同济大学混凝土试验报告材料超筋梁梁斜拉破坏Word下载.docx
《同济大学混凝土试验报告材料超筋梁梁斜拉破坏Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《同济大学混凝土试验报告材料超筋梁梁斜拉破坏Word下载.docx（35页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见上图所示。
梁受弯试验采用单调分级加载，每
次加载时间间隔为5分钟。
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2级。
对于超筋梁，①在加载到开裂试验荷载计算值的90％以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的20％；
②达到开裂试验荷载计算值的90％以后，每级荷载值不宜大于其荷载值5％；
③当试件开裂后，每级荷载值取10％的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；
④在加载达到承载力试验荷载计算值的90％以后，每级荷载值不宜大于开裂试验荷载值的5％；
实际试验中，各级荷载分别为：
0→10kN→20kN→30kN→40kN→70kN→破坏
1.5.2开裂荷载实测值确定方法
本实验采用以下两种方法，确定开裂荷载：
放大镜观察法
用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；
当加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；
当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；
当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。
荷载－挠度曲线判别法
测定试件的最大挠度，取其荷载－挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值。
1.6测量内容
1.6.1混凝土平均应变
在梁跨中一侧面布置4个位移计，位移计间距40mm，标距为150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见下图。
1.6.2钢筋纵向应变
在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见下图：
1.6.3挠度
对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如下图所
示。
在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。
试验时在每级荷载下，应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。
结构构件各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。
1.6.4裂缝
试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制50mm×
50mm的网格。
试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。
1.7实验结果整理
为了简化数据处理过程，在荷载达到最大值之前这段时间内，取10组数据；
达到峰值以后，再根据荷载特征情况取4组数据；
加上最大值1组，共15组数据进行分析。
现将取值时间罗列如下：
14:
16:
5214:
17:
0314:
22:
5414:
5914:
26:
24
29:
0214:
56:
1115:
01:
1515:
02:
5215:
03:
03
15:
0815:
04:
2715:
5015:
05:
30
1.7.1荷载—挠度关系：
荷载测定值
（kN）
应变测点10-1
应变测点10-2
应变测点10-7
挠度
-0.02
-0.008
-0.041
0.027
10.239
-0.208
-0.075
-0.437
0.2955
20.725
-0.29
-0.13
-0.841
0.631
20.313
-0.133
-0.845
0.6335
30.221
-0.334
-0.181
-1.254
0.9965
40.212
-0.392
-0.236
-1.711
1.397
70.433
-0.522
-0.416
-4.124
3.655
90.003
-0.534
-0.483
-5.737
5.2285
91.984
-0.546
-6.656
6.122
95.453
-0.557
-0.53
-7.007
6.4635
96.939
-0.553
-0.526
-7.26
6.7205
92.728
-8.991
8.436
79.104
-10.902
10.347
70.516
-0.549
-0.561
-11.433
10.878
69.112
-11.514
10.957
本实验设计时考虑了考虑支座沉降的影响，梁的实际挠度为：
应变测点10-7的测量值减去10-1和10-2测量值的平均值。
为了方便绘图，将挠度取为正值，得荷载—挠度曲线如下。
由上图可以看出在荷载较小时，梁的刚度基本保持不变，荷载—挠度曲线大致呈直线，在荷载达到40kN时曲线出现转折点，说明此时混凝土开裂。
而且曲线斜率减小说明开裂以后梁的刚度减小。
1.7.2荷载—曲率关系：
应变测点10-3
应变测点10-4
应变测点10-5
应变测点10-6
曲率
0.004
-0.004
-0.0071
-0.016
0.0176
-0.063
0.008
0.016
0.0697
-0.012
0.02
0.0732
-0.103
-0.019
0.028
0.1156
-0.035
0.036
0.1226
-0.142
-0.117
0.091
0.2056
-0.205
-0.16
0.04
0.122
0.2885
14.063
0.303
0.126
0.2021
-0.11
14.059
0.299
0.146
0.2259
-0.107
0.2232
14.721
0.19
—
14.067
0.211
0.237
14.717
0.195
0.245
0.183
0.253
由上表我们可以看出，各级荷载下，各应变测点的测值基本关于其高度成线性比例关系。
由此可见平截面假定是合理的。
显然，应变测点10-3和应变测点10-4由于应变计的脱落突然产生了较大的位移，测得数据为问题数据，因此表中后四行的曲率不予计算。
荷载为90.003kN时，应变测点10-3的测量值突然增大，导致曲率计算值偏大。
以下是扣除这些问题数据后获得的荷载—曲率关系图。
1.7.3荷载—纵筋应变关系：
34-1
34-2
34-3
34-4
34-5
34-6
平均应变
10
16
19
18
22
34
19.8
91
115
106
86
98.3
203
240
247
183
252
199
220.7
246
185
253
198
220.8
326
369
375
290
360
342
343.7
483
521
527
431
506
529
499.5
1030
1081
1028
891
933
1154
1019.5
1346
1426
1353
1167
1215
1523
1338.3
1446
1548
1461
1255
1305
1658
1445.5
1500
1617
1529
1303
1365
1737
1508.5
1526
1660
1574
1333
1408
1795
1549.3
1567
1966
1700
1356
1614
1984
1697.8
1418
2245
1666
1247
1855
1954
1730.8
1311
2265
1545
1153
1845
1842
1660.2
1289
2260
1514
1133
1836
1816
1641.3
从下图我们可以看出，纵筋的应变与荷载值基本保持线性关系，说明了此超筋梁中纵筋过多，在梁发生破坏时，钢筋应力还是不能达到屈服响度。
1.7.4裂缝发展情况描述及裂缝照片
随着荷载增加，在梁受拉区先出现裂缝（此时荷载为40kN）。
且裂缝的数目增加，但没有发展成宽度较大的裂缝。
而受压区混凝土达到极限压应变发生开裂，宽度和数目都迅速发展，直至压区混凝土压碎，梁破坏。
梁上部混凝土压碎
超筋梁破坏时形态
1.8实验结论
实验所得极限承载力为96.9kN，与计算结果89.8kN相比很接近，误差在10%以内。
说明超筋梁加载过程符合平截面假定，且实际材料性质与设计值相差不大。
由试验结果可以看出，超筋梁变形能力很差，且破坏形式为脆性破坏，具有突然性。
1.9实验建议
为了更好的确定超筋梁的破坏形态，以及保证计算结果的可靠性，应用同样的实验材料，在同等试验环境下进行平行对比试验，以得出准确的结果。
而且可以考虑改变集中荷载的施加位置，以研究不同荷载作用点对超筋梁极限承载力的影响。
2梁斜拉破坏试验报告
2.1实验目的
通过试验研究认识钢筋混凝土梁在剪力作用下发生斜拉破坏的全过程，掌握测试混凝土受弯构件基本性能的试验方法。
2.2实验内容
控制梁的抗剪承载了小于抗弯强度，且发生斜拉破坏。
构件跨中施加对称集中力，逐级加载至破坏。
记录、分析各阶段纵筋、箍筋及混凝土应力、应变的变化情况。
2.3试件的设计
2.3.1试件设计的依据
根据剪跨比λ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荷载预估值大。
2.3.2试件的主要参数
①构件尺寸（矩形截面）：
l＝120×
200×
1800mm；
实测值见下表：
120.6
120.5
122.0
121.0
225.6
216.0
233.0
224.9
1803.5
1802.5
1803.0
1083.0
②构件净跨度：
1500mm;
③混凝土强度等级：
④纵向受拉钢筋的种类：
⑤箍筋的种类：
HPB300；
⑥纵向钢筋混凝土保护层厚度：
试件的配筋情况见下图和下表：
试件
编号
试件特征
配筋情况
加载位置
b（mm）
预估受剪极限荷载PuQ（kN）
预估受弯极限荷载PuM（kN）
①
②
③
QC
斜拉破坏
6@250
（2）
600
50
69
斜拉破坏试件
2.3.3试件加载预估
①抗弯承载力分析：
=
508.68
=157
取
计算ξnb
=
=
经计算有
>
，故纵筋未能屈服：
因而，预估极限荷载为
②斜截面抗剪承载力分析：
s=50mm<
smax=200mm
验算配箍率：
受集中荷载，梁的抗剪承载力计算公式为：
该梁计算剪跨比
，把相关数据带入上式，得：
<
故理论上来说，斜截面会出现斜拉破坏。
理论承载力：
2.4实验装置
下图为进行梁受剪性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。
梁受剪性能试验，取L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400mm。
1—试验梁；
2—滚动铰支座；
3—固定铰支座；
4—支墩；
5—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；
（a）加载简图（kN，mm）
（b）弯矩图（kNm）
（c）剪力图（kN）
2.5加载方式
0→10kN→20kN→30kN→40kN→50kN→破坏
2.6测量内容
2.6.1混凝土平均应变
2.6.2纵向钢筋应变
在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图3.6.5。
图3.6.5纵筋应变片布置
2.6.3挠度
对构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图3.6.6所示。
2.7实验结果整理
30:
2616:
41:
5616:
55:
0417:
10:
5117:
19:
13
5817:
36:
5617:
37:
3417:
38:
0517:
2317:
3717:
39:
2117:
40
2.7.1荷载—挠度关系：
0.165
10.074
-0.263
-0.355
0.2175
20.065
-0.393
-0.083
-0.775
0.537
29.891
-0.648
-0.216
-1.358
0.926
40.047
-0.652
-0.22
-1.855
1.419
50.038
-0.679
-0.267
-2.491
2.018
59.864
-0.691
-0.338
-3.307
2.7925
70.599
-0.715
-0.322
-4.905
4.3865
80.342
-0.326
-6.348
5.8275
82.489
-0.738
-7.302
6.772
82.654
-7.567
7.031
78.278
-8.554
8.018
70.186
-0.754
-10.115
9.569
60.442
-0.746
-0.33
-11.885
11.347
51.277
-0.75
-13.997
13.457
由上图可以看出在荷载较小时，梁的刚度基本保持不变，荷载—挠度曲线大致呈直线，在荷载达到30kN时曲线出现转折点，说明此时混凝土开裂。
2.7.2荷载—曲率关系：
0.012
0.08
0.0000
0.092
0.0106
-0.055
0.088
0.032
0.0768
0.267
0.067
0.1535
0.283
0.095
0.1747
-0.111
0.131
0.2135
-0.027
0.362
0.162
0.2374
-0.078
0.378
0.2656
-0.097
0.394
0.226
0.2903
0.075
-0.105
0.402
0.234
0.4422
0.39
0.182
-0.101
0.398
0.238
15.925
15.267
13.883
17.358
17.354
15.929
15.271
17.37
显然，在荷载达到70.186kN时由于应变计的脱落突然产生了较大的位移，测得数据为问题数据，因此表中后三行的曲率不予计算。
2.7.3荷载—纵筋应变关系：
-22
4
6
31
4.5
47
162
603
125
177
110
204.0
983
310
640
159
428.8
178
595
1002
548
1110
337
628.3
283
840
985
785
1312
532
789.5
372
1060
1197
1033
1552
740
992.3
458
1251
1616
1254
1774
914
1211.2
544
1493
1887
1540
2035
1123
1437.0
652
1730
2123
1825
2305
1337
1662.0
685
1789
2140
1880
2369
1391
1709.0
679
1787
2137
1878
2368
1392
1706.8
624
1752
2099
2309
1335
1653.7
538
1581
1951
1626
2114
1172
1497.0
477
1431
1819
1482
1942
1024
1362.5
435
1222
1634
1319
1744
861
1202.5
从下图我们可以看出，纵筋的应变与荷载值基本保持线性关系，而且荷载减小时曲线基本原路返回，这也充分的说明了斜拉破坏时纵筋应力未达到屈服强度。
2.7.4裂缝发展情况描述及裂缝照片
裂缝试验资料可根据试验目的按下列要求
升级会员 