土木工程基础实验(三)

1、工程结构设计原理实验指导书东南大学土木工程实验中心2007年11月东南大学学生实验守则（1999 年 5 月 12 日）第一条 学生必须按时到指定实验室做实验，不得迟到。第二条 实验前，学生必须预习实验指导书规定的有关内容。 实验时， 经指 导教师检查认可后，才能开始做实验准备。第三条 学生应独立完成实验准备工作。 在启动设备之前， 需经指导教师检 查认可。第四条 实验时，要严肃认真，正确操作，仔细观察，真实记录实验数据的 结果。不许喧闹谈笑，不做与实验无关的事，不动与实验无关的设备，不进入与 实验无关的场所。第五条 实验中要注意安全，遵守实验室安全规则及有关的操作规程。第六条 仪器设备发生不

2、正常现象时， 应及时报告指导教师。 发生人身安全 事故时，应立即切断相应的电源、 气源等，并听从指导教师的指导， 要沉着冷静， 不要惊慌失措。第七条 实验中，如发现仪器设备损坏，应及时报告，查明原因。凡属违反 操作规程导致设备损坏的，要追究责任，照章赔偿。第八条 实验结束时， 实验数据要指导教师审阅、 签字， 并整理好实验现场 后，方可离去。第九条 学生要进入开放实验室做自行设计的实验时， 应事先和有关实验室 联系，报告自己的实验目的、内容和所需实验仪器，经同意后，在实验室安排的 时间内进行。第十条学 生因某项实验不合格需重做者， 或未按规定时间做实验而要补做者，必须交纳实验仪器设备折旧费、实

3、验器材和水电消耗费第十一条 本守则学校授权教务处实验室与设备管理科负责解释 校办通知 (1999)6 号 试验一 在短期荷载下单筋矩形截面梁正截面受弯承载力实验一、试验目的通过少筋梁、 适筋梁和超筋梁的试验， 加深对受弯构件正截面三个工作阶段和三种破坏形态的认识，并验证正截面受弯承载力计算公式 。二、试验内容和要求1. 观察梁在纯弯区段的裂缝出现和开展过程，并记录抗裂荷载 Pc0r （ M c0r）2. 量测梁在各级荷载下的跨中挠度值。绘制梁跨度中点弯矩一挠度的（M f） 图。3. 量测梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变， 绘制沿截面高度的应变分布图。4. 观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏

4、荷载RO（M0）。验证理论公式，并对试验值和理论值进行比较。三、试件和材料力学性能试验1. 试件试验梁的混凝土强度等级为C20，试件尺寸和配筋如图I所示。主筋净保护层为 25mm。2、材料力学性能试验材料力学性能试验内容如下。（ 1）混凝土：混凝土立方体抗压强度 fc0u；（2 ）钢筋：钢筋屈服强度fy0和抗拉强度ft0。由于实验课内时间的限制，这项工作由老师在试验前完成。四、试验方案1. 试验设备千斤顶或压力机、百分表、手持式应变仪和反力架等。2. 加载方案和仪表布置这次试验分少筋梁、适筋梁和超筋梁三组进行，每组十二人左右。试验梁在 反力架和静力台座上进行试验。18 150(Li)(L 2)

5、 2800 200 | 200 I|Li(L2)亠一8 150(L 3)lL100010002800|LL|8 150(L 3)I1000216.5fa ri150L22 16L3图1正截面受弯承载力试验梁的尺寸和配筋图(1)在反力架用分配梁通过液压千斤顶进行二点同步加荷，或在压力机上使用试验机反弯数值台座进行二点加荷直接读数。(2)用百分百分表百分表表测读挠度。铜头位置载方案和量测仪表布置示意图(3)加荷仪表布置如图2所示。4.试验方法Pu o在试验前,(1)加荷程序 在试验准备阶段，先估算试验梁的开裂荷载 PCr和破坏荷载用卷尺或钢尺量取试验梁的实际尺寸。正式加荷。梁开裂前，每级荷载为预估

6、开裂荷载Pcr的三分之一。如加至开裂荷载Pcr，尚未开裂，再略加荷载，直至出现裂缝开裂以后，每级荷载为预估破坏荷载 Pu的10%。在临近破坏时(约为破坏荷 载的80% )，可适当减小加荷量(如每级由10%降至5%)，直至破坏。(2)仪表测读 在未加荷载前，测读百分表及手持式应变仪的初读数(各两次)，用放大镜检 查有无初始干缩裂缝。 每次加荷后，达到加荷值稳定后，持续5分钟后，测读百分表的读数。 每两次加荷后，测读手持应变仪。可以在荷载值稳定后立即测读。 梁开裂时，应立即测读荷载值和裂缝宽度（裂缝宽度在受拉钢筋的中心线位置读取）。裂缝出现后，每次加荷后，都应测读裂缝宽度（可以在荷 载值稳定后立即

7、测读）。 试验梁破坏时，应立刻测读破坏荷载 Pu0（M 0）。破坏时及破坏后，应详细 观察梁的破坏特征。五、注意事项明确这次试验的目的、 要求， 熟悉每一步骤及有关注意事项， 如有不清楚 的地方，可以进行研究、讨论或询问指导人员。对与本次实验无关的仪器设备， 不要随便乱动。 试验时一定要听从指挥人 员的指挥，特别是在试验梁破坏时要注意安全。试验过程中，同学们要相互 照应，严防出现不安全因素。试验二 钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 斜 截 面 受 剪 承 载 力 实 验一、试验目的1. 验证斜截面受剪承载力计算方法，加深对斜截面受剪破坏主要形态（剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏）的破坏特征的认识

8、。2. 正确区分斜裂缝（包括斜压裂缝、弯剪裂缝和斜拉裂缝）和垂直裂缝，加深对上述各种裂缝的形成原因和裂缝开展的特点的认识。3. 加深了解箍筋在斜截面受剪中的作用。二、试验内容和要求1. 量测试验梁的挠度。2. 量测斜裂缝出现前后箍筋的应变。3. 仔细观察裂缝的出现和开展过程，特别注意观察剪跨段内斜裂缝的出现和 开展的全过程。斜裂缝出现后， 用铅笔在裂缝旁边描裂缝， 按出现先后顺序编号， 并在裂缝顶端注明相应的荷载值， 待试验梁破坏后再绘制裂缝分布图和破坏形态 图。4. 记录斜截面受剪破坏荷载 Vu0 ，并与斜截面受剪破坏荷载的理论值 Vu 进行 比较。5. 依据破坏形态的不同，将试验分为三组，

9、每组做一种破坏形态的试验。各 组做完本组试验后， 再相互观察另外两种破坏形态。 如时间允许可进行讨论。 在 试验过程中，要根据试验目的、内容和要求，认真做好记录。试验报告以本组试 验梁为主。三、试件和材料力学性能试验1、试件试验梁混凝土强度等级为 C15 ，试件尺寸和配筋如图 3 所示，主筋保护层为 25mm 。2、材料力学性能试验材料力学性能试验内容如下：（ 1） 混凝土：混凝土立方体抗压强度 fc0u25001-1L（剪压）02LX斜拉）J2-2e 150支座处加密一倍75|312 6nBtJ012 16031216J10050031500500 _ 3-3斜压）图3斜截面受剪试验梁的尺寸

10、和配筋图（2）钢筋：主筋和箍筋的抗拉屈服强度 fy0和抗拉强度ft0。由于时间限制，这项工作在试验前由老师完成。四、试验方法根据试验梁斜截面受剪承载力，确定加载装置和加载方式。本次试验有三种不同破坏形态，其加载体系均采用反力架、千斤顶加载体系。加载装置如图4所示。1.试验梁安装要求本次的试验梁和支座的连接为简支。试验梁两端搁置在专门设计的静力台座 上，保证梁在受力后，粱的一端可自由转动，而另一端既可自由转动，又可水平 移动。试验梁就位后，应保证几何尺寸位置的准确。2. 测点布置。根据试验目的和要求，测点布置如图 5 所示。va/ 1A横梁n千斤顶Li梁L2梁L3梁a=330mma=500mma

11、=200mm分配梁集中力垫块试验梁固定支座M滚动铰支座支墩图4斜截面受剪试验梁加载装置图宀3中点位置电阻应变片(贴于箍筋上)图5 斜截面受剪试验梁测点布置图注：I、2百分表，量测试验梁支座沉降3为百分表，量测试验粱跨中挠度1、2、3、4为电阻片，量测试验梁箍筋应变3. 试验仪器和加载设备(1) DH3818型电阻应变仪，用于量测箍筋应变。(2) 百分表，用于量测挠度。(3) 100kN、320kN、500kN带压力表的千斤顶，(或普通千斤顶加力传感 器)，用于加荷4. 加荷方法在试验准备阶段，先估算试验梁的破坏荷载Pu 。在试验前，用钢卷尺或钢尺量取试验梁的实际尺寸。采取分级加荷，每级荷载值预

12、估破坏荷载 Pu 的 10% 。每次加载后，荷载持 续稳定 5 分钟后， 按试验内容和要求量测数据， 并认真做好记录， 数据校核无误 后，方可进行下一级加荷。5. 安全措施在试验过程中，要服从统一指挥随时注意观察加载装置和仪表运转是否正 常，如发现偏差过大，应立即停止试验，待纠正后再继续加载 ，试件接近破坏、 时，应在试件下面安装安全支承， 避免测试人员及仪表遭受不必要的损失， 当加 载超过 80的破坏荷载后，应将易损仪表拆除。6. 人员分工加载 1 人，读百分表 3 人、挠度记录 1 人，操作电阻应变仪 1 人、应变记录 1人，寻找裂缝并量测裂缝宽度13人；负责安全兼计时1人，总协调1人。五

13、、注意事项1. 进入试验室后，要服从担任本次试验指导教师的统一指挥，认真完成本次 试验所要求的内容，注意分工协作。2.与本试验无关的仪器设备和其它试验项目装置不得随意乱动。3. 注意安全，尤其是加载阶段后期。试验三矩形截面对称配筋偏心受压短柱正载面承载力实验一、试验目的验证钢筋混凝土偏心受压构件正截面的受力特点和两种破坏形态的特征和 承载力计算公式，并观察偏心受压构件的变形和裂缝发展过程。二、试验内容和要求每班分二组，一组做大偏心受压破坏（又称受拉破坏）试验，另一组做小偏心 受压破坏（又称受压破坏）试验，每组还应观察另一组的试验结果（主要是破坏形 态），对此，试验内容和要求如下：1. 量测纵向

14、钢筋As，As的应变，分析其应力变化情况。2. 观察裂缝出现的荷载及裂缝开展过程。3. 根据跨中区段的试验结果验证平截面假定并分析中和轴位置的变化4. 测量构件挠度值，并画出挠度图5. 观察和记录正截面破坏荷载值，Nu和试验值N0进行比较。三、试件和材料力学性能试验1.试件计算偏心受压构件正截面承载力的理论值BL1II试件尺寸及配筋如图6所示。图7偏心受压试件在压力试验机上布置示意图图6偏心受压试件尺寸及配筋图1试件；2、刀口； 3、垫板；4、试验机下压板；5试验机上压板；6、调节试验机压板的弹簧I - I2.材料力学性能试验材料力学性能试验内容如下：(1)混凝土 ：混凝土立方体强度fc0 0

15、(2 )钢筋：纵向受力钢筋的屈服强度 fy0和抗拉强度ft0 由于时间限制，这项工作在试验前由老师完成。四、试验方法1.试验设备和仪器布置(1 )用2000kN压力试验机或5000kN压力试验机加荷(见图7)。(2) 用百分表观测挠度。(3) 用DH-3818电阻应变仪观测钢筋应力(4) 用手持式引伸仪测定截面应变。测点及仪表布置如图& 9所示。2. 试验步骤和人员分工1) 试验准备(1) 试件设计，制作以及混凝土和钢筋力学性能试验。(2) 用石灰水(或涂料)刷白试件，并在试件上面画出必要的尺寸线如各截面 中心线。测点位置线，偏心荷载加荷点等。限于时间，这两项工作已由教师完成。2) 试验步骤(

16、1)安装试件试件在压力机上就位时，要求试件垂直、稳定、荷载加荷点的位置正确、接触良好，并要做到试件为偏心受力点对准试验机上下承压板的中心，以保护试验机。(2)安装仪表并检查(见仪表布置图)在中间截面上用502胶水粘贴手持式引伸测点的脚标(铜头)。安装好测读挠度的百分表支架及百分表。手持应变仪脚标将已装好的电阻应变片的引线焊接到连线上，编好电阻应变片百分表仪上，预调平m -川-nE试件中电阻应变片偏心受点在钢筋上的布置示意图12)4，并连接到电阻应变一手持应变仪脚标图9偏心受压构件中百分表及手持应变仪（3）预载在正式加压力试验前， 应进行预载， 将已就好位的试件， 施加少量的压力 （相 当于一级荷载值 ）以检查各仪表的工作情况及试验测读人员的操作和读数能力。 使传力接触点均完全接触，发现不正常情况，应立即报告解决，如全部正常，即 开始试验。（4）正式试验在试验准备阶段，先估算