1、遼寧省高等教育自學考試 土木工程 專業(yè)混凝土結(jié)構(gòu)設計原理實驗報告駐點學院： 渤海大學培訓學院 專業(yè)班級： 土木工程1204班 學 號： 070113200166 指導老師： 任莉莉 學生姓名: 康 健 實驗日期： 2014年12月16日 鋼筋混凝土梁正截面強度試驗一、試驗目的1、觀察適筋梁的破壞過程(裂縫出現(xiàn)及開展，撓度變化及破壞特征)。2、 觀察適筋梁純彎段在使用階段的裂縫寬度及裂縫間距。3、 驗證平截面假定。4、 初步了解正截面科學研究的基本方法。二、試件設計為了確保梁正截面強度破壞，試件的剪彎區(qū)段箍筋已配得很強?？v筋端部錨固也足夠可靠。圖11和表11給出了L1(適筋梁)的配筋詳圖及截面參

2、數(shù)。設計時，砼采用C40，架立鋼筋HRB400級鋼筋，縱向受力筋HRB400級鋼筋。表11項目梁號號筋號筋號筋L1(mm)L2(mm)梁寬b(mm)梁高h(mm)保護層層厚度c(mm)L011410640070012020025 三、試件制作試件采用干硬性砼，振搗器振搗，蒸氣養(yǎng)護或自然養(yǎng)護28天，制作試件同時預留砼立方體試塊(100100100mm)和縱向受力鋼筋試件以測得砼和鋼筋的實際強度，所用鋼筋不得冷拉。表12項目強度砼立方體100100100HRB400級鋼筋強度(N/mm2)50.33362.71圖11四、加荷裝置采用兩點加荷，梁中部為純彎區(qū)段。 見圖12圖12五、儀表安裝(見圖12

3、)1、百分表(13)用來測定梁的撓度，其中1、2用來測定支座沉降。 2、用應變片來測定縱向應變以驗證平截面假定。3、分配梁應與試件在同一平面內(nèi)，并對中。4、通過加載系統(tǒng)電腦直接顯示所加荷載。 六、安全措施及注意事項為了得到準確可靠的試驗數(shù)據(jù)以及保證試驗過程中人和儀器儀表的安全，應做到：1、試驗區(qū)域必需清潔整齊。2、加荷系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。3、為了防止儀表損壞，在安裝時應輕拿輕放，用力要適當，并綁好安全繩。4、在試驗中不能夠觸動儀表，以免影響讀數(shù)。5、試驗梁下設安全墊塊以免梁破壞時傷害操作人員和破壞儀表。6、試驗過程中為避免人員傷害，不得在試件破壞階段離試件過近（尤其不能在試件底面觀察）。 七、加荷制

4、度1、荷載分級不宜超過計算破壞荷載的10，構(gòu)件開裂前每級荷載宜取計算破壞荷載的5，開裂后宜取10。2、加荷后持續(xù)10分鐘再加第二級荷載，并在加荷后10分鐘開始讀測儀表。3、試驗記錄表格見試驗報告。 八、 試驗數(shù)據(jù)整理1、對適筋梁破壞過程進行描述，并繪制裂縫分布圖。2、繪制適筋梁的荷載撓度曲線。3、繪制梁正截面應變分布圖，驗證平截面假定。4、求實測極限彎矩與計算極限彎矩之比。鋼筋混凝土梁斜截面強度試驗一、試驗目的1、觀察梁的斜截面破壞過程和特征（垂直裂縫出現(xiàn)，臨界斜裂縫位置及斜裂縫寬度0.2mm時的荷載及破壞特征）。2、 驗算抗剪強度計算公式。3、 初步了解梁斜截面研究的基本方法。4、 對比剪壓

5、破壞與斜壓破壞的特征。二、試件設計試件設計見圖21。三、試件制作(同正截面試驗) 四、加荷裝置采用兩點加荷，見圖12, 采用一點加荷，見圖12,剪壓取a=300mm；斜壓取a=(1.01.5)h圖22五、安全措施及注意事項(同正截面試驗)六、加荷制度 同正截面試驗，試驗記錄表格見試驗報告?；炷亮赫孛娉休d力試驗報告專業(yè)班級： 土木工程1204班 考號： 070113200166 姓名： 康 健 實驗項目：混凝土梁正截面承載力試驗一、根據(jù)實測數(shù)據(jù)，按下列公式求適筋梁跨中撓度值，填寫混凝土梁不同位置應變值。荷載2P(KN)0102026.83040501026151220260386512202

6、11331982353524663020120207262444610撓度(mm)0-3.5-22-214.575121應變10-14-77-128-158-267-30520-6-22-30-27-16-1130023569521638540810204265459696750152143855248657021 二、繪制純彎區(qū)正截面應變分布。（1）計算的開裂彎矩、極限彎矩與模擬實驗的數(shù)值對比，分析原因。理論計算：通過分析對比，實驗數(shù)據(jù)跟理論數(shù)據(jù)存在著誤差，主要原因：1實驗時沒有考慮梁的自重，而計算理論值時會把自重考慮進去；2. 計算的階段值都是現(xiàn)象發(fā)生前一刻的荷載，但是實驗給出的卻是現(xiàn)象發(fā)

7、生后一刻的荷載；3.破壞荷載與屈服荷載的大小相差很小，1.5倍不能準確的計算破壞荷載；4.整個計算過程都假設中和軸在受彎截面的中間。（2）繪出試驗梁p-f變形曲線。（計算撓度）當構(gòu)件開裂時，三、根據(jù)試驗數(shù)據(jù)填寫下列表格。梁號砼立方強度fcu鋼筋屈服強度fy開裂荷載破壞荷載最大撓度最大裂縫寬度(N/mm2)HRB級(N/mm2)2Pcr(KN)2Pu(KN)max(mm)Wmax(mm)L0150.3340026.71107.50.30四、根據(jù)試驗觀察及上分析結(jié)果，對適筋梁破壞過程進行描述(三個階段)。并與所觀察的適筋梁進行比較。 第一階段：截面開裂前的階段當荷載很小時，截面上的內(nèi)力很小，應力與

8、應變成正比，截面的應力分布為直線。當荷載不斷增大時，截面上的內(nèi)力也不斷增大，由于受拉區(qū)混凝土出現(xiàn)塑性變形，而使受拉區(qū)的應力圖形呈曲線。當荷載增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣的混凝土可達其實際的抗拉強度和抗拉極限應變值。截面處在開裂前的臨界狀態(tài)。 第二階段：從截面開裂到受拉區(qū)縱向受力鋼筋開始屈服的階段截面受力達Ia階段后，荷載只要稍許增加，截面立即開裂，截面上的應力發(fā)生重分布，裂縫處混凝土不再承受拉應力，鋼筋的拉應力突然增大，受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)明顯的塑性變形，應力圖形呈曲線。荷載繼續(xù)增加，裂縫進一步開展，鋼筋和混凝土的應力不斷增大。當荷載增加到某一數(shù)值時，受拉區(qū)縱向受力鋼筋開始屈服，鋼筋應力達到其屈服

9、強度。 第三階段：破壞階段受拉區(qū)縱向受力鋼筋屈服后，截面承載力無明顯增加，但塑性變形急速發(fā)展，裂縫迅速開展，并向受壓區(qū)延伸，受壓區(qū)面積減小，受壓區(qū)混凝土壓應力迅速增大。在荷載幾乎保持不變情況下，裂縫進一步急劇開展，受壓區(qū)混凝土出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被完全壓碎，截面發(fā)生破壞。試驗表明，從開始加載到構(gòu)件破壞的整個受力過程中，變形前的平面，變形后仍保持平面。（3）繪制裂縫分布形態(tài)圖。 （計算裂縫）（4）簡述裂縫的出現(xiàn)、分布和展開的過程與機理。當荷載在0.5KN內(nèi)，梁屬于彈性階段，沒有達到屈服更沒有受到破壞。當荷載在0.5KN的基礎上分級加載，受拉區(qū)混凝土進入塑性階段，手拉應變曲線開始呈現(xiàn)較明顯的曲線性

10、，并且曲線的切線斜率不斷減小，表現(xiàn)為在受壓區(qū)壓應變增大的過程中，合拉力的增長不斷減小，而此時受壓區(qū)混凝土和受拉鋼筋仍工作在彈性范圍，呈直線增長，于是受壓區(qū)高度降低，以保證斜截面內(nèi)力平衡。當內(nèi)力增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣的混凝土達到其實際的抗拉強度和極限拉應變，截面處于開裂前的臨界狀態(tài)。接著荷載只要增加少許，受拉區(qū)混凝土拉應變超過極限抗拉應變，部分薄弱地方的混凝土開始出現(xiàn)裂縫，此時荷載為9.7KN。在開裂截面，內(nèi)力重新分布，開裂的混凝土一下子把原來承擔的絕大部分拉力交給受拉鋼筋，是鋼筋應力突然增加很多，故裂縫一出現(xiàn)就有一定的寬度。此時受壓混凝土也開始表現(xiàn)出一定的塑性，應力圖形開始呈現(xiàn)平緩的曲線

11、。此時鋼筋的應力應變突然增加很多，曲率急劇增大，受壓區(qū)高度急劇下降，在撓度-荷載曲線上表現(xiàn)為有一個表示撓度突然增大的轉(zhuǎn)折。內(nèi)力重新分布完成后，荷載繼續(xù)增加時，鋼筋承擔了絕大部分拉應力，應變增量與荷載增量成一定的線性關(guān)系，表現(xiàn)為梁的抗彎剛度與開裂一瞬間相比又有所上升，撓度與荷載曲線成一定的線性關(guān)系。隨著荷載的增加，剛進的應力應變不斷增大，直至最后達到屈服前的臨界狀態(tài)。鋼筋屈服至受壓區(qū)混凝土達到峰值應力階段。此階段初內(nèi)力只要增加一點兒，鋼筋便即屈服。此時荷載為95.6KN。一旦屈服，理論上可看作鋼筋應力不再增大（鋼筋的應力增量急劇衰減），截面承載力已接近破壞荷載，在梁內(nèi)鋼筋屈服的部位開始形成塑性鉸

12、，但混凝土受壓區(qū)邊緣應力還未達到峰值應力。隨著荷載的少許增加，裂縫繼續(xù)向上開展，混凝土受壓區(qū)高度降低，中和軸上移，內(nèi)力臂增大，使得承載力會有所增大，但增大非常有限，而由于裂縫的急劇開展和混凝土壓應變的迅速增加，梁的抗彎剛度急劇降低，裂縫截面的曲率和梁的撓度迅速增大。（5）簡述配筋率對受彎構(gòu)件正截面承載力、撓度和裂縫寬度的影響。配筋率越高，受彎構(gòu)件正截面承載力越大，最大裂縫寬度值越小，但配筋率的提高對減小撓度的效果不明顯。4實驗結(jié)果討論與實驗小結(jié)，即實驗報告的最后部分，同學們綜合所學知識及實驗所得結(jié)論認真回答思考題并提出自己的見解、討論存在的問題。在這一次的鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面試驗中，相對其

13、他的實驗來說，難度確實是大了一點，但收獲也是很豐富的。在這次實驗中，不但進一步加強了對鋼筋混凝土正截面受彎承載力的認識，也意識到自己還有很多需要提高的地方。不僅要加強對基礎知識的理解，也要牢牢記住很多相關(guān)的細節(jié)，例如公式中很多的參數(shù)，都有各自的規(guī)范。需要在計算的時候重點注意。有幾次，因為疏忽了參數(shù)的相關(guān)要求，不得不重新做一遍。程序中鋼筋直徑要求在10mm到30mm內(nèi)，因此在配筋時也花了比較多的時間。除此之外，CAD、PS、辦公軟件的技巧，都值得自己以后常常復習。這樣子，在進行相關(guān)的操作的時候，可以省下很多時間。還有，一些細小的電腦技巧，也要認真學好。本次模擬試驗所做的三種破壞形態(tài)：少筋破壞、適

14、筋破壞及超筋破壞。試驗表明適筋破壞屬于延性破壞：從鋼筋屈服到受壓區(qū)混凝土壓碎的過程中，鋼筋要歷經(jīng)較大的塑性變形，隨之引起裂縫急劇開展和撓度劇增。而少筋破壞及超筋破壞則屬于脆性破壞：在沒有明顯預兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞。因此，在工程應用中絕不能出現(xiàn)少筋、超筋的配筋情況。通過本次模擬試驗掌握了正截面受彎的三個受力階段，充分體驗了鋼筋混凝土受彎的整個過程；同時還掌握了撓度和裂縫的計算，另外還懂得操作制圖軟件。在這次的實驗中，對撓度的計算、最大裂縫的計算，只有適筋梁才有做。因為，自己去查了一些少筋和超筋的相關(guān)文獻，都是經(jīng)驗公式，而且很復雜。最后得出來的結(jié)果，誤差也比較大。還有，對于撓

15、度系數(shù)的確定，考慮到結(jié)果與實際的擬合性，決定用0.11，因為擬合性比較好。對于撓度系數(shù)的確定，可用公式(3L2-4a2)/24L2希望在下一次的實驗中，能夠在實驗前做好充分的準備。把不懂的問題收集好，到第二節(jié)課的時候可以再問問老師，提高效率，加大自己的動手實踐能力?；炷亮盒苯孛婵辜舫休d力試驗報告專業(yè)班級： 土木工程1204班 考號： 070113200166 姓名： 康 健 實驗項目：混凝土梁斜截面抗剪承載力試驗一、根據(jù)試驗數(shù)據(jù)填寫下列表格梁號砼立方強度fcu鋼筋屈服強度fy剪跨a破壞荷載(N/mm2)HRB級(N/mm2)mm2Pu(KN)L0147.8133520067.5L0250.5

16、033530052L0245.62400600272、 對斜拉、剪壓和斜壓破壞過程進行描述。并繪制斜裂縫縫分布圖。 剪壓破壞：常發(fā)生剪壓破壞，在彎剪區(qū)段的受拉區(qū)邊緣會出現(xiàn)一些豎向裂縫，它們沿豎向延伸一小段長度后，就斜向延伸形成一些斜裂縫。剪壓破壞圖 斜拉破壞：當豎向裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向延伸，斜截面承載力隨之喪失。斜壓破壞圖 斜壓破壞：1時，發(fā)生斜壓破壞，這種破壞多數(shù)發(fā)生在剪力大而彎矩少的區(qū)段。（1）計算的開裂剪力、極限剪力與模擬實驗的數(shù)值對比，分析原因。 取發(fā)生斜拉破壞時，當混凝土開裂后，在荷載的增加下，梁的變形急劇增加，很快發(fā)生破壞，沒有明顯的撓度，故不需計算撓度。（3）繪制裂縫分

17、布形態(tài)圖。 （計算裂縫）斜拉破壞圖發(fā)生斜拉破壞時，當混凝土開裂后，在荷載的增加下，梁的變形急劇增加，很快發(fā)生破壞，故不需計算裂縫。（4）簡述裂縫的出現(xiàn)、分布和展開的過程與機理。彈性階段：再此階段混凝土的受拉應力應變曲線和受壓應力應變曲線都近似直線，因此，基本上可看成混凝土在彈性范圍內(nèi)工作。而鋼筋此時也工作在彈性范圍內(nèi)，所以整根鋼筋混凝土梁可看似一根勻質(zhì)彈性梁。在加載過程中梁的剛度不變，表現(xiàn)為這一階段梁的撓度荷載曲線基本為直線。在受壓區(qū)混凝土壓應變增大的過程中，受拉鋼筋應力呈直線增加，受壓區(qū)合壓力和受拉區(qū)合拉力也基本呈直線增加，由平截面假定可知，此時的受拉區(qū)高度應近似保持不變。受拉區(qū)混凝土呈現(xiàn)塑

18、性到開裂階段：此階段初受拉區(qū)混凝土進入塑性階段，混凝土的受拉應力應變曲線呈現(xiàn)較明顯的曲線線性，并且曲線的切線斜率不斷減小，表現(xiàn)為在受拉區(qū)應變增大過程中，受拉區(qū)混凝土合力的增長不斷減小，而此時受壓區(qū)混凝土和受拉鋼筋仍在工作彈性范圍內(nèi)，呈直線增長，于是受壓區(qū)高度降低，以保證截面內(nèi)力平衡。當內(nèi)力增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣的混凝土達到其實際的抗拉強度和極限應變，截面處于開裂前的臨界狀態(tài)。開裂至鋼筋屈服：此階段一開始只要增加少許，受拉區(qū)混凝土拉應變超過極限抗拉應變，部分薄弱地方的混凝土開始出現(xiàn)裂縫。在開裂截面，內(nèi)力重新分布，開裂的混凝土一下子把原來承擔絕大部分拉力交給受拉鋼筋，使鋼筋應力突然增加很多，

19、故裂縫一出現(xiàn)就有一定的寬度，此時受壓區(qū)混凝土也開始表現(xiàn)出一定的塑性，應力圖形開始呈現(xiàn)平緩的曲線。此時鋼筋的應力應變突然增加很多，曲率急劇增大，受壓區(qū)高度也急劇下降，在撓度荷載曲線上表現(xiàn)為有一個表示撓度突然增大的轉(zhuǎn)折。內(nèi)力重分布完成后，荷載繼續(xù)增加時，鋼筋承擔了絕大部分拉應力，應變增量與荷載增量呈一定的線性關(guān)系，變現(xiàn)為梁的抗彎剛度與開裂瞬間相比又有所上升，撓度與荷載曲線成一定的線性關(guān)系。隨著荷載的增加，鋼筋應力應變不斷增大，直至最后達到屈服前的臨界狀態(tài)。鋼筋屈服至受壓區(qū)混凝土達到峰值應力階段：此階段初應力只要增加一點，鋼筋便即屈服。一旦屈服，理論上可看做鋼筋應力不再增大，截面承載力已接近破壞荷載

20、，在梁內(nèi)鋼筋屈服的部位開始形成塑性鉸，但是混凝土受壓區(qū)邊緣應力還未達到峰值應力。隨著荷載的少許增加，裂縫繼續(xù)向上開展，混凝土受壓區(qū)高度降低，中和軸上移，內(nèi)力臂增大，使得承載力會有所增大，但增大非常有限，而由于裂縫的急劇開展和混凝土壓應變的迅速增加，梁的抗彎剛度急劇降低，裂縫截面的曲率和梁的撓度迅速增大，所以，我們可以看到受拉鋼筋屈服后荷載撓度曲線有一個明顯的轉(zhuǎn)折，以后曲線就趨向平緩，像是步上了一個臺階一樣。（5） 簡述配箍率對受彎構(gòu)件斜截面承載力、撓度和裂縫寬度的影響。3.2 剪壓破壞：（1）計算的開裂剪力、極限剪力與模擬實驗的數(shù)值對比，分析原因。 ?。?）繪出試驗梁p-f變形曲線。（計算撓度

21、）極限荷載時，最大撓度的計算： （3）繪制裂縫分布形態(tài)圖。 （計算裂縫）（4）簡述裂縫的出現(xiàn)、分布和展開的過程與機理。彈性階段：再此階段混凝土的受拉應力應變曲線和受壓應力應變曲線都近似直線，因此，基本上可看成混凝土在彈性范圍內(nèi)工作。而鋼筋此時也工作在彈性范圍內(nèi)，所以整根鋼筋混凝土梁可看似一根勻質(zhì)彈性梁。在加載過程中梁的剛度不變，表現(xiàn)為這一階段梁的撓度荷載曲線基本為直線。在受壓區(qū)混凝土壓應變增大的過程中，受拉鋼筋應力呈直線增加，受壓區(qū)合壓力和受拉區(qū)合拉力也基本呈直線增加，由平截面假定可知，此時的受拉區(qū)高度應近似保持不變。受拉區(qū)混凝土呈現(xiàn)塑性到開裂階段：此階段初受拉區(qū)混凝土進入塑性階段，混凝土的受拉應力應變曲線呈現(xiàn)較明顯的曲線線性，并且曲線的切線斜率不斷減小，表現(xiàn)為在受拉區(qū)應變增大過程中，受拉區(qū)混凝土合力的增長不斷減小，而此時受壓區(qū)混凝土和受拉鋼筋仍在工作彈性范圍內(nèi)，呈直線增長，于是受壓區(qū)高度降低，以保證截面內(nèi)力平衡。當內(nèi)力增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣的混凝土達到其實際的抗拉強度和極