同济大学混凝土试验报告超筋梁梁斜拉破坏.docx

1、同济大学混凝土试验报告超筋梁梁斜拉破坏混凝土试验成果集试验名称： 姓名： 学号： 试验老师： 任课老师： 手机号码： 1超筋梁受弯实验报告1.1实验目的通过试验研究认识超筋混凝土梁在弯矩作用下开裂、裂缝发展到破坏的全过程，掌握测试混凝土受弯构件基本性能的试验方法。1.2实验内容对超筋梁构件跨中施加对称集中力，使其中部受纯弯，逐级加载至破坏。观察并描述该过程中，裂缝的产生与发展。记录、分析各阶段钢筋混凝土应力、应变的变化情况。1.3构件设计1.3.1构件设计的依据根据梁正截面受压区相对高度和界限受压区相对高度的比较可以判断出受弯构件的类型：当时，为适筋梁；当时，为超筋梁。界限受压区相对高度可按下

2、式计算： 其中在进行受弯试件梁设计时，fy、Es分别取混凝土结构设计规范规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，fy、Es分别取钢筋试件试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。 1.3.2试件的主要参数1 试件尺寸实测值：bhl1222051830mm； 测读次数123平均截面宽度b121122122122截面高度h201206207205构件长度l1800180518031803混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB235（纯弯段无箍筋）； 纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm； 试件的配筋情况见下图；1.3.3试件加载估算l=

3、1830mm, b=122mm, h=205mm, fyk=335N/mm2 , Es=2.0105N/mm2 ftk=1.54N/mm2, fck,=13.4N/mm2, Ec =2.55104N/mm2 h0=179mm, As=760mm2开裂弯矩估算极限弯矩估算1.4实验装置为本试验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。梁受弯性能试验，取L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400 mm（此为设计值）。 1.5加载方式1.5.1单调分级加载方式试件的加载简

4、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，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；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；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；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： 010kN20kN30kN40kN70kN破坏1.5.2开裂荷载实测值确定方法本实验采用

5、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

6、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50mm50mm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1

7、0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：14:16:52 14:17:03 14:22:54 14:22:59 14:26:2414:29:02 14:56:11 15:01:15 15:02:52 15:03:0315:03:08 15:04:27 15:04:50 15:05:15 15:05:301.7.1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0-0.02-0.008-0.0410.02710.239-0.208-0.075-0.4370.295520.725-0.2

8、9-0.13-0.8410.63120.313-0.29-0.133-0.8450.633530.221-0.334-0.181-1.2540.996540.212-0.392-0.236-1.7111.39770.433-0.522-0.416-4.1243.65590.003-0.534-0.483-5.7375.228591.984-0.546-0.522-6.6566.12295.453-0.557-0.53-7.0076.463596.939-0.553-0.526-7.266.720592.728-0.553-0.557-8.9918.43679.104-0.553-0.557-1

9、0.90210.34770.516-0.549-0.561-11.43310.87869.112-0.557-0.557-11.51410.957 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：荷载测定值(kN)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00

10、.004-0.0040-0.004-0.007110.239-0.0160-0.0040.0040.017620.725-0.063-0.0160.0080.0160.069720.313-0.063-0.01200.020.073230.221-0.103-0.0190.0040.0280.115640.212-0.103-0.0350.0160.0360.122670.433-0.142-0.1170.0360.0910.205690.003-0.205-0.160.040.1220.288591.984-0.10314.0630.3030.1260.202195.453-0.1114.0

11、590.2990.1460.225996.939-0.10714.0630.3030.1460.223292.72814.72114.0630.3030.1979.10414.72114.0670.2110.23770.51614.71714.0590.1950.24569.11214.71714.0670.1830.253 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90.003 kN时，应变测点1

12、0-3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：荷载测定值(kN)34-134-234-334-434-534-6平均应变010161918223419.810.23991115106868610698.320.725203240247183252199220.720.313203240246185253198220.830.221326369375290360342343.740.212483521527431506529499.570.43310301081102889193311541019.590.003134614

13、2613531167121515231338.391.9841446154814611255130516581445.595.4531500161715291303136517371508.596.9391526166015741333140817951549.392.7281567196617001356161419841697.879.1041418224516661247185519541730.870.5161311226515451153184518421660.269.1121289226015141133183618161641.3从下图我们可以看出，纵筋的应变与荷载值基本保持线

14、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

15、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。观察并描述该过程中，裂缝的产生与发展。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和弯剪区

16、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试件的主要参数构件尺寸（矩形截面）：bhl1202001800mm； 实测值见下表：测读次数123平均截面宽度b120.6120.5122.0121.0截面高度h225.6216.0233.0224.9构件长度l1803.51802.51803.01083.0构件净跨度：1500mm;混凝土强度等级：C20；纵向受拉钢筋的种类：HRB335；箍筋的种类：HPB300；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；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（

17、mm）预估受剪极限荷载PuQ (kN)预估受弯极限荷载PuM (kN)QC斜拉破坏6250(2)2182106005069斜拉破坏试件2.3.3试件加载预估抗弯承载力分析：=508.68=157取计算nb = 经计算有，故纵筋未能屈服：因而，预估极限荷载为斜截面抗剪承载力分析：s=50mmsmax=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。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

18、载，压力传感器测定荷载值。梁受剪性能试验，取L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400 mm。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，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

19、裂荷载计算值的20；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；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；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： 010kN20kN30kN40kN50kN破坏2.6测量内容2.6.1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。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

20、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。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。2.7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：16:30:26 16:41:56 16:55:04 17:10:51 17:

21、19:1317:22:58 17:36:56 17:37:34 17:38:05 17:38:1917:38:23 17:38:37 17:38:56 17:39:21 17:39:402.7.1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0.1650.0080.0080.0040.00410.074-0.263-0.012-0.3550.217520.065-0.393-0.083-0.7750.53729.891-0.648-0.216-1.3580.92640.047-0.652-0.22-1.8551.41950.038-0.679-0.267-

22、2.4912.01859.864-0.691-0.338-3.3072.792570.599-0.715-0.322-4.9054.386580.342-0.715-0.326-6.3485.827582.489-0.738-0.322-7.3026.77282.654-0.738-0.334-7.5677.03178.278-0.738-0.334-8.5548.01870.186-0.754-0.338-10.1159.56960.442-0.746-0.33-11.88511.34751.277-0.75-0.33-13.99713.457 本实验设计时考虑了考虑支座沉降的影响，梁的实际

23、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30kN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。2.7.2荷载曲率关系：荷载测定值(kN)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0.1650.0040.0120.080.0040.000010.074-0.0040.0160.0920.0080.010620.065-0.05500.0880.0320.076829.891-

24、0.10700.2670.0670.153540.047-0.103-0.0080.2830.0950.174750.038-0.111-0.0120.3030.1310.213559.864-0.107-0.0270.3620.1620.237470.599-0.111-0.0780.3780.190.265680.342-0.103-0.0970.3940.2260.290382.4890.075-0.1050.4020.2340.442282.6540.146-0.1050.390.2340.442278.2780.182-0.1010.3980.2380.442270.18615.92

25、515.26713.88317.35860.44215.92515.26713.88317.35451.27715.92915.27113.88317.37 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。以下是扣除这些问题数据后获得的荷载曲率关系图。2.7.3荷载纵筋应变关系：荷载测定值(kN)34-134-234-334-434-534-6平均应变0.165-224663124.510.07447162603125177110204.020.065106375983310640159428.829.891178595

26、10025481110337628.340.0472838409857851312532789.550.0383721060119710331552740992.359.86445812511616125417749141211.270.599544149318871540203511231437.080.342652173021231825230513371662.082.489685178921401880236913911709.082.654679178721371878236813921706.878.278624175220991803230913351653.770.186538158119511626211411721497.060.442477143118191482194210241362.551.27743512221634131917448611202.5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进行整理：（1）各