混凝土结构设计(实践)2015.4

1、精选文档辽宁省高等教育自学考试 土木工程 专业混凝土结构设计原理试验报告驻点学院： 渤海高校培训学院 专业班级： 土木工程1204班 学 号： 070113200166 指导老师： 任莉莉 同学姓名: 康 健 试验日期： 2014年12月16日 钢筋混凝土梁正截面强度试验一、试验目的1、观看适筋梁的破坏过程(裂缝消灭及开展，挠度变化及破坏特征)。2、 观看适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。3、 验证平截面假定。4、 初步了解正截面科学争辩的基本方法。二、试件设计为了确保梁正截面强度破坏，试件的剪弯区段箍筋已配得很强。纵筋端部锚固也足够牢靠。图11和表11给出了L1(适筋梁)的配筋详图

2、及截面参数。设计时，砼接受C40，架立钢筋HRB400级钢筋，纵向受力筋HRB400级钢筋。表11项目梁号号筋号筋号筋L1(mm)L2(mm)梁宽b(mm)梁高h(mm)爱护层层厚度c(mm)L011410640070012020025 三、试件制作试件接受干硬性砼，振捣器振捣，蒸气养护或自然养护28天，制作试件同时预留砼立方体试块(100×100×100mm)和纵向受力钢筋试件以测得砼和钢筋的实际强度，所用钢筋不得冷拉。表12项目强度砼立方体100×100×100HRB400级钢筋强度(N/mm2)50.33362.71图11四、加荷装置接受两点加荷，

3、梁中部为纯弯区段。 见图12图12五、仪表安装(见图12)1、百分表(13)用来测定梁的挠度，其中1、2用来测定支座沉降。 2、用应变片来测定纵向应变以验证平截面假定。3、安排梁应与试件在同一平面内，并对中。4、通过加载系统电脑直接显示所加荷载。 六、平安措施及留意事项为了得到精确牢靠的试验数据以及保证试验过程中人和仪器仪表的平安，应做到：1、试验区域必需清洁整齐。2、加荷系统稳定牢靠。3、为了防止仪表损坏，在安装时应轻拿轻放，用力要适当，并绑好平安绳。4、在试验中不能够触动仪表，以免影响读数。5、试验梁下设平安垫块以免梁破坏时损害操作人员和破坏仪表。6、试验过程中为避开人员损害，不得在试件破

4、坏阶段离试件过近（尤其不能在试件底面观看）。 七、加荷制度1、荷载分级不宜超过计算破坏荷载的10，构件开裂前每级荷载宜取计算破坏荷载的5，开裂后宜取10。2、加荷后持续10分钟再加其次级荷载，并在加荷后10分钟开头读测仪表。3、试验记录表格见试验报告。 八、 试验数据整理1、对适筋梁破坏过程进行描述，并绘制裂缝分布图。2、绘制适筋梁的荷载挠度曲线。3、绘制梁正截面应变分布图，验证平截面假定。4、求实测极限弯矩与计算极限弯矩之比。钢筋混凝土梁斜截面强度试验一、试验目的1、观看梁的斜截面破坏过程和特征（垂直裂缝消灭，临界斜裂缝位置及斜裂缝宽度0.2mm时的荷载及破坏特征）。2、 验算抗剪强度计算公

5、式。3、 初步了解梁斜截面争辩的基本方法。4、 对比剪压破坏与斜压破坏的特征。二、试件设计试件设计见图21。三、试件制作(同正截面试验) 四、加荷装置接受两点加荷，见图12, 接受一点加荷，见图12,剪压取a=300mm；斜压取a=(1.01.5)h图22五、平安措施及留意事项(同正截面试验)六、加荷制度 同正截面试验，试验记录表格见试验报告。混凝土梁正截面承载力试验报告专业班级： 土木工程1204班 考号： 070113200166 姓名： 康 健 试验项目：混凝土梁正截面承载力试验一、依据实测数据，按下列公式求适筋梁跨中挠度值，填写混凝土梁不同位置应变值。荷载2P(KN)0102026.8

6、304050102615122026038651220211331982353524663020120207262444610挠度(mm)0-3.5-22-214.575121应变10-14-77-128-158-267-30520-6-22-30-27-16-1130023569521638540810204265459696750152143855248657021 二、绘制纯弯区正截面应变分布。（1）计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值对比，分析缘由。理论计算：通过分析对比，试验数据跟理论数据存在着误差，主要缘由：1试验时没有考虑梁的自重，而计算理论值时会把自重考虑进去；2. 计算的

7、阶段值都是现象发生前一刻的荷载，但是试验给出的却是现象发生后一刻的荷载；3.破坏荷载与屈服荷载的大小相差很小，1.5倍不能精确的计算破坏荷载；4.整个计算过程都假设中和轴在受弯截面的中间。（2）绘出试验梁p-f变形曲线。（计算挠度）当构件开裂时，三、依据试验数据填写下列表格。梁号砼立方强度fcu钢筋屈服强度fy开裂荷载破坏荷载最大挠度最大裂缝宽度(N/mm2)HRB级(N/mm2)2Pcr(KN)2Pu(KN)max(mm)Wmax(mm)L0150.3340026.71107.50.30四、依据试验观看及上分析结果，对适筋梁破坏过程进行描述(三个阶段)。并与所观看的适筋梁进行比较。 第一阶段

8、：截面开裂前的阶段当荷载很小时，截面上的内力很小，应力与应变成正比，截面的应力分布为直线。当荷载不断增大时，截面上的内力也不断增大，由于受拉区混凝土消灭塑性变形，而使受拉区的应力图形呈曲线。当荷载增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土可达其实际的抗拉强度和抗拉极限应变值。截面处在开裂前的临界状态。 其次阶段：从截面开裂到受拉区纵向受力钢筋开头屈服的阶段截面受力达Ia阶段后，荷载只要稍许增加，截面马上开裂，截面上的应力发生重分布，裂缝处混凝土不再承受拉应力，钢筋的拉应力突然增大，受压区混凝土消灭明显的塑性变形，应力图形呈曲线。荷载连续增加，裂缝进一步开展，钢筋和混凝土的应力不断增大。当荷载增加到某

9、一数值时，受拉区纵向受力钢筋开头屈服，钢筋应力达到其屈服强度。 第三阶段：破坏阶段受拉区纵向受力钢筋屈服后，截面承载力无明显增加，但塑性变形急速进展，裂缝快速开展，并向受压区延长，受压区面积减小，受压区混凝土压应力快速增大。在荷载几乎保持不变状况下，裂缝进一步急剧开展，受压区混凝土消灭纵向裂缝，混凝土被完全压碎，截面发生破坏。试验表明，从开头加载到构件破坏的整个受力过程中，变形前的平面，变形后仍保持平面。（3）绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）（4）简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。当荷载在0.5KN内，梁属于弹性阶段，没有达到屈服更没有受到破坏。当荷载在0.5KN的基础上分级加载，受拉

10、区混凝土进入塑性阶段，手拉应变曲线开头呈现较明显的曲线性，并且曲线的切线斜率不断减小，表现为在受压区压应变增大的过程中，合拉力的增长不断减小，而此时受压区混凝土和受拉钢筋仍工作在弹性范围，呈直线增长，于是受压区高度降低，以保证斜截面内力平衡。当内力增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达到其实际的抗拉强度和极限拉应变，截面处于开裂前的临界状态。接着荷载只要增加少许，受拉区混凝土拉应变超过极限抗拉应变，部分薄弱地方的混凝土开头消灭裂缝，此时荷载为9.7KN。在开裂截面，内力重新分布，开裂的混凝土一下子把原来担当的绝大部分拉力交给受拉钢筋，是钢筋应力突然增加很多，故裂缝一消灭就有肯定的宽度。此时受压

11、混凝土也开头表现出肯定的塑性，应力图形开头呈现平缓的曲线。此时钢筋的应力应变突然增加很多，曲率急剧增大，受压区高度急剧下降，在挠度-荷载曲线上表现为有一个表示挠度突然增大的转折。内力重新分布完成后，荷载连续增加时，钢筋担当了绝大部分拉应力，应变增量与荷载增量成肯定的线性关系，表现为梁的抗弯刚度与开裂一瞬间相比又有所上升，挠度与荷载曲线成肯定的线性关系。随着荷载的增加，刚进的应力应变不断增大，直至最终达到屈服前的临界状态。钢筋屈服至受压区混凝土达到峰值应力阶段。此阶段初内力只要增加一点儿，钢筋便即屈服。此时荷载为95.6KN。一旦屈服，理论上可看作钢筋应力不再增大（钢筋的应力增量急剧衰减），截面

12、承载力已接近破坏荷载，在梁内钢筋屈服的部位开头形成塑性铰，但混凝土受压区边缘应力还未达到峰值应力。随着荷载的少许增加，裂缝连续向上开展，混凝土受压区高度降低，中和轴上移，内力臂增大，使得承载力会有所增大，但增大格外有限，而由于裂缝的急剧开展和混凝土压应变的快速增加，梁的抗弯刚度急剧降低，裂缝截面的曲率和梁的挠度快速增大。（5）简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。配筋率越高，受弯构件正截面承载力越大，最大裂缝宽度值越小，但配筋率的提高对减小挠度的效果不明显。4试验结果争辩与试验小结，即试验报告的最终部分，同学们综合所学学问及试验所得结论认真回答思考题并提出自己的见解、争辩存在

13、的问题。在这一次的钢筋混凝土受弯构件正截面试验中，相对其他的试验来说，难度的确是大了一点，但收获也是很丰富的。在这次试验中，不但进一步加强了对钢筋混凝土正截面受弯承载力的生疏，也意识到自己还有很多需要提高的地方。不仅要加强对基础学问的理解，也要牢牢记住很多相关的细节，例如公式中很多的参数，都有各自的规范。需要在计算的时候重点留意。有几次，由于疏忽了参数的相关要求，不得不重新做一遍。程序中钢筋直径要求在10mm到30mm内，因此在配筋时也花了比较多的时间。除此之外，CAD、PS、办公软件的技巧，都值得自己以后经常复习。这样子，在进行相关的操作的时候，可以省下很多时间。还有，一些细小的电脑技巧，也

14、要认真学好。本次模拟试验所做的三种破坏形态：少筋破坏、适筋破坏及超筋破坏。试验表明适筋破坏属于延性破坏：从钢筋屈服到受压区混凝土压碎的过程中，钢筋要历经较大的塑性变形，随之引起裂缝急剧开展和挠度剧增。而少筋破坏及超筋破坏则属于脆性破坏：在没有明显预兆的状况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏。因此，在工程应用中绝不能消灭少筋、超筋的配筋状况。通过本次模拟试验把握了正截面受弯的三个受力阶段，充分体验了钢筋混凝土受弯的整个过程；同时还把握了挠度和裂缝的计算，另外还懂得操作制图软件。在这次的试验中，对挠度的计算、最大裂缝的计算，只有适筋梁才有做。由于，自己去查了一些少筋和超筋的相关文献，都是阅历公式，

15、而且很简单。最终得出来的结果，误差也比较大。还有，对于挠度系数的确定，考虑到结果与实际的拟合性，打算用0.11，由于拟合性比较好。对于挠度系数的确定，可用公式(3L2-4a2)/24L2期望在下一次的试验中，能够在试验前做好充分的预备。把不懂的问题收集好，到其次节课的时候可以再问问老师，提高效率，加大自己的动手实践力量。混凝土梁斜截面抗剪承载力试验报告专业班级： 土木工程1204班 考号： 070113200166 姓名： 康 健 试验项目：混凝土梁斜截面抗剪承载力试验一、依据试验数据填写下列表格梁号砼立方强度fcu钢筋屈服强度fy剪跨a破坏荷载(N/mm2)HRB级(N/mm2)mm2Pu(

16、KN)L0147.8133520067.5L0250.5033530052L0245.62400600272、 对斜拉、剪压和斜压破坏过程进行描述。并绘制斜裂缝缝分布图。 剪压破坏：常发生剪压破坏，在弯剪区段的受拉区边缘会消灭一些竖向裂缝，它们沿竖向延长一小段长度后，就斜向延长形成一些斜裂缝。剪压破坏图 斜拉破坏：当竖向裂缝一消灭，就快速向受压区斜向延长，斜截面承载力随之丢失。斜压破坏图 斜压破坏：1时，发生斜压破坏，这种破坏多数发生在剪力大而弯矩少的区段。（1）计算的开裂剪力、极限剪力与模拟试验的数值对比，分析缘由。 取发生斜拉破坏时，当混凝土开裂后，在荷载的增加下，梁的变形急剧增加，很快发

17、生破坏，没有明显的挠度，故不需计算挠度。（3）绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）斜拉破坏图发生斜拉破坏时，当混凝土开裂后，在荷载的增加下，梁的变形急剧增加，很快发生破坏，故不需计算裂缝。（4）简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。弹性阶段：再此阶段混凝土的受拉应力应变曲线和受压应力应变曲线都近似直线，因此，基本上可看成混凝土在弹性范围内工作。而钢筋此时也工作在弹性范围内，所以整根钢筋混凝土梁可看似一根匀质弹性梁。在加载过程中梁的刚度不变，表现为这一阶段梁的挠度荷载曲线基本为直线。在受压区混凝土压应变增大的过程中，受拉钢筋应力呈直线增加，受压区合压力和受拉区合拉力也基本呈直线增加，由平截面假定

18、可知，此时的受拉区高度应近似保持不变。受拉区混凝土呈现塑性到开裂阶段：此阶段初受拉区混凝土进入塑性阶段，混凝土的受拉应力应变曲线呈现较明显的曲线线性，并且曲线的切线斜率不断减小，表现为在受拉区应变增大过程中，受拉区混凝土合力的增长不断减小，而此时受压区混凝土和受拉钢筋仍在工作弹性范围内，呈直线增长，于是受压区高度降低，以保证截面内力平衡。当内力增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达到其实际的抗拉强度和极限应变，截面处于开裂前的临界状态。开裂至钢筋屈服：此阶段一开头只要增加少许，受拉区混凝土拉应变超过极限抗拉应变，部分薄弱地方的混凝土开头消灭裂缝。在开裂截面，内力重新分布，开裂的混凝土一下子把原

19、来担当绝大部分拉力交给受拉钢筋，使钢筋应力突然增加很多，故裂缝一消灭就有肯定的宽度，此时受压区混凝土也开头表现出肯定的塑性，应力图形开头呈现平缓的曲线。此时钢筋的应力应变突然增加很多，曲率急剧增大，受压区高度也急剧下降，在挠度荷载曲线上表现为有一个表示挠度突然增大的转折。内力重分布完成后，荷载连续增加时，钢筋担当了绝大部分拉应力，应变增量与荷载增量呈肯定的线性关系，变现为梁的抗弯刚度与开裂瞬间相比又有所上升，挠度与荷载曲线成肯定的线性关系。随着荷载的增加，钢筋应力应变不断增大，直至最终达到屈服前的临界状态。钢筋屈服至受压区混凝土达到峰值应力阶段：此阶段初应力只要增加一点，钢筋便即屈服。一旦屈服

20、，理论上可看做钢筋应力不再增大，截面承载力已接近破坏荷载，在梁内钢筋屈服的部位开头形成塑性铰，但是混凝土受压区边缘应力还未达到峰值应力。随着荷载的少许增加，裂缝连续向上开展，混凝土受压区高度降低，中和轴上移，内力臂增大，使得承载力会有所增大，但增大格外有限，而由于裂缝的急剧开展和混凝土压应变的快速增加，梁的抗弯刚度急剧降低，裂缝截面的曲率和梁的挠度快速增大，所以，我们可以看到受拉钢筋屈服后荷载挠度曲线有一个明显的转折，以后曲线就趋向平缓，像是步上了一个台阶一样。（5） 简述配箍率对受弯构件斜截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。3.2 剪压破坏：（1）计算的开裂剪力、极限剪力与模拟试验的数值对比，

21、分析缘由。 取（2）绘出试验梁p-f变形曲线。（计算挠度）极限荷载时，最大挠度的计算： （3）绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）（4）简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。弹性阶段：再此阶段混凝土的受拉应力应变曲线和受压应力应变曲线都近似直线，因此，基本上可看成混凝土在弹性范围内工作。而钢筋此时也工作在弹性范围内，所以整根钢筋混凝土梁可看似一根匀质弹性梁。在加载过程中梁的刚度不变，表现为这一阶段梁的挠度荷载曲线基本为直线。在受压区混凝土压应变增大的过程中，受拉钢筋应力呈直线增加，受压区合压力和受拉区合拉力也基本呈直线增加，由平截面假定可知，此时的受拉区高度应近似保持不变。受拉区混凝土呈现塑性到开裂阶段：此阶段初受拉区混凝土进入塑性阶段，混凝土的受拉应力应变曲线呈现较明显的曲线线性，并且曲线的切线斜率不断减小，表现为在受拉区应变增大过程中，受拉区混凝土合力的增长不断减小，而此时受压区混凝土和受拉钢筋仍在工作弹性范围内，呈直线增长，于是受压区高度降低，以保证截面内力平衡。当内力增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土达到其实际的抗拉强度和