超筋梁受弯试验方案

《混凝土结构基本原理》试验课程作业

L ENGINEERING

混凝土构件试验方案

试验名称超筋梁受弯试验

姓名

学号

手机号

所选试验课教师黄庆华

所上试验课教师黄庆华

基本原理课教师顾祥林

1.试验目的

本试验目的是使同学们通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土受弯基本性能的试验方法。其中具体包括：

● 检验试验试件的破坏形态、破坏机理是否与理论课一致。 ● 检验通过设计理论设计的试验试件的实际性能。 ● 了解和初步掌握混凝土基本构件试验及分析方法。

2.试件设计

2.1材料和试件尺寸

● 试件尺寸（矩形截面）：1202001800b h l mm ⨯⨯=⨯⨯; ● 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 ；

2.2试件设计

（1）设计和计算过程；

根据《混凝土结构设计规范》（GB50010-2010），HRB335钢筋受拉强度标准值

2455y f N mm -=⋅，弹性模量522.010s E N mm -=⨯⋅。查表可得，C20混凝土的受压强度标准

值2

13.4c f N mm -=⋅

所以计算可得界限受压区相对高度：

0.80.47410.0033b y s

f E ξ=

=+

()21-

计算最大配筋率：

1max 0.0139c

b

y

f f αρξ==

()22- 所以得最大纵筋面积：

2max max 334.7A bh mm ρ==

()23-

取216φ（2402.1s A mm =），为使得试验效果更明显，所以最终取222φ（2

760.3s A mm =）。

计算得此时受弯梁得极限承载力。

21.07u M kN m =⋅

()24- 则计算极限荷载：

256.19u

u M P kN a

=

⨯= ()25-

计算截面剪跨比：

2.874

3.0a

h λ=

=≤ ()26-

由001.7521u sv u t yv P A V f bh f h s λ=

=++，计算可得,min 0.2830.106sv sv A b s

ρ=>=。 考虑到不能让受剪段先于受弯段破坏，所以取8@50φ，肢数为2。

（2）设计结果（模板图、配筋图、必要的详图等）；

试件的配筋情况见图1和表1。

表1梁受弯试件的配筋

试件编号 试件特征 配筋情况

①

②

③

MLB

超筋梁

222φ 210φ 8@50(2)φ

图1梁受弯试验试件配筋

2.3试件的制作

根据试件设计尺寸制作模具，并布置好钢筋以及应变片。配置好混凝土，在混凝土浇筑入模时取样。

取边长为150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体试件作为轴心抗压强度和静力受压弹性模量试验的标准试件。之后将其在室内与试件同条件养护，按照标准试验方法测得的抗压强度再乘以0.95作为混凝土的立方体抗压强度，单位为2

N mm -⋅（MPa ）。

取同批次的钢筋做拉伸试验，测得钢筋的受拉屈服强度标准值和弹性模量。

3.加载装置和加载方式

3.1加载装置

图2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。对于梁受弯性能试验，取L=1800mm ，a=150mm ，b=500mm ，c=500mm 。

图2梁受弯试验装置图

3.2加载制度

本次梁受弯试验采用单调分级加载机制，试件加载控制方式为力控制，每次加载时间间隔为15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，①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％；②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的5％；

③当试件开裂后，每级荷载值取10％的承载力试验荷载计算值（

P）的级距；④在加载达到承

u

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％；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。

根据本试件的极限荷载，在实际试验时，采用的试件加载制度为：

0→9kN→18kN→27kN→30kN→33kN→73kN→113kN→破坏

3.3材料性能试验

在混凝土试件破坏后，马上进行材料性能试验。

1混凝土抗压强度试验

国家标准《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）规定：混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准确定；立方体抗压强度标准值系指标准方法制作养护的边长为150mm的立方体试件，在28d龄期用标准试验方法测得的具有95％保证率的抗压强度。因此立方体抗压强度标准值是《混凝土结构设计规范》[1]中混凝土各种力学指标的基本代表值，根据混凝土强度等级，可以查阅《混凝土结构设计规范》[1]的有关表格，以确定混凝土的轴心抗压、轴心抗拉强度标准值和设计值以及混凝土的弹性模量等。国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》（GB/T50081-2002）规定：以边长为150mm的立方体为标准试件，将标准立方体试件在 ℃的温度和相对湿度90％以上的潮湿空气中养护28d，按照标准试验方法测得的抗压强203

度作为混凝土的立方体抗压强度，单位为2

N mm（MPa）。

➢混凝土立方体抗压强度试验步骤应按下列方法进行：

（1）试件从养护地点取出后应及时进行试验，将试件表面与上下承压板面擦干净；

（2）将试件安放在试验机的下压板或垫板上，试件的承压面应与成型时的顶面垂直。试件的中