钢筋混凝土梁试验报告

《钢筋混凝土实验》课程实验报告
受弯构件试验报告
年级 班级 姓名 学号 指导老师
河海大学土木与交通学院 结构工程实验室 2010 年 12 月
目录
1 受弯构件正截面性能试验报告 2 受弯构件斜截面性能试验报告 3 受弯构件正截面性能试验指导 4 受弯构件斜截面性能试验指导
1
1 受弯构件正截面性能试验报告
钢筋直径d＝
mm ；
钢筋面积 As ＝ 截面配筋率 ρ ＝
mm2 ； ；
8、电阻应变仪读数与荷载传感器转换关系
mm； mm； a=
钢筋强度
f
T y
＝
mm； N / mm 2 ；
2
1KN~
με 。
二、试验结果记录与整理
1、记录并整理试验过程上各级荷载作用下电阻应变仪读数、千分表读数和百分
表读数及裂缝宽度等，填写在表 1 中。
15
试验装置如图 3.1 所示。
图 3.1 试验装置示意图
试验设备包括试验台座、反力架、千斤顶、分配梁、荷载传感器、电阻应 变仪、千分表、百分表、放大镜、读数放大镜及电筒、直尺等。
试验梁支承于台座上，通过千斤顶和分配梁施加荷载，用荷载传感器和电 阻应变仪量测荷载，用千分表量测试验梁纯弯段的截面应变，用百分表量测试 验梁跨中挠度，用放大镜观察裂缝的出现，用读数放大镜量测裂缝宽度，用直 尺量测裂缝间距。 3.4 试验步骤
6
上绘制试验梁
(M T
/
M
T u
)
~
f
T
曲线。
图6
试验梁
(M
T
/
M
T u
)
~
f
T
曲线
5、将试验梁裂缝分布情况绘制在图 7 上。
4
图7 三、计算值与试验实测值比较 1、开裂弯矩 实测值：
试验梁裂缝分布图
计算值：
2、最大裂缝宽度 实测值：
计算值：
3、跨中挠度 实测值：
计算值：
5
4、受弯承载力 实测值： 计算值：
11
4、受剪承载力 实测值： 计算值：
四、思考题 1、全面了解试验梁从加载到破坏的全过程，并将试验梁的斜截面试验过程与正 截面试验过程进行比较，加深对这两种破坏形态的认识？
2、在设计试验梁时，如何才能保证其发生正截面破坏？如何才能保证其发生斜 截面破坏？如果试验梁发生斜截面破坏，又是如何保证试验梁发生剪压破坏、 斜压破坏或斜拉破坏？为什么？
(1)混凝土强度的变化，对梁的正截面承载力或斜截面承载力的影响是相同 的，因而不会改变梁的破坏形态。
(2)梁的正截面受弯承载力取决于梁中所配纵向受拉钢筋的数量，斜截面受剪 承载力取决于梁上所配腹筋的数量，混凝土强度的改变不会影响梁的承载力。
(3)如果混凝土强度降低过多，使得V ≤ 0.25 fcbh0 (当 hw / b ≤ 4 时)或 V ≤ 0.2 fcbh0 (当 hw / b ≤ 4 时)的条件不能满足，则梁将在靠近支座处发生斜压破
图 2 试验梁计算简图
3、试验梁龄期
；
4、试验梁尺寸
宽度 b= mm；
高度 h= mm；
有效高度h0=
mm；
保护层 c=
mm；
钢筋中心至混凝土外边缘的距离 a=
5、材料强度
混凝土强度
f
T cu
＝
N / mm 2 ；
钢筋强度
f
T y
＝
N / mm 2 ；
6、纵向受力钢筋
钢筋直径d＝
mm ；
mm；
9
钢筋面积 As ＝ 截面配筋率 ρ ＝
9．加载至试验梁破坏，记录电阻应变仪读数。 10．卸载。记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。
3.5 资料整理
1．根据电阻应变仪和荷载传感器标定的换算关系，计算各级荷载值 2．根据试验过程中记录的千分表读数，计算千分表量测标距范围内的平均 应变值，作试验梁平均应变分布图。 3．根据试验中观察到第一条裂缝时的电阻应变仪读数，推算试验梁的实测
1．观察试验梁斜裂缝的出现，估计试验梁的斜裂缝开裂荷载。 2．量测试验梁的最大斜裂缝宽度和临界斜裂缝的水平投影长度，记录试验 梁破坏时斜裂缝分布情况。 3．观察试验梁的破坏形态，测定试验梁的破坏荷载。 4.3 试验设备
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试验设备包括试验台座、反力架、千斤顶、分配梁、荷载传感器、电阻应 变仪及读数显微镜等。
荷载值 （KN）
剪力值 （KN）
试验现象
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
10
16 17 18 19 20 2、将试验梁裂缝分布情况绘制在图 3 上。
图 3 试验梁裂缝分布图 三、计算值与试验实测值比较 1、开裂剪力 实测值： 计算值：
2、最大斜裂缝宽度 实测值： 计算值：
3、斜裂缝水平投影长度 实测值： 计算值：
表 2 各级荷载及跨中弯矩
序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
电阻应变
仪读数 ε 0
荷载值
（KN）
3
弯矩值
KN ⋅ m 3、根据千分表读数分别在图 5 上绘制试验梁截面开裂前、开裂后和破坏前的平
均应变分布图。
图 5 试验梁纯弯段平均应变分布图
4、根据百分表读数在图
四、思考题 1、试验梁纯弯段内截面的平均应变在裂缝出现前后是否基本符合截面假定？为 什么？
2、从试验结果分析，试验梁中和轴的位置随荷载的增加有何变化？为什么？
3、在试验梁 (M T
/
M
T u
)
~
f
T
曲线上，当
(M T
/
M
T u
)
接近
1
时，曲线随荷载的增加
而趋于平缓，为什么？
6
4、在试验中，试验梁的裂缝间距和裂缝宽度是如何量测的？应选择试验梁的什 么部位进行量测？
开裂荷载值
PcTr
，并计算相应的开裂变矩值
M
T cr
。
4．根据各级荷载值
PiT
，计算试验梁纯变段各级弯矩值
M
T i
；根据试验梁
破坏时的荷载值
PuT
，计算试验梁相应的破坏弯矩值
M
T u
。
5．根据试验过程中记录的百分表读数 fiT ，计算各级荷载作用下试验梁的
实测跨中挠度值，作
M
T
/
M
T u
～
f
T
曲线。
7．继续利用荷载传感器进行控制，按估算破坏荷载值的五分之一左右试验 梁分级加载，相邻两次加载的间隔时间为 5~10 分钟。在每级加载后的间歇时间 内，认真观察试验梁上原有裂缝的发展和新裂缝的出现等情况并进行标记，记 录电阻应变仪、百分表和千分表读数。
8．继续加载，当所加荷载约为破坏荷载值的 60%~70%时，用读数放大镜 测读最大裂缝宽度和用直尺量测裂缝间距并记录。
在进行试验前应认真阅读本试验指导书，复习材料力学试验中的有关知识； 了解各种测试设备和测试仪表的性能、原理、操作方法及使用时的注意事项。
试验按以下步骤进行： 1．由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验梁，布置安装试验仪表。 2．记录试验梁编号、量测度记录试验梁尺寸、记录试验梁配筋数量、所用 材料的强度指标、千分表安装位置和标距以及经标定的电阻应变仪读数和荷载 传感器的转换关系等有关数据。 3．检查试验仪表并调整仪表初读数。 4．根据试验梁的截面尺寸、配筋数量材料强度等估算试验梁的破坏荷载值
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（也可以在试验开始之前进行）。 5．利用荷载传感器进行控制，按估算破坏荷载值的十分之一左右对试验梁
分级加载，相邻两次加载的间隔时间为 2~3 分钟。在每级加载后的间歇时间内， 认真观察试验梁上是否出现裂缝，记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。
6．在试验梁上发现第一条裂缝后，在试验梁表面对裂缝进行标记，记录前 一级荷载下的电阻应变仪读数。
1．量测各级荷载作用下试验梁的截面应变。 2．估计试验梁的开裂荷载，观察裂缝的出现，实测试验梁的开裂荷载。 3．量测试验梁裂缝的宽度和间距，记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。 4．量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。 5．估计试验梁的破坏荷载，观察试验梁的破坏形态，实测试验梁的破坏荷 载。 3.3 试验设备和装置
1
并标在图 2 中。
图 2 试验梁千分表、百分表布置位置图 3、试验梁计算简图如图 3 所示，请在图 3 中注明相应的尺寸。
图 3 试验梁计算简图
4、试验梁龄期
；
5、试验梁尺寸
宽度 b= mm；
高度 h=
有效高度h0= 6、材料强度
mm； 保护层c=
混凝土强度
f
T cu
＝
N / mm 2 ；
7、纵向受力钢筋
6．绘制裂缝分布图。
7．根据规范和参考有关研究成果给出的计算公式计算试验梁开裂弯矩、最
大裂缝宽度、跨中挠度和正截面受弯承力，并与试验实测结果进行比较分析。
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3.6 补充公式 除《混凝土结构设计规范（GB50010-2002）》给出的有关公式外。上参照
《水工混凝土结构设计规范（SL/T191-96）》给出钢筋混凝土受弯构件开裂弯矩 Mcr 计算公式，供计算时参考：
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4 受弯件斜截面试验指导
4.1 试验目的 1．通过试验初步掌握钢筋混凝土受弯构件斜截面试验的一般程序和试验方
法。 2．通过试验加深对钢筋混凝土受弯构件的斜截面受力特点和斜裂缝的开展
规律。 3．通过试验观察钢筋混凝土受弯构件斜裂缝的出现、开展过程，了解钢筋
混凝土受弯构件斜截面的受力特点和剪压破坏的破坏形态。 4.2 试验内容
2 受弯构件斜截面性能试验报告
组号
同组人员 砼梁编号
试验日期 指导老师
试验报告
一、试验梁尺寸、配筋、测点布置、加载位置及材料强度指标 1、试验梁尺寸及配筋如图 1 所示，请在实验梁上量测钢筋的数据，并在图中相 应的位置标上钢筋的种类和数量。
8
图 1 试验梁尺寸及配筋图 2、试验梁计算简图如图 2 所示，请量测实验梁的实际定位尺寸，并标在图 2 中。
8、该试验的体会是什么？有什么建议？
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3 受弯构件正截面试验指导
3.1 试验目的 1．通过试验初步掌握钢筋混凝土受弯构件正截面试验的方法和操作程序。 2．通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面假定的正确性。 3．通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点、变形性能和
裂缝开展规律的理解。 3.2 试验内容
序 荷载应变仪读
号 数 ε 0 ( με )
表 1 试验数据记录表
应变测量千分表读数(*10-3mm)
D1
D2
D3
D4
D5
挠度 Df (*10-2mm)
最大裂缝 宽度 w （mm）
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
2、根据电阻应变仪读数计算各级荷载和跨中截面弯矩，填写在表 2 中。
mm2 ； ；
7、箍筋
钢筋直径d＝
mm ；
钢筋面积 As ＝
mm2 ；
7、电阻应变仪读数与荷载传感器转换关系
1KN~
ห้องสมุดไป่ตู้
με 。
二、试验结果记录与整理
1、记录并整理试验过程上各级荷载作用下电阻应变仪读数、千分表读数和百分
表读数及裂缝宽度等，填写在表 1 中。
表 1 试验数据记录表
序 荷载应变仪读数
号
ε 0 ( με )
M cr = γm ftT I0 /(h − y0 ) I0 = (0.083 + 0.19aΕρ)bh3 y0 = (0.5 + 0.425aΕρ)h
式中 γm ——截面抵抗矩塑性系数； ftT ——试验梁所用混凝土轴心抗拉强度实测值； I0 ——试验梁换算截面惯性矩； h——试验梁截面高度； y0 ——试验梁截面形心轴至受拉边边缘距离； aΕ ——钢筋弹性模量和混凝土弹性模量之比； ρ ——纵向受拉钢筋配筋率； b——试验梁截面宽度。
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坏。
(4)如果混凝土的强度降低较多，为保持梁的正截面受弯承载力不变而增加纵 向受力钢筋的数量，有可能使梁的破坏形态由适筋破坏变为超筋破坏。
6、比较开裂剪力和开裂弯矩的异同，说明是否可以通过提高箍筋用量来提高梁 的斜截面抗裂能力？
7、在整理试验资料的过程中，是否出现计算值与试验值相差较大的情况？试分 析其中的原因。
组号
同组人员 砼梁编号
试验日期 指导老师
一、试验梁尺寸、配筋、测点布置、加载位置及材料强度指标 1、试验梁尺寸及配筋如图 1 所示，请在实验梁上量测钢筋的数据，并在图中相 应的位置标上钢筋的种类和数量。
图 1 试验梁尺寸及配筋图
2、试验梁千分表、百分表布置如图 2 所示，请量测实验梁的实际定位尺寸，
3、观察并讨论试验梁上的裂缝分布情况，分析试验梁上的裂缝各是什么类型的 裂缝？导致这些裂缝出现的原因是什么？
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4、什么叫纵筋滑移裂缝，它与梁斜截面破坏有何关系？试验梁的裂缝间距和裂 缝宽度是如何测量的？应选择试验梁的什么部位进行测量？
5、在设计钢筋混凝土梁时，混凝土强度等级已经确定。如果因施工原因时的混 凝土强度发生较大变化，以下说法是否正确，并说明原因。
5、在整理试验资料时所采用的材料强度值与规范规定的强度值是否相同？为什 么？
6、分析在本次试验中，测定试验梁截面平均应变的过程，讨论运用这种方法测 定试验梁截面平均应变时可能影响测量结果的主要因素。
7、根据实验结果判别该梁属于何种破坏形式（适筋、超筋、少筋）？并分析该 梁的理论破坏形式。
7
8、该试验的体会是什么？有什么建议？