CE_bulletin 版 (精华区)

发信人: windoe (亲亲我的宝贝), 信区: CE_bulletin
标  题: 结9混凝土结构试验的指示书
发信站: 听涛站 (2002年03月23日22:48:59 星期六), 站内信件


（一）钢筋混凝土简支梁正截面受弯性能实验
一. 实验目的：
1.  在学习钢筋混凝土受弯构件正截面受力性能的基础上，通过钢筋混凝土简支梁的
设计、制作和受弯全过程的实验，对受弯承载力、刚度和裂缝进行测定，并对破坏形
态进行观测，进一步加强对钢筋混凝土梁受弯性能、正截面承载力计算理论、裂缝及
变形性能的理解。
2.  学习适筋梁、超筋梁和少筋梁的配筋，计算破坏荷载，观测破坏形态和挠度，裂
缝开展和分布情况。
3.  学习钢筋混凝土受弯构件实验的全过程。
4.  学习钢筋混凝土截面抗剪验算的方法。
5.  了解并掌握钢筋混凝土构件的制作过程。
6.  了解常用结构实验仪器的使用方法。
7.  初步掌握结构实验测量数据的整理和分析，实验分析报告的撰写。
二. 参考书及预习内容：
1.  《混凝土结构与砌体结构》（上册）叶列平编著
2.  《建筑结构实验》  王娴明等
3.  《结构工程材料》  覃维祖主编
4.  混凝土配合比的设计方法
5.  计算三种钢筋混凝土简支梁的开裂荷载、屈服荷载和极限承载力。
三. 实验要求：
1.  设计钢筋混凝土简支单筋梁，使之在实验室提供的加载条件下能按照预定的破坏
形态实现少筋、适筋和超筋中的一种。
2.  利用实验室提供的材料和实验器具，自己动手制作混凝土构件。
3.  对制作试件的开裂荷载、破坏荷载以及受力性能进行预测。
4.  混凝土构件加载实验，验证预测结果。
四. 实验设备及材料：
1.  材料
水泥，细石，砂子，钢筋，铁丝。详细材料参数根据实际情况随后提供。
2.  模具
实验室提供长1000mm，高100mm，宽60mm的模具，用以制作试件。另外提供棱柱体留
样模具3个。
3.  加载设备
如图所示，实验梁的跨度为900mm，两端简支，跨中集中为荷载，最大可加荷载为100kN
。
4.  实验测量系统（选用）
4.1百分表，用于量测钢筋混凝土梁的挠度。
4.2千分表、曲率仪及表架，用于量测钢筋混凝土的中段曲率。
4.3电阻应变片和电阻应变仪，用于量测钢筋及混凝土上的应变。
4.4力传感器，用于量测手动千斤顶作用在梁上的力。
4.5刻度放大镜，卷尺及其他工具。
5.  记录用具：坐标纸用于绘制裂缝分布图。


图1：简支梁加载实验示意图

五、试验安排

1.  初步设计
每人提交一份初步设计计算书。计算书中应包括3种破坏的设计方案，包括采用的材
料参数、配筋量以及预测的开裂荷载、极限荷载。3种方案必须都能在提供的试验条
件下实现。

2.  混凝土配合比设计
根据设计初步方案，进行混凝土配合比设计，确定水泥、石子、砂子的用量及水灰比
。
第6周（4月2日）应提交以上两份设计计算书。
      ~~~~~~~
每人都提交

3.  指定设计类型
根据抽签决定将制作的构件的破坏形态。
4月5日
~~~~~~

4.  制作构件
制作前应绘出详细的简支梁的钢筋下料图和采用的混凝土配合比，并对构件抗剪进行
验算。
上交正式设计图纸和配合比：4月9日
                        ~~~~~~
在第7周安排下料，绑筋
  ~~~~~
第8周，第9周打混凝土
~~~~~~~~~~~~

5.  实验前提交最终的设计计算书，并准备好实验量测表格
每人提交一份最终的计算书，应包括自己设计制作的梁的详细配筋和计算，以及采用
的计算方法、参考文献等等，最终给出对试件极限承载力的预测。
第10周，11周
每组准备一份详细试验预习报告，并制作试验记录表格。

6.  实验（第12、13周）
按照预定方案进行加载，直至梁破坏，与预测结果比较。

7.  实验报告（第14、15周）
每人提交试验报告一份，包括实验现象，分析构件的受力，预测偏差出现的原因，以
及整个试验的体会与心得，与参观试验报告一起提交。鼓励试验报告中有个人研究分
析的内容，最好图文并茂。


六. 实验方案和实验要求：
为研究钢筋混凝土梁正截面的受力性能，主要通过荷载和应变、荷载和挠度、荷载和
曲率之间的关系。通过各级荷载下的挠度，应变分布规律和裂缝开展情况来分析我们
最关心的强度安全度，以及找出刚度随外荷载变化的规律。
通过实验获得：（1）荷载-混凝土应变关系；（2）荷载-跨中挠度关系；（3）荷载
-曲率关系；（4）裂缝分布图；（5）试件承载力。
实验梁加荷载，应根据计算承载力分级加载，并控制加载速度。裂缝的发生和发展用
眼睛观察，裂缝宽度用刻度放大镜测量，正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝
宽度（包括梁底和侧面）。挠度测量数据由专人通过测挠度的百分表测取。每组组长
制定专人分别负责读数、加载和记录。
七. 实验步骤：
1.  实验荷载按梁极限弯矩Mu所对应极限荷载P的10%分级，自重等作为初级荷载记入
，在梁的开裂荷载Pcr之前应分3级（对适筋梁而言）。
2.  按电阻应变片粘贴技术要求贴好应变片，做好防潮防水处理，引出导线，并联接
到后续仪器上。装好挠度计或百分表。
3.  安装并检查千斤顶和测力传感器，并记录力传感器的灵敏度值。
4.  正式实验，先进行荷载小于Mcr并分1~3级的预载实验，测读数，观察试件装置仪
表是否工作正常。每级荷载间歇3分钟，在前后两次加载的中间时间读数。
5.  在实验进行过程中，随荷载增加，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态
，分别利用坐标纸绘制梁的裂缝分布图。
6.  梁的实验结束马上压预留的混凝土试块，获得混凝土实际强度值。
八. 实验结果的整理、分析和实验报告
1.  整理下列实验原始资料
1.1试件的实际尺寸：梁的宽度b；高度h；保护层厚度a及含钢率等。
1.2实验材料的力学性能：钢筋和混凝土的实测强度、弹性模量。
1.3实验的制作和养护条件和外观特征。
1.4实验纪录的表格和图
1.5根据实验前实测得到的试件尺寸和材料力学性能数据计算下列Mcr及对应的荷载Pcr
，极限弯矩Mu及对应的荷载Pu。
2.  整理出下列实验曲线
2.1施加荷载与最大挠度点的关系曲线。
2.2弯矩与挠度的关系曲线。
2.3计算出弯矩与钢筋应变的关系曲线。
2.4计算出弯矩与受压区混凝土应变点的关系曲线。
3.  绘图：整理实验时描绘的裂缝分布图，并将受弯构件适筋梁、少筋梁和超筋梁各
自破坏形态的裂缝分布图进行对比。
4.  实验结果分析讨论，根据实验结果和计算结果对比等工作巩固所学知识。


（二）钢筋混凝土结构试验参观
在本学期中每人都应参观一次结构试验室中的混凝土结构试验，并了解其原理和试验
过程，并参考相关资料进行总结，完成试验参观报告。

评分标准：
完成实验50分：按时提交各个报告并基本达到要求；试验顺利达到预期的破坏状态。

荷载预测30分：根据个人提交的计算书中对试件极限承载力的预测值与实验值的差距
大小评定。偏差≤5％得30分，5％～10％得28分，10％～20％得25分，20％～30％得
21分，30％～50％得18分，50％～100％得12分，100％以上10分。此项分数按照小组
给定，取小组中的最低分为整个小组的分数。
实验报告及试验参观报告20分。

分组：6人1组，按学号依次排序。
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