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 （2）写出实验报告，在写报告的过程中加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解（3）观察既有破坏构件，掌握裂缝观察与统计方法 二、试验方法 2.1 构件设计 2.1.1 受压柱 （1）试件设计的依据 为减少“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制l0/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0,使试件的破坏状态为小偏心受压破坏。 （2）试件的主要参数 ①试件尺寸 截面尺寸：200×400mm2 (两端);200×200mm2 (中部); 试件长度：1300mm； ②混凝土强度等级：C25 ③纵向钢筋：8B18(两端)；4B18(中部)。 ④箍筋：8Φ8@50（两端）；4Φ8@100（中部）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度；25mm ⑥试件的配筋情况（如下图所示）： ⑦取偏心距e0=50mm （3）试件承载力估算 按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值及上述的计算公式，对于本次试验 构件的极限承载力的预估值为：Ncu= kN 2.1.2 少筋梁 （1）试件设计依据 根据梁的正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度ξb的比值判断的出受弯梁的类型：当ξ<ξb时为适筋梁或少筋梁，反之为超筋梁。受弯梁设计时采用的、分别为《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。 由于是少筋梁，在设计配筋时还需要控制受拉钢筋的配筋率ρ，要求ρ不大于适筋构件的最小配筋率，其中: ξ ; ; （2）试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：； ②混凝土强度等级：C25； 钢纤维混凝土梁实验报告 一、实验目的 1.在学习钢筋混凝土受弯构件正截面受弯性能、斜截面受剪性能以及钢筋 的布置的基础上，通过钢筋混凝土简支梁的设计、制作和受弯全过程的 试验，对受弯承载力、刚度和裂缝进行测定，并对破坏形态进行观测， 进一步加强对钢筋混凝土梁受弯性能、正截面承载力计算理论、裂缝及 变形性能的理解。 2.学习适筋梁、超筋梁和少筋梁的配筋，计算破坏荷载，观测破坏形态和 挠度，裂缝开展和分布情况。 3.学习钢筋混凝土截面抗剪验算的方法。 4.了解并掌握钢筋混凝土构件的制作过程。 5.了解常用结构试验仪器的使用方法。 6.初步掌握结构试验测量数据的整理和分析，试验分析报告的撰写。 7.以钢纤维混凝土的资料查找、钢纤维混凝土梁的制作及试验，培养对结 构试验的兴趣，了解结构试验的前沿，并锻炼资料的自主查找学习能力。 二、实验要求 1.设计钢纤维混凝土单筋简支梁，使之在试验室提供的加载条件下破坏， 观察破坏的全过程。 2.利用试验室提供的材料和试验器具，自己动手制作混凝土构件。 3.对制作试件的开裂荷载、破坏荷载以及受力性能进行预测。 4.混凝土构件加载试验，验证预测结果。 三、实验设计 一）梁基本参数的选择 1.试验梁的几何尺寸： a)梁截面尺寸：b h=100mm150mm； b)梁的跨度：l=1000mm； c)保护层厚度：c=15mm； 2.钢筋型号：HRB335： a)钢筋直径：d=6mm； b)钢筋的抗拉强度设计值：=300N/； c)钢筋的抗压强度设计值：=300N/； 3.钢纤维混凝土等级：CF25： a)钢纤维混凝土轴心抗压强度设计值：=11.9 N/； b)基体混凝土轴心抗拉强度标准值：=1.27N/； 4.钢纤维几何尺寸： a)钢纤维长度：=30mm; b)钢纤维直径（等效直径）：=0.6mm 二）配合比及材料用量 通过查阅相关钢纤维混凝土配合比设计的论文，试验用钢纤维混凝土配合比设计如下所示： a)设计要求： i.钢纤维混凝土强度为CF25； ii.维勃稠度为20s； b)材料选择： i.水泥强度，以大二建筑材料实验28d实测水泥强度42.5MPa计算； ii.水灰比为0.566； iii.砂率为53.0%，粗骨料为最大粒径为20mm的碎石，细骨料为细砂； iV.钢纤维体积率为1.8%； c)用量： i.试验梁尺寸为100mmx150mmx1000mm； ii.测试试块为100mm立方体试块，一共三个； 超筋梁受弯试验报告记录 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 混凝土构件试验报告 试验名称超筋梁受弯试验 试验日期2016-12-04 试件编号NB1 姓名 学号 手机号 试验课教师黄庆华 基本原理课教师顾祥林 《混凝土结构基本原理》试验课程作业 ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊1. 试验目的 本试验目的是使同学们通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土受弯基本性能的试验方法。其中具体包括： ●检验试验试件的破坏形态、破坏机理是否与理论课一致。 ●检验通过设计理论设计的试验试件的实际性能。 ●了解和初步掌握混凝土基本构件试验及分析方法。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 ●试件尺寸（矩形截面）：1202001800 b h l mm ??=??; ●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； 2.2 试件设计 （1）设计和计算过程； 根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），HRB335钢筋受拉强度标准值2 455 y f N mm- =?，弹性模量52 2.010 s E N mm- =??。查表可得，C20混凝土的受压强度标准值2 13.4 c f N mm- =? 所以计算可得界限受压区相对高度： 0.8 0.474 1 0.0033 b y s f E ξ== + () 21 -计算最大配筋率： 1 max 0.0139 c b y f f α ρξ ==() 22 -所以得最大纵筋面积： 2 max max 334.7 A bh mm ρ ==() 23 -取216 φ（2 402.1 s A mm =），为使得试验效果更明显，所以最终取222 φ（2 760.3 s A mm =）。 计算得此时受弯梁得极限承载力 。 21.07 u M kN m =?() 24 -则计算极限荷载： 钢筋混凝土梁受弯性能试验考试作业 1、钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？ 答：1、适筋梁，随荷载增加，超过极限弯矩时，下部受拉钢筋达到屈服应力丧失承载能力前瞬间，几乎同时，梁的中和轴上移，混凝土受压区面积减小，混凝土抗压强度达到极限，构件丧失失承载能力。其垮塌过程有一定时间，属于延性破坏，这正是我们希望的破坏形态； 2、少筋梁，随荷载增加，超过极限弯矩时，下部受拉钢筋太少，过早屈服，变成类似素混凝土构件，瞬间断裂而垮塌，属脆性破坏； 3、超筋梁，随荷载增加，超过极限弯矩时，下部受拉钢筋虽然应力小，总拉力大，以致受压区混凝土早早达到抗压强度极限而被压碎，丧失承载能力而破坏，其垮塌于瞬间，属脆性破坏。 2、什么叫最小配筋率？ 答：最小配筋率是指，当梁的配筋率ρ很小，梁受拉区开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应当避免。 3、什么叫混凝土徐变？ 答：混凝土结构或者材料在长期恒定荷载作用下，变形随时间增长的现象称为徐变。混凝土的徐变特性主要与时间参数有关，通常表现为前期增长较快，而后逐渐变缓，经过2～5年后趋于稳定。一般认为，引起混凝土徐变的原因主要两个： 1)当作用在混凝土构件上的应力不大时，混凝土具有黏性流动性质的水泥凝胶体，在荷载长期作用下产生黏性流动； 2)当作用在混凝土构件上的应力较大时，混凝土中微裂缝在荷载长期作用下持续延伸和发展。 4、受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏，经历了哪几个阶段？ 答：适筋梁正截面受弯的全过程可划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段和破坏阶段。 5、受适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。 答：第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。 第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩Mcrsh，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时，受拉钢筋开始屈服。 第Ⅲ阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。 适筋梁受弯破坏试验设计方案 1、 试验目的： (1) 通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。 (2) 加深对混凝土基本构建受力性能的理解。 (3) 更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。 (4) 验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。 (5) 对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。 二、试件设计： (1) 试件设计的依据 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：当上b 时，为适筋梁；当 -b 时，为超筋梁。界限受压区相对高度 b 可按下式计算： 0.0033E s 其中在进行受弯试件梁设计时，f y 、E s 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， f y 、E s 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。 同时，为了防止出现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率'大于适筋构件的最 小配筋率： 'min ，其中入n 可按下式计算： min =0.45丁 f y (2) 试件的主要参数 ① 试件尺寸(矩形截面)：b x h x l = 180X 250X 2200mm ② 混凝土强度等级：C35; ③ 纵向受拉钢筋的种类：HRB400 ④ 箍筋的种类：HPB300(纯弯段无箍筋)； ⑤ 纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm 综上所述，试件的配筋情况见图 3和表1： 2200 0.8 在设计时，如果考虑配筋率，则需要确保 ?〉l f c _ b 〒 y GHTTr I 600 图3梁受弯实验试件配筋 表1 说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算，未计试件梁和分配梁的自重。 三、试验装置： 图1为本方案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，以便于在跨中形成纯弯段。并且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。 梁受弯性能试验中，采用三分点加载方案，取L=2200mm, aJOOmm ,b=700m m，c YOgm。 图2.a为加载简图，此时千斤顶加力为P，经过分配梁后，可视为两个大小为P/2的集中荷载分别作用于图示位置。 图2.b为荷载作用下的弯矩图。由此图可知，纯弯段的弯矩最大，M=°.35p. 图2.c为荷载作用下的剪力图。 b c _1b la L 1 —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1 梁受弯试验装置图 钢筋混凝土超筋梁的试验报告 专业： 土木工程 年级：200X级 课程： 《建筑结构试验》 学号： 000000000 组号： 第一组 姓名： 建筑 指导老师： 建筑学生联盟 完成时间：2007. 钢筋混凝土超筋梁的试验研究 1、试验目的 超筋梁在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，故属于脆性破坏的类型；超筋梁虽配置了过多的受拉钢筋，但由于梁破坏时其应力低于屈服强度，不能充分发挥作用，造成钢材的浪费。本文通过一根超筋梁的试验，研究了超筋梁破坏的机理和特征以及沿截面高度的平截面假定，分析了试件的荷载——位移曲线，探讨了影响试验定量分析的误差所在，并验证了受弯构件承载力计算式的精度。 2、试验概述 2.1 试件的设计与制作 试件由混凝土和钢筋两种主要材料构成，混凝土经回弹修正后的强度为 27.3MPa，钢筋为两根直径为22mm的二级钢；超筋梁试件的截面形式为矩形，其尺寸为235m m×125mm，长度为1500mm。 2.2 试验装置和仪表布置 本试验的试验装置主要由千斤顶、传力梁及简支支座组成，仪器型号见表1，其布置如图1所示；试验中用应变片测量纯弯段混凝土沿截面高度的应变值，用百分表量侧跨中挠度位移值，用液压加载仪记录荷载值，其仪表布置如图2所示： 图1 实验装置图2 仪表布置 表1 试验中加载及量测设备型号： 仪器名称型号仪器名称型号 静载仪RSM-JCⅢ电阻应变计SZ120-100AA 液压千斤顶YD2000A20C数显百分表MFX-50 静态电阻应变仪YJ28A-P10R混凝土回弹仪HT-225SA 2.3 试件的安装与就位 试件为简支梁，为消除剪力对正截面受力的影响，采用两点对称加载方式，使两个对称集中力之间的截面，在忽略自重的情况下，只受纯弯矩而无剪力，在长度为l/3的纯弯段，沿侧面自下而上依次粘贴1——5号应变片，以观察加载后梁的受力全过程。另外，在跨中安装百分表以量测跨中的竖向挠度。 2.4 加载制度 本试验属于单调加载的静力试验，荷载是逐级施加的，由零开始直至梁的斜截面受剪破坏，每级荷载差约为10KN，当出现裂缝后，开始连续加载到试件最终破坏。 3、试验过程 3.1 试验现象的描述 随着荷载的逐渐加大，混凝土底部出现短小微见始竖向裂缝；接着在集中荷载作用点处出现裂缝并沿斜下方向发展，而且裂缝变宽；然后混凝土受压区边缘有部分被压碎，而纵向受拉钢筋尚未屈服却发生了斜截面的受剪破坏，在此之前没有出现非常明显的预兆，在纯弯段试件没有明显破坏现象。破坏特征如图3、图4 所示。少筋梁受弯
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