同济大学受扭矩形截面超筋梁承载力试验报告

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L ENGINEERING

受扭矩形截面超筋梁承载力试验报告

试验名称受扭矩形截面超筋梁承载力试验

试验课教师××××××××××××××××××

姓名××××××××××××××××××

学号××××××××××××××××××

手机号××××××××××××××××××

理论课教师××××××××××××××××××

日期2012年12月21日

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的

（1）参加并完成规定的试验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土超筋梁受扭试验的试验方法和试验结果，通过实践掌握试件的设计、试验结果整理的方法；

（2）写出试验报告。在此过程中，加深对混凝土超筋梁受扭性能的理解。

2. 试件设计

2.1 材料选取

①混凝土强度等级：C20；

②纵向受拉钢筋的种类：HRB335；

③箍筋的种类：HPB235；

2.2 试件设计

承载力估算：

试件

编号

试件

特征

配筋情况加载点至梁中

心线距离（m）

预估开裂扭

矩(kN•m)

预估极限扭矩

(kN•m)

①②③

CN2

超配

筋梁

10@50

(2)

214 2140.31 1.241 9.960~12.645

说明：预估荷载按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值计算。

试件的主要参数：

①试件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝150×150×1500mm；

②纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；

②试件顶部测角仪距试件端部以及相邻测角仪的距离（依次从左往右，共四个测角仪）为262 mm、185 mm、244 mm、190 mm、268mm。

超配筋受扭试件1-1

图1 受扭混凝土梁试件配筋图

图2试件应变片布置图1

箍筋应变片

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超配筋受扭梁钢筋上应变测点布置及对应编号如下：

图3 试件应变片布置图2

2.3 试件制作

1、检查试模尺寸及角度，在试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂；

2、取样拌制的混凝土，至少用铁锨再来回拌合三次至均匀；

3、现场平板振动现浇混凝土，将拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。刮除试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平；

4、将试件小心平稳移入温度20℃、±0.5℃的房间进行标准养护；

5、28天后，将试件小心脱模，待用，完成试件制作。

3. 材性试验

通过钢筋的静力拉伸试验来获得钢筋的屈服强度，通过混凝土棱柱试块的标准抗压试验来获得混凝土的强度，具体数据如下表：

表2 混凝土强度实测结果

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表3 钢筋强度实测结果

公称直径

/mm

屈服荷载

/kN

极限荷载

/kN

屈服强度

平均值/MPa

极限强度

平均值/MPa 试件平均试件平均

14

带肋

59.55 59.45 88.82 89.36 386 581

4. 试验过程

图4 试件加载实物图

4.1 加载装置

采用混凝土受扭试验装置进行试验，加载装置的三维示意图见图5。该装置利用前述受弯和受剪装置的底部大梁，在其两侧放置了四个千斤顶。在单调受扭的情况下，对角的两个千斤顶同步施加的力，则可以认为在梁的两端同时施加了相等的力矩，梁中部受纯扭。若也利用另外对角的千斤顶，可以实现循环受扭。

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图5 梁受扭加载装置三维示意图

图6 梁受扭加载装置正立面（局部）图7梁受扭加载装置侧立面

4.2 加载制度

本试验中采用力控制的加载控制方式，采用单调分级加载制度。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1kN。正式加载的分级情况为：0→1kN →2kN→3kN→4kN→5kN→6kN→7kN→8kN→9kN→10kN→……

在加载过程中，控制每次加载持续时间间隔一段时间，来保证试件受力平衡，裂缝的充分发展。持续加载至破坏，并记录破坏时的极限荷载。

侧立面

正立面（局部）

测角仪

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊4.3量测与观测内容

仪表量程选取的原则：根据理论计算荷载值，在选择测量仪器量程时，保证理论最大值落在仪器量程13至23倍内，保证测量和读数的精确。

4.3.1 荷载

由千斤顶施力可读出施加的荷载，荷载乘以加载点至梁中心线距离，得到扭矩。

4.3.2 钢筋应变

4.3.3 扭转角

在试件上预埋钢筋，然后将木块粘连在钢筋上，并将测角仪用小螺丝固定在木块上。连接好测角仪导线至相关仪器，可以得到实测转角。

4.3.4 裂缝

试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制50mm×50mm的网格。试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝。

4.4 裂缝发展及破坏形态

在加载初期，由于荷载值较小，构件整体还处于弹性状态，构件表面无裂缝出现。随着外加荷载的进一步增加，在构件表面中心线处开始出现微小裂缝。之后，构件表面出现裂缝现象明显，主要表现为存在一条主裂缝和许多额外裂缝，同时主裂缝相互贯通，在构件表面形成一条螺旋线型裂缝，局部混凝土发生脱落现象，构件扭转明显，各个表面发生不同程度地翘曲现象。最终梁构件受扭破坏，整体延性较差。

图8 梁构件受扭破坏情况

5. 试验数据处理与分析

在总体试验数据中，先剔除其中的异常数据记录，再在每一级的荷载水平下选取1—2条试验数据记录，整理成下表原始数据汇集表：