【报告】混凝土少筋梁试验报告

1、.混凝土结构基本原理试验课程作业L ENGINEERING混凝土受弯构件少筋梁破坏试验报告试 验 名 称混凝土少筋受弯梁破坏试验试验课老师姓名学号手机号任 课 教 师日期2021 年 10 月 25 日w1. 试验目的通过试验讨论熟悉少筋梁受弯破坏的全过程， 能的试验法；理把握测试钢筋混凝土受弯构件基本性参与并完成规定的少筋梁试验容，把握和懂得钢筋混凝土受弯构件的试验法和试验结果，通过实践把握试件的设计，对试验结果进行整理并写出试验报告；通过试验加深对混凝土机构基本构件的受力性能的懂得；2. 试件设计2.1 材料和试件尺寸依据试验目的合理地制定试验方案，依据试验目的和试验方案的要求对钢筋和混凝

2、土等试验材料进行选取； 本次少筋梁受弯破坏试验选取的纵向受拉钢筋及箍筋均为HPB235 ，且采纳不经切削加工原截面钢筋，选取的混凝土强度等级为C20 ；试件尺寸（矩形截面）： bhl115mm205mm 1500mm2.2 试件设计2.2.1 试件设计的基本原理及依据钢筋混凝土受弯构件发生少筋破坏时，构件抗弯承载力等于开裂弯矩；实际工程常为避免少筋破坏，有最小配筋率的要求；本试验中，为保证发生少筋破坏，有配筋率要求：0.36 f tf y同时，抗弯承载力设计公式为：EEsEc ，A2EAsbhM uM cr0.29212.5 A f tbh2另外，基于构件设计中显现的抗剪箍筋需要满意抗剪要求，

3、抗剪承载力公式为：VuVcs1.75 f bht0fyvAsv h01s2.2.2试件的主要参数 试件尺寸（矩形截面） ： b× h×l = 115mm ×205mm × 1500mm ； 混凝土强度等级： C20 ； 纵向受拉钢筋的种类：HPB235 （少筋梁）； 箍筋的种类： HPB235 （纯弯段无箍筋） ； 纵向钢筋混凝土爱护层厚度：15mm ； 试件的配筋情形见图1 和表 1；图 1 少筋梁受弯试验试件配筋表 1 少筋梁受弯试件的配筋试件编号配筋情形预估荷载MLC3PcrPyPu2 42 10610027.697.692.3 试件的制作将试件依

4、据设计案及标准法制作好，并依据规定的养护情形养护至规定龄期；试件制成后，在试验前应将试件表面刷白，并分格画线，分格大小可按构件尺寸确定；在刷白前应对试件进行检查， 包括收集试件的原始设计资料、设计图纸和运算书，施工和制作记录，原材料的物理力学性能试验报告等文件资料；对结构构件的跨度、 截面、钢筋的位置、 爱护层厚度等实际尺寸及初始挠度、变形、原始裂缝等作出书面记录，绘制详图；对钢筋位置、实际规格、尺寸和爱护层厚度也可在试验终止后进行量测；3. 材性试验3.1 混凝土材料试验表 2 混凝土强度实测结果试件尺寸150mm ×150mm ×150mm平均立体抗压强度推定轴心抗拉强

5、度推定弹性模量/MPa/MPa/GPa27.082.1428.83实测立体 抗压强度 /MPa26.3527.7027.20试块留设时间： 2021 年 09 月 30 日试验时间：2021 年 11月 21 日试块养护条件：室与试件同条件养护注：轴心抗压强度依据标准一般混凝土力学性能试验法标准 GB/T 50081-2002 评定； 立体抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量依据标准混凝土结构设计规 GB 50010-2021 推定；3.2 钢筋材性试验表 3 钢筋强度实测结果屈服荷载极限荷载屈服强度极限强度/kN/kN平均值 /MPa平均值 /MPa试件平均试件平均4.115.154.184.1

6、55.245.173304114.165.1312.8116.8313.0012.9617.1616.9945860113.0816.9922.6726.3324.3623.5426.5926.5446852823.5826.6926.3736.0426.7326.3736.9836.4733646326.3136.4039.9950.0639.4939.7849.7149.9050663539.8749.9343.8965.1143.6843.7664.7664.8838757443.7664.78公称直径/mm4光圆6光圆8光圆10光圆10带肋12带肋1458.5987.46带肋58.59

7、58.7787.0687.2738256758.1287.281898.67.47带肋98.6998.78.48.6038860498.97.8522.51209.29带肋134.63.35208.44209.10356550.91209.574. 试验过程4.1 加载装置图 2 为进行少筋梁受弯性能试验采纳的加载装置，加载设备为千斤顶；采纳两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，安排梁安排荷载，压力传感器测定荷载值；少筋梁受弯性能试验，取L=1800mm，a=150mm， b=500mm，c=500 mm；图 2少筋梁受弯试验装置图（ a）加载简图（ kN ， mm ）（

8、 b）弯矩图（ kNm）（c）剪力图（ kN ）图 3 少筋梁受弯试验加载和力简图4.2 加载制度试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见图2 和3 所示；梁受弯试验采纳单调分级加载， 每次加载时间间隔为 15 分钟；在正式加载前，为检查仪器外表读数是否正常，需要预加载， 预加载所用的荷载是分级荷载的前2 级；对于少筋梁，在加载到开裂试验荷载运算值的90% 以前，每级荷载不宜大于开裂荷载运算值的 20% ；达到开裂试验荷载运算值的90% 以后，每级荷载值不宜大于其荷载值的5% ；少筋梁的开裂荷载和破坏荷载接近，而且表现为脆性破坏，留意加载过程的安全防护； 4.3 量测与观测容4.3.1 荷载测点

9、2_1 显示实测荷载值，单位kN4.3.2 纵向钢筋应变在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图 4 ；4.3.3 混凝土平均应变图 4 纵筋应变片布置在梁跨中一侧面布置4 个位移计，位移计间距40mm ，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，测点布置见图5 ；.4.3.4 挠度图 5 少筋梁受弯试验混凝土平均应变测点布置对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图6 所示；在试验加载前， 应在没有外荷载的条件下测读外表的初始读数；试验时在每级荷载下， 应在规定的荷载连续试件终止时量测构件的

10、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样，各测点间读数时间间隔不宜过长；4.3.5 裂缝图 6 适筋梁受弯试验挠度测点布置试验前将梁两侧面用灰浆刷白，并绘制50mm × 50mm 的网格；试验时借助放大镜用肉眼查找裂缝； 构件开裂后立刻对裂缝的发生进展情形进行具体观测，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，并采纳数码相机拍照后手工绘制裂缝绽开图， 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；最大裂缝宽度应在使用状态短期试验荷载值连续15min 终止时进行量测；4.4 裂缝进展及破坏形状荷载较小时， 无

11、明显裂缝进展； 梁开裂后， 裂缝截面受压区混凝土承担的拉力全部传给钢筋， 钢筋无法承担混凝土转嫁过来的拉力，应力激增， 快速越过屈服平台和强化阶段达到极限强度而拉断， 受拉裂缝进展至梁顶； 梁断为两截， 破坏前梁上无裂缝，是突发性的脆性破坏；破坏形状如图7 ；w.5. 试验数据处理与分析5.1 荷载挠度关系曲线荷载 挠度关系曲线与试验结果基本相符，增，快速断裂，梁破坏；图 7 少筋梁破坏裂缝钢筋屈服前挠度呈线性变化，屈服后挠度激图 8 荷载 挠度关系曲线图5.2 弯矩曲率关系曲线弯矩和曲率由以下公式运算：M0.25 P, 单位: kN m M0.25 P2 5h2 8 ,取h170mmw采纳混

12、凝土结构基本原理（其次版）（顾祥林主编）第五章第五节中的法运算，不同配筋率的梁的弯矩曲率（M-）关系应如图 10；图 9 实际弯矩 曲率关系曲线图曲/10-5率m11 m图 10 理论弯矩 曲率曲线图5.3 荷载 纵筋应变关系曲线.图 11 荷载 纵筋应变关系曲线5.3 构件承载力分析采纳混凝土结构基本原理（其次版）（顾祥林主编）第五章第六节中的简化法运算少筋梁试件正截面的承载力，得wPcrPu7.69kN采纳混凝土结构基本原理（其次版）（顾祥林主编）第七章第七节中的简化法运算少筋梁试件斜截面的承载力，得PcrPu2Vu2Vcs138.87kN满意先发生正截面破坏的要求；实测截面承载力为Pcr

13、Pu8.417kN梁的实际抗弯承载力大于理论预估值， 主要可能有以下缘由： 实际纵筋的屈服强度和破坏强度比理论值大得多， 导致理论上得预估荷载运算值偏小； 可能是由于运算模式上做了较多偏安全的假定； 混凝土本身性质的离散性导致某一特定构件的实际抗压强度比其强度等级大；6. 结论当梁中纵向受力钢筋配筋率很小时，称为少筋梁， 梁正截面的受弯破坏仅经受弹性阶段；当荷载较小时， 梁处于线弹性状态， 梁开裂后裂缝截面受拉区混凝土承担的拉力全部传给钢筋，由于配筋率很小，钢筋无法承担混凝土转嫁而来的拉力，应力激增，并快速越过屈服平台和强化阶段到达极限强度而拉断，受拉裂缝只有一条且进展至梁顶，梁由于脆性断裂而

14、破坏，混凝土的抗压强度尚未得到充分发挥；少筋梁钢筋拉断后，梁断为两截，破坏前梁上无裂缝，梁仅产生了弹性变形；少筋破坏属于突发性的脆性破坏，具有很大的危急性；7. 附件：部分原始数据（每级两条）2_18_18_28_38_48_58_62_50.2480332230.0040.825181419111519-0.0041.653427332126320.0121.7333528342126310.0122.7236042533639490.2.8066043543539490.3.9618253704951650.0363.7968354704852640.0365.03412971956871

15、840.0365.11613070966970850.0446.7675621051655071091130.047.0145271061654781091140.0368.3350951720128-0.3378.4170941720132128-0.3212_12_62_72_82_92_1026_10.2480.0080.004-0.008-0.0040.0040.0080.825-0.0040.004-0.012-0.025-0.0040.0081.65-0.008-0.004-0.008-0.078-0.0170.0041.733-0.0040-0.012-0.078-0.00802.723-0.0040.004-0.016-0.-0.0170.0042.806-0.004-0.004-0.016-0.177-0.0130.0083.9610.0040-0.012-0.23