实验方案设计.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 实验方案设计1：引言 （说明本实验的主要目的与操作方法） 本实验的主要工作是研究在混凝土试件在切割横向槽的方式下的混凝土工作应力测试情况，从而能够应用开槽法进行应力释放这一方法来较为准确的测试混凝土的工作应力。 2：试件设计及制作 （1）：设计（试件的尺寸，个数） 采用开槽法进行混凝土工作应力测试的试验研究，是为了寻找一种较为方便、准确的方法来有效的测试混凝土的实际应力值。但实际工程中构件的形状千变万化，考虑到实验室的试验条件和场地限制，本次试验的试件设计采用方形柱， 并且柱子也是实际工程中应用较广的构件。工程上钢筋混凝土的使用率较高，但是在测试钢筋混凝土构件工作应力时，应变计是贴在混凝土表面，表现的是混凝土的应变。钢筋对应变计的变形有影响，但是钢筋到应变计还有保护层厚度的距离，对应变计的影响应该以混凝土的为主，所以本次试验研究素混凝土柱。因此，本次试验主要研究混凝土柱在单轴受压下的应力释放情况，所以试件为素混凝土柱。素混凝土的抗拉性能较差，为了防止试件在吊装过程中破坏，试件的长度不宜太大，增强试件的抗拉破坏能力。对于试件的抗压强度应满足35Mpa，以确保实验过程中的安全性。 在实际工程中钢筋混凝土柱的截面尺寸不等，如果在实验室内进行试验时完全去模拟实际工程中柱子的截面尺寸不太现实。轴心受压构件要消除端面约束的影响，构件高度应至少是其横截面边长的两倍。综合考虑以上因素，本试验设计的试件尺寸为150mmx150mmx450mm。试件尺寸情况见图（1）： 150mm 150mm 150mm（2）：制作（混凝土的配合比以及保养条件，然后编号）试件在实验室一次制作完成，试件的截面尺寸完全要依照设计制作，试件截面尺寸为150mmx150mmx450mm，试件依次编号为：A-1、A-2、A-3、A-4。用来制作试件的混凝土采用机械搅拌，用木模浇注成型。3：实验仪器 本文试验中用到的仪器设备有，压力试验机，电阻应变片，混凝土切割机，还有导线，粘结剂及防水防潮剂，绝缘胶布，尺子等其它工具。4：加载值的确定（注意要确定两个不同大小的力进行实验） 试验加载值的确定要考虑许多因素。首要保证的是试验的安全性。在实际工程中设计混凝土的强度等级时一般是根据其上部荷载来定，混凝土的工作应力一般在0.40.5fc之间。考虑到加载过程中有许多不确定因素，如试件表面的平整度，试件不能保证均匀受力，还有试件偏心受压等等。并且在实际工程中往往是多个构件一起受力，一个构件承载力下降后其它构件能够分担荷载，而试验中是单个构件在承载的情况下切割机削弱截面，并没有其它有效的保护方法。试件加压越大的情况下进行开槽实验，试验的危险性就越大。 本实验的研究内容是在线弹性范围内进行混凝土工作应力的测试，而实际上混凝土的应力只是在应力较小的情况下满足线弹性变化，一般在020.3fc。荷载越大，混凝土的塑性变形就越大。本试验的目的是研究在微破损的情况下，混凝土的应力能否完全释放。所以考虑到这点及安全性，本试验混凝土柱的工作应力就不与实际工程中混凝土的应力水平基本一致。通过以上分析，我们确定的加载值为1000N和1500N。5：槽间距与深度的确定 根据一些资料，应力完全释放的槽深度为34mm，所以我们确定的开槽深度为0,10,20,30,40,50,60,70mm。而开槽间距由于受骨料与应变片自身长度的影响，确定为100mm与110mm。6：试验测试内容与测试步骤 试验着重进行以下研究：论述两横向槽之间的电阻应变片反映的应变变化值与切割深度的关系，在不破坏混凝土柱的情况下，应力能否完全释放，在切割深度为多少的情况下释放。在试验过程中发现影响电阻应变片变化的各种因素后，分析开槽过程中温度、水、振动等因素对电阻应变片的应变变化值的影响，并提出解决的办法。 试验量测步骤主要为： (1)试件安装就位。在安装过程中试件要对中，保证其轴心受压，试件受压面要平整使其受力均匀，由于浇铸的混凝土柱上下表面很难平整，可以在其上下表面铺均匀的细砂，以保证其均布受压 (2)粘贴电阻应变片。由于本试验测试的是混凝土的应变，我们采取的是粘贴的方式。粘贴前对混凝土表面进行打磨处理，粘贴过程中要确保电阻应变片与混凝土接触紧密。 （3）加载。加载前读取初度数，在实验的过程中一定要保证加载值的恒定。 （4）切割混凝土。每切割完一次读取相应的应变值。试验中主要的数据采集有电阻应变片的应变值，开槽深度。开槽深度从0开始，每次增加10mm，一直到70mm。 7：数据记录（1）槽间距为100mm 深度项目初值 10 20 30 40 50 60 70应变应力（2）槽间距为110mm 深度项目010203040506070应变应力8：实验理论计算 9：试验结果与分析 本实验总共进行了4个试件