《混凝土結構基本原理》試驗課程作業
混凝土結構基本原理試驗報告
1 試驗目的
1.1通過觀察混凝土適筋梁受彎破壞的全過程，研究認識混凝土適筋梁的受彎效能。
1.2理解和掌握鋼筋混凝土適筋梁受彎構件的實驗方法和實驗結果，通過實踐掌握試件的設計、 實驗結果整理的方法。
2 試件與材料
2.1試件的主要引數：
試件尺寸：b×h×l = 119mm×202mm×1800mm；
混凝土強度等級：c20；
縱向受拉鋼筋的種類：hrb335；
箍筋的種類：hpb300（純彎段無箍筋）；
縱向鋼筋混凝土保護層厚度：15mm；
試件的配筋情況見圖1和表1；
圖1 適筋梁受彎試驗試件配筋
表1 適筋梁受彎試件的配筋
說明：預估荷載按照《混凝土結構設計規範》給定的材料強度標準值計算，未計試件梁和分配梁的自重。
2.2材性試驗：
2.2.1混凝土
試驗內容：混凝土立方體試塊抗壓試驗
表3-2 立方體試塊抗壓強度試驗
試驗內容：混凝土稜柱體試塊軸心抗壓強度
表3-3 混凝土稜柱體試塊軸心抗壓強度
實際2.2.2鋼筋
試驗內容：鋼筋拉伸試驗資料(適用於所用試件)
表3-4 鋼筋拉伸試驗資料
所以：對於a8：
對於a10：
對於b14：
3 試驗裝置
3.1 試驗裝置
圖2為進行適筋梁受彎效能試驗採用的載入裝置，載入裝置為千斤頂。採用兩點集中力載入，在跨中形成純彎段，由千斤頂及反力梁施加壓力，分配梁分配荷載，壓力感測器測定荷載值。適筋梁受彎效能試驗，取l=1800mm，a=150mm，b=500mm，c=500 mm。
1—試驗梁；2—滾動鉸支座；3—固定鉸支座；4—支墩；5—分配梁滾動鉸支座；6—分配梁滾動鉸支座；7—集中力下的墊板；8—分配梁；9—反力梁及龍門架；10—千斤頂；
圖2 適筋梁受彎試驗裝置圖
（a）載入簡圖（kn，mm）
（b）彎矩圖（knm）
（c）剪力圖（kn）
圖3 適筋梁受彎試驗載入和內力簡圖
3.2、載入方式
（1）單調分級載入機制
試件的載入簡圖和相應的彎矩、剪力圖見圖2和3所示。梁受彎試驗採用單調分級載入，每次載入時間間隔為15分鐘。在正式載入前，為檢查儀器儀表讀數是否正常，需要預載入，預載入所用的荷載是分級荷載的前2級。
對於適筋梁：（1）在載入到開裂試驗荷載計算值的90％以前，每級荷載不宜大於開裂荷載計算值的20％；（2）達到開裂試驗荷載計算值的90％以後，每級荷載值不宜大於其荷載值的5％；（3）當試件開裂後，每級荷載值取10％的承載力試驗荷載計算值（pu）的級距；（4）當載入達到縱向受拉鋼筋屈服後，按跨中位移控制載入，載入的級距為鋼筋屈服工況對應的跨中位移；（5）載入到臨近破壞前，拆除所有儀表，然後載入至破壞。
（2）開裂荷載實測值確定方法
對於正截面出現裂縫的試驗構件，可採用下列方法確定開裂荷載實測值：
放大鏡觀察法用放大倍率不低於四倍的放大鏡觀察裂縫的出現；當載入過程中第一次出現裂縫時，應取前一級荷載作為開裂荷載實測值；當在規定的荷載持續時間內第一次出現裂縫時，應取本級荷載值與前一級荷載的平均值作為開裂荷載實測值；當在規定的荷載持續時間結束後第一次出現裂縫時，應取本次荷載值作為開裂荷載實測值。
荷載－撓度曲線判別法測定試件的最大撓度，取其荷載－撓度曲線上斜率首次發生突變時的荷載值作為開裂荷載的實測值；
連續布置應變計法在截面受拉區最外層表面，沿受力主筋方向在拉應力最大區段的全長範圍內連續搭接布置應變計監測應變值的發展，取任一應變計的應變增量有突變時的荷載值作為開裂荷載實測值。
（3）承載力極限狀態確定方法
對梁試件進行受彎承載力試驗時，在載入或持載過程**現下列標記即可認為該結構構件已經達到或超過承載力極限狀態，即可停止載入：
對有明顯物理流限的熱軋鋼筋，其受拉主筋的受拉應變達到0.01；
受拉主鋼筋拉斷；
受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達到1.5mm；
撓度達到跨度的1/30；
受壓區混凝土壓壞。
4 試驗現象
①荷載為15kn時，裂縫開始出現但數量較少，裂紋細微長度較短，集中在純彎段，裂縫的寬度為0.03mm左右；
②荷載為20kn時，裂縫數量逐漸增加，裂紋逐漸變長，支座端開始出現裂紋，裂縫的寬度為0.05mm左右；
③荷載為30kn時，裂縫數量繼續增加，裂紋繼續變長，分枝狀裂縫開始出現，裂縫的寬度為0.08mm左右；
④荷載為40kn 時，裂縫數量持續增加，裂紋持續變長，裂縫的寬度為0.1mm；
⑤荷載為65kn時，裂縫的寬度為0.2mm。隨著荷載的增加，裂縫越多越大；
⑥在荷載為88kn時，構建破壞。如圖4.1所示。
(a) 梁受彎實驗圖1b) 梁受彎實驗圖2
圖4.1 梁受彎實驗圖
5 試驗量測內容與結果分析
5. 1試驗量測內容
（1）混凝土平均應變
在梁跨中一側面布置4個位移計，位移計間距40mm，標距為150mm，以量測樑側表面混凝土沿截面高度的平均應變分布規律，測點布置見圖5。
圖5 適筋梁受彎試驗混凝土平均應變測點布置
（2）縱向鋼筋應變
在試件縱向受拉鋼筋中部貼上電阻應變片，以量測載入過程中鋼筋的應力變化，測點布置見圖6。
圖6 縱筋應變片布置
（3）撓度
對受彎構件的撓度測點應布置在構件跨中或撓度最大的部位截面的中軸線上，如圖6所示。在試驗載入前，應在沒有外荷載的條件下測讀儀表的初始讀數。試驗時在每級荷載下，應在規定的荷載持續試件結束時量測構件的變形。
結構構件各部位測點的測度程式在整個試驗過程中宜保持一致，各測點間讀數時間間隔不宜過長。
圖7 適筋梁受彎試驗撓度測點布置
（4）裂縫
試驗前將梁兩側麵用石灰漿刷白，並繪製50mm×50mm的網格。試驗時借助放大鏡用肉眼查詢裂縫。構件開裂後立即對裂縫的發生發展情況進行詳細觀測，用讀數放大鏡及鋼直尺等工具量測各級荷載(0.
4pu~0.7pu)作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間距，並採用數位相機拍攝後手工繪製裂縫展開圖，裂縫寬度的測量位置為構件的側面相應於受拉主筋高度處。最大裂縫寬度應在使用狀態短期試驗荷載值持續15min結束時進行量測。
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