2011混凝土实验指导书

1、混凝土结构设计原理试验指导书及报告土木教研室编制建筑工程系实验一钢筋混凝土受弯构件正截面实验指导一、实验目的通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的实验，加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的认识，比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载和挠度情况，了解正截面科学研究的基本方法，验证平截面假定和受弯构件正截面承载力计算公式。二、实验内容和要求1、观测适筋梁、超筋梁和少筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化以及破坏特征，并记下开裂荷载实测值（Pcr）和破坏荷载实测值（P0u） （M0r和MU ）。2、 量测超筋梁在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的荷载（内力）一挠度曲线（M f曲线）。3、量测适筋梁在纯弯区段

2、沿截面高度的平均应变，绘出沿梁高度的应变分布图形，验证平截面假4、通过在主筋上测定的应变，验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。5、观察和描述破坏情况和特征，比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载。6、根据规范方法计算理论值，并与实验值比较。三、试件设计与制作1、 为确保梁正截面强度破坏，在剪弯区段所配箍筋已加强，纵筋端部锚固足够可靠。图1 1和表1 1、1 2给出了 L 1 （适筋梁）、L 2 （超筋梁）、L 3 （少筋梁）的配筋详图及截面参数。设计时， 混凝土采用C20,纵向受力筋为 HRB335级，不带弯钩；HPB235级钢筋带弯钩。2、试件制作试件采用干硬性混凝土、振捣器振捣、蒸汽养护或自然

3、养护28天、制作试件同时预留混凝土立方体试块（150x 150X 150mm3）和纵向受力钢筋。试件承载力以测得混凝土和钢筋的实际强度计算，所 用钢筋不得冷拉。表1 1实测混凝土和钢筋的强度项目混凝土立方体HPB235级钢HRB335级钢HRB335级钢强度150汇150江150*6虫12虫20强度(N / mm2)表1 2弯曲梁数据表项目梁号截面尺寸b% h ( mm2)号筋号筋号筋l1(mm)l2(mm)保护层厚C （mm）L 1120 汉 2002虫122*8中 610085070015L 2120 汉 2002虫2028中 610085070015L 3120X200裁42中8中 61

4、00850700151I2 |号铅丝28匚匚:Fj1|-JJ16100 |22丄126100850| 300 8501j-120001-12-2L-1适筋梁L-2超筋梁8号铅丝5-56-6L-3少筋梁图1试件尺寸和配筋图图1-1 试件配筋图注：混凝土采用C20,保护层厚度取为20mm制作时预留混凝土立方体试块（150X 150X 150mo四、试验方法（一）加荷装置方案一：采用千斤顶和加载架进行两点加载。方案二：在四柱压力机上进行两点加载。（二）观测方案1、用百分表量测梁的跨中挠度，其值按下式计算：精品文档 你我共享s01 L raq,j =Um,j -(us,j +Us,j )记訂跨中位移实

5、测值U；j , uS,j左、右支座沉降实测值2、用手持式应变仪量测沿截面高度的平均应变 测点布置见下图1-2。分配梁* 固定支座滚动支座150f ,700)3”300/”700150图1-2测点布置图图1-2 测点布置图3、裂缝观测：用放大镜观测裂缝出现，用读数显微镜测读裂缝宽，用钢直尺量取纯弯段裂缝间距。4、试验完毕，打碎保护层、测定实际保护层厚度。(三)安全措施1、实验梁下设安全垫块，以防梁破坏时伤害操作人员和破坏仪表。2、仪表安装时系安全绳，试件破坏前必须撤除仪表。3、加荷系统必须稳定可靠，试验中不能触动仪表，以免影响读数。五、试验步骤1、实验前，先进行材料实验，并按实测材料强度指标计算

6、开裂荷载和构件承载力。2、加荷载前，用放大镜及读数显微镜检查有无初始干缩裂缝、读数百分表和手持式应变仪的初始读数。3、按荷载短期效应组合值的 20%分级加荷，构件自重及加载设备重量计入第一级。每级荷载的持续时间为10分钟，持续时间结束后方可测读仪表。4、 接近估算开裂荷载时，荷载分级降为5 %，直至裂缝出现，记下荷载值P：,开裂后荷载分级恢复 为 20%。5、 构件达到正常使用极限状态，即荷载达到其短期组合值。 持荷时间增加5分钟。持续时间结束后, 测读各仪表，同时用读数显微镜量测纯弯段所有裂缝宽度、量测平均裂缝间距。6、 构件进入破坏阶段、荷载分级调整为10%，接近承载力极限状态时，降为5%

7、,并撤除百分表，持续时间仍取io分钟，直至构件破坏，记下荷载值pn。六、注意事项1、实验前必须明确实验目的，仔细阅读指导书，要求熟悉实验步骤及有关事项，如有不清楚的地方 可进行研究，讨论或询问老师，对与本次无关的仪器设备不可随便乱动。2、实验时，一定要听从指导老师的指导，遵守实验室规章制度，特别要注意试件破坏时的安全。3、实验结束后，按要求完成实验报告。实验二钢筋混凝土受弯构件斜截面实验指导一、实验目的1、验证斜截面强度计算方法，加深认识剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏等三种剪切破坏形态的主 要破坏特征并比较其破坏特征，以及产生这三种破坏的机理。2、正确区分斜裂缝和垂直裂缝，弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝

8、；在此基础上加深了解这两种裂缝的形 成原因和裂缝开展的特点。3、加深了解箍筋在斜截面抗剪中的作用。二、测试内容和要求1、测量实验梁的跨中挠度。2、量测斜裂缝出现前后箍筋的应变。3、仔细观察裂缝的出现和开展过程，特别注意观察剪跨区内斜裂缝的出现和开展的全过程。斜裂 缝出现后，用铅笔在裂缝旁边描裂缝，按出现先后顺序编号，并在裂缝顶端注明相应的荷载值，待试验梁破坏后在绘制裂缝分布图和破坏形态图。4、记录斜截面破坏荷载，并验算斜截面破坏时的 Vu/Vu（V0u和Vu 分别为斜裂缝破坏时的剪力试验值和 理论值）。5、试验分组。依据破坏形态的种 类，将试验分为三组，每一组做一组 破坏形态。各组做完本组试验

9、之后， 再相互观察另外两组破坏形态。在实 验过程中，要根据实验目的、内容和 要求，认真做好记录，并完成实验报 告。三、实验梁尺寸和配筋为了确保梁斜截面强度破坏，试件纵向钢筋配的很强，纵筋断不锚固也 足够可靠。实验梁混凝土强度等级的6100I72812028610020LrF.1A2虫20150017L-4（剪压）8501828L-5（斜压）250315028IIAAAAAA 2丄2091500L-6（斜拉）7-728850，断:120.8-8注：混凝土采用C20，保护层厚度取15mm ,制作时预留混凝土立方体试块(150 X150 xi50mm 实验仪器和加载设备 电阻应变仪，用于量测箍筋应变

10、 百分表，用于量测挠度 500KN千斤顶，用于加荷 加荷方法采用分级加荷，每级加载值一般取510%的破坏荷载。每次加载后间歇5分钟，使试件的变形趋于稳定后，按实验内容和要求量测数据，并认真做好记录；数据校核无误后，方可进行下一级加载。)。四、实验方法1、加载装置根据实验梁最大承载能力，决定加载装置和加载方式，本次试验有三种不同规格的梁，其加载体系均采用加载架、千斤顶加载体系。荷载作用位置如图250500500250rr图2 L-1丄-3荷载作用位置图2。250* A250500250250图2L-2荷载作用位置图实验梁安装要求：本次实验梁和支座的连接为简支。实验梁两端搁置在专门设计的支座上，保

11、证梁在受力后，梁的一 端能够转动而另一端能够水平移动；实验梁就位后，应保证几何尺寸位置的准确。2、测点布置根据实验目的和要求，测点布置如图3所示。百分表S3测点布置密注:1、3为百分表，量测实验梁支座沉降2为百分表，量测实验梁跨中挠度1为电阻片，量测实验梁箍筋应变5、安全措施在实验过程中，要服从统一指挥。随时注意观察加载装置和仪表运转是否正常，如发现偏差过大， 应立即停止实验，待纠正后再继续加载。试件接近破坏时，应在试件下面安装安全支承，避免测试人员 及仪表遭受不必要的损失；当加载超过 80%的破坏荷载后，应将易损仪器拆除。6、人员分工加载2人，读百分表3人，记录1人，寻找裂缝并量测裂缝宽 3

12、人，负责安全1人，总指挥1人。六、实验前的准备1、复习受弯构件斜截面的强度计算一章内容，仔细阅读实验指导书，充分了解本次实验目的、要 求、测试等内容。2、根据所给实验梁尺寸、配筋、计算实验梁破坏荷载，确定加载级数和每级加载值。七、注意事项1、进入实验室后，要服从担任本次实验知道老师的统一指挥，认真完成本次实验所要求的内容, 注意分工协作。2、与本实验无关的仪器设备和其它实验项目装置不得随便乱动，以免触动仪器影响读数。3、注意安全，尤其是加载阶段。八、实验报告的内容和要求根据实验原始记录和实验过程中观察到的现象，进行整理、分析、归纳，将实验结果汇总，以图表、文字说明之。绘制荷载（P）绘制荷载（P

13、）绘制实验梁裂缝图;挠度（f）曲线；箍筋应力（OS）曲线;实验结果汇总表；实验结果分析（重点围绕本实验的三种破坏形态, 因素）。分析产生这三种破坏的条件及影响斜截面强度的九、思考题1. 垂直裂缝和斜裂缝、弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝形成的力学机理有什么不同？2. 箍筋的抗剪作用和受力特征是什么？它对斜截面破坏强度和破坏特征有什么影响？3. 通过本次实验，你对规范中所规定的斜截面抗剪强度计算公式的两个限制条件有何新的认识 和体会？实验报告（一）姓名 班级 学号组别 组员实验日期 报告日期一、实验名称、实验目的和内容三、实验梁概况梁号梁号梁号梁号截面尺寸截面尺寸 截面尺寸 截面尺寸实测保护层厚度 实测保

14、护层厚度 实测保护层厚度 实测保护层厚度四、材料强度指标砼：设计强度等级 试验实测值fc =N/mm2 Ec =N /mm2钢筋：实验实测值：HPB235级钢，fy0 =N / mm2Es =N / mm20 2 2HRB335级钢，fy =N / mmEs =N / mm五、实验数据记录1、百分表记录表（表 1）2、手持式应变仪记录表（表 2）六、实验结果分析1、画出适筋梁荷载一挠度曲线（M f）,并分析曲线特征。hM (KM- m)* f (aim)2、画出适筋梁纯弯段在加荷过程中沿梁截面高度的平均应变分布图，以验证平截面假定。3、开裂荷载及破坏荷载实测值与计算值比较。4、由梁的破坏荷载实

15、测值和计算值，验证受弯构件正截面强度计算公式。5、实验梁破坏特征及破坏图形。适筋梁超筋梁少筋梁附表:表1百分表记录加荷 次 数何载表1表2表3跨中挠度s备注P(KN)M(KN-m)读数读数差读数读数差读数读数差实验报告（二）姓名 班级 学号组别 组员实验日期 报告日期一、实验名称、实验目的和内容三、实验梁概况（列表）梁编号截面尺寸2(b x h)mm受拉钢筋配置箍筋配置剪跨比保护层厚中部支座附近四、材料强度指标N /mm2N / mm2N / mm2砼：设计强度等级 试验实测值fc =N / mm2 Ec =钢筋：实验实测值：HPB235级钢，fy =N / mm2Es02HRB335级钢，f

16、 y =N / mmEs五、实验数据记录1、百分表记录表（表 1）2、电阻应变仪记录表（表 2）3、观察斜裂缝的出现和发展，记录第二裂缝图形，记录破坏是受荷载值。六、实验结果分析1、实验情况概述2、实验梁荷载一挠度曲线3、实验梁荷载一箍筋应力曲线4、画出梁两侧主要斜裂缝图形，叙述裂缝的出现和发展特点。5、由剪压破坏记录的破坏荷载，验证现行计算公式。6、通过本次实验，你认为影响斜裂缝截面强度的因素有那些?7、实验结果汇总表序号测试内容剪压斜拉斜压1斜截面破坏荷载V u0 (KN)2斜截面破坏时，箍筋最大应变念max ( S)3跨中最大挠度？max(mm)表一百分表记录表加荷次数荷载(KN表1表2

17、表3跨中挠度(mr)f =(2)-+(3丫2PP/ 2读数读数差读数读数差读数读数差表二电阻应变仪记录表加荷次数荷载（KN表1表2表3表4PP/ 2读数读数差读数读数差读数读数差读数读数差出师表两汉：诸葛亮先帝创业未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此诚危急存亡之秋也。然侍卫之臣不懈于内， 忠志之士忘身于外者，盖追先帝之殊遇，欲报之于陛下也。诚宜开张圣听，以光先帝遗德，恢弘志士之 气，不宜妄自菲薄，引喻失义，以塞忠谏之路也。宫中府中，俱为一体；陟罚臧否，不宜异同。若有作奸犯科及为忠善者，宜付有司论其刑赏，以昭 陛下平明之理；不宜偏私，使内外异法也。侍中、侍郎郭攸之、费祎、董允等，此皆良实，志虑忠纯，是以先帝简拔以遗陛下：愚以为宫中之事，事无大小，悉以咨之，然后施行，必能裨补阙漏，有所广益。将军向宠，性行淑均，晓畅军事，试用于昔日，先帝称之曰能”，是以众议举宠为督：愚以为营中之事，悉以咨之，必能使行阵和睦，优劣得所。亲贤臣，远小人，此先汉所以兴隆也；亲小人，远贤臣，此后汉所以倾颓也。先帝在时，每与臣论 此事，未尝不叹息痛恨于桓、灵也。侍中、尚书、长史、参军，此悉贞良死节之臣，愿陛下亲之、信之， 则汉室之隆，可计日而待也 二。臣本布衣，躬耕于南阳，苟全性命于乱世，不求闻达于诸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顾臣 于草庐之中，咨臣以当世之