钢筋混凝土简支梁实验指导书(修)

钢筋混凝土梁正截面实验指导书 一 实验目的一 实验目的 1 通过对钢筋混凝土梁的承载力 挠度 钢筋 应变及裂缝等参数的测定 了解钢筋 混凝土梁受弯构件 适筋梁 受力破坏的一般过程 2 通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面假定的正确性 3 通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点 变形性能和裂缝开展规 律的理解 4 掌握实验数据的分析 处理和表达方法 提高分析和解决问题的能力 二 试验内容二 试验内容 1 量测各级荷载作用下试验梁的截 面应变 2 估计试验梁的开裂荷载 观察裂 缝的出现 实测试验梁的开裂荷载 3 量测试验梁裂缝的宽度和间距 记录试验梁破坏时裂缝 的分布情况 4 量测试验梁在各级荷载作用下的挠度 5 估计试验梁的破坏荷载 观察试验梁的破坏形态 实测试验梁的破坏荷载 三 实验设备和仪器 实验设备和仪器 1 试件 钢筋混凝土简支梁 1 根 尺寸及配筋如图所示 混凝土设计强度等级 C25 钢筋 纵筋 2 8 级 实际测得钢筋屈服强度为 390MPa 极限抗拉强度为 450 MPa 箍筋 6 100 级 试件尺寸 b 100mm h 160mm L 1000mm 制作和养护特点 常温制作与养护 2 实验所需仪器 手动螺旋千斤顶 1 个 压力传感器各 1 个 静态电阻应变仪一台 百分表及磁性表座 各 3 个 刻度放大镜 钢卷尺 反力装置 1 套 四 实验方案四 实验方案 为研究钢筋混凝土梁的受力性能 主要测定其承载力 各级荷载下的挠度和裂缝开展 情况 另外就是测量控制区段的应变大小和变化 找出刚度随荷载变化的规律 1 1 加载装置加载装置 梁的实验荷载一般较大 多点加载常采用同步液压加载方法 构件实验荷载的布置应 符合设计的规定 当不能相符时 应采用等效荷载的原则进行代换 使构件实验的内力图 与设计的内力图相近似 并使两者的最大受力部位的内力值相等 作用在试件上的实验设备重 量及试件自重等应作为第一级荷 载的一部分 确定试件的实际开 裂荷载和破坏荷载时 应包括试 件自重和作用在试件上的垫板 分配梁等加荷设备重量 本实验 梁的跨度小 这些影响可忽略不 计 2 2 测试内容及测点布置测试内容及测点布置 测试内容钢筋及混凝土应变 挠度和裂缝宽度等 本次实验测试具体项目 正截面应变 图 3 2 加载装置图 纵向受力钢筋应变 梁挠度 裂缝发展情况 开裂荷载 屈服荷载 破坏荷载 纯弯区段混凝土表面布置 5 个电阻应变片 自行设计测点位置 实验前完成应变片粘 贴工作 另外梁内受拉主筋布有电阻应变片 1 片 挠度测点三个 跨中测点 1 个 支座沉降点 2 个 3 3 实验步骤实验步骤 实验为半开放式 实验前 学生应仔细阅读实验指导书 了解实验过程 在指导教师 解答提问 讲明注意事项之后 由学生自己提具体实施方案 经指导教师同意后 分组 每组不多于 10 人 自行操作实验 教师给出实验所需的仪器设备并实时指导 具体实验步骤如下 1 考察实验场地及仪器设备 听实验介绍 写出实验预习报告 2 试件安装及实验装置检查 a 安装支座 试件 要求位置准确 稳定 无偏斜 b 贴电阻应变片 程序为 构件表面磨平处理 表面清洗 贴应变片 不作防护 要求 位置准确 粘贴牢固 无气泡等 c 安装百分表 要求垂直 对准 d 安装分配梁 分配梁支撑位于梁跨的三分点处 要求位置准确 稳定 无偏斜 e 安装手动油压千斤顶和压力传感器 连接传感器和测力仪 要求位置准确 稳定 无 偏斜 f 最后检查实验装置是否稳定 偏斜及位置是否准确 仪表是否正常工作 3 测量梁实际跨度 截面尺寸 加载点位置 混凝土应变片位置等 4 预加载实验 按破坏荷载的 20 考虑 按 1 3 级预加载 0 2kN 3kN 4kN 测 读数据 观察试件 装置和仪表工作是否正常并及时排除故障 预载值的大小 必须小于 构件的开裂荷载值 然后卸载至 0 5 仪表调零或读仪表初值并记录 画记录图 表 作好记录准备 6 正式加载实验 本次实验加载制度 分级加载 混凝土开裂前 每级加载 2kN 开裂后 每级加载 4kN 纵向钢筋受力屈服后 按跨中位移控制 每级加载 2mm 加载每级停歇时间 5 分钟 在读数稳定时读数并记录 数据填入记录表内 4 4 注意事项注意事项 进行破坏实验时 应根据预先估计的可能破坏情况做好安全防范措施 以防损坏仪器 设备和造成人员伤亡事故 随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作情况 细致观察裂缝的发生 发展和构 件的破坏形态 裂缝的发生和发展用眼睛观察 裂缝宽度用刻度放大镜测量 在标准荷载 下的最大裂缝宽度测量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝 正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处 的最大裂缝宽度 测量斜裂缝时 应取斜裂缝最大处测量 每级荷载下的裂缝发展情况应 随实验的进行在构件上绘出 并注明荷载级别和裂缝宽度值 当试件达到承载能力极限状态时 注意观察试件的破坏特征并确定其破坏荷载值 规 定 当发现下列情况之一时 即认为该构件已经达承载能力极限状态 破坏 在对构件进行抗裂检验中 当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时 应取本级荷载值 与前一级荷载值的平均值作为其开裂荷载实测值 当在规定的荷载持续时间结束后出现裂 缝时 应取本级荷载值作为其开裂荷载实测值 依据 钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准 试件的破坏荷载值 1 正截面强度破坏 受压混凝土破损 纵向受拉钢筋被拉断 纵向受拉钢筋达到或超过屈服强度后致使构件挠度达到跨度的 1 50 或构件纵向 受拉钢筋处的最大裂缝宽度达到 1 5mm 2 斜截面强度破坏 受压区混凝土剪压或斜拉破坏 箍筋达到或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度达到 1 5mm 混凝土斜压破坏 3 受力筋在端部滑脱或其它锚固破坏 5 实验记录参考图表 1 应变记录参考表 2 挠度记录参考表 测点 1 mm 测点 2 mm 测点 3 mm 测点 荷载 kN 实测值增量值实测值增量值实测值增量值 跨中挠度 mm 测点布置 图 3 裂缝记录 测点 荷载 kN 测点 1 测点 2 测点 3 测点 4 测点 5 钢筋测点 布片图 第 1 条 mm 第 2 条 mm 第 3 条 mm 裂缝条数 裂缝 荷载 kN 宽度纵向长度宽度纵向长度宽度纵向长度 裂缝距梁端距离 裂缝展开图 注意 在裂缝展开图应详细记录裂缝的位置 长度 宽度 对应与纵向受力钢筋侧向投 影处 四 实验报告的编写 实验报告包括如下项目 一 实验名称 班级 姓名 学号 二 实验目的 三 实验方案 四 实验分析 1 截面应力 应变分析 1 绘制截面应力图 利用混凝土应变测试数据 绘制梁正截面应变图 分析截面应力是否符合现有理论 2 绘制荷载 钢筋应变曲线 按比例绘制 用方格纸画图 按比例绘制 用方格纸画图 2 挠度分析 1 计算理论值 依据实测截面有效高度 h0 混凝土弹性模量 Ec等近似计算跨中挠度理论值 或用有 限元程序计算 2 分析各点实测挠度值 跨中挠度等于相应百分表读数减去支座沉降在该点产生的影响 绘制荷载 挠度曲线和构件变形曲线 理论 实测曲线 按比例绘制 用方格纸画 按比例绘制 用方格纸画 图图 3 挠