最新同济大学混凝土实验超筋梁报告

L ENGINEERING
《混凝土结构基本原理》试验课程作业
梁受扭少筋破坏试验报告
试验名称梁受扭超筋破坏NC2实验试验课教师
姓名
学号
手机号
任课教师
日期2011年12月5日
梁受扭超筋破坏NC2实验报告
一．试验原始资料的整理
1.1、试验对象的考察与检查
件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝148mm×151mm×1500mm;
混凝土强度等级：C20；
纵向受拉钢筋的种类：HRB335；
箍筋的种类：HPB300；
纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；
试件表面刷白，绘制50mm*50mm的网格。

表1.1构件尺寸（mm）
测读次数 1 2 3 平均
截面宽度b146 147 150 148
截面高度h152 152 150 151
测角仪间距d198 234 187 206
1.2、试验目的和要求
a)参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土少筋梁受扭实验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。

b)写出实验报告。

在此过程中，加深对混凝土少筋梁受扭性能的理解。

1.3、试件设计和制作
件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1500mm；
混凝土强度等级：C20；
纵向受拉钢筋的种类：HRB335；
箍筋的种类：HPB300；
纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；
试件的配筋情况见表1.4.1和图1.4.2
表1.4.1梁受扭试件的配筋
试件
编号
试件特征
配筋情况加载点至
梁中心线
的距离
（m）
预估开
裂扭矩
（kN*m
）
预估极
限扭矩
（kN*m）
预估开
裂荷载
P cr (kN)
预估极限荷
载P u (kN)①②③
NC2超筋配梁
10@50(
24240.31 1.21 3.00 3.90 9.68
2)
图1.4.2少配筋受扭混凝土梁试件配筋图
1.5、试验装置
采用自行研发的混凝土受扭实验装置进行试验。

其三维示意图见图3.4.1。

此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2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。

1.6、加载方式
（1）单调分级加载机制
在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载可取为分级荷载的前两级，然后，进行正式实验，加载步骤如下：a，在加载到开裂荷载计算值的90%以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的20%。

B，达到实验开裂荷载计算值的90%以后，每级荷载值不宜大于开裂荷载计算值的5%；c，当试件开裂后，每级荷载值取为10%的极限荷载计算值；d，
当加载达到极限荷载后，按跨中位移控制加载，加载的级距为极限角位移。

对于脆性破坏的情况，加载过程应采取安全防护措施。

（2）开裂荷载实测值确定方法
采用肉眼观察判断构件是否开裂。

一般情况下，此时记录的扭矩—转角曲线上斜率会发生突变。

（3）承载力极限状态确定方法
当千斤顶施加的力不能继续增大，而出现下降后，加载过程中的最大扭矩即为试件的受扭极限承载力。

1.7.试验测量内容、方法和测点仪表布置图
（1）扭矩
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的距离，得到扭矩。

（2）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。

（3）纵向钢筋和箍筋应变
在纵向钢筋和箍筋上布置应变片测试钢筋应变见图1.7.1和图1.7.2。

图
1.7.1 梁受弯试验混凝土平均应变测点布置
图1.7.2 纵筋应变片布置
二、裂缝发展情况及破坏形态描述及裂缝展开图
（1）各级试验荷载下的最大裂缝宽度1cm和最大裂缝在图2.1中2位置，裂缝为超筋破坏。

（2）绘制各级试验荷载作用下的裂缝发生、发展的展开图；
（3）统计出各级试验荷载作用下的裂缝宽度平均值、裂缝间距平均值。

图2.1和2.2分别为试验梁的裂缝图和最终的裂缝照片。

图2.1 试验梁裂缝示意图
图2.2 试验梁裂缝照片三．扭矩－转角关系曲线
扭
矩－转角应变关系曲线
四．荷载－纵筋应变关系曲线
原始数据
纵筋应变1 纵筋应
变2
纵筋应
变3
纵筋应
变4
纵筋应
变5
纵筋应
变6
纵筋平均应变
2.25 1.50 4.00 4.25
3.50
4.00 3.25 2.00 4.25 7.75 1.25
5.25 3.75 4.04 4.75
6.00 8.50 4.00 2.75 4.00 5.00 6.50
7.75 11.50
8.00 3.75 6.50 7.33 11.25 8.50
9.25 7.00 2.75 10.25 8.17 17.50 12.50 17.75 11.25 11.00 15.25 14.21 27.50 26.75 29.50 15.00 20.75 21.50 23.50 43.25 44.50 50.75 24.75 43.75 24.50 38.58 65.75 88.50 99.25 46.25 109.75 39.50 74.83 112.75 185.75 204.25 136.25 186.00 64.25 148.21 220.50 379.00 301.50 302.25 382.25 147.50 288.83 244.25 437.00 351.75 351.25 474.50 167.00 337.63 304.25 628.75 465.75 450.00 773.50 220.00 473.71 374.50 770.75 489.00 601.00 983.25 283.75 583.71 380.00 779.50 483.25 609.25 998.75 291.25 590.33 423.50 834.00 495.00 843.00 1133.50 370.25 683.21 496.75 812.25 478.75 1043.75 1324.00 412.25 761.29
荷载－纵筋应变关系曲线
荷载－纵筋平均应变关系曲线五．荷载－箍筋关系曲线
原始数据
箍筋应变1 箍筋
应变2
箍筋
应变3
箍筋
应变4
箍筋
应变5
箍筋
应变6
箍筋平均
应变
-1.00 1.00 2.00 2.00 0.00 1.50 1.25
-2.00 0.50 0.50 2.50 1.50 -2.50 1.583333 -2.50 1.50 2.00 4.00 4.00 -6.00 3.333333
500
1000
15002000
2500
010203040荷载（kN）
箍筋
应变（u m ）
后部箍筋应变前部箍筋应变
荷载－箍筋应变关系曲线
-8.00 0.50 1.00 3.50 5.00 -6.00 4
-14.00 3.00 1.50 5.50 6.00 -8.00 6.333333 -20.50 58.50 0.00 7.00 12.00 -13.0
18.5 -28.00 74.00 4.00 8.50 15.50 -15.00 24.16667
-36.00 93.00 1.50 6.00 23.00 -15.50 29.16667 -46.50 142.50 8.50 5.00 16.00 -15.5
0 39 -57.00 260.50 30.50 23.50 14.00 -22.50 68 -105.50 249.00 180.50 111.5
3.50 0.00 108.3333 -116.50 27
4.50 251.50 107.00 84.50 -0.50 139.0833
-139.00 476.50 602.50 170.00 388.5
0 21.50 292.5 -116.00 893.00 679.00 368.50 912.0
0 44.00 487.4167
-108.00 945.00 691.50 396.50 982.00 47.50 520.9167 -46.00 559.50 1231.00 676.50 2604.00 81.00 861.75
38.00 642.50 1511.50 1399.00 2995.50 141.00
1121.25
荷载－箍筋平均应变关系曲线
六、受扭承载力分析
=（3h-b）=1113453
=1.347N*mm
其中：=118*121=14278
纵筋：=615.44
箍筋：=157
F==8.98kN
实际构件极限荷载为15kN，比预估值高出了67%，可能原因如下：
①试验时混凝土养护时间已经超过要求的标准的28d，强度有所提高；
②混凝土计算公式本身的不确定性以及材料性质的不确定性导致局部的强度高于计算值。

③受剪承载力计算理论的计算公式过于保守。

七、结论
刚开始加载时，符合弹性扭转理论，扭矩-扭转角之间基本呈线性关系。

开裂时构件的扭矩-扭转角曲线有明显的转折并呈现“屈服平台”。

由试验结果得知，纵筋未屈服，混凝土破坏，构件是由于混凝土压碎而破坏，故判断为超筋破坏。