钢筋混凝土柱受压实验
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实验内容
设计（或利用预制好的）筋混凝土柱， 制定进行轴压实验或偏压实验方案。
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实验目的
1、通过实验初步掌握受压柱静载实验的 一般程序和测实方法。
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实验目的
2、巩固和研究钢筋混凝土受压构件理论 计算的方法、思路和分析研究方法；观 察大、小偏(轴)心受压柱的破坏特征、研 究强度变化规律及其影响因素等内容。
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实验步骤-卸掉预加荷载
进行仪表读数调零或读取初始读数值。
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实验步骤-加载
严格遵守操作规程和执行实验方案，分 级加载（分级卸载）至实验完成。
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实验步骤-记录
每级荷载加载完毕后，恒载5 分钟再测 量实件各测点的变形、截面应变、观察 裂缝发生、发展情况，同时做好相关记 录。 对开裂荷载、屈服荷载、极限荷载进行 观测并记录、且对裂缝进行仔细观测并 详细记录（或进行拍照、录像）。
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实验步骤-结束
实验完成后关闭设备电源、清理实验现 场。
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注意事项
（1）柱子实验由于高度大、荷载大、侧向变 形不好控制和测量，且破坏时又有一定危险 性，故应引起足够重视，实验时应考虑周密， 作到防微杜渐。特别要注意人身安全和仪表安 全，实件本身要有保护措施：最好用绳子捆住 木楔垫好，数据读好后，远离实件，这点尤其 是当实验荷载的后期更应注意。
实件就位及加载装置
柱子实验多采用正位实验，主要采 用长柱机或大型承力架配合同步液 压加荷设备进行加载实验。卧位加 载虽然方便、但自重影响难于消除 且不便于实验操作及观察。
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支座装置
不同的支撑条件直接影响到柱子的 计算长度的取值， 故所用支座装置 应满足计算长度的条件且应保证安 全。一般铰支座多采用刀铰形式， 它有单刀铰支和双刀铰支两种，比 较灵活可靠。球铰加工困难、精度 不易保证且存在较大安全隐患。其 它支座条件可视具体情况设计模 拟。 山东交通学院土木工程系
实验目的
3、掌握实验数据的整理、分析和表达方 法，提高学生分析与解决问题的能力。
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实验仪器
手动油压千斤顶1 个，测力仪及压力传 感器各1 个； 静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表 座各3 个； 刻度放大镜、钢卷尺； 支座、支墩、分配梁。
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实验方法
研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测 定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝 开展情况，另外就是测量控制区段的应 变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规 律。
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实验步骤
（2）测量梁实际跨度、截面尺寸、加载 点位置等。
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实验步骤
（3）预加载实验（按破坏荷载的20％考 虑，）。按1～3 级预加载，测读数据， 观察实件、装置和仪表工作是否正常并 及时排除故障。预载值的大小，必须小 于构件的开裂荷载值。然后卸预载。
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加荷等级
柱子加载一般按估计破坏荷载的分级施 加，按1/15~1/10开裂荷载或破坏荷载 时，加载值应减至原分级荷载值，算出 1/2~1/4荷载分级值。观测项目主要有各 级荷载下的侧向挠度、控制截面或区段 的应力及其变化规律、裂缝的开展、发 裂荷载值及破坏荷载值等。
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测实内容
观测内容一般有强度、挠度和裂缝宽度 等。
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测实项目
截面应变；梁挠度；开裂荷载；裂缝发 展情况；屈服荷载；破坏荷载。
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测点布置
纯弯区段混凝土表面布置5 个电阻应变 片（自行设计测点位置），实验前完成 应变片粘贴工作。 梁内受拉主筋各布有电阻应变片1 片。 挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2 个）。
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实验试件
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实验装置
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实验装置
梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步 液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设 计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的 原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的 内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内 力值相等。 作用在实件上的实验设备重量及实件自重等应 作为第一级荷载的一部分。确定实件的实际开 裂荷载和破坏荷载时，应包括实件自重和作用 在实件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本 实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。
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注意事项
（1） 进行破坏实验时，应根据预先估 计的可能破坏情况做好安全防范措施， 以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事 故。
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注意事项
（2） 随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作 情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形 态。裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝宽度用刻度 放大镜测量，在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包 括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受 拉钢筋处的最大裂缝宽度，测量斜裂缝时，应取斜裂 缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验 的进行在构件上绘出，并注明荷载级别和裂缝宽度 值。
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实验步骤-实验准备
(3)画好记录表格，记录测点位置及编 号、应变片的粘贴。 (4) 画好裂缝记录图表。
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实验步骤-安装实件
实件在压力机上就位，要求实件 垂直、稳定、荷载着力点的位置 正确、接触良好，并在做偏压实 验时要做到实件为偏心受力而对 实验机本身是中心受力，以保护 实验机。
实件安装
实件安装时应将实件轴线对准作用力的 中心线（即几何对中）。若有可能还应 进行力学对中（即加载约达标准荷载的 40%左右）测量其中间区段两侧或四角 应变，并调整作用力轴线，使各点应变 均匀。力学对中后即可进行轴心受压实 验。对偏心受压实验，应在力学对中后 （或几何对中后），沿加载轴线量出设 计偏心距，再把加载点移至偏心距处进 行偏心受压实验。
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实验步骤-百分表的安装
应变仪（或采集系统）的连接，、理论 （或预估）值的计算、人员分工等工 作。
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实验步骤-预载检查
预载值应不超过发裂荷载值，以检查各 仪表的工作情况及实验测读人员的操作 和读数能力。并消除实件的构造变形， 发现不正常情况，应立即报告解决，如 全部正常即开始实验。
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试验二 钢筋混凝土梁正截面 破坏实验
主讲人：郑桂兰
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实验原理
测定钢筋混凝土梁在各级荷载下的挠度 和裂缝开展情况，测量控制区段的应变 大小和变化，找出刚度随荷载变化的规 律，确定梁的承载力。
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正截面强度破坏的标准
（1） 受压混凝土破损； （2） 纵向受拉钢筋被拉断； （3） 纵向受拉钢筋达到或超过屈服强 度后致使构件挠度达到跨度的1／50，或 构件 （4）纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度达 到1.5mm。
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实验步骤
（1）实件安装及实验装置检查。 a. 安装支座、实件。要求位置准确、稳定、无偏斜。 b. 贴电阻应变片（程序为：构件表面磨平处理；表面 清洗；贴应变片：不作防护），要求位置准确；粘贴 牢固，无气泡等； c. 安装百分表。要求垂直、对准； d. 安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要 求位置准确、稳定、无偏斜。 e. 安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和 测力仪。要求位置准确、稳定、无偏斜。 f. 最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准 确；仪表是否正常工作。
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应变记录表格
点1（με） 荷载 kN 读数 差值 累加 点2（με） 读数 差值 累加 点3（με） 读数 差值 累加
0 … …
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思考题
1、静载实验方案设计包括哪些主要内容？ 2、钢筋混凝土受压柱有哪几种主要破坏形 式？各有何特点？ 3、在实验过程中怎样根据裂缝产生部位，区 分大、小偏心受压短柱的破坏特征？ 4、柱子根据长细比不同可分为哪几种？
试验一 钢筋混凝土柱受压实验
主讲人：郑桂兰
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实验原理
测定钢筋混凝土柱在各级静载作用下， 测定柱中点及其它测点侧向位移和L/2 截 面处钢筋和混凝土应变 。
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实验分析-小偏心受压
当偏心距较小时，受荷后截面大部分（或全 部）受压，中和轴靠近受拉钢筋一侧（或压应 力较小一侧）。因此，受拉钢筋应力很小（或 压应力较小），无论配筋率的大小，破坏总是 由于受压钢筋屈服，压区混凝土到达抗压强度 被压碎。构件的破坏是由于受压区混凝土到达 其抗压强度，其承载力主要取于压区混凝土及 受压钢筋，故称为受压破坏。
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实验目的
3、初步培养学生的科研意识与动手能 力。
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实验仪器
10000kN 压力实验机压力机一台；
静态电阻应变仪一台或静态数据采集系统一套 数字万用表一个、读数显微镜2 个、记号笔一 支 百分表及支座、磁性表座各3 个 卷尺、刻度放大镜及贴片、打磨、焊线设备 应变片、电线、（倾角仪）等
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实验分析-大偏心受压
轴向力N 的偏心距较大，且纵筋的配筋 率不高时，拉区混凝土较早地出现横向 裂缝，受拉钢筋应力增长较快，首先到 达屈服。随着裂缝的开展，受压区高度 减小，最后受压钢筋屈服，压区混凝土 压碎。因为这种偏心受压构件的破坏是 由于受拉钢筋首先到达屈服，而导致的 压区混凝土压坏，其承载力主要取决于 受拉钢筋，故称为受拉破坏。
实验步骤-实验准备
(1)实件设计，制作以及混凝土和钢筋力 学性能实验。（对于已制作的构件学生 应向指导教师咨询柱的已知参数：混凝 土强度等级、截面尺寸、保护层厚度、 钢筋直径、级别、数量及分布等情 况）。
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实验步骤-实验准备
(2)用稀石灰刷白实件，并在实件上面画 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。(根据时 间因素及综合其它情况决定这两项工作 是否由教师完成，还是学生自己完成)。
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注意事项
（3）当实件进行到破坏时，注意观察实 件的破坏特征并确定其破坏荷载值。
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实验目的
1、通过对钢筋混凝土梁的承载力、应 变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢 筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过 程及其特征，加深对书本理论知识的理 解。
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实验目的
2、进一步学习常规的结构实验仪器的选 择和使用操作方法，培养实验基本技 能。
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注意事项
（2）服从命令，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。
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注意事项
（3）实验研究工作，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。
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实验方法
研究纵向弯曲的影响与柱子破坏的规 律，从而找出钢筋混凝土柱在不同[截面 （形状、尺寸）、（相对）偏心距、配 筋率（纵筋、箍筋）、长细比、混凝土 强度等参数]条件下，各因素与极限荷载 及破坏特征等之间的关系。
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实验实件
钢筋混凝土柱（1-3 根）
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实验步骤
（4）仪表调零或读仪表初值并记录。画 记录图、表，作好记录准备。
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实验步骤
（5）正式实验。 本次实验加载制度：分级加载，混凝土 开裂前，每级加载2kN，开裂后，每级加 载4kN，纵向钢筋受力屈服后，每级加载 2kN。满载后分2 级卸载。加卸载每级停 歇时间5分钟，并在前后两次加载的中间 时间内读数并记录，数据填入记录表。
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试件制备
钢筋混凝土简支梁1 根； 混凝土设计强度等级：C25； 钢筋：纵筋2φ8， Ⅰ级（实际测得钢筋屈服 强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa）； 箍筋：φ6＠100， Ⅰ级； 实件尺寸： b＝100mm； h＝150mm；L＝1300mm （1100mm）； 制作和养护特点：常温制作与养护。
实验内容
设计（或利用预制好的）筋混凝土柱， 制定进行轴压实验或偏压实验方案。
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实验目的
1、通过实验初步掌握受压柱静载实验的 一般程序和测实方法。
山东交通学院土木工程系
实验目的
2、巩固和研究钢筋混凝土受压构件理论 计算的方法、思路和分析研究方法；观 察大、小偏(轴)心受压柱的破坏特征、研 究强度变化规律及其影响因素等内容。
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实验步骤-卸掉预加荷载
进行仪表读数调零或读取初始读数值。
山东交通学院土木工程系
实验步骤-加载
严格遵守操作规程和执行实验方案，分 级加载（分级卸载）至实验完成。
山东交通学院土木工程系
实验步骤-记录
每级荷载加载完毕后，恒载5 分钟再测 量实件各测点的变形、截面应变、观察 裂缝发生、发展情况，同时做好相关记 录。 对开裂荷载、屈服荷载、极限荷载进行 观测并记录、且对裂缝进行仔细观测并 详细记录（或进行拍照、录像）。
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实验步骤-结束
实验完成后关闭设备电源、清理实验现 场。
山东交通学院土木工程系
注意事项
（1）柱子实验由于高度大、荷载大、侧向变 形不好控制和测量，且破坏时又有一定危险 性，故应引起足够重视，实验时应考虑周密， 作到防微杜渐。特别要注意人身安全和仪表安 全，实件本身要有保护措施：最好用绳子捆住 木楔垫好，数据读好后，远离实件，这点尤其 是当实验荷载的后期更应注意。
实件就位及加载装置
柱子实验多采用正位实验，主要采 用长柱机或大型承力架配合同步液 压加荷设备进行加载实验。卧位加 载虽然方便、但自重影响难于消除 且不便于实验操作及观察。
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支座装置
不同的支撑条件直接影响到柱子的 计算长度的取值， 故所用支座装置 应满足计算长度的条件且应保证安 全。一般铰支座多采用刀铰形式， 它有单刀铰支和双刀铰支两种，比 较灵活可靠。球铰加工困难、精度 不易保证且存在较大安全隐患。其 它支座条件可视具体情况设计模 拟。 山东交通学院土木工程系
实验目的
3、掌握实验数据的整理、分析和表达方 法，提高学生分析与解决问题的能力。
山东交通学院土木工程系
实验仪器
手动油压千斤顶1 个，测力仪及压力传 感器各1 个； 静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表 座各3 个； 刻度放大镜、钢卷尺； 支座、支墩、分配梁。
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实验方法
研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测 定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝 开展情况，另外就是测量控制区段的应 变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规 律。
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实验步骤
（2）测量梁实际跨度、截面尺寸、加载 点位置等。
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实验步骤
（3）预加载实验（按破坏荷载的20％考 虑，）。按1～3 级预加载，测读数据， 观察实件、装置和仪表工作是否正常并 及时排除故障。预载值的大小，必须小 于构件的开裂荷载值。然后卸预载。
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加荷等级
柱子加载一般按估计破坏荷载的分级施 加，按1/15~1/10开裂荷载或破坏荷载 时，加载值应减至原分级荷载值，算出 1/2~1/4荷载分级值。观测项目主要有各 级荷载下的侧向挠度、控制截面或区段 的应力及其变化规律、裂缝的开展、发 裂荷载值及破坏荷载值等。
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测实内容
观测内容一般有强度、挠度和裂缝宽度 等。
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测实项目
截面应变；梁挠度；开裂荷载；裂缝发 展情况；屈服荷载；破坏荷载。
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测点布置
纯弯区段混凝土表面布置5 个电阻应变 片（自行设计测点位置），实验前完成 应变片粘贴工作。 梁内受拉主筋各布有电阻应变片1 片。 挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2 个）。
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实验试件
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实验装置
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实验装置
梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步 液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设 计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的 原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的 内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内 力值相等。 作用在实件上的实验设备重量及实件自重等应 作为第一级荷载的一部分。确定实件的实际开 裂荷载和破坏荷载时，应包括实件自重和作用 在实件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本 实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。
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注意事项
（1） 进行破坏实验时，应根据预先估 计的可能破坏情况做好安全防范措施， 以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事 故。
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注意事项
（2） 随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作 情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形 态。裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝宽度用刻度 放大镜测量，在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包 括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受 拉钢筋处的最大裂缝宽度，测量斜裂缝时，应取斜裂 缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验 的进行在构件上绘出，并注明荷载级别和裂缝宽度 值。
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实验步骤-实验准备
(3)画好记录表格，记录测点位置及编 号、应变片的粘贴。 (4) 画好裂缝记录图表。
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实验步骤-安装实件
实件在压力机上就位，要求实件 垂直、稳定、荷载着力点的位置 正确、接触良好，并在做偏压实 验时要做到实件为偏心受力而对 实验机本身是中心受力，以保护 实验机。
实件安装
实件安装时应将实件轴线对准作用力的 中心线（即几何对中）。若有可能还应 进行力学对中（即加载约达标准荷载的 40%左右）测量其中间区段两侧或四角 应变，并调整作用力轴线，使各点应变 均匀。力学对中后即可进行轴心受压实 验。对偏心受压实验，应在力学对中后 （或几何对中后），沿加载轴线量出设 计偏心距，再把加载点移至偏心距处进 行偏心受压实验。
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实验步骤-百分表的安装
应变仪（或采集系统）的连接，、理论 （或预估）值的计算、人员分工等工 作。
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实验步骤-预载检查
预载值应不超过发裂荷载值，以检查各 仪表的工作情况及实验测读人员的操作 和读数能力。并消除实件的构造变形， 发现不正常情况，应立即报告解决，如 全部正常即开始实验。
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试验二 钢筋混凝土梁正截面 破坏实验
主讲人：郑桂兰
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实验原理
测定钢筋混凝土梁在各级荷载下的挠度 和裂缝开展情况，测量控制区段的应变 大小和变化，找出刚度随荷载变化的规 律，确定梁的承载力。
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正截面强度破坏的标准
（1） 受压混凝土破损； （2） 纵向受拉钢筋被拉断； （3） 纵向受拉钢筋达到或超过屈服强 度后致使构件挠度达到跨度的1／50，或 构件 （4）纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度达 到1.5mm。
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实验步骤
（1）实件安装及实验装置检查。 a. 安装支座、实件。要求位置准确、稳定、无偏斜。 b. 贴电阻应变片（程序为：构件表面磨平处理；表面 清洗；贴应变片：不作防护），要求位置准确；粘贴 牢固，无气泡等； c. 安装百分表。要求垂直、对准； d. 安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要 求位置准确、稳定、无偏斜。 e. 安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和 测力仪。要求位置准确、稳定、无偏斜。 f. 最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准 确；仪表是否正常工作。
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应变记录表格
点1（με） 荷载 kN 读数 差值 累加 点2（με） 读数 差值 累加 点3（με） 读数 差值 累加
0 … …
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思考题
1、静载实验方案设计包括哪些主要内容？ 2、钢筋混凝土受压柱有哪几种主要破坏形 式？各有何特点？ 3、在实验过程中怎样根据裂缝产生部位，区 分大、小偏心受压短柱的破坏特征？ 4、柱子根据长细比不同可分为哪几种？
试验一 钢筋混凝土柱受压实验
主讲人：郑桂兰
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实验原理
测定钢筋混凝土柱在各级静载作用下， 测定柱中点及其它测点侧向位移和L/2 截 面处钢筋和混凝土应变 。
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实验分析-小偏心受压
当偏心距较小时，受荷后截面大部分（或全 部）受压，中和轴靠近受拉钢筋一侧（或压应 力较小一侧）。因此，受拉钢筋应力很小（或 压应力较小），无论配筋率的大小，破坏总是 由于受压钢筋屈服，压区混凝土到达抗压强度 被压碎。构件的破坏是由于受压区混凝土到达 其抗压强度，其承载力主要取于压区混凝土及 受压钢筋，故称为受压破坏。
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实验目的
3、初步培养学生的科研意识与动手能 力。
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实验仪器
10000kN 压力实验机压力机一台；
静态电阻应变仪一台或静态数据采集系统一套 数字万用表一个、读数显微镜2 个、记号笔一 支 百分表及支座、磁性表座各3 个 卷尺、刻度放大镜及贴片、打磨、焊线设备 应变片、电线、（倾角仪）等
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实验分析-大偏心受压
轴向力N 的偏心距较大，且纵筋的配筋 率不高时，拉区混凝土较早地出现横向 裂缝，受拉钢筋应力增长较快，首先到 达屈服。随着裂缝的开展，受压区高度 减小，最后受压钢筋屈服，压区混凝土 压碎。因为这种偏心受压构件的破坏是 由于受拉钢筋首先到达屈服，而导致的 压区混凝土压坏，其承载力主要取决于 受拉钢筋，故称为受拉破坏。
实验步骤-实验准备
(1)实件设计，制作以及混凝土和钢筋力 学性能实验。（对于已制作的构件学生 应向指导教师咨询柱的已知参数：混凝 土强度等级、截面尺寸、保护层厚度、 钢筋直径、级别、数量及分布等情 况）。
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实验步骤-实验准备
(2)用稀石灰刷白实件，并在实件上面画 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。(根据时 间因素及综合其它情况决定这两项工作 是否由教师完成，还是学生自己完成)。
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注意事项
（3）当实件进行到破坏时，注意观察实 件的破坏特征并确定其破坏荷载值。
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实验目的
1、通过对钢筋混凝土梁的承载力、应 变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢 筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过 程及其特征，加深对书本理论知识的理 解。
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实验目的
2、进一步学习常规的结构实验仪器的选 择和使用操作方法，培养实验基本技 能。
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注意事项
（2）服从命令，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。
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注意事项
（3）实验研究工作，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。
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实验方法
研究纵向弯曲的影响与柱子破坏的规 律，从而找出钢筋混凝土柱在不同[截面 （形状、尺寸）、（相对）偏心距、配 筋率（纵筋、箍筋）、长细比、混凝土 强度等参数]条件下，各因素与极限荷载 及破坏特征等之间的关系。
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实验实件
钢筋混凝土柱（1-3 根）
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实验步骤
（4）仪表调零或读仪表初值并记录。画 记录图、表，作好记录准备。
山东交通学院土木工程系
实验步骤
（5）正式实验。 本次实验加载制度：分级加载，混凝土 开裂前，每级加载2kN，开裂后，每级加 载4kN，纵向钢筋受力屈服后，每级加载 2kN。满载后分2 级卸载。加卸载每级停 歇时间5分钟，并在前后两次加载的中间 时间内读数并记录，数据填入记录表。
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试件制备
钢筋混凝土简支梁1 根； 混凝土设计强度等级：C25； 钢筋：纵筋2φ8， Ⅰ级（实际测得钢筋屈服 强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa）； 箍筋：φ6＠100， Ⅰ级； 实件尺寸： b＝100mm； h＝150mm；L＝1300mm （1100mm）； 制作和养护特点：常温制作与养护。