钢筋混凝土正截面受弯实验报告

《混凝土构造设计原理》试验报告试验一钢筋混凝土受弯构件正截面试验土木工程专业10 级 3 班姓名 学号2023年十一月仲恺农业工程学院城市建设学院目录一、试验目的：·················· 2试件试验仪器设备三、试验成果与分析，包括原始数据、试验结果数据与曲线、依据试验数据绘制曲线·3试验简图2试验简图少筋破坏-配筋截面适筋破坏-配筋截面3.14超筋破坏-配筋截面3.2少筋破坏：·····试件试验仪器设备三、试验成果与分析，包括原始数据、试验结果数据与曲线、依据试验数据绘制曲线·3试验简图2试验简图少筋破坏-配筋截面适筋破坏-配筋截面3.14超筋破坏-配筋截面3.2少筋破坏：················计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由绘出试验梁p-f变形曲线绘制裂缝分布形态图简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理3.3适筋破坏：················3.231计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由绘出试验梁p-f变形曲线绘制裂缝分布形态图简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响36-1-3.4超筋破坏：···············-1-计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由绘出试验梁p-f变形曲线绘制裂缝分布形态图简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理四、试验结果争论与试验小结。············ 12仲恺农业工程学院试验报告纸城市建设学院〔院、系〕土木工程 专业103班11组混凝凝土构造设计原理课学号 姓名 试验日期2023/11/18 教师评定试验一钢筋混凝土受弯构件正截面试验试验目的：①. 了解受观看了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征。②. 弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝消灭和进展过程。③. 测定或计算受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。试件特征f 〔1〕依据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为C25(ck=16.7N/mm2，tk=1.78N/mm2f f 11.9N/mm2,Ec=2.8104 N/mm2，纵向受力钢筋强度等级HRB335级〔极限抗c拉强度标准值为f 335N/mm2〕，箍筋与架立钢筋强度等级HPB300级〔屈服强fykf度标准值为y=300N/mm2〕〔3〕梁的受压区配有两根Ф10的架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。1〕静力试验台座、反力架、支座与支墩〔2〕手动式液压千斤顶〔3〕20T〔4〕YD-21〔5〕X-YYJ-26读数显微镜及放大镜位移计〔百分表〕及磁性表座电阻应变片、导线等3.试验成果与分析，包括原始数据、试验结果数据与曲线、依据试验数据绘制曲线等。试验简图〔3〕梁的受压区配有两根Ф10的架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。1〕静力试验台座、反力架、支座与支墩〔2〕手动式液压千斤顶〔3〕20T〔4〕YD-21〔5〕X-YYJ-26读数显微镜及放大镜位移计〔百分表〕及磁性表座电阻应变片、导线等3.试验成果与分析，包括原始数据、试验结果数据与曲线、依据试验数据绘制曲线等。试验简图-2-少筋破坏-配筋截面：〔注明开裂荷载值、纵向受拉钢筋到达设计强度fy时的荷载值、破坏荷载值〕Fcr

6.6KN Fu

9.6KN适筋破坏-配筋截面〔注明开裂荷载值、纵向受拉钢筋到达设计强度fy时的荷载值、破坏荷载值〕Fcr

7.9KN Fy

52.3KN Fu

56KN超筋破坏-配筋截面〔注明开裂荷载值、纵向受拉钢筋到达设计强度fy时的荷载值、破坏荷载值〕Fcr

13.4KN Fu

110.8KN少筋破坏：计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由。开裂弯矩、荷载：h052531494mm As157mm2 跨度为a2450mmc1fc

bxAf

M fcr

A(hs

2stkx Asftk 1571.78 0.1118mmstkc1fb 1.011.9210cM 1.78157494-0.11180.138KNM cr 2 -3-M0.138MF cr 0.056KNcr a 2.45

破坏弯矩、荷载：f Ax yk s

335157

21.04mmafb1 c

111.9210M 335157494-21.0425.43KNM u 2 M 25.43F u 10.38KNu a 2.45通过分析比照，试验数据跟理论数据存在着误差，主要缘由：1试验时没有考虑梁的自重，而计算理论值时会把自重考虑进去；计算的阶段值都是现象发生前一刻的荷载，但是试验给出的却是现象发生后一刻的荷载；破坏荷载与屈服荷载的大小相差很小，1.5倍不能准确的计算破坏荷载；整个计算过程都假设中和轴在受弯截面的中间。绘出试验梁p-f〔计算挠度〕注：在很小荷载的作用下，少筋梁即破坏，挠度无法计算〔计算裂缝〕-4-注：少筋梁在裂缝消灭到破坏期间时间极短，裂缝难以计算。简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。0.4KN时，梁处于弹性阶段。②在荷载到达6.6KN时，混凝土开裂，开裂截面，内力重分布，开裂的混凝土一下子把原来担当的绝大局部拉力交给受拉钢筋，是钢筋应力突然增加很多，故裂缝一消灭就有肯定的宽度。此时受压混凝土也开头表现出肯定的塑性，应力图形开头呈现平缓的曲线。③又由于配筋率少于最小配筋率，故一旦原来由混凝土担当的拉力有钢筋担当后，钢筋快速到达的屈服。受压区高度会快速降低，以增大内力臂来提高抗弯力量。同时，所提高的抗弯力量等于降低-荷载曲线上就表现为荷载有一个突然地下降。然后受压区高度进一步下降，钢筋历尽屈服台阶到达硬化阶段，荷载又有肯定上升。此时受压区混凝土仍未被压碎，即梁尚未丧失承载力量，但这是裂缝开展很大，梁已经严峻下垂，也被视为以破坏。简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。配筋率越高，受弯构件正截面承载力越大，最大裂缝宽度值越小，但配筋率的提高对减小挠度的效果不明显。适筋破坏：计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由。理论计算：-5-h486.5ofA

1.78981.25开裂时：xtk s 0.6989mmM fcr tk

A(hs

fb 1.011.92101cx)1.78981.25(486.50.6989)0.8491KNgm2 2M 0.8491Fscrs

cr 0.3466KNa 2.45屈服时：x

fyA

117.797mmM fy y

A(hs

fb 1.011.92101cx)300981.25(486.5117.797)125.875KNgm2 2Fy

y125.87551.38KNa 2.45破坏时：x

f A 335981.25yk s 131.54mmM f A(hu yk s o

fb 1.011.92101cx)335981.25(486.5131.54)138.3KNgm2 2M 138.3破坏荷载Fu

u 56.5KNa 2.45通过分析比照，试验数据跟理论数据存在着误差，主要缘由：1试验时没有考虑梁的自重，而计算理论值时会把自重考虑进去；计算的阶段值都是现象发生前一刻的荷载，但是试验给出的却是现象发生后一刻的荷载；破坏荷载与屈服荷载的大小相差很小，1.5倍不能准确的计算破坏荷载；整个计算过程都假设中和轴在受弯截面的中间。绘出试验梁p-f〔计算挠度〕A981.25sh486.50

EsA

2105 981.25 0.0686sE E bhsc A

2.8104981.25

486.5 ste A

0.01780.5210525te当构件开裂时，M 0.8491KN/Mk-6- MKsq A0 s

0.8491106 2.0440.87486.5981.251.10.65

ftkte

1.10.65 1.78 0.01782.044EAh2

2105981.25486.52B s s0 5.5191013Nmm2s 1.150.20.260.0686Efs

Ml2K0

50.8491106735020.52mmB 8 5.5191013BB1013s(Ngmm2)5.5194.1993.132.852.82f(mm)0.5232.1686.30149.1166F(kN)0.346616.3332.6551.3856.45Mk(KN·m)0.84914080125.875138.3 (N/mm2)sq2.04496.3192.6303.1333ψ0.20.430.760.88550.9试验得 出的荷载- 挠度曲线:〔计算裂缝〕-7-最大裂缝：a 1.9crs Aste

981.250.5210525

0.0178deqte

250.0178M

1404.5mm138.3106ksqhAk0 s

0.87486.5981.25333N/mm21.10.65 1.78 0.90.0178333

333 W a 0.08 eq1.90.9

1.9

0.081404.5

0.46mmmax cr E s s te

2105简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。0.4KN内，梁属于弹性阶段，没有到达屈服更没有受到破坏。②当荷载在0.4KN的根底上分级加载，受拉区混凝土进入塑性阶段，手拉应变曲线开头呈现较明显的曲线性，并且曲线的切线斜率不断减小，表现为在受压区压应变增大的过程中，合拉力的增长不断减小，而此时受压区混凝土和受拉钢筋仍工作在弹性范围，呈直线增长，于是受压区高度降低，以保证斜截面内力平衡。当内力增大到某一数值时，受拉区边缘的混凝土到达其实际的抗拉强度和极限拉应变，截面处于开裂前的临界状态。③接着荷载只要增加少许，受拉区混凝土拉应变超过极限抗拉应变，局部薄弱地方的混凝土开头出现裂缝，此时荷载为7.9KN。在开裂截面，内力重分布，开裂的混凝土一下子把原来担当的绝大局部拉力交给受拉钢筋，是钢筋应力突然增加很多，故裂缝一消灭就有肯定的宽度。此时受压混凝土也开头表现出肯定的塑性，应力图形开头呈现平缓的曲线。此时钢筋的应力应变突然增加很多，曲率急剧增大，受压区高度急剧下降，在挠度-荷载曲线上表现为有一个表示挠度突然增大的转折。内力重分布完成后，荷载连续增加时，钢筋担当了绝大局部拉应力，应变增量与荷载增量成肯定的线性关系，表现为梁的抗弯刚度与开裂一瞬间相比又有所上升，挠度与荷载曲线成肯定的线性关系。随着荷载的增加，刚进的应力应变不断增大，直至最终到达屈服前的临界状态。④钢筋屈服至受压区混凝土到达峰值应力阶段。此阶段初内力只要增加一点儿，钢筋便即屈服。此时荷载为52.3K。一旦屈服，理论上可看作钢筋应力不再增大〔钢筋的应力增量急剧衰减，截面承载力已接近破坏荷载，在梁内钢筋屈服的部位开头形成塑性铰，但混凝土受压区边缘应力还未到达峰值应力。随着荷载的少许增加，裂缝连续向上开展，混凝土受压区高度降低，中和轴上移，内力臂增大，使得承载力会有所增大，但增大格外有限，而由于裂缝的急剧开展和混凝土压应变的快速增加，梁的抗弯刚度急剧降低，裂缝截面的曲率和梁的挠度快速增大。-8-简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。配筋率越高，受弯构件正截面承载力越大，最大裂缝宽度值越小，但配筋率的提高对减小挠度的效果不明显。超筋破坏：计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟试验的数值比照，分析缘由。h0482mm As1413mm2 跨度为a2450mmc1fc

bxAf

M fcr

A(hs

)2stkx Asftk 14131.78 1.0mmstkc1fb 1.011.9210cM 1.781413482-1.01.211KNMcr 2M 1.211F cr 0.494KNcr a 2.45破坏弯矩、荷载：f Ax yk s

3351413

189.42mmafb1 c

111.9210M 3351413482-189.42183.33KNMu2 u M 183.33F u 74.83KNu a 2.45通过分析比照，试验数据跟理论数据存在着误差，主要缘由：-9-、构件的平坦度，截面尺寸是否准确、混凝土实际保护层的厚度等施工质量会使计算值与实际抗弯承载力产生差异。、应变片的粘贴位置会产生差异。传感器的精度会产生差异。百分表的位置影响。手持式应变仪的读数影响。、应变片的温度补偿产生差异。选用设备的量程不合理。读数间隔时间相差过大。、各种人为因素，仪器操作的娴熟程度。试验时仪表消灭碰撞。度数消灭误差。没有预加载绘出试验梁p-f〔计算挠度〕〔3〔3〕〔计算裂缝〕注：超筋梁在荷载作用至破坏期间有效受拉混凝土截面面乐观小，难以计算。〔4〕简述裂缝的消灭、分布和开放的过程与机理。5KN时，梁处于弹性阶段。②在荷载到达13.4KN时，混凝土开裂，开裂截面，内力重分布，开裂的混凝土一下子把原来担当的绝大局部拉力交给受拉钢筋，是钢筋应力突然增加很多，故裂缝一消灭就有肯定的宽度。此时