混凝土少筋梁试验报告

《混凝土结构基本原理》试验课程作业

L ENGINEERING

混凝土受弯构件少筋梁破坏试验报告

试验名称混凝土少筋受弯梁破坏试验

试验课教师

姓名

学号

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任课教师

日期2013年10月25日

1. 试验目的

通过试验研究认识少筋梁受弯破坏的全过程，；理掌握测试钢筋混凝土受弯构件基本性能的试验法。

参加并完成规定的少筋梁试验容，掌握和理解钢筋混凝土受弯构件的试验法和试验结果，通过实践掌握试件的设计，对试验结果进行整理并写出试验报告。

通过试验加深对混凝土机构基本构件的受力性能的理解。

2. 试件设计

2.1 材料和试件尺寸

根据试验目的合理地制定试验计划，按照试验目的和试验计划的要求对钢筋和混凝土等试验材料进行选取。本次少筋梁受弯破坏试验选取的纵向受拉钢筋及箍筋均为HPB235，且采用不经切削加工原截面钢筋，选取的混凝土强度等级为C20。

试件尺寸（矩形截面）：1152051500b h l mm mm mm ⨯⨯=⨯⨯

2.2 试件设计

2.2.1试件设计的基本原理及依据

钢筋混凝土受弯构件发生少筋破坏时，构件抗弯承载力等于开裂弯矩。实际工程常为避免少筋破坏，有最小配筋率的要求。本试验中，为保证发生少筋破坏，有配筋率要求：

0.36

t

y

f f ρ≤

同时，抗弯承载力设计公式为：

s E c E E α=

，E 2s

A A bh αα=g

2

0.292(1 2.5)u cr A t M M f bh α==+

另外，基于构件设计中出现的抗剪箍筋需要满足抗剪要求，抗剪承载力公式为：

00

1.75

1sv u cs t yv A V V f bh f h s λ==

++

2.2.2 试件的主要参数 ①试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l = 115mm ×205mm ×1500mm ； ②混凝土强度等级：C20；

③纵向受拉钢筋的种类：HPB235（少筋梁）； ④箍筋的种类：HPB235（纯弯段无箍筋）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm ；

⑥试件的配筋情况见图1和表1。

图1 少筋梁受弯试验试件配筋

表1 少筋梁受弯试件的配筋

试件编号配筋情况预估荷载

MLC3

①②③

cr

P

y

P

u

P 24

φ210

φ6@100(2)

φ7.69-7.69

2.3 试件的制作

将试件按照设计案及标准法制作好，并按照规定的养护情况养护至规定龄期。试件制成后，在试验前应将试件表面刷白，并分格画线，分格大小可按构件尺寸确定。在刷白前应对试件进行检查，包括收集试件的原始设计资料、设计图纸和计算书，施工和制作记录，原材料的物理力学性能试验报告等文件资料；对结构构件的跨度、截面、钢筋的位置、保护层厚度等实际尺寸及初始挠度、变形、原始裂缝等作出书面记录，绘制详图。对钢筋位置、实际规格、尺寸和保护层厚度也可在实验结束后进行量测。

3. 材性试验

3.1 混凝土材料试验

试件尺寸150mm×150mm×150mm

实测立体

抗压强度/MPa 平均立体

抗压强度

/MPa

推定轴心

抗拉强度

/MPa

推定

弹性模量

/GPa

26.35 27.08 2.14 28.83

试块留设时间：2013年09月30日

试验时间：2013年11月21日

试块养护条件：室与试件同条件养护

注：轴心抗压强度根据标准《普通混凝土力学性能试验法标准》GB/T 50081-2002评定；立体抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据标准《混凝土结构设计规》GB 50010-2010推定。

3.2 钢筋材性试验

表3 钢筋强度实测结果

14 带肋

58.59

58.77

87.46 87.27

382

567

58.59 87.06 58.12

87.28 18 带肋

98.67 98.78

.47

.60

388

604

98.69 .48 98.97

.85 22 带肋

.51 .35

209.29

209.10

356

550

134.63 208.44 .91

209.57

4.试验过程

4.1 加载装置

图2为进行少筋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。少筋梁受弯性能试验，取L=1800mm ，a=150mm ，b=500mm ，c=500 mm 。

图2 少筋梁受弯试验装置图

（a ）加载简图（kN ，mm ）

（b）弯矩图（kN m）

（c）剪力图（kN）

图3 少筋梁受弯试验加载和力简图

4.2 加载制度

试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见图2 和3 所示。梁受弯试验采用单调分级加载，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。

对于少筋梁，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少筋梁的开裂荷载和破坏荷载接近，而且表现为脆性破坏，注意加载过程的安全防

护。4.3量测与观测容

4.3.1 荷载

测点2_1显示实测荷载值，单位kN

4.3.2纵向钢筋应变

在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图4。

图4纵筋应变片布置

4.3.3混凝土平均应变

在梁跨中一侧面布置4个位移计，位移计间距40mm，标距为150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见图5。