适筋梁受弯性能试验

适筋梁受弯性能试验

【试验目的】

1、通过观察混凝土适筋梁受弯破坏的全过程，研究认识混凝土适筋梁的受弯性能。

2、理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受弯构件的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设

计、实验结果整理的方法。

3、通过撰写实验报告的过程，加深对混凝土结构适筋梁构件受弯性能的理解。

【试件设计】

试件的主要参数：

试件长度：L=2000mm ;

试件尺寸（矩形截面）：b x h = 200mm x 300mm ;

混凝土强度等级：C30;

纵向受拉钢筋的种类：HRB400 ;

箍筋的种类：HPB235 （纯弯段无箍筋）；

纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm；

试件的配筋情况见图1和表1;

【试验装置和加载方式】

1、试验装置

图2为进行适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。适筋梁受弯性能试验，取L=2000mm，a=150mm，b=600mm，c=500 mm。

1—试验梁；2—滚动铰支座；3—固定铰支座；4—支墩；5—分配梁滚动铰支座；6—分

配梁滚动铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力梁及龙门架；10 —千斤顶；

图2适筋梁受弯试验装置图

P/2

400

（a）加载简图（kN，mm）

03P

（b）弯矩图（kNm）

（c）剪力图（kN）

图3适筋梁受弯试验加载和内力简图

2、加载方式

（1）单调分级加载机制

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。

对于适筋梁：（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 u)的级距;

a

-

4M

1 b L c

1

1 - h

J

1

1L

P/2

9 4-110

(4)当加载达到纵向受拉钢筋屈服后，按跨中位移控制加载，加载的级距为钢筋屈服工况

对应的跨中位移y ； ( 5)加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。

(2)开裂荷载实测值确定方法

对于正截面出现裂缝的试验构件，可采用下列方法确定开裂荷载实测值：

①放大镜观察法用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；当加载过程中第

一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次

出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载

持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。

②荷载-挠度曲线判别法测定试件的最大挠度，取其荷载-挠度曲线上斜率首次发

生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值；

③连续布置应变计法在截面受拉区最外层表面，沿受力主筋方向在拉应力最大区段

的全长范围内连续搭接布置应变计监测应变值的发展，取任一应变计的应变增量有突变时的

荷载值作为开裂荷载实测值。

(3)承载力极限状态确定方法

对梁试件进行受弯承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：

①对有明显物理流限的热轧钢筋，其受拉主筋的受拉应变达到0.01 ；

②受拉主钢筋拉断；

③受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到 1.5mm ；

④挠度达到跨度的1/30 ；

⑤受压区混凝土压坏。

【量测内容、方法和工况】

(1)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4。

(2)纵向钢筋应变

图4适筋梁受弯试验混凝土平均应变测点布置

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5。

（3）挠度

对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图

6

所示。在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。 试验时在每级荷载下，

应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。 结构构件各部位测点的测度程序在整个试

验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。

1位移计6

位移计

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900

- ・ !也移计 5

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［

图6

（4）裂缝

试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制

50mm x 50mm 的网格。试验时借助放大镜用

肉眼查找裂缝。构件开裂后立即对裂缝的发生发展情况进行详细观测，

用读数放大镜及钢直

尺等工具量测各级荷载（0.4P u 〜0.7P u ）作用下的裂缝宽度、长度及裂缝间距，并采用数码相机 拍摄后手工绘制裂缝展开图，裂缝宽度的测量位置为构件的侧面相应于受拉主筋高度处。 最

大裂缝宽度应在使用状态短期试验荷载值持续

15min 结束时进行量测。

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1

700

200 200

图5纵筋应变片布置