钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书.docx

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钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书

钢筋混凝土受弯构件正截面承载力实验指导书

1、试验目的

通过少筋梁、适筋梁和超筋梁的试验，加深对受弯构件正截面三个工作阶段和两种破坏形态（塑性、脆性）的认识，并验证正截面强度计算公式。

2、试验内容和要求

2.1.观察试件在纯弯区段的裂缝出现和展开过程，并记下抗裂荷载Pcr0（Mcr0）

2.2.量测试件在各级荷载下的跨中挠度值。

绘制梁跨中挠度的M—f图。

2.3.量测试件在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘制沿梁高度的应变分布图形。

2.4.观察和描绘试件破坏情况和特征，记下破坏荷载Pcr0（Mcr0）。

验证理论公式，并对试验值和理论值进行比较。

3、试件和试验方法

3.1.试件

试验梁为单筋矩形截面梁，混凝土强度等级为C20，试件尺寸和配筋由指导教师指导，学生经设计计算确定。

主筋净保护层25mm。

3.2.试验设备

A千斤顶或压力机。

B百分表。

C手持式应变仪。

3.3.试验方法

这次试验分少筋梁、适筋梁和超筋梁三组进行，每班分三个小组，每组十人左右。

试验梁在静力试验台和试验机上进行试验，加荷采用下面方法：

A用千斤顶和反力架进行二点加荷，或在压力机上用分配梁二点加荷直接读数。

B用百分表测读挠度。

    C用手持式应变仪沿截面高度的平均应变。

仪表布置在实验教师指导下进行。

百分表

3.4.试验步骤

A在未加荷载前用百分表及手持式应变仪读初读数，用放大镜检查有无初始干缩裂缝。

B加第一级荷载后读手持式应变仪，以量测梁未开裂时，沿梁截面高度的平均应变值。

C估计试验梁的抗裂荷载，在梁开裂前分三级加荷，如仍未开裂，再少加些，直至裂缝出现，记下荷载值Pcr0（Mcr0）。

每次加荷后，持荷五分钟后读百分表，以量测试件支座和跨中位移值。

D试验梁出现裂缝后至使用荷载之间分二次加荷，每次加荷五分钟后读百分表，至使用荷载时读应变仪，使用读数放大镜读取最大裂缝宽度。

E使用荷载理论值Mu之间分三次加荷。

百分表每次都读，至第二次加荷后读应变仪，读后拆除百分表。

如第三次加荷后仍不破坏，再酌量加荷直至破坏。

破坏时，仔细观察梁的破坏特征，并记下破坏荷载Pp0（Mu0）。

4、注意事项

务必明确这次试验的目的、要求，熟悉每一步骤及有关注意事项，如有不清楚的地方可以进行研究、讨论或询问指导人员。

对与本次实验无关的仪器设备不要随便乱动，在试验时一定要听从指挥人员的指挥，特别是试件破坏时要注意安全。

钢筋混凝土受弯构件斜截面强度实验指导书

1、试验目的

1.1通过钢筋混凝土矩形截面简支梁的静载试验，验证受弯构件的斜截面强度计算方法，加深区别剪压破坏、斜压破坏和斜拉破坏三种剪切破坏形态的主要破坏特征，以及产生这三种破坏特征的机理。

1.2正确区分斜裂缝和垂直裂缝，弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝，在此基础上加深理解这二种裂缝的形成原因和裂缝开展的特点。

1.3加深理解箍筋在斜截面抗剪中的作用。

2、试验内容和要求

2.1量测试验梁的跨中挠度。

2.2量测斜裂缝出现前后箍筋的应变。

2.3仔细观察裂缝的出现和开展过程，特别注意观察剪跨段内斜裂缝的出现和开展的全过程。

斜裂缝出现后，用铅笔在裂缝旁边描裂缝，按出现先后顺序编号，并在裂缝顶端注明相应的荷载值，待试验梁破坏后再绘制裂缝分布图和破坏形态图。

2.4记录斜截面破坏荷载，并验算斜截面破坏时的VOU／VU（VoU和Vu分别为斜截面破坏时的剪力试验值和理论值）。

2.5试验分组。

依据破坏形式的种类，将试验分为三组，每组做一种破坏形态。

各组做完本组试验后，再相互观察另外两种破坏形态。

在试验过程中，要根据试验目的、内容和要求，认真做好记录，试验报告以本组试验梁为主。

3、试验梁尺寸和配筋

试验梁混凝土强度等级为C20，尺寸120ｘ200（600，1200，1800）三种，配筋通过计算确定，经指导教师审核同意后实施，主筋混凝土保护层厚度为25mm。

4、材料的力学性能试验

为了分析试验结果，对原材料必须进行力学性能试验。

由于时间限制，这项工作由教师进行。

试验内容

混凝土：

立方体强度fcuo，棱柱体抗压强度fc0，弹性模量Ec0。

钢筋：

主筋和箍筋的抗拉屈服强度fy0。

5、试验方法

根据试验梁最大承载能力，决定加载装置和加载方式。

本次试验有三种不同规格的梁，其加载体系均采用反力架，千斤顶加载体系。

5.1试验梁安装要求

本次的试验梁和支座的连接为简支。

试验梁两端搁置在专门设计的支座上，保证梁在受力后，粱的一端能够转动而另一端能够水平移动，试验梁就位后，应保证几何尺寸位置的准确。

5.2测点布置

根据试验目的和要求，进行测点布置。

注：

百分表，量测试验梁支座沉降

百分表，量测试验粱跨中挠度

电阻片量测试验梁箍筋应变

5.3试验仪器和加载设备

5.3.1DH3818型电阻应变仪，用于量测箍筋应变。

5.3.2百分表，用于量测挠度。

5.3.3500kN千斤顶，用于加荷

5.4加荷方法

采取分级加荷，每级加载值一般取5—10％的破坏荷载。

每次加载后间歇5分钟，使试件的变形趋于稳定后，按试验内容和要求量测数据，并认真做好记录，数据校核无误后，方可进行下一级加载。

5.5.安全措施

在试验过程中，要服从统一指挥。

随时注意观察加载装置和仪表运转是否正常，如发现偏差过大，应立即停止试验，待纠正后再继续加载，试件接近破坏时，应在试件下面安装安全支承，避免测试人员及仪表遭受不必要的损失，当加载超过80％的破坏荷载后，应将易损仪表拆除。

5.6.人员分工

加载1人，读百分表3人、记录1人，操作电阻应变仪1人、记录1人，寻找裂缝并量测裂缝宽度1～3人；负责安全1人，总指挥1人。

6、试验准备

6.1复习受弯构件斜截面的强度计算的有关内容，仔细阅读试验指导书，充分了解本次试验的目的和要求，测试等内容。

6.2根据所给试验梁尺寸、配筋，计算试验梁的破坏荷载，确定加载级数和每级加载值。

7、注意事项

7.1.进入试验室后，要服从担任本次试验指导教师的统一指挥，认真完成本次试验所要求的内容，注意分工协作。

7.2.与本试验无关的仪器设备和其它试验项目装置不得随意乱动。

7.3.注意安全，尤其是加载阶段。

8、试验报告的内容和要求

根据试验原始记录和试验过程中观察到的现象，进行整理、分析、归纳，将试验结果汇总，以图表，文字说明之。

绘制试验梁裂缝图；

绘制斜截面（剪跨区）破坏形态图；

绘制荷载（P）—挠度（f）曲线；

绘制荷载（P）—箍筋应力（σs）曲线；

验算斜截面三种破坏形态的V0u/Vu（强度复核）；

试验结果汇总表。

试验结果分析（重点围绕本次试验的三种破坏形态；分析产生这三种破坏的条件及影响斜截面强度的因素）。

9、思考题

9.1垂直裂缝和斜裂缝、弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝形成的力学机理有什么不同?

9.2.箍筋的抗剪作用和受力特征是什么?

它对斜截面破坏强度和破坏特征有什么影响?

9.3.通过本次试验，你对《规范》中所规定的斜截面抗剪强度计算公式的二个限制条件有何新的认识和体会?

钢筋混凝土偏心受压短柱正载面承载力

实验指导书（选择性实验）

1、试验目的

验证钢筋混凝土矩形截面对称配筋偏心受压构件正截面的受力特点与两种破坏特征和承截力计算公式，并观察偏心受压构件的变形和裂缝发展过程。

2、试验内容和要求

每班分二组做一根大偏心受压破坏（又称受拉破坏）短柱试验，与一根小偏心受压破坏（又称受压破坏）短柱试验，每组并观察另一组试验的破坏形状，对此，试验内容和要求主要有：

2.1.量测纵钢筋As’，As的应变，分析其应力情况。

2.2.观察裂缝出现的荷载及裂缝开展过程。

2.3.根据跨中区段的试验结果验证平截面假定并分析中和轴位置的变化。

2.4.测量构件挠度值，并画出挠度图。

2.5.记录正截面破坏荷载值，验证理论公式并对理论值和试验值进行比较。

3、试件设计、试验设备和试验方法

3.1.试件设计

试件尺寸及配筋由学生在指导教师指导下自行设计，经指导教师审核后使用。

3.2.试验设备和仪表布置

3.2.1加荷用2000kN压力试验机或5000kN压力试验机。

3.2.2测挠度用百分表支架固定百分表。

3.2.3测钢筋应力用DH-3818电阻应变仪及平衡预调箱。

3.2.4测定截面应变用手持式引伸仪。

测点及仪表布置在实验教师指导下进行。

3.3.试验步骤和人员分工：

3.3.1试验准备：

3.3.1.1试件设计，制作以及混凝土和钢筋力学性能试验。

3.3.1.2用稀石灰刷白试件，并在试件上面画出必要的尺寸线，如各截面中心线。

测点位置线，偏心荷载着力点等。

（限于时间，这两项工作已由教师完成）。

3.3.2试验步骤：

3.3.2.1安装试件

试件在压力机上就位，要求试件垂直、稳定、荷载着力点的位置正确、接触良好，并要做到试件为偏心受力而对试验机本身是中心受力，以保护试验机。

3.3.2.2安装仪表并检查

 A．在中间截面上用502胶水粘手持式引伸测点的测头。

 B．安装好测读挠度的百分表支架及百分表。

 C．将已装好的电阻应变片的引线焊接到连线上，编好号，并连接到电阻应变仪上，预调平衡，使其进入工作状态。

3.3.2.3预载：

 在正式加压力试验前，应进行预载，即是将已就好位的试件，施加少量的压力（相当于一级荷载值）以检查各仪表的工作情况及试验测读人员的操作和读数能力。

并消除试件的构造变形，发现不正常情况，应立即报告解决，如全部正常，即开始试验。

3.3.2.4正式试验

 读好“0”荷载读数，作为初读数，然后逐级施加荷载，每级荷载值kN，每级加荷后三分种测读各仪表读数，临近开裂时，荷载减半，直至开裂，记下开裂荷载：

开裂后，逐级加荷，直至破坏，记下破坏荷载。

3.3.3人员分工

A操作试验机；B测试电阻应变仪；C测读手持式引伸仪（应变仪）；D测读百分表；E观察裂缝

每组根据实际情况需要配备相应的人数。

3.3.4采用相应表格记录

4、试验注意事项

4.1.注意人身安全和仪表安全，试件本身要有保护措施，如用绳子捆住木楔垫好，数据读好后，远离试件，这点尤其是当试验荷载的后期更应注意。

4.2.服从命冷，听指挥，并保持安静。

读数口令有指挥人员统一下达，不能早读，也不能晚读，如有问题应立即报告。

4.3.试验研究工作，是个实践性很强，责任心很强的细致工作一定要有严格的责任制和实事求是的精神，数据要认真细致的测读，不能错读，不能搞乱，大家分工协作，互相校对。

——开放性实验——

1.课程设计的思想、效果以及课程目标  

混凝土结构设计原理课程是学生较早接触的专业课程，它与以前所学的课程相比，有混凝土的破坏形态和规范规定的构造措施等。

而看录像与实际动手做是有明显差别的，通过理论和实践教学环节，使学生获得构件受力及破坏特征的直观认识，有助于学生在此基础上深入掌握公式的来龙去脉和相关构造措施的有关规定，尽快适应专业课程的学习。

2.课程内容（详细列出实验或实践项目名称和学时）

2.1砖砌体通缝抗剪实验4学时

2.2砖砌体偏心受压性能实验4学时

3.课程组织形式与教师指导方法

  采用开放性实验的组织形式，学生可在规定的4个试验中选择其中的某个试验，填写开放性实验申请表，写明试验目的并编写试验大纲，大纲内容包括：

概述、试件设计及制作工艺、加载方案与设备、测试方案和内容、安全技术措施、试验组织与管理、附录等内容，交给结构实验室。

由试验室指定指导教师负责审核修改，并负责以后试验的指导工作。

达到要求后方可进行试件的制作，仪器的调试率定等准备工作。

教师指导采取“抓”和“放”相结合的办法。

“抓”主要指的是审核学生撰写的实验大纲内容的合理性、完整性、可行性，提出具体的修改意见，以及应该注意的专业知识点；批阅实验完成以后形成的实验报告，指明分析的深度和分析的方向。

“放”主要指的是放手让学生自己动手，包括拟定实验方案、设计混凝土的配合比并进行试配，绑扎钢筋，根据实验方案拟定的测点粘贴应变片，在指导老师的指导下操作实验仪器，并学习排除简单的操作故障，提高学生的动手能力，并能够运用知识分析实验结果的合理性。

4.考核内容与方法

考核内容包括四个方面：

1试验大纲撰写，由1名混凝土结构设计原理的任课教师和1名结构试验室的指导教师进行考核，主要考察专业知识的运用程度和试验的合理性，占总成绩的40％。

2.实际动手能力，由指导教师对学生在试验过程中的综合表现进行评定，占总成绩的20%。

3.团结协作能力，由指导教师对学生在试验过程中的团结协作进行评定，占总成绩的10％。

4试验报告，由任课教师和试验指导教师进行考核，主要考察试验的合理性、试验分析的深度、专业知识的运用能力。

占总成绩的30％。

成绩被评定为优者可以获得规定学分。

砖砌体通缝抗剪实验指导书

（开放性实验）

1、试验目的

通过对砖砌体进行抗剪试验，得到砌体通缝抗剪强度平均值公式，并用最小二乘法对试验数据进行回归，得出砌体通缝抗剪强度公式。

2、试验内容和要求

2.1.设计加载机制；

2.2.观察试件剪切荷载作用下的裂缝展开过程；

2.3.量测试件在各级荷载作用下的裂缝长度、裂缝宽度。

绘制构件荷载－裂缝长度、荷载－裂缝宽度图；

2.4.验证理论公式，并将试验值和理论值进行比较。

3、试件和试验方法

3.1.试件

实心砖和多孔砖普通砂浆砌体通缝抗剪试验试件的尺寸分别为170×240×365mm、290×240×365mm。

采用M2.5、M5、M7.5三种强度等级的混合砂浆分别与MU7.5的实心砖和多孔砖砌成6组试件，每组6个，总共36个试件；实验要求操作人员灰缝满铺砂浆，即饱满度达到B级施工质量等级。

砌体试件砌筑好之后，养护一周时间，在砂浆达到其强度的70%后，将试件翻转立起来，在其靠边两块砖上用1:

2水泥砂浆抹受力面，该面厚约10mm。

再养护三天，将试件翻转抹另一面中间砖的受力面，方法同前。

抹面时用水平尺及直角尺检查其垂直度及平整度，要求上下受力面表面平整，且相互平行并垂直于受剪面的灰缝，以减少偏心及应力集中的影响。

受力面抹好后整个试件放在室内常温下养护，待砂浆达到设计强度后即可进行抗剪试验。

3.2试验设备

A、千斤顶

B、百分表

C、卡尺

D、读数放大镜

3.3加荷装置

3.4试验方法

这次试验按砌体构件不同分6组进行，每班分6个小组，每组6人左右。

试验构件在静力试验台和试验机上进行，加荷采用下面方法：

A、用千斤顶和反力架进行加荷；

B、用百分表测读剪切变形；

C、用卡尺测读裂缝长度，使用读数放大镜测读裂缝宽度。

百分表

3.5试验步骤

A、在未加荷载前用放大镜检查有无初始裂缝；

B、加第一级荷载后读百分表，量测构件未开裂时，构件顶端水平位移；

C、估计试验构件的抗裂荷载，在构件开裂前分三级加荷，如仍未开裂，再少加些，直至裂缝出现，记下开裂荷载值。

D、试验构件出现裂缝后至使用荷载之间分二次加荷，每次加荷五分钟后读百分表，记录构件顶端水平位移，用卡尺测读裂缝长度，用读数放大镜测读裂缝宽度，并记录读数。

E、使用荷载理论值Mu之间分三次加荷。

每次加荷五分钟后读百分表，记录构件顶端水平位移，用卡尺测读裂缝长度，用读数放大镜测读裂缝宽度，并记录读数；破坏时，仔细观察构件破坏特征，并记下破坏荷载。

4、注意事项

务必明确这次试验的目的、要求，熟悉每一步骤及有关注意事项，如有不清楚的地方可以进行研究、讨论或询问指导人员。

对与本次实验无关的仪器设备不要随便乱动，在试验时一定要听从指挥人员的指挥，特别是试件破坏时要注意安全。

砖砌体偏心受压性能实验指导书

（开放性实验）

 1、试验目的

通过实心砖、多孔砖砌体在偏心荷载作用下的破坏特征、承载力研究，得出偏心系数影响函数。

2、试验内容和要求

2.1.设计加载机制；

2.2.观察试件偏压荷载作用下的裂缝展开过程；

2.3.量测试件在各级荷载作用下的裂缝长度、裂缝宽度。

绘制构件荷载－裂缝长度、荷载－裂缝宽度图；

2.4.验证不同偏心距下的砌体承载力，并将试验值和理论值进行比较。

3、试件和试验方法

3.1.试件

实心砖和多孔砖普通砂浆砌体偏心受压试验试件的尺寸为370×240×710mm。

采用M5混合砂浆与MU7.5的实心砖和多孔砖砌成4组试件，每组6个，总共24个试件；实验要求操作人员灰缝满铺砂浆，即饱满度达到B级施工质量等级。

3.2试验设备

A、千斤顶

B、百分表

C、卡尺

D、读数放大镜

3.3加荷装置

3.4试验方法

这次试验按砌体构件不同分4组进行，每班分4个小组，每组9人左右。

试验构件在静力试验台和试验机上进行，加荷采用下面方法：

A、用千斤顶和反力架进行加荷；

B、用百分表测读构件顶端水平变形；

C、用卡尺测读裂缝长度，使用读数放大镜测读裂缝宽度。

百分表

3.5试验步骤

A、在未加荷载前用放大镜检查有无初始裂缝；

B、加第一级荷载后读百分表，量测构件未开裂时，构件顶端水平位移；

C、估计试验构件的抗裂荷载，在构件开裂前分三级加荷，直至裂缝出现，记下开裂荷载值。

D、试验构件出现裂缝后至使用荷载之间分二次加荷，每次加荷五分钟后读百分表，记录构件顶端水平位移，用卡尺测读裂缝长度，用读数放大镜测读裂缝宽度，并记录读数。

E、使用荷载理论值Mu之间分三次加荷。

每次加荷五分钟后读百分表，记录构件顶端水平位移，用卡尺测读裂缝长度，用读数放大镜测读裂缝宽度，并记录读数；破坏时，仔细观察构件破坏特征，并记下破坏荷载。

4、注意事项

务必明确这次试验的目的、要求，熟悉每一步骤及有关注意事项，如有不清楚的地方可以进行研究、讨论或询问指导人员。

对与本次实验无关的仪器设备不要随便乱动，在试验时一定要听从指挥人员的指挥，特别是试件破坏时要注意安全。