土木工程基础实验(三)

土木工程基础实验（三）工程结构设计原理

实验指导书

东南大学土木工程实验中心

2007年11月

东南大学学生实验守则

(1999年5月12日)

第一条学生必须按时到指定实验室做实验，不得迟到。

第二条实验前，学生必须预习实验指导书规定的有关内容。实验时，经指导教师检查认可后，才能开始做实验准备。

第三条学生应独立完成实验准备工作。在启动设备之前，需经指导教师检查认可。

第四条实验时，要严肃认真，正确操作，仔细观察，真实记录实验数据的结果。不许喧闹谈笑，不做与实验无关的事，不动与实验无关的设备，不进入与实验无关的场所。

第五条实验中要注意安全，遵守《实验室安全规则》及有关的操作规程。

第六条仪器设备发生不正常现象时，应及时报告指导教师。发生人身安全事故时，应立即切断相应的电源、气源等，并听从指导教师的指导，要沉着冷静，不要惊慌失措。

第七条实验中，如发现仪器设备损坏，应及时报告，查明原因。凡属违反操作规程导致设备损坏的，要追究责任，照章赔偿。

第八条实验结束时，实验数据要指导教师审阅、签字，并整理好实验现场后，方可离去。

第九条学生要进入开放实验室做自行设计的实验时，应事先和有关实验室联系，报告自己的实验目的、内容和所需实验仪器，经同意后，在实验室安排的时间内进行。

第十条学生因某项实验不合格需重做者，或未按规定时间做实验而要补做

者，必须交纳实验仪器设备折旧费、实验器材和水电消耗费。

第十一条本守则学校授权教务处实验室与设备管理科负责解释。

[校办通知(1999)6号]

试验一 在短期荷载下单筋矩形截面梁

正截面受弯承载力实验

一、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三种破坏形态的认识，并验证正截面受弯承载力计算公式。

二、试验内容和要求

1.观察梁在纯弯区段的裂缝出现和开展过程，并记录抗裂荷载0cr P (0

cr M )

2.量测梁在各级荷载下的跨中挠度值。绘制梁跨度中点弯矩—挠度的（M —f ）图。

3.量测梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘制沿截面高度的应变分布图。

4.观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏荷载0u P (0u M )。验证理论公式，并对试验值和理论值进行比较。

三、试件和材料力学性能试验

1.试件

试验梁的混凝土强度等级为C20，试件尺寸和配筋如图l 所示。主筋净保护层为25mm 。

2、材料力学性能试验 材料力学性能试验内容如下。

（1）混凝土：混凝土立方体抗压强度0cu f ；

（2）钢筋：钢筋屈服强度0y f 和抗拉强度0t f 。

由于实验课内时间的限制，这项工作由老师在试验前完成。

四、试验方案

1.试验设备

千斤顶或压力机、百分表、手持式应变仪和反力架等。 2.加载方案和仪表布置

这次试验分少筋梁、适筋梁和超筋梁三组进行，每组十二人左右。试验梁在反力架和静力台座上进行试验。

2800L 1L

图1 正截面受弯承载力试验梁的尺寸和配筋图

（1）在反力架用分配梁通过液压千斤顶进行二点同步加荷，或在压力机上使用试验机反弯数值台座进行二点加荷直接读数。

（2）用百分

表测读挠度。

（3）加荷仪表布置如图2所示。

4.试验方法 (1)加荷程序

在试验准备阶段，先估算试验梁的开裂荷载cr P 和破坏荷载u P 。在试验前，用卷尺或钢尺量取试验梁的实际尺寸。

正式加荷。梁开裂前,每级荷载为预估开裂荷载cr P 的三分之一。如加至开裂荷载cr P ，尚未开裂，再略加荷载，直至出现裂缝。

开裂以后，每级荷载为预估破坏荷载u P 的10%。在临近破坏时（约为破坏荷载的80%），可适当减小加荷量（如每级由10%降至5%），直至破坏。

（2） 仪表测读

①在未加荷载前,测读百分表及手持式应变仪的初读数(各两次)，用放大镜检查有无初始干缩裂缝。

②每次加荷后，达到加荷值稳定后，持续5分钟后，测读百分表的读数。 ③每两次加荷后，测读手持应变仪。可以在荷载值稳定后立即测读。

载方案和量测仪表布置示意图

30

50

a c

铜头位置

④梁开裂时，应立即测读荷载值和裂缝宽度（裂缝宽度在受拉钢筋的中心线位置读取）。裂缝出现后，每次加荷后，都应测读裂缝宽度（可以在荷载值稳定后立即测读）。

⑤试验梁破坏时，应立刻测读破坏荷载0u P (0u M )。破坏时及破坏后，应详细观察梁的破坏特征。

五、注意事项

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。试验时一定要听从指挥人员的指挥，特别是在试验梁破坏时要注意安全。试验过程中，同学们要相互照应，严防出现不安全因素。

试验二 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力实验

一、试验目的

1.验证斜截面受剪承载力计算方法，加深对斜截面受剪破坏主要形态（剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏）的破坏特征的认识。

2.正确区分斜裂缝（包括斜压裂缝、弯剪裂缝和斜拉裂缝）和垂直裂缝，加深对上述各种裂缝的形成原因和裂缝开展的特点的认识。

3.加深了解箍筋在斜截面受剪中的作用。

二、试验内容和要求

1.量测试验梁的挠度。

2.量测斜裂缝出现前后箍筋的应变。

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。

4.记录斜截面受剪破坏荷载0u V ，并与斜截面受剪破坏荷载的理论值u V 进行比较。

5.依据破坏形态的不同，将试验分为三组，每组做一种破坏形态的试验。各组做完本组试验后，再相互观察另外两种破坏形态。如时间允许可进行讨论。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。

三、试件和材料力学性能试验

1、试件

试验梁混凝土强度等级为C15，试件尺寸和配筋如图3所示，主筋保护层为25mm 。

2、材料力学性能试验

材料力学性能试验内容如下：

（1） 混凝土：混凝土立方体抗压强度0

cu f