混凝土试验报告梁斜压

1、混凝土结构基本原理试验课程作业COLLEGE OF CIVIL ENGINEERING混凝土结构基本原理试验方案试验名称梁斜压试验试验课教师赵勇姓名王 xx学号Xxxxxx手机号188xxxxxxxx任 课教 师李方元日期2014年12月2日专业资料.目录1试验目的 .- 2 -2试件设计 .- 2 -2.1试件设计的依据 .- 2 -2.2试件主要参数 .- 2 -2.3试件的制作 .- 3 -3材性试验 .- 3 -3.1混凝土材性实验 .- 3 -3.2钢筋材性实验 .- 3 -4试验过程 .- 4 -4.1加载装置 .- 4 -4.2加载制度 .- 5 -4.3承载力极限状态确定方法

2、.- 5 -4.4量测与观测内容 .- 5 -4.4.1纵向钢筋应变 .- 6 -4.4.2箍筋钢筋应变 .- 6 -4.4.3挠度变形和梁侧面混凝土应变 .- 6 -4.4.4裂缝 .- 7 -4.5裂缝发展及破坏形态 .- 7 -4.5.1裂缝发展描述： .- 7 -4.5.2破坏形态记录： .- 8 -5试验数据处理与分析 .- 8 -5.1荷载 -挠度关系曲线 .- 8 -5.2荷载 -纵筋应变关系曲线 .-11-5.3荷载 -箍筋应变关系曲线 .-12-5.4正截面承载力分析 .-14-5.5斜截面承载能力分析 .-15-5.6构件承载能力分析 .-15-5.7理论计算与试验结果的对

3、比分析.-15-6结论 .-16-资料.1 试验目的（ 1）了解梁受剪斜压破坏试验配筋设计。（ 2）研究认识混凝土梁受剪斜压破坏全过程。（ 3）通过实验加深对梁受剪斜压破坏机制的认识。（ 4）通过理论计算出试件梁受剪斜压破坏时的受力情况以及推导出试件的极限荷载，并与实验结果的对比，比较理论和实际之间的差距并分析原因。（ 5）观察梁斜压破坏过程裂缝发展， 根据数据作梁的荷载 -挠度关系曲线、 荷载 -箍筋应变关系曲线等，分析构件的承载力。2 试件设计2.1 试件设计的依据根据剪跨比 和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏。进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限

4、荷载预估值大。2.2 试件主要参数试件尺寸（矩形截面） ： b × h× l 120 × 200 × 1800mm 。混凝土强度等级：C20 。纵向受拉钢筋的种类：HRB335 。箍筋的种类：HPB235 。纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm 。试件的配筋情况见图2-1 和表 2-1 。312图 2-1 试件配筋图表 2-1 斜压破坏梁试件的配筋配筋情况加载位置预估受剪预估受弯b （ mm ）极限荷载极限荷载PuQ (kN)P (kN)uM资料.6500 /100(2)2 182102001382082.3试件的制作1）检查试模尺寸及角度，在试模内表面应

5、涂一层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。2）取样拌制的混凝土，至少用铁锹来回拌和三次至均匀。3）现场平板振动现浇混凝土，将拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。刮涂试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平。4）将试件小心平稳移入温度20 ±0.5 的房间进行标准养护。5）28 天后，将试件小心脱模，待用，完成试件制作。3 材性试验3.1混凝土材性实验试块留设时间： 2014年9月25日试块试验时间： 2014年12月2日试块养护条件：与试件同条件养护混凝土强度实测结果见表 3-1表 3-1 混凝土强度实测结果试件尺寸150mm

6、 × 150mm × 150mm实测立方体平均立方体推定轴心推定轴心推定抗压强度抗压强度抗拉强度弹性模量抗压强度 /MPa/MPa/MPa/MPa/GPa23.422.022.517.11.8926.7522.2注：轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准混凝土结构设计规范GB50010-2010推定。3.2钢筋材性实验钢筋强度实测结果见表3-2表 3-2 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611.616.011.211.315.615.7400556光圆11.215.61039

7、.9939.7850.0649.90506635资料.带肋39.4949.7139.8749.9318154162带肋1521451641645706451281654 试验过程4.1 加载装置图 4-1 为梁斜压试验采用的加载装置， 图 4-2 为实物图。 加载设备为千斤顶。 采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，在靠近支座处，形成弯剪段。由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。梁受剪性能试验，取L=1800mm，a =100mm ，b =200mm，c=1200 mm。试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见图4.3所示。1 试验梁2 滚动铰支座3 固定铰支座4 支墩5

8、 分配梁滚动铰支座6 分配梁滚动铰支座7 集中力下的垫板8 分配梁9 反力梁及龙门架10 千斤顶图 4-1 梁受剪试验装置示意图图 4-2 梁受剪试验装置实物图资料.（a ）加载简图（ b ）弯矩图（c ）剪力图图 4-3 梁受剪试验加载和内力简图4.2 加载制度在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前 1 级。正式加载的分级情况为：在最大斜裂缝宽度发展至 0.6mm 以前，根据预计的受剪破坏荷载分级进行加载，每级荷载约为破坏荷载的 20 ，每次加载时间间隔为 15 分钟。当最大斜裂缝宽度发展至 0.6mm 以后，拆除所有仪表，然后加载至破坏，并记录

9、破坏时的极限荷载。具体分级加载/kN ：0 10 20 30 40 50 60 破坏（开裂 50kN ；最大 269.406kN ）4.3 承载力极限状态确定方法对梁试件进行受弯承载力试验时， 在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：对有明显物理流限的热轧钢筋，其受拉主筋的受拉应变达到0.01 ；受拉主钢筋拉断；受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm ；挠度达到跨度的1/30 ；受压区混凝土压坏。4.4 量测与观测内容测点序号与实测内容的关系如表4-1表 4-1测点序号与实测内容的对应关系钢筋应变位移力12345671234567831-

10、43-/43-43-43-43-43-43-46-46-46-46-46-46-46-7134678992346789101112131443-29-29-29-29-29-1012345资料.纵向钢筋应变梁受剪试验试件的纵向钢筋应变布置见图4-4 。图 4-4 钢筋应变片布置箍筋钢筋应变箍筋的钢筋应变片布置见图4-5 ，实物图见图4-6 。图 4-5 箍筋应变片布置图 4-6 应变片实物图挠度变形和梁侧面混凝土应变梁受剪试验试件测量挠度的位移计布置见图4-7，实物图见图4-8。资料.图 4-7 梁位移计布置图 4-8 梁位移计实物图裂缝试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制 50mm 

11、5;50mm 的网格。试验时借助手电筒查找裂缝，构件开裂后立即对裂缝的发生发展情况进行详细观测，用读数放大镜及钢直尺等工具量测各级荷载 (0.4Pu0.7Pu) 作用下的裂缝宽度、长度及裂缝间距，并采用数码相机拍摄后手工绘制裂缝展开图，对于垂直裂缝的宽度应在结构构件的侧面相应于受拉主筋高度处量测；斜裂缝的宽度应在斜裂缝与箍筋交汇处量测。4.5 裂缝发展及破坏形态裂缝发展描述： 加载至 50kN 时出现第一条裂缝为受弯裂缝。随着加载进行，梁下裂缝越来越多。 加载至 130kN 时出现第二批裂缝,为受剪斜裂缝。 加载至 200kN ，斜裂缝从加载点外侧延伸至支座内侧。 裂缝不再发展时，主裂缝宽0.

12、22mm 。斜压梁的裂缝图，如图4-9 所示。资料.图 4-9 斜压梁的裂缝分布图破坏形态记录：破坏形态如图4-10 所示：图 4-10破坏形态记录图5 试验数据处理与分析5.1 荷载 -挠度关系曲线数据处理方式与适筋梁受弯构件荷载-挠度关系的处理方式相同。试验筛选出的数据如表5-1 所示：表 5-1 荷载挠度关系记录表荷载跨中位移左支座位右支座位跨中挠度（ kN ）（ mm ）移（ mm ） 移（ mm ）（mm ）00.0040-0.004-0.0067.3410.004-0.1250.2410.301510.229-0.08-0.1960.2950.433资料.19.962-0.207-

13、0.3130.5690.82930.026-0.296-0.380.6851.02339.759-0.406-0.4380.8681.2949.658-0.376-0.5010.9761.414559.886-0.494-0.5091.1881.689569.455-0.575-0.5391.3951.95280.013-0.697-0.5681.6612.293589.747-0.794-0.581.9522.639100.058-0.892-0.6972.1472.9415109.462-0.947-0.7682.4083.2655119.69-1.014-0.7722.5833.4761

14、39.569-0.955-0.8222.2093.0975150.211-1.018-0.812.3883.302159.202-1.073-0.8062.7533.6925170.255-1.09-0.8312.9073.8675200.281-1.183-0.8853.5594.593209.768-1.204-0.9943.874.969220.078-1.259-0.9894.025.144230.06-1.293-1.044.2855.4515240.288-1.297-1.064.5685.7465250.764-1.285-1.0654.8386.013260.662-1.34-

15、1.095.3866.601265.117-1.327-1.1065.5566.7725267.014-1.344-1.095.6186.835266.602-1.34-1.0945.6896.906269.076-1.331-1.1065.736.9485266.766-1.34-1.1025.7937.014269.406-1.382-1.0986.0637.303259.012-1.373-1.1026.2957.5325246.227-1.407-1.1156.7948.055164.894-1.403-1.0488.0899.3145154.995-1.399-1.0488.3099

16、.5325152.19-1.411-1.0358.4179.64资料.图 5-1 挠度 -荷载关系图分析：挠度下降段为构件破坏时的数据，已不太真实。总体是挠度随荷载的增加而增加，但变化趋势是变小的，说明正截面的刚度随荷载增加而减小。资料.5.2荷载 -纵筋应变关系曲线实验相关数据如表 5-2所示：表 5-2荷载 -纵筋应变关系记录表荷载43-143-343-443-643-7（ kN） （） （） （） （） （）0261551067.341363224343010.229483831413614.93575042514919.962656255646324.746777467807630.0

17、26988881969135.0571061009611010439.75912211310812612049.65815814114115716059.88618518518021220669.45523123022026025680.01327728026831530889.747318325302366361100.058361370334421412109.462404416374473465119.69458462421523514129.011505511477573569139.569553560526627627150.211602610574678680159.2026526

18、61625734740170.255704715667781794200.281852861796931966209.76892893385810051045220.07896396989110491089230.061033103295311231156240.28810901083101611901221250.76411311129106812441276260.66212081197114913371359265.11712291213117013561382267.01412251216117413621391266.60212401225118213661400269.076123

19、31225118413671399266.76612491232119213751407269.40612561238120513861420259.01212341214118913611390246.22711831172115813161350164.8941082103097510431067资料.154.9957978228729631002152.19773811858942981图 5-2荷载 -纵筋应变关系图由 f y= 570MPa 和 E= 25610 MPa 可知，大概2850 10时达到屈服。由图可知，所有受拉纵筋均未到屈服。5.3 荷载 -箍筋应变关系曲线试验相关数据

20、如表5-3 所示：表 5-3 荷载 -箍筋应变关系记录表荷载测点 7测点 8测点 9测点测点测点测点测点（ kN）（） （） （）1011121314（） （）（） （） （）08134-33310-17-67.3411721-2-451814334-810.2291319-7-455914228-1414.935023-11-455915323-2219.96248562824.7464050-22-239414-111-3530.0264755-27-455913-26-4235.0574160-32-66619-43-4539.7596156-39-108868

21、-512-4049.6585669-51564325-91-4659.8864565-67480642-11-4-4569.4553467-83396540-14-5-4780.0131965-1033542712-14-14-4789.7472867-12835346102-19-40100.0583373-133753141123-17-31109.46213728-11119.69175-12910179195522-16资料.129.0111498-1092308944142324-53139.5691104-89132114716837219150.211-

22、9124-691847052197442-130159.202-4207-95-243552243550-9170.255-14234-100178953273606-15200.281-36325-143-2974750403826-37209.768-23385-178-2768539501942-41220.078-23413-196-3187035545992-44230.0628454-230-31931256591095-50240.288216484-298-3185098291216-49250.764307532-335-3187009901298-48260.6623826

23、24-401-31890-2514841412-52265.117392661-423-31767-1717161473-53267.014392662-423-31890-1517871497-54266.602401680-433-31910-919421533-55269.076398688-436-29747-320391558-57266.766405701-442-297472222521590-59269.406407726-451-3182812229591715-65259.012409718-439-3185031737671837-66246.227412705-432-

24、2974752547022009-62164.894423590-412-150515028406265464154.995416564-407-171935158577281683152.19415555-407-171935248652288491图 5-3 荷载 -箍筋应变关系图资料.分析：由纵筋的实测强度400MPa 和弹性模量2105 MPa 可知，大概2000达到屈服。分析表 5-3 可知， 10 号测点的数据混乱，无法使用，不在图表中进行绘制，猜测原因为贴在箍筋上的应变片损坏或脱落。12 号、 13 号测点数据在后半阶段超过了屈服应变，因此处理时将应变大于 4000的应变数据去掉

25、。由图5-3 可知，除了钢筋12 、 13 达到屈服，其他钢筋都最后均未达到屈服，其中钢筋12 处的应变很大。5.4 正截面承载力分析构件截面尺寸为 l01800mm ， b 120mm ， h200mm ， as 24 ， as'20 ，纵筋为245.14mm2，箍筋为6100 。实测纵筋的屈服强度为f y570MPa， f y'506MPa ，箍筋的屈服强度为fyv400MPa 。钢筋的弹性模量为Es2 105 MPa 。实测混凝土抗压强度为fc 17.1MPa ，抗拉强度为 f t1.89MPa ，弹性模量为 Ec2.675 104 MPa 。As1822508.9mm2

26、 （ 5-1）4As'1022157.1mm2 （ 5-2 ）424 176mm2 （ 5-3）ho h as200按双筋截面计算：受拉区平衡混凝土压力的纵筋面积As1 ，平衡压筋的纵筋面积As2 。As2As' f y'157.15062fy570139.5mm（5-4）As1AsAs2508.9139.5369.4mm2 （ 5-5 ）M u'f y' As'(h0as' )506 157.1 (176 20)12.4kNgm （ 5-6 ）验算配筋率f y As1x1 fcbxbbh00.8h0f y1Es o纵筋屈服不屈服570

27、369.4102.6mm （ 5-7 ）17.11200.817675.55mm （ 5-8 ）15701050.00332xxb （ 5-8 ） f bx = A （ 5-10 ）1css1sf y0.8 （ 5-11 ）b 0.8可得0.4894, s478.5MPa （ 5-12 ）M u 1s As1 (h 0x(1761) 478.5 369.40.4894 176) 23.5kN gm （ 5-13 ）22总承载力M uM u'M u112.423.535.9kN gm （ 5-14 ）1bPuM u （ 5-15 ）2资料.从而PuM2M u2 35.9359kN （ 5-16 ）b0.25.5 斜截面承载能力分析a20015 ，取1.5h01.13617.6Asv2624.712103（ 5-17 ）svbs120100sv,min0.45ft0