精品适筋梁试验报告同济大学Word文件下载.docx

1、纵筋HRB335、箍筋HPB235 （2）混凝土强度等级：C20 （3）试件尺寸（矩形截面）：bhl1202001800mm（4）纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm配筋情况见下表：受拉钢筋2fi14受压钢筋2fi10箍筋Fi850（纯弯段无箍筋）2.3配筋率的检验2.3.1纵筋配筋率的检验满足适筋梁的要求。2.3.2箍筋配筋率的检验 采用公式进行计算。 代入，可得：由4.1节中的剪力图可知，只要荷载不超过226kN，受剪段就不会发生受剪破坏。2.4试件加载估算 说明：预估荷载按照混凝土结构设计规范给定的材料强度标准值进行计算，未计试件梁和分配梁的自重。2.4.1开裂弯矩估算 按照公式 2.4.

2、2极限弯矩的估算 对于适筋梁：2.4.3屈服弯矩的估算作为估算，可以假定钢筋屈服时，压区混凝土的应力为线性分布，因此有：2.5试件的制作 （1）检查试模尺寸及角度，在试模内表面应涂一层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂； （2）取样拌制的混凝土，至少用铁锹来回拌和三次至均匀； （3）现场平板振动现浇混凝土，将拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。刮涂试模上口多余的混凝土，待混凝土临近初凝时，用抹刀抹平； （4）将试件小心平稳移入温度200.5的房间进行标准养护； （5）28天后，将试件小心脱模，待用，完成试件制作。三材料试验本次材料的试验数据：试块留

3、设时间：2015年10月11日试块试验时间： 2015年12月3日试块养护条件：与试件同条件养护试件尺寸150mm300mm实测轴心抗压荷载/kN平均轴心抗压强度/MPa推定立方体推定轴心抗拉强度推定弹性模量/GPa557.925.533.62.730.9552.3548.5583.5575.6584.4注：轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准混凝土结构设计规范GB 50010-2010推定。钢筋强度实测结果公称直径/mm屈服荷载极限荷载屈服强度平均值/MPa极限强度试件平均6光圆11.611.316.015.740055611.215.6819.018.523.222.93684

4、5618.422.418.010282740373444762532带肋39.9939.7850.0649.9050663539.4949.7139.8749.93124663746273146869919244859894669018154645152164128165221621626158200160四试验过程4.1 加载装置图2为进行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。梁受弯性能试验，取L=1800mm，a=150mm，b=500mm，c=500mm。1试验梁；2滚动铰支座

5、；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 梁受弯试验装置图加载简图、弯矩剪力图如图3所示：图3 加载简图、弯矩剪力图4.2 加载制度 采用单调分级加载机制，加载分级情况为：在加载到开裂试验荷载计算值的90%之前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的20%；达到开裂试验荷载计算值的90%之后，每级荷载值不宜大于其荷载值的5%；当试件开裂后，每级荷载取10%的承载力试验荷载计算值（Pu）的级距；加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏，记录破坏荷载。 承载力极限状态确定方法：受拉主钢筋拉断；受拉主钢筋处最大垂直

6、裂缝宽度达到1.5mm；受压区混凝土压坏；挠度达到跨度的1/30。4.3预估承载力根据之前计算的预估弯矩值结合，且L=1.2m，可得到开裂荷载，屈服荷载以及极限荷载依次为：五量测与观察内容5.1荷载 通过千斤顶施加到梁上的荷载，可以通过设置在加荷装置上的力传感器测得。5.2纵向钢筋的应变 在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中的钢筋应力变化，测点布置见下图。5.3混凝土平均应变 在梁跨中一侧面布置4个位移计，从上至下间距分别为55,60,55mm。位移计标距为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，测点布置见下图。5.4挠度 对受弯构件的挠度测点应布置在构

7、件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，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。5.5裂缝 试验前将梁两侧面用石灰浆刷白，并绘制50mm50mm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（0.4Pu0.7Pu）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

8、使用状态短期试验荷载值持续15min结束时进行量测。裂缝发展及破坏形态：试验前，试件尺寸b1800mm，跨度1600mm，无肉眼可见的裂缝和损伤。荷载较小时，也无明显裂缝发展。荷载加到15kN时，集中荷载作用截面下缘已经产生裂缝，如图。后来裂缝逐渐扩，裂缝截面混凝土承受的拉力全部传给钢筋，钢筋拉应力激增，直到发生屈服。 加载到接近100kN时，裂缝发展至梁顶部导致最终破坏。破坏形态如下图，裂缝图见附录。六试验数据处理与分析6.1实验数据处理6.1.1荷载-挠度关系曲线 确定简支构件在各级荷载下的短期挠度实测值，本应该考虑支座沉降，自重的影响，但是，自重的影响在实验中被没有记录，因此只考虑支座沉

9、降的影响。 fs,i=fq,i=fm,i-0.5 * （fl,i+fr,j）说明：fm,i 位移计6所测数据 fl,i 位移计5所测数据 fr,i 位移计7所测数据 由以上公式可得荷载-挠度关系曲线， 从上图可以看出，挠度随荷载的变化大体可以分为三个阶段。 第一阶段是直线阶段（弹性阶段），荷载和挠度成正比，这一阶段中混凝土没有开裂现象。当到达开裂弯矩时，曲线的斜率开始降低。 第二阶段是斜率不断减小的曲线（带裂缝工作），裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力激增， 裂缝不断发展，构件的刚度减小，即荷载挠度曲线的斜率不断减小。 第三阶段是斜向下的曲线（破坏阶段），挠度超过12mm后，随着继续增大千斤顶的压

10、力挠度继续迅速增加，荷载不再增加，试件完全破坏。6.1.2荷载-曲率关系曲线 混凝土应变与位移计1，2，3，4存在以下关系： x是测得的位移。 实际测得数据可以发现位移计4已损坏，去除4号位移计数据。（此曲线只取了荷载69.931kN的数据） 由上图中应变3的数据可以看出，本构件的开裂荷载在20kN。（此曲线中应变3的数据只取了荷载在69.931kN的数据，其后应变3处混凝土已经完全开裂。）由以上两个曲线图可以看出，梁下部承受拉力，由于混凝土受压强于受拉特性，梁底部混凝土率先开裂，开裂荷载Pcr=20kN,其实测值大于预估值16.2kN。原因是位移计4损坏，这里测得开裂荷载20kN实际是位移计

11、3处混凝土开裂的荷载。但此处并不是截面的最下方。根据实测混凝土应变，跨中截面平均曲率可按下式计算：其中，挠度以向下为正，则_i 、_j分别为截面应变1和应变3两点的实测混凝土平均应变，h_ij为该两点沿梁截面高度方向的实测距离，取115mm。实验梁跨中M-关系曲线如下：（此曲线中数据只取了荷载在69.931kN的数据，其后应变3处混凝土已经完全开裂，其数据无意义。 从图中可以看出，曲率随荷载的变化基本呈现2个阶段。第一阶段，基本呈线性。第二阶段曲率不断增加而荷载不变。总的来说，符合混凝土在受拉或者受压时应力-应变关系曲线，即先弹性后屈服的特性。 与理论的荷载-曲率曲线比较： 根据公式：算的当混

12、凝土应变取不同值时对应的荷载和曲率变化： 将理论的荷载-曲率变化曲线与实际的相比，虽然曲率变化的数值范围不一样但，是可以发现走势是基本一致的。发生这种情况可能的原因是试验用的位移传感器的单位可能不是mm。6.1.3 荷载-纵筋应变关系曲线 从上图可以看出，纵筋在整个试验过程中经历了先弹性后屈服的阶段。并且当压区混凝土被压碎后，纵筋应力下降并产生残余变形。还可以看出在荷载大于20kN后，由于底部混凝土开裂无法承受拉应力，拉应力完全由钢筋承担，钢筋应变显著增加。6.2承载力分析 结合本报告中2.3节，2.4节以及材料试验的数据进行正截面承载力分析和斜截面承载力分析。 根据材料试验的结果： 取混凝土抗压强度fc=25.5MPa,抗拉强度ft=2.7MPa; 取纵筋屈服强度 fy=448MPa,箍筋屈服强度fyv=368MPa;6.2.1 正截面承载力分析配筋率： 0.0144界限受压区相对高度：为适筋梁。由，代入数值可算的：所以，6.2.2斜截面承载力分析采用公式得：理论计算弯剪，正截面对受弯破坏起控制作用。实际构件极限荷载，发生正截面受弯破坏。