同济大学混凝土实验报告--少筋梁和偏压柱

混凝土结构基本原理

实验报告

（共页）

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指导老师：

同济大学结构工程与防灾研究所

2012年月日

一、实验目的和内容

1.1偏心受压柱

实验目的：通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土小偏心受压构件基本性能的试验方法。

实验内容：对小偏心短柱施加轴向荷载直至破坏。观察加载过程中裂缝的开展情况,将得到的极限荷载与计算值相比较。

1.2 少筋梁受弯

本实验通过试验研究认识钢筋混凝土少筋梁的破坏过程，掌握少筋梁受弯测试基本性能的试验方法。

（1）通过参加实验以及之后实验报告的整理，可以让我理解和掌握钢筋混凝土构件的试验方法和试验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。

（2）写出实验报告，在写报告的过程中加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解（3）观察既有破坏构件，掌握裂缝观察与统计方法

二、试验方法

2.1 构件设计

2.1.1 受压柱

（1）试件设计的依据

为减少“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制l0/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0,使试件的破坏状态为小偏心受压破坏。

（2）试件的主要参数

①试件尺寸

截面尺寸：200×400mm2 (两端);200×200mm2 (中部);

试件长度：1300mm；

②混凝土强度等级：C25

③纵向钢筋：8B18(两端)；4B18(中部)。

④箍筋：8Φ8@50（两端）；4Φ8@100（中部）；

⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度；25mm

⑥试件的配筋情况（如下图所示）：

⑦取偏心距e0=50mm

（3）试件承载力估算

按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值及上述的计算公式，对于本次试验

构件的极限承载力的预估值为：Ncu= kN

2.1.2 少筋梁

（1）试件设计依据

根据梁的正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度ξb的比值判断的出受弯梁的类型：当ξ<ξb时为适筋梁或少筋梁，反之为超筋梁。受弯梁设计时采用的、分别为《混凝土结构设计规范》规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量。

由于是少筋梁，在设计配筋时还需要控制受拉钢筋的配筋率ρ，要求ρ不大于适筋构件的最小配筋率，其中:

ξ ; ;

（2）试件的主要参数

①试件尺寸（矩形截面）：；

②混凝土强度等级：C25；

③少筋梁纵向受拉钢筋的种类：HPB235；

④箍筋种类：HPB235；

⑤纵向受拉钢筋混凝土保护层厚度：15mm；

⑥试件配筋情况见图；

表2.2.1少筋梁受弯配筋

2.2 加载方法

2.2.1小偏心受压柱

采用单调分级加载机制。

在正式加载前，为检查仪器仪表读书是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前一级。正式加载的分级情况为：在达到预计的受压破坏荷载的80%之前，根据预计的受剪破坏荷载分级进行加载，每级荷载约为破坏荷载的20%，每次加载时间间隔为5-10分钟。

实际的加载等级为：

0-30kN-60kN-90kN-120kN-150kN-200kN-250kN-300kN-350kN-400kN-450kN-500kN-55 0kN……

2.2.2 少筋梁

本次试验采用力控制加载，由同学手动按压千斤顶，以0.5kN为基本单位分级加载直到试件被压坏。

2.3 加载装置

2.3.1 受压柱

柱偏心受压试验的加载装置如图所示。所用的设备包括，万能试验机、铰支座等。所作用在试件柱上荷载大小，用液压传感器测量，或直接从万能试验机的表盘上读得。如图:

2.3.2少筋梁

少筋梁受弯性能试验采用的加载装置如图所示，加载设备为千斤顶。采用单点集中力加载的加载方式，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，在跨中形成纯弯段，压力传感器测定荷载值。分配梁的滚动铰支座保证载荷竖直加载到梁上且梁不受水平向载荷作用。

2.4 测试内容和方法

混凝土构件受到荷载作用时，会发生变形、会产生应力，这个荷载作用与变形、应力等有着对应的关系。随着荷载的不断增加，还会发生混凝土开裂、钢筋屈服等当加载达到

承载力极限状态时，构件会发生破坏。通过观察和测试这些现象（反应），可以了解和掌握构件的受力状态和特点，受力机制和破坏形式。

2.4.1 小偏心受压柱

小偏心受压柱的测试内容为：纵向压缩变形，横向弯曲变形，纵向受压钢筋应变，裂缝。

1）纵向压缩变形

用二个位移计测量柱上下两端的竖向位移，由上下位移的差值得到柱的纵向压缩变形。2）横向弯曲变形

柱的横向弯曲变形与梁的横线挠曲相似，用三个位移计测量柱中间和上下两端的横向位移，由这些位移测量结果计算柱的横向弯曲变形。

位移计的布置如下图所示：

3）纵向受压钢筋应变

通过测量纵向压拉钢筋的应变，可以由此得到纵压受拉钢筋的应力。在柱中间的纵向受拉钢筋上，粘贴应变片，以测量中间截面处钢筋的应变。

钢筋应变片布置如下图所示：

4）裂缝

裂缝（局部反应）的产生表示该部位的应变超过材料的极限应变、或者受拉应力超过材料的抗拉强度。裂缝的测试包括，裂缝的发生、位置和走向，测量裂缝宽度，记录裂缝发展过程。

实验前，将柱外表面刷白，并绘制50mm×50mm 的网格。实验时，借助放大镜用肉眼查找裂缝，用铅笔描出裂缝位置。受压区混凝土压碎后，立即对裂缝的发展情况进行详细观察，用裂缝观测仪、读数放大镜及钢直尺等工具量测各级荷载作用下的裂缝宽度、长度，并绘制四个面的裂缝开展图。

2.4.1 受弯破坏梁

少筋梁受弯的测试内容为：跨中挠度，纵向受拉钢筋应变，混凝土裂缝。加载方式分三分点加载和跨中单点加载两组，比较两组实验梁的开裂、极限荷载和破坏形态等有何不同。

1）跨中挠度

梁的跨中挠度是试件的整体反应。荷载与挠度的关系（曲线）可以反应试件的受力状