钢筋混凝土梁受弯和受剪性能试验指导书

1、郑州大学现代远程教育综合性实践环节试验指导赵军楚留声 编一、试验名称：钢筋混凝土梁正截面受弯性能试验（一）试验目的了解适筋梁、超筋梁和少筋梁的受力过程和破坏特征以及配筋率对破坏特 征的影响。验证钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算理论和计算公式。掌握钢筋混凝土受弯构件的试验方法及荷载、应变、挠度、裂缝宽度等数 据的测试技术和有关仪器的使用方法。培养学生对钢筋混凝土构件试验分析的初步能力。（二）试验构件和仪器布置1 .试验梁分三种，即3、二：、工；，其几何尺寸及配筋见图1。试验梁制作时每根梁（或每盘混凝土）取150X150X 150mm试块三个，以确 定混凝土强度。每种直径和钢筋取300mm长试件

2、三根，以测定钢筋的屈服强度、 极限强度和延伸率。加荷装置和仪表布置试验梁放置于静力试验台座上，通过加荷架用千斤顶施加荷载。加荷装置见 图2所示。每根梁布置百分表5块，以测定跨中挠度。用电阻应变仪量测钢筋和 混凝土在各级荷载作用下的应变。（三）试验准备工作认真学习有关专业知识，了解钢筋混凝土梁的正截面破坏形态。（四）试验前在材料试验机上对钢筋试件和混凝土试块进行试验，以确定 钢筋的屈服强度三和极限强度、延伸率以及混凝土的立方体抗压二* 根据测定的 二求出混凝土棱柱体抗压强度二、抗拉强度土及弹性模量W的试验值。A-A(五)估算开裂荷载：.图3为试验梁加荷时的计算简图。纯弯段CD的弯矩为图3开裂弯矩

3、K”按下式计算M =0.292(1+2.5a1)ftbh2式中b、h分别为试验梁的宽度和高度。.二二2.幻土 d二。土为钢筋的截面积。flE = Ea/Ec,B为钢筋的弹性模量，取值2.1 XI驴Mpa, E。为砼弹性模量。则开裂荷载为（六）估算破坏荷载二Pmax2aifc/fyp =0.45f /fmint yp=M本试验单排钢筋a=35mm。计算破坏弯矩上.若：W=表示试验梁为少筋梁若：二:二VW：表示试验梁为适筋梁则 x= f A/(a1f b)M =a1f bx(h0.5x)若：上一=.：表示试验梁为超筋梁则由 a 1f bx=a A解出x按下式计算破坏弯矩:M = a A (h -0

4、.5x)us s 0计算破坏荷载二试验步骤量测实际尺寸，熟悉仪表操作。加荷载前，仔细量测试验梁的长、宽、高、电阻应变片位置以及支座和加 荷点位置的实际尺寸并作记录。熟悉电阻应变仪、千斤顶、百分表和刻度放大镜 等仪表操作。加荷方法确定加荷级差，每级加载值约为破坏荷载的10-15%,临近开裂和破坏 时应适当减少级差。试加荷1-2级，检查仪表反应是否正常。分级加荷，从0逐级增加到试验梁破坏为止。每次加载后静止2-5分 钟，待试验梁变形趋于稳定后再量测各种数据，校核无误后方可进行下一级加载。加载过程中应随时注意观察试验装置仪表工作是否正常，如有过大偏 差应纠正后才能继续加载。在试验梁接近破坏时，应在梁

5、下加安全支撑，当超过 80%的破坏荷载后，应将易损仪表拆除，防止测试人员受伤及仪表遭受不必要的 损失。测试内容测定每级荷载下跨中正截面混凝土和钢筋的应变.二、二以及混凝土开 裂时的极限拉应变一和破坏时的极限压应变二U。测定每级荷载下百分表的读数，以确定跨中挠度和曲率。测定初裂荷载二.。用肉眼借助放大镜观察裂缝，用铅笔标志裂缝出现和开展过程，在裂 缝顶端划一短横线注明相应的荷载值，并按出现的先后顺序将裂缝编号，用刻度 放大镜量测指定位置的裂缝宽度。测定破坏荷载二并记录试验梁的破坏特征。用方格纸绘制裂缝分布图。试验结束后整理试验数据，写试验报告。试验报告整理试验结果并绘图整理原始数据，剔除经判断是

6、错误的数据。根据百分表的读数，消除支座沉降后绘制荷载(F)一挠度(f)曲线 以及不消除沉降绘制沿梁长的挠度分布图。根据钢筋应变值绘制荷载(F)钢筋应力(二)曲线当 lW-一 时二二二 J当 时二=根据混凝土应变值绘出跨中截面应变图，并标明破坏时测得的混凝 土极限压应变.一的值。绘制裂缝形态图有余力的同学可在教师指导下绘制弯矩(M)-曲率(中)图试验报告的主要内容及格式试验报告封面内容专业、班级、姓名、报告日期、指导教师试验名称试验目的试验构件、加荷装置、仪表布置包括试验梁编号、尺寸、实测混凝土立方体强度及钢筋屈服强度、极限强 度、延伸率。画出加荷装置图，说明加载方法及程序。试验现象的描述描述试

7、验梁从加载到破坏的过程中，钢筋和混凝土的应力、应变及挠度变化 的情况，裂缝的出现、发展情况，最终的破坏形态，可以结合应力应变曲线，荷 载挠度曲线及裂缝图说明。绘出全部试验曲线(F-f、F-二，截面应力图)和裂缝图。试验结果与理论计算值比较。按照试验梁的实际尺寸以及混凝土、钢筋的实际强度分别计算开裂荷载、破 坏荷载的理论计算值，并与试验结果进行比较，如二者相差较远，应分析原因。对其他自己感兴趣的问题的说明。结论。二、试验名称：无腹筋梁斜截面受剪性能试验（一）试验目的了解斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏对应的的受力过程和破坏特征以及剪 跨比对破坏特征的影响。验证斜截面受剪承载力的计算公式。其他同正截面

8、受弯性能试验。（二）试验构件：试验梁编号为J,其截面及配筋同工:梁，但不配箍筋。（三）加荷装置和仪表布置加荷装和百分表布置同受弯性能试验。砼电阻片位置及加荷简图如图所示：a=500mm图4（四）估算SL,梁斜截面承载力上及计算破坏荷载:如图4所示，剪跨比：X= a / h0,500/240 分别取丸=1,2,3,4，并计算斜截面承载力V =a 0 0 fbhc c p h t 0其中系数a反映剪跨比的影响，系数0反映纵筋配筋率的影响，系数0反 映截面尺寸的影响。对于集中荷载作用下的独立梁， 疽.75/（ +1.0）,当剪 跨比X 1.5时，取入=1.5 ;当人3时，取X= 3。纵筋配筋率影响系

9、数0可取 （0.7 + 20p），当 p 1.5 %时，取 p = 1.5 %;当 p3.0 %时，取 p = 3.0%。截面 尺寸影响系数ph可取p尸书%，4，当h小于800mm时，取h = 800mm ;当h N 2000mm 时，取 h = 2000mm。根据本次试验情况，公式转化为V =.毫fbh : f Asv hus 人+1.0 t 0 Sv s 0人=1 时，取 1.5: V = 1.75 Vfbh +f50JVbh + f Asv h TOC o 1-5 h z us 人 +1.0 cs 0人 + 如0sl 00yv s人=2 时，取 2: v = 75 Vfb= +fAfvb

10、hi + f Asv h人 +1.0 cs 0X +1.0st 00yv s人=3 时，取 3: V =.” Vb= +f54Afvbhi + f Asv hus人 +1.0 c0X +1.0sf00yvs人=4 时，取 3: v =Vfbh c+fMAVbh + f Asv hus人 +1.0 c0X +1.0sf00yvs则估算破坏荷载：F = V。（五）试验步骤和试验报告同正截面受弯试验三、试验名称：钢筋混凝土柱正截面受压性能试验（一）试验目的了解钢筋混凝土柱受拉破坏（大偏心受压破坏）和受压破坏（小偏心受压 破坏）以及轴力偏心距。0对破坏特征的影响。验证钢筋混凝土受压构件正截面承载力计算

11、理论和计算公式。掌握钢筋混凝土受压构件的试验方法及荷载、应变、变形、裂缝宽度等数 据的测试技术和有关仪器的使用方法。培养学生对钢筋混凝土构件试验分析的初步能力。（二）试验构件：试验柱编号为Z1-Z6,其截面及配筋如图5所示。偏心距分别为15mm、30mm、 60mm、90mm、120mm和150mm。试验柱制作时每根柱（或每盘混凝土）取150X 150X 150mm试块三个，以确定混凝土强度。每种直径和钢筋取300mm长试件三 根，以测定钢筋的屈服强度、极限强度和延伸率。（三）加荷装置和仪表布置百分表布置、砼电阻片位置及加荷简图如图所示：偏心距分别为15mm、30mm、60mm、 90mm、

12、120mm 和150mm。估算试验柱承载力n及计算破坏荷载：分别取6组试验中构件偏心距e0不同尺寸，初步判断构件的大、小偏压情况。本部分 内容参考混凝土基本原理受压构件承载力部分。以大偏压为例。基本内力图形：(a)(b)图大偏心受压极限状态应力图由沿构件纵轴方向的内外力平衡，可得N a fbx + fA - f A1 cy S y s由截面上内、外力对受拉钢筋合力点的力矩平衡，可得Ne a fbx（h 一 ） + fA （h 一a ）1 c 02 y s 0 s可先利用图中大偏心受压应力状态图对纵向压力N作用点取矩的平衡条件 得A f e = A f e + a f bx （e - a + x / 2）s y s y s 1 c s s式中e一轴向压力作用点至纵向受压钢筋合力点之间的距离，e=ei-h/2+aS ，当N作用于A及A以外时e 为正值；当n作前于A 及A芝sSsSS间时e为负值。求得x（&）值后可能有几种情况：