混凝土试验报告

1、混凝土试验报告试验名称 试验课教师 姓名学号理论课教师混凝土试验黄庆华杜正磊1150987熊学玉2013年12月25日混凝土结构基本原理试脸课程作业一. 实验目的和内容1.1实验目的本实验课程是笔者学习专业基础课混凝土结构基本原理，必须同时学习的 必修课。本课程教学目的是使学生通过实验，认识混凝土结构构件的受力全过程、 加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解和掌握，了解、掌握混凝土受弯和受压 构件基本性能的试验方法。实验课程要求参加并完成规定的实验项目内容，理解和棠握钢筋混凝土构件的实验 方法，能对实验结果进行分析利判断，通过实践举握试件设计、实验实施、实验结 果整理和实验报告撰写。1.2实验

2、内容本次实验课程有10个不同的实验项目：适筋梁受弯破坏，少筋梁受弯破坏，超 筋梁受弯破坏，梁受剪斜压破坏，梁受剪剪压破坏，梁受剪斜拉破坏，梁受扭超筋 破坏，梁受扭适筋破坏，柱小偏心受压破坏，柱大偏心受压破坏。要求每一个学生 完成上述项目中两个实验项目，笔者完成了梁受剪剪压破坏和超筋梁受扭破坏实验。二. 试验方法2.1梁受剪剪压破坏2.1.1试件设计受剪剪压梁QC设计图纸及说明见图1。11 19 q-i i "1U=LliQC320560320W0T1200T100QC触应交测点布置因说呵：纵片制I同I?（見图0。皿寸(mm)100X150QCr二二<DQ2tU2*8中60160

3、1 4 |瑣 0图6受富勢圧集设计zgg>013.10IB号总写ST图1受剪剪压梁QC设计抗剪承载力验算：混凝土轴心抗压强度/c=11.9MPa,轴心抗拉强度ft= 1.27MPa,籀筋抗拉强度 fyv=456MPa,纵筋抗拉强度f），=473.24MPa。剪跨比：入=占ho最小配箍率试件配箍率由搭=1.15 < 4得 Dpsv, mm = 0.24 = 6.68 X IO"4fyvnAsvi= 4.15 x 10> psv, niinVuMx=025pcfcbhQ=34.21kN抗剪承我力Vu = i-ftbho + 1.25fyvho = 34.84kN >

4、; A + 1SVu = 34.2 lkN对应于抗剪承载力的荷敦为Pu=2Vu=68A2kN跨中正截而抗弯承载力：试件A s=307.9?n?n2, 4s，=100.5mm2,贝9fyr As2 = As17- = 91.02nmi2#Asi = As As2 = 216.9nmi2Mu9=fyAs9(hoas9)=3.8kNrn 2W=58mm,取fb=0.55得§bho=4895mm试件为超筋梁，则0.81+鬻(°D=0.596x=f/io=7O34mm£-0.8asi = fy _ = 437.27MPa- 0.8xMui = asiAsiQio ) = 7

5、.86kN niMu=Mui+Mu9=11.69kN-m对应于抗弯承载力的荷载为Pu=73.06kN对应于抗弯承载力的荷载应大于对应于抗剪承载力的荷载。2.1.2加载方法受剪剪压破坏加载方式见图2。加载所用的设备包括，加载千斤顶、分配梁、 饺支座和反力架、台座等。用荷载传感器测疑所作用在试件（分配梁）上荷载P的 大小。/L2>L1L19说冈:厲计ItWMl 200mm.L1 为 320mnv图2受剪剪压破坏加载图示2.13测试内容和方法受剪剪压破坏的测量内容为，跨中挠度，纵向受拉钢筋应变，受剪箍筋应变, 裂缝。应变片布置见下图：1）跨中挠度梁的跨中挠度是试件的整体反应。荷载与挠度的关系（

6、曲线）可以反应试件的 受力状态和特点，挠度值的大小可以代表某个状态的指标，如屈服、破坏等。本次 实验，用三个位移计测最一个跨中和两个支座的位移，由这些位移测帚结果计算挠 度，计算方法见图3。L/2,L/2L图3梁跨中挠度计算2）纵向受拉钢筋应变通过测量纵向受拉钢筋的应变（局部反应），町以由此得到纵向受拉钢筋的应 力，了解该钢筋是否达到屈服等。本次实验，在纵向受拉钢筋的跨中位置，粘贴应 变片，以测量跨中截面处钢筋的应变。3）裂缝裂缝（局部反应）的产生表示该部位的应变超过材料的极限应变、或者受拉应 力超过材料的抗拉强度。第一条规定受力裂缝的发生，标，也着试件的开裂，对应的 荷载即为开裂荷载。试件的

7、裂缝发展，即己冇裂缝的长度增长、宽度加大，伴随着 试件内力的增加、变形的增加及破坏的发生和发展，标志着试件的受力状态。 裂缝的测量包括，裂缝的发生、位置和走向，测量裂缝宽度，记录裂缝发展过程。 实验前，将梁外表而刷白，并绘制50mmX50iniii的网格。实验时，借助放人镜用肉 眼查找裂缝。构件开裂后立即对裂缝的发展情况进行详细观察，用裂缝观测仪、读 数放大镜及钢直尺等工具疑测各级荷载作用卜的裂缝宽度、长度，并绘制裂缝开展 图。对应于正常使用极限状态的最大裂缝宽度，可在梁侧而相应于纵向受拉钢筋中 心的高度处测量。4）受剪箍筋应变通过测最受剪篩筋的应变，可以由此得到箍筋的应力。本次实验，在剪切区

8、域 的箍筋上，粘贴应变片。2.2超筋梁受扭破坏221试件设计图1竟扭混礙土滦试件配筋图洽?53令钩瑞头秘于8751甸讷10桝2001500250 ?00200250直交片布鹃超配筋受扭梁钢筋上应变测点布置及对应编号如下:42-342-442-542-642-7428倾角仪（度）:4丄84mlwgchp需嗨0124231 a .24承载力理论计算 混凝土抗压强度 E = 20.22MPa fi = 0.395£u05； = 2.14MPafyv = 336MPa受扭箍筋直径为10mm间距为50mm每=102x=78.54innfS=Srnax=50inm受扭纵筋 fy= 382LdPa

9、 每= 2xl4?xf+2xl42xf = 615.75imf截而受扭塑性抵抗矩W =匕°?_b)= 1.125xltfmn?保护层怦度为 c = I5iim 贝9% = 1201111111 = 12Qninuco( = 480mn Acor=1440(hmrAtf = 0.0209> 0.28- = 0.0018 = 0.01274>0.85A=o.0048fyAtlSfyvAtlUg= 0.928抗扭承我力为A = 0.35f；W+1.2広 wAiA* =9.63kNm2.2.2加载方式受扭破坏梁（适筋构件、超筋构件）的加载图式采用在梁的两端各施加一个方 向相反的力

10、矩，其加载示意图和相应的扭矩图见卜-图。所用的设备包括，加载千斤 顶、刚臂和尚定支座、较支座等。用荷载传感器测量所作用在刚臂端部的荷载P的 大小。梁受扭加载装置三维示意图laftAIT1 11 1l图6梁受扭协载装直正立面（局郃）因7浜受罚加载装置侧立面223测试内容和方法受扭破坏梁（适筋构件，超筋构件）的测量内容为，扭转角，纵向受拉钢筋应 变，受扭箍筋应变，裂缝。其中，纵向受拉钢筋应变、受剪箍筋应变和裂缝的意义 和测最与受剪破坏梁相同。应变片布置见附件二。1）扭转角梁的扭转角是试件的整体反应。扭矩与扭转角的关系（曲线）可以反应试件的 受力状态和特点，扭转角的大小和扭矩与扭转角的关系可以代表某

11、个状态的指标， 如屈服、破坏等。本次实验，用位移计测最指定截面的转角位移，由这些转角位移 测量结果计算扭转角。三. 准备工作3.1试件制作试件制作包括:1）材料准备，钢筋卜料、制作，其它材料：2）应变测点布豐， 应变片粘贴、保护等；3）钢筋绑扎，支模板，浇捣混凝土： 4）养护。3.2试件安装试件安装包括：1）対试件作详细检查，检查截面实际尺寸和初始变形、原始裂 缝等缺陷，做出书而记录：2）将试件表面刷白，并分格画线：3）试件划线放样， 确定加载、支座、测点等的位置：4）试件就位；5）安全措施。3.3仪器设备准备仪器设备准备包括：1）仪器选择和标定，单件标定和系统标定；2）测点仪器 的连线；3）

12、仪器设备系统调试。3.4试件材料力学性能试验钢筋强度实测结果:公称屈服荷载极限荷载屈服强度极限强度直径/kN/kN平均值/MPa平均值/MPa/mm试件平均试件平均4光圆4. 114. 155. 155. 173304114. 185. 244. 165. 136光圆12. 8112. 9616. 8316. 9945860113. 0017. 1613. 0816. 998光圆22. 6723. 5426. 3326. 5446852824. 3626. 5923. 5826. 6910光圆26. 3726. 3736. 0436. 4733646326. 7336. 9826.3136.

13、4010带肋39. 9939. 7850. 0649. 9050663539. 4949. 7139. 8749. 9312带肋43. 8943. 7665. 1164. 8838757443. 6864. 7643. 7664. 7814带肋58. 5958. 7787.4687. 2738256758. 5987. 0658. 1287. 2818带肋98. 6798. 78153. 47153. 6038860498. 69153. 4898. 97153. 8522带肋135.51135. 35209. 29209. 10356550134. 63208. 44135. 91209.

14、57混凝土强度实测结果试件尺寸lOOmmX 100mm X 300mm试件轴心抗压强度/MPa平均轴心抗压强度/MPa评定轴心抗压强度/MPa20. 7121.2820.2220. 1422. 99试件尺寸lOOinmX lOOmmX 300mm试件轴心抗压强度/MPa平均轴心 抗压强度/lFa评定轴心 抗压强度/M?a20. 7121.2820.2220. 1422. 99四试验过程41梁受剪剪压破坏实验时间：2013年11月2200实验过程描述：在弯剪区段截而的下边缘，主拉应力处于水平方向，首先出现较短的垂直裂缝， 在梁的腹部，主拉应力的方向是倾斜的，垂直裂缝就会延伸成斜裂缝。随着荷载的

15、增人，剪压区的混凝土在压应力和剪应力的共同作用卜，达到了复合受力时的极限 强度，造成梁剪压破坏。试件破坏照片见图5：图5受剪剪压试件破坏图4.2超筋梁受扭破坏实验时间:2013年12月20Ho实验过程描述：在加载初期，由于荷載值较小，构件整体还处于弹性状态，构件表而无裂缝岀 现。随着外加荷载的进一步增加，在构件表而中心线处开始出现微小裂缝。之后， 构件表而岀现裂缝现彖明显，主要表现为存在一条主裂缝和许多额外裂缝，同时主 裂缝相互贯通，在构件表面形成一条螺旋线型裂缝，局部混凝土发生脱落现象，构件扭转明显，各个表面发生不同程度地翘曲现象。最终梁构件受扭破坏，整体延性 较差。荷载（kN）01812最

16、大裂缝宽度（mm）000. 24>2. 00最大裂缝编号1（正面）1（背面）试件破坏照片见图6：图6超筋梁受扭试件破坏图五.试验结果5.1受剪剪压破坏荷载挠度关系曲线图跨中（mm）左跨度（mm ）右跨度荷裁荷载箍筋应变关系图箍筋应变o o o o o O o o o o O 0 5 0 5 52 11100150荷载| 箍筋应变QCGl(mm)箍筋应变QCG2(mm)箍筋应变QCG3(mm)箍筋应变QCG4(mm)箍筋应变QCG5(mm)箍筋应变QCG6(mm)、纵筋应变荷载纵筋应变关系图纵筋应变QCl(mm) 纵筋应变QC2(mm)纵筋应变QC3(mm)纵筋应变QC4(mm)纵筋应变Q

17、C5(mm)纵筋应变QC6(mm )5.2超筋梁受扭破坏在总体试验数据中，先剔除其中的异常数据记录：扭矩一纵筋应变关系曲线fiC<2)荷载（扭矩）与箍筋应变扭矩一箍筋应变图134-5 54-1033-13S-333-4荷载与转角关系图扭矩一扭转角关系曲线£六.分析比较6.1梁受剪剪压破坏剪压破坏试验址终的破坏荷载大于计算出的抗剪承载力，达到了抗剪承载力的 要求。试件最终破坏形态为剪压破坏，最终出现一条宽长的主裂缝。从实验曲线中 看出，试件的纵筋没有屈服，试件其中一个箍筋达到屈服。6.2超筋梁受扭破坏理论极限荷载I；二0.35何+1.2荷亠如如二9.63kNm理论开裂荷载Tcr= 0.7WJ = 0.7X5.83X