混凝土试验报告107077 蒋长山Word格式文档下载.docx
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试件尺寸
100mm×
300mm
试件轴心
抗压强度/MPa
平均轴心
抗压强度
/MPa
评定轴心
推定立方体抗压强度
推定轴心
抗拉强度
推定
弹性模量
/GPa
19.2
19.3
18.3
24.1
1.97
28.37
19.8
18.8
注：
轴心抗压强度根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002评定；
立方体抗压强度、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钢筋实测强度
钢筋强度实测结果
公称直径
/mm
屈服荷载
/kN
极限荷载
屈服强度
平均值/MPa
极限强度
平均
4
光圆
4.61
4.62
5.79
5.82
368
463
4.56
5.87
4.70
5.81
6
10.07
10.24
16.34
16.36
362
579
11.02
16.50
9.62
16.24
8
18.20
18.48
26.54
26.65
530
18.60
26.74
18.65
26.67
10
26.48
26.37
35.93
36.47
336
465
26.61
37.71
26.03
35.76
14
带肋
59.55
59.45
88.82
89.36
386
581
60.84
90.39
57.45
88.87
22
143.83
143.68
222.98
222.60
378
586
143.69
221.44
143.52
223.39
4.试验过程
4.1加载装置
图示为进行梁受弯性能试验采用的加载装置，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，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。
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；
试验装置简化图
4.2加载制度
单调分级加载机制
试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见3.4.1和3.4.2所示。
梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为15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。
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的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当加载达到纵向受拉钢筋屈服后，按跨中位移控制加载，加载的级距为钢筋屈服工况对应的跨中位移
；
⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。
根据本试件的极限荷载，把本次加载分级为
（1）5kN
（2）10kN
（3）15kN
（4）20kN
（5）25kN
（6）30kN
………
加载至破坏（分为十几级，一级十几分钟）
4.3量测与观测内容
4.3.1纵向钢筋应变
在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以测量加载过程中钢筋的应力变化，测点布置如下图。
4.3.2箍筋钢筋应变
箍筋应变片布置如下图。
4.3.3挠度
挠度观测点应该布置在构件挠度最大的部位界面上，如下图所示。
每级加载下，应在规定的荷载持续时间结束是量测构件的变形。
各测点间读书时间间隔不宜太长。
4.3.4裂缝
裂缝的测试包括，裂缝的发生、位置、走向和发展，测量裂缝宽度，记录裂缝发展过程。
实验前，将梁外表刷白，并绘制50mm×
50mm的网格。
实验时，借助放大镜用肉眼查找裂缝。
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量测各级荷载作用下的裂缝宽度、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，可在梁侧面相应于纵向受拉钢筋中心的高度处测量。
4.4裂缝发展及破坏形态
加载级数
加载荷载（kN）
实验现象
有较多初始裂缝
5
无裂缝产生
15
第一条裂缝出现
20
第一条裂缝发展，出现更多新裂缝
25
裂缝发展，出现新裂缝
7
30
裂缝进一步发展，无新裂缝出现
连续加载
裂缝贯通，直至破坏
裂缝发展过程：
加载前，试件梁上既有很多细小的初始裂缝，可能部分还只是表面的裂纹。
加载后，在两个加载点的纯弯区段，先出现一条截面竖向裂缝，然后在支座与加载点之间的弯剪共同作用的区段出现斜裂缝，之后跨中纯弯区段的裂缝基本不变，加载点处的斜裂缝分别向加载点与支座方向发展，几条斜裂缝中贯通形成一条主斜裂缝，裂缝越来越宽，直到试件在加载点附近破坏。
5.试验数据处理与分析
5.1荷载―侧向挠度关系曲线
荷载
46_7
46_6
46_8
平均挠度
0.013
0.03
-0.05
0.0485
-6.182
-0.046
0.24
-0.138
0.332
-19.124
-0.176
0.751
-0.259
0.9685
-29.593
-0.306
1.214
-0.38
1.577
-39.155
-0.377
1.666
-0.451
2.08
-49.707
-0.444
2.125
-0.539
2.6165
-59.516
-0.502
2.627
-0.626
3.191
-64.956
-0.527
2.91
-0.681
3.514
-69.984
-0.557
3.171
-0.735
3.817
-78.146
-0.599
3.542
-0.827
4.524764
-87.048
-0.645
4.124
-0.918
5.026506
-97.847
-0.707
4.845
-1.01
5.528247
-106.09
-0.749
5.393
-1.098
6.029989
-118.784
-0.799
6.292
-1.24
6.531731
-125.461
-0.82
6.882
-1.323
7.033472
-135.271
-0.85
7.797
-1.415
7.535214
-135.93
-0.866
8.122
-1.465
8.036956
-138.073
-0.875
8.636
-1.499
8.538697
5.2荷载―纵向钢筋应变关系曲线
47_1
47_2
47_3
47_4
47_5
47_6
19
18
-81
21
-8
43
55
48
37
40
143
191
154
115
141
130
272
348
283
225
261
243
409
484
406
338
364
559
612
538
506
515
527
700
736
661
613
630
651
776
800
724
668
688
712
851
866
785
711
749
779
936
945
857
772
826
873
1075
1069
971
887
941
1014
1239
1223
1113
1033
1079
1178
1357
1330
1204
1137
1173
1297
1493
1457
1321
1272
1302
1460
1621
1574
1420
1391
1408
1581
1743
1697
1514
1518
1532
1725
1768
1708
1530
1541
1552
1754
1806
1769
1562
1592
1804
5.3荷载―箍筋应变关系曲线
47_7
47_8
47_9
47_10
4_1
4_2
12
28
-25
42
-1
-3
-6
-2
-5
-13
17
-10
38
27
-39
9
65
88
16
-12
11
82
169
-45
99
201
-50
-9
136
226
35
-55
167
273
41
-59
222
276
47
-66
-4
274
355
296
-83
424
335
145
-94
483
504
404
254
-89
565
563
455
347
-63
-11
623
632
532
454
-35
644
654
476
-22
696
740
604
490
-20
5.4试验结果的进一步分析
（1）采用《混凝土结构基本原理（第二版）》（顾祥林主编）第五章第五节中的方法计算不同荷载作用下试验梁正截面的弯矩－曲率（M-）关系，并和试验结果进行比较，分析两者差异产生的原因。
答:
本次实验在不同荷载作用下，试验梁正截面的弯矩和曲率没有明显的比例关系，原因可能是实际的构件材料性能，几何尺寸以及制作工艺存在不定性，所以实际和理论在性能上会有比较大的差异，所以造成本实验两者的比例关系不显著。
（2）采用《混凝土结构基本原理（第二版）》（顾祥林主编）第五章第六节中的简化方法计算梁试件正截面的承载力，并和试验结果进行比较，分析两者差异产生的原因。
答：
由材性实验和实际测量得：
材料尺寸
又
故梁的计算承载力为：
我们知道在试验室做实验得到的最大剪力达到139kN，理论计算得到的是100.7KN，而设计的最大剪力为63kN。
显然试验实际的承载力大于计算值，更大于设计值。
其原因可能有以下几点：
材料的实际尺寸比设计尺寸大;
制作出来的试件实际强度比理论强度高：
理论计算模型偏于保守以及实验装置有缺陷。
（4）采用《混凝土结构基本原理（第二版）》（顾祥林主编）第十一章中的方法估计不同荷载作用下试验梁中垂直裂缝的间距和宽度，并和试验结果进行比较，分析两者差异产生的原因。
理论上的最小裂缝间距为
，最大裂缝间距为
，平均裂缝间距为
。
实际上随着荷载的继续增大，裂缝将不断出现，钢筋与混凝土的应力、应变以及粘结应力的变化重复以上规律，直到裂缝的间距处于稳定状态。
故而，沿构件纵向，钢筋和混凝土的应变都是不均匀的。
（5）采用《混凝土结构基本原理（第二版）》（顾祥林主编）第十一章中的方法估计不同荷载作用下试验梁的挠度，并和试验结果进行比较，分析两者差异产生的原因。
梁的最大挠度计算公式：
实际的最大挠度为9.51mm，实际构件的挠度大于理论计算值。
其原因可能是梁的制作工艺，施工质量，荷载加载速度，实验装置等。
6.结论
在梁受剪QA3实验（剪压破坏）中，我们清楚地看到了梁受剪破坏的全部过程，从梁出现微小裂缝到最终出现贯通裂缝受剪破坏，使得我们对于梁受剪性能有了较为深刻的理解。
而且在本实验中，我们明显发现此实验的理论结果和实际测量值存在着很大误差，让我们明白了理论和实际的差距，更进一步地理解了实验方案的原理和背景，为我们以后走进真实的现场有了一个基础。
试验二梁受扭NC1试验报告
通过试验学习认识混凝土梁的受扭性能，掌握混凝土梁的受扭性能试验的测试方法，进一步巩固理论课上所学的知识。
此试验为超筋梁受扭试验，按照所需材料，选取钢筋和混凝土的型号，具体值会在下面参数里面说明。
在初步确定了试件的几何尺寸和混凝土材料强度等级后，通过调整纵筋和箍筋的配筋量，可以将试件设计为超配筋构件。
试件尺寸（矩形截面）：
b×
h×
l＝153×
153×
1500mm；
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；
受扭混凝土梁试件配筋图
加载点至梁中心线的距离（m）
预估开裂扭矩
（kN*m）
预估极限扭矩（kN*m）
预估开裂荷载Pcr（kN）
预估极限荷载Pu（kN）
1
2
3
NC1
超筋配梁
10@50
（2）
0.31
1.21
3.087~3.920
4.003
9.960~12.645
（6）试块留设时间：
（7）试验时间：
2012年11月17日
（8）试块养护条件：
采用自行研发的混凝土受扭实验装置进行试验。
其三维示意图见图3.4.1。
图3.4.2和图3.4.3给出了装置的正立面图（局部）和侧立面图。
此装置利用前述受弯和受剪装置的底部大梁，在其两侧放置了四个千斤顶。
在单调受扭的情况下，对角的2个千斤顶同步施加的力，则可以认为在梁的两端同时施加了相等的力矩，梁中部受纯扭。
若也利用另外对角的千斤顶，可以实现循环受扭。
（1）单调分级加载机制
在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载可取为分级荷载的前两级，然后，进行正式实验，加载步骤如下：
a，在加载到开裂荷载计算值的90%以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的20%。
B，达到实验开裂荷载计算值的90%以后，每级荷载值不宜大于开裂荷载计算值的5%；
c，当试件开裂后，每级荷载值取为10%的极限荷载计算值；
d，当加载达到极限荷载后，按跨中位移控制加载，加载的级距为极限角位移。
对于脆性破坏的情况，加载过程应采取安全防护措施。
（2）开裂荷载实测值确定方法
采用肉眼观察判断构件是否开裂。
一般情况下，此时记录的扭矩—转角曲线上斜率会发生突变。
（3）承载力极限状态确定方法
当千斤顶施加的力不能继续增大，而出现下降后，加载过程中的最大扭矩即为试件的受扭极限承载力。
4.3.1扭矩
由千斤顶施力可读出施加的荷载，荷载乘以加载点至梁中心线距离，得到扭矩。
4.3.2转角
在试件上预埋钢筋，然后将木块粘连在钢筋上，并将测角仪用小螺丝固定在木块上。
连接好测角仪导线至相关仪器，可以得到实测转角。
4.3.3纵向钢筋和箍筋应变
在纵向钢筋和箍筋上布置应变片测试钢筋应变。
超配筋受扭梁钢筋上应变测点布置
试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制50mm×
试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。
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。
4.3.5扭矩—转角关系
根据实测结果，将扭矩作为纵轴，转角作为横轴，可以绘制出扭矩－转角的关系曲线，根据该曲线可以观察得到开裂扭矩、极限扭矩以及对应的转角。
（1）各级试验荷载下的最大裂缝宽度1cm和最大裂缝在图位置，裂缝为超筋破坏。
（2）绘制各级试验荷载作用下的裂缝发生、发展的展开图；
（3）统计出各级试验荷载作用下的裂缝宽度平均值、裂缝间距平均值。
图分别为试验梁的裂缝图和最终的裂缝照片。
试验梁裂缝示意图
裂缝照片
5.1扭矩―转角关系曲线
40_1
40_2
扭矩
40_7
40_8
平均转角
0.107
0.054
0.024955
0.001
0.0005
-0.962
-1.017
-0.30675
0.133
-0.131
-2.031
-2.088
-0.63845
0.152
-0.148
0.002
-3.1
-3.159
-0.97015
0.162
-0.149
0.0065
-4.169
-4.23
-1.30185
0.088
-0.074
0.007
-5.238
-5.301
-1.63355
0.26
-0.244
0.008
-6.307
-6.372
-1.96525
0.266
-0.222
0.022
-7.376
-7.443
-2.29695
0.276
-0.223
0.0265
-8.445
-8.514
-2.62865
0.153
-0.055
0.049
-9.514
-9.585
-2.96035
0.034
0.138
0.086
-10.583
-10.656
-3.29205
-0.007
0.195
0.094
-11.652
-11.727
-3.62375
-0.309
0.616
0.1535
-12.721
-12.798
-3.95545
-0.422
0.867
0.2225
-13.79
-13.869
-4.28715
-0.585
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