混凝土梁实验报告-清华大学

钢纤维混凝土梁实验报告

一、实验目的

1.在学习钢筋混凝土受弯构件正截面受弯性能、斜截面受剪性能以及钢筋

的布置的基础上，通过钢筋混凝土简支梁的设计、制作和受弯全过程的

试验，对受弯承载力、刚度和裂缝进行测定，并对破坏形态进行观测，

进一步加强对钢筋混凝土梁受弯性能、正截面承载力计算理论、裂缝及

变形性能的理解。

2.学习适筋梁、超筋梁和少筋梁的配筋，计算破坏荷载，观测破坏形态和

挠度，裂缝开展和分布情况。

3.学习钢筋混凝土截面抗剪验算的方法。

4.了解并掌握钢筋混凝土构件的制作过程。

5.了解常用结构试验仪器的使用方法。

6.初步掌握结构试验测量数据的整理和分析，试验分析报告的撰写。

7.以钢纤维混凝土的资料查找、钢纤维混凝土梁的制作及试验，培养对结

构试验的兴趣，了解结构试验的前沿，并锻炼资料的自主查找学习能力。

二、实验要求

1.设计钢纤维混凝土单筋简支梁，使之在试验室提供的加载条件下破坏，

观察破坏的全过程。

2.利用试验室提供的材料和试验器具，自己动手制作混凝土构件。

3.对制作试件的开裂荷载、破坏荷载以及受力性能进行预测。

4.混凝土构件加载试验，验证预测结果。

三、实验设计

一）梁基本参数的选择

1.试验梁的几何尺寸：

a)梁截面尺寸：b×h=100mm×150mm；

b)梁的跨度：l=1000mm；

c)保护层厚度：c=15mm；

2.钢筋型号：HRB335：

a)钢筋直径：d=6mm；

b)钢筋的抗拉强度设计值：f y=300N/mm2；

c)钢筋的抗压强度设计值：f y’=300N/mm2；

3.钢纤维混凝土等级：CF25：

a)钢纤维混凝土轴心抗压强度设计值：f fc=11.9 N/mm2；

b)基体混凝土轴心抗拉强度标准值：f t=1.27N/mm2；

4.钢纤维几何尺寸：

a)钢纤维长度：l f=30mm;

b)钢纤维直径（等效直径）：d f=0.6mm

二）配合比及材料用量

通过查阅相关钢纤维混凝土配合比设计的论文，试验用钢纤维混凝土配合比设计如下所示：

a)设计要求：

i.钢纤维混凝土强度为CF25；

ii.维勃稠度为20s；

b)材料选择：

i.水泥强度，以大二建筑材料实验28d实测水泥强度42.5MPa计算；

ii.水灰比为0.566；

iii.砂率为53.0%，粗骨料为最大粒径为20mm的碎石，细骨料为细砂；

iV.钢纤维体积率为1.8%；

c)用量：

i.试验梁尺寸为100mmx150mmx1000mm；

ii.测试试块为100mm立方体试块，一共三个；

iii.混凝土用量为0.0180m3；

iV.考虑到搅拌混凝土过程及浇筑过程中混凝土的损失，取扩大系数为1.25；

V.混凝土实际用量：0.0180x1.25=0.0225m3；

Vi.混凝土配合材料用量表：

项目水泥砂石水钢纤维

混凝土材料用量kg/m3 321.56 962.60 853.63 182.00 140.40

实际浇筑混凝土的时候，由于为了方便搅拌，所以多加入了1.2kg的水，所以实际的材料用量表应当作出调整，如下所示：

项目水泥砂石水钢纤维

混凝土材料用量kg/m3 321.56 962.60 853.63 235.29 140.40 材料实际用量kg 7.24 21.66 19.21 5.3 3.16

三）钢筋配置及用量

试验梁钢筋配置设计如下：

♦纵向受拉筋为3根直径6mm的HRB335钢筋

♦上部架立筋为2根直径6mm的HPB235钢筋

♦箍筋配置：因梁尺寸较小，不必做抗剪配筋计算，箍筋配置试配为φ6-100的HPB235级钢筋，经验算，满足规范要求。

钢筋用量表

构件名称构件数量钢筋型号钢筋直径有效长度单根构件长度总长受拉筋 3 HRB335 6mm 970mm 1030mm 3090mm 架立筋 2 HPB235 6mm 970mm 1030mm 2060mm 箍筋9 HPB235 6mm 410mm 470mm 4230mm

配筋示意图

四、实验设备及材料

1.材料：水泥、细石、砂子、钢筋、铁丝、钢纤维

2.模具：

♦实验室提供长900~1500mm，高150mm，宽100mm的模具，用以制作试件。

♦另外提供立方体留样模具3个，边长100mm。

3.加载设备：

♦两端简支、跨中为集中荷载的加载台（含手动千斤顶），最大可加荷载为100kN

4.试验测量系统：

♦百分表，用于量测钢筋混凝土梁的挠度。

♦力传感器，用于量测手动千斤顶作用在梁上的力。

♦钢尺及其他工具。

5.记录用具：

♦相机，用于记录裂缝分布与发展。

♦坐标纸及数据记录表。

五、试件制作

1.筋绑扎

钢筋笼的制作在寝室内进行。按照书上规定，一般梁箍筋直径不小于6mm，因此我们为自己的小型梁选

用了6mm的箍筋。但是我们的梁尺

寸的模数本来就不是很规范，实践

证明，细小的铁丝也基本可以达到

抗剪的要求。制作和绑扎箍筋这一

项我们小组做得比较成功，钢骨架十分漂亮。

2.混凝土配制

由于我们使用的是钢纤维混凝土，所以配制的过程比一般的混凝土