钢筋混凝土梁受弯及受剪性能试验指导书

1、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 _、俺、，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150X 150Xl50mni式块三个，以确 定混凝土强度。每种直径

2、和钢筋取 300mn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。X 血収带弯钩）1z 150rd5LJAA加荷架横梁700图2II

3、I1 1 1 :L11502TOU150 1700350(五) 估算开裂荷载：冷图3为试验梁加荷时的计算简图。纯弯段 CD的弯矩为FF22开裂弯矩臥按下式计算Mr=0.292(1+2.5a i)f tbh2式中b、h分别为试验梁的宽度和高度。兮、過蟲措灵。一为钢筋的截面积。Z耳:为钢筋的弹性模量，取值2.1 x炉Mpa息为砼弹性模量。则开裂荷载为（六）估算破坏荷载_1.计算：他讣启pma=三 aif c/f ypmi n = 0.45f t/f ybh0本试验单排钢筋a=35mm2.计算破坏弯矩爲若.-表示试验梁为少筋梁则轧若 g很v w卜曲；.表示试验梁为适筋梁则 x= f y As/( a

4、if cb)M= aif cbx(ho-O.5x)若-邕表示试验梁为超筋梁则由afcbx=osA(-0.8) h。解出x按下式计算破坏弯矩:MU= asAs(h 0-0.5x)3. 计算破坏荷载(七) 试验步骤1 量测实际尺寸，熟悉仪表操作。加荷载前，仔细量测试验梁的长、宽、高、电阻应变片位置以及支座和加 荷点位置的实际尺寸并作记录。熟悉电阻应变仪、千斤顶、百分表和刻度放大镜 等仪表操作。2. 加荷方法(1) 确定加荷级差，每级加载值约为破坏荷载的 10-15%,临近开裂和破坏 时应适当减少级差。(2) 试加荷1-2级，检查仪表反应是否正常。(3) 分级加荷，从0逐级增加到试验梁破坏为止。每次

5、加载后静止2-5分 钟，待试验梁变形趋于稳定后再量测各种数据， 校核无误后方可进行下一级加载。(4) 加载过程中应随时注意观察试验装置仪表工作是否正常，如有过大偏 差应纠正后才能继续加载。在试验梁接近破坏时，应在梁下加安全支撑，当超过 80%勺破坏荷载后，应将易损仪表拆除，防止测试人员受伤及仪表遭受不必要的 损失。3.测试内容(1) 测定每级荷载下跨中正截面混凝土和钢筋的应变；以及混凝土开 裂时的极限拉应变一和破坏时的极限压应变._。(2) 测定每级荷载下百分表的读数，以确定跨中挠度和曲率。(3) 测定初裂荷载.。(4) 用肉眼借助放大镜观察裂缝，用铅笔标志裂缝出现和开展过程， 在裂 缝顶端划

6、一短横线注明相应的荷载值， 并按出现的先后顺序将裂缝编号，用刻度 放大镜量测指定位置的裂缝宽度。(5) 测定破坏荷载為并记录试验梁的破坏特征。(6) 用方格纸绘制裂缝分布图。(7) 试验结束后整理试验数据，写试验报告。(八) 试验报告1. 整理试验结果并绘图(1) 整理原始数据，剔除经判断是错误的数据。(2) 根据百分表的读数，消除支座沉降后绘制荷载(F)挠度(f)曲线 以及不消除沉降绘制沿梁长的挠度分布图。(3) 根据钢筋应变值绘制荷载(F)钢筋应力(_)曲线当.V时搔当戶时检=&(4) 根据混凝土应变值绘出跨中截面应变图，并标明破坏时测得的混凝 土极限压应变匚的值。(5) 绘制裂缝形态图(

7、6) 有余力的同学可在教师指导下绘制弯矩(M -曲率()图2. 试验报告的主要内容及格式(1) 试验报告封面内容专业、班级、姓名、报告日期、指导教师(2) 试验名称(3) 试验目的(4) 试验构件、加荷装置、仪表布置包括试验梁编号、尺寸、实测混凝土立方体强度及钢筋屈服强度、极限强 度、延伸率。画出加荷装置图，说明加载方法及程序。(5) 试验现象的描述描述试验梁从加载到破坏的过程中，钢筋和混凝土的应力、应变及挠度变化 的情况，裂缝的出现、发展情况，最终的破坏形态，可以结合应力应变曲线，荷 载挠度曲线及裂缝图说明。(6) 绘出全部试验曲线(F-f、F-工，截面应力图)和裂缝图。(7) 试验结果与理

8、论计算值比较。按照试验梁的实际尺寸以及混凝土、钢筋的实际强度分别计算开裂荷载、破 坏荷载的理论计算值，并与试验结果进行比较，如二者相差较远，应分析原因。(8) 对其他自己感兴趣的问题的说明。(9) 结论。二、试验名称：无腹筋梁斜截面受剪性能试验（一）试验目的1. 了解斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏对应的的受力过程和破坏特征以及剪 跨比对破坏特征的影响。2 验证斜截面受剪承载力的计算公式。3 其他同正截面受弯性能试验。（二）试验构件：试验梁编号为.，其截面及配筋同鎚.梁，但不配箍筋。（三）加荷装置和仪表布置加荷装和百分表布置同受弯性能试验。砼电阻片位置及加荷简图如图所示：a=500mmaa勺/Is

9、-I图4（四）估算汎站梁斜截面承载力及计算破坏荷载：如图4所示，剪跨比：，=a/ho , =500/240分别取；=1,2,3,4，并计算斜截面承载力Vcftbh。其中系数：c反映剪跨比的影响，系数 反映纵筋配筋率的影响，系数：h反 映截面尺寸的影响。对于集中荷载作用下的独立梁，c=1.75/（ +1.0），当剪跨比 1.5时，取 =1.5 ;当 3时，取 =3。纵筋配筋率影响系数 可取0.7 2，当? 2000mm寸，取 h =2000mm根据本次试验情况，公式转化为 Vas = 1.75 ftbho : fyv A5v h0Z+1.0y s =1 时,1.5 :VusMsbhc1.0fyv

10、 Asv hs =2 时,2：1 75Jbh fyv A5V h s=3时,3：fyv 佻 hs =4 时,3：fyv 7 hs7则估算破坏荷载:（五）试验步骤和试验报告同正截面受弯试验三、试验名称：钢筋混凝土柱正截面受压性能试验（一）试验目的1. 了解钢筋混凝土柱受拉破坏（大偏心受压破坏）和受压破坏（小偏心受压 破坏）以及轴力偏心距eo对破坏特征的影响。2. 验证钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算理论和计算公式。3. 掌握钢筋混凝土受压构件的试验方法及荷载、应变、变形、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：试验柱编号为

11、Z1-Z6,其截面及配筋如图5所示。偏心距分别为15mm30mm 60mm 90mm 120mm和150mm试验柱制作时每根柱（或每盘混凝土）取 150X 150X 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。（三）加荷装置和仪表布置百分表布置、砼电阻片位置及加荷简图如图所示：偏心距分别为15mm30mm60mm 90mm 120mm和 150mm（四）估算试验柱承载力Nu及计算破坏荷载:分别取6组试验中构件偏心距 e。不同尺寸，初步判断构件的大、小偏压情况。本部分 内容参考混凝土基本原理受压构件承载力部分。以大偏压为例。基本内力图形：由沿构件纵轴方向的内外力平衡，可得N ： i fcbx fyAs - fy A由截面上内、外力对受拉钢筋合力点的力矩平衡，可得Ne 乞：Jcbx。一：） fyA h。p可先利用图中大偏心受压应力状态图对纵向压力N作用点取矩的平衡条件得Asfye nAsfyEs ： ifcbx（Q-as x/2）式中es轴向压力作用点至纵向受压钢筋合力点之间的距离，es=ei-h/2+as, 当N作用于As及A以外时es为正值；当N作用于As及A之间时es 为负值。求得x （）值后可能有几种情况： 如飞b，为大偏心