《建筑结构试验》答案.doc

建筑结构试验实践环节（课程编号：2448）钢筋混凝土受弯梁试验报告助考学校： 准考证号： 学生姓名： 成 绩： 时间：2 0 年 月 日钢筋混凝土受弯梁试验报告一、试验目的 1、掌握制订混凝土结构构件试验方案的原则，设计钢筋混凝土简支梁的制作方案、受弯破坏的加荷方案和测试方案。 2、熟悉常用钢筋混凝土构件制作及测试系统的组成，能根据试验设计量程和精度要求准确选择试验设备和测量仪器。 3、初步掌握试验量测数据的整理和分析技术，正确撰写试验报告。4、深化所学知识，培养动手能力和创新能力，提高科研兴趣。二、试件设计和制作1、步骤 （1）设计钢筋混凝土梁截面尺寸及配筋，在结构实验室按设计图纸要求进行钢筋下料。设计钢筋混凝土梁如图1，梁长1500mm，计算跨径为1350mm，截面尺寸为125235mm。采用C20混凝土，纵筋为HRB335，箍筋级别为HPB235。1500610023528222125多余图1 钢筋混凝土梁截面尺寸 （2）按设计绑扎钢筋，形成骨架，转运到工程训练中心。 （3）按混凝土梁截面尺寸选择好模板，支好模板，将模板内表面涂一薄层脱模剂以备脱模方便；将制作完的钢筋笼按设计要求放入模板内，模板内事先放有设计好的保护层垫块。 （4）将拌合均匀的混凝土装入模板内，填充饱满，振捣密实，并制作立方体试件。 （5）在自然条件下养护28天，几天后拆除模板，注意浇水。 （6）将混凝土梁和试件运至实验室，按照预定方案进行承载力试验，观测裂缝的产生与开展情况，记录试件受力各个过程的现象，直至试件破坏，并与预测结果比较，完成试验报告。 2、试件检查 在养护28天后，进行试验。试件实际尺寸：钢筋混凝土梁长1.5m，高235mm，宽125mm；混凝土立方体试件尺寸：150150150mm。试件外观特征：钢筋混凝土梁底面、侧面平滑，顶面略显粗糙，混凝土颜色基本一致，少部分区域略有颜色不均现象，呈黑色状，无钢筋裸露现象，无流浆现象，底部存在个别蜂窝。三、测试方案试验全过程要测读荷载施加力值、挠度和应变的数据。1、试验设备表1 试验设备一览表仪器名称液压千斤顶加载平台百分表电阻应变片电阻应变仪数量11151 2、测点布置 采取在梁跨中施加一集中力作用，跨中位置较为薄弱，且挠度最大，应力较大，故将测点布置在跨中位置，分别测定跨中位置挠度、受拉区边缘应变、受压区边缘应变及中间区域应变。测点布置如图2所示。百分表混凝土应变片试验梁图2 钢筋混凝土梁测点布置图应变片测点编号如图3。23512345 12510 60 55 50 50 10图3 混凝土应变测点位置及编号 3、受弯破坏的加载方案 1）加载图式450 450 450试验梁图4 钢筋混凝土梁加载图式 2）加载方式 （1）预加载：将混凝土梁的自重和梁上跨中位置处垫板、千斤顶等设备重作为预加载值。 （2）正常使用荷载试验和破坏试验加载 荷载分级原则：在正常使用荷载以内，每级取其荷载值的20%，一般分五级加至标准荷载；超过正常使用荷载后，每级取其荷载值的10%，当荷载加至承载力试验荷载计算值的90%以后，每级取正常使用荷载的5%，直至破坏。 3）卸载：当试件破坏后卸载，清理实验室，整理资料。四、混凝土立方体试件抗压强度试验1、将试件从养护地点取出后及时进行试验，先将试件表面和上下承压面擦干净。2、将试件安放在试验机的下压板上，立方体的中心与试验机下压板中心对准，落上压板，当上压板与试件接近时，调整试件与试验机，使接触均衡。 3、连续均匀加荷。 4、当试件接近破坏并开始急剧变形时，停止加压，直至试件破坏，记录破坏荷载。清理破坏的试件。5、根据破坏荷载，计算混凝土抗压强度，实测混凝土强度为27.3MPa。五、试验荷载计算根据混凝土抗压强度，计算梁开裂荷载和破坏荷载。六、梁受弯加载试验 1、试验步骤 （1）安装试件，标好测点位置，用砂纸打磨后涂AB胶，4个小时后打磨，用丙酮清洗干净。 （2）安装仪器仪表，在跨中位置下方安放百分表，在应变片测点位置贴应变片，并焊接线路，联线调试。 （3）试验准备就绪后，首先预加一级荷载，观察所有仪器是否工作正常。加载前读百分表和应变仪，检查有无初始裂缝并记录。 （4）按加载方案加载，每级加载后等试件变形趋于稳定后，再仔细测读仪表读数，待校核无误，方可进行下一级加荷，直至加到破坏为止。加载过程中注意观察梁有无裂缝等。 （5）构件裂缝较大时拆除记录挠度的百分表，继续加载至完全破坏时，记下破坏荷载值。 （6）整理分析试验结果。2、试验记录表2 梁受弯试验计录表序号荷载（KN）位移（mm）应变12345100000002280.120-0.117-0.011-0.059713380.410-201-9-991444480.930-347-10-1722635581.380-477-9-2333756681.890-622-10-3065007782.440-772-18-3776168883.570-935-36-4597259984.99960-1060-54-5348193、试验结果整理分析（1）在下图上画出梁的裂缝开展和破坏形态图。（2）在下图中画出梁的荷载变形曲线图。（3）对表2实测数据进行判别，选择有效测点数据，画出梁跨中截面在各级荷载作用下的截面应变分布图，并验证平截面假定。由图3所示各测点位置及平截面假定可知，测点3应为中和轴附近，即应变较小；而测点1应变应较测点2大，且为压应变；测点4可能为压应变，亦可能为拉应变，但从表中数据看，其测值不合理，判定为失效测点；故有效测点为测点2、测点3和测点5。上图中给出了各级荷载下跨中截面各测点应变情况图，从图中可以看出，跨中截面从加载至破坏各阶段，基本呈一条直线，即同一截面在受荷前后基本保持一平面，符合平截面假定。 （4）试述试验现象，并判定试验梁的破坏属于延性破坏，还是脆性破坏？是适筋梁，还是超筋梁？荷载为28KN时，裂缝开始出现但数量较少，裂纹细微长度较短，集中在纯弯段，裂缝的宽度为0.03mm左右；荷载为38KN时，裂缝数量逐渐增加，裂纹逐渐变长，支座端开始出现裂纹，裂缝的宽度为0.05mm左右；荷载为48KN时，裂缝数量继续增加，裂纹继续变长，分枝状裂缝开始出现，裂缝的宽度为0.08mm左右；荷载为68KN 时，裂缝数量持续增加，裂纹持续变长，裂缝的宽度为0.1mm；荷载为78KN时，裂缝的宽度为0.2mm。随着荷载的增加，裂缝越多越大；在荷载为98KN时，构件破坏。从上述试验现象可知，试件从屈服至破坏过程中，荷载增幅较小，但跨中挠度有较大增幅，且受力钢筋达到屈服后，受压区混凝土被压碎破坏，属于典型的适筋梁破坏特征，具有较好的延性。 （5）试件受力情况分析答：试验构件受到混凝土梁的自重和梁上跨中位置处垫板、千斤顶等设备重力作用，方向向下，两端支座处的受到支座反力，方向向上，试验过程中，通过千斤顶施加的集中荷载，方向向下。在集中荷载加载过程中的受力情况，梁两端三分之一段内截面所受剪力比较大，跨中三分之一则只受弯矩作用，即处于纯弯曲状态。跨中横截面上下部受拉，上部受压，随着外力的增加。通过理论分析如下：正截面承载力分析已知构件混凝土为C20，则fc=9.6MPa，b=125mm，b=0.55，c=20mm，纵筋为HRB335，则fy=300MPa，As=760mm2由则由理论计算可知该试验构件梁为超筋梁，试验结果可以看出有明显的三个阶段属于适筋梁。理论和实验结果有离散差别。则取可计算得出则Fu=66.38kN由上述理论计算可知，构件承载力取Fu=66.38kN，理论结果比试验结果偏小。 （6）梁受弯试验挠度观测方案是否合理？如何改善？并图示不合理，应在支座处设置位移观测点（参考点），跨中挠度值应为：中间测点减去两支座测点平均值。（7）分析探讨影响试验定量分析的误差的产生原因，并根据梁受力特点和实测数据，指出哪些测点的数据误差大，不可信？答：1）实验操作过程误差。 2）仪器误差。 3）记录误差。 4）钢筋在加载停止时，可能出现回缩。由图3所示各测点位置及平截面假定可知，测点3应为中和轴附近，即应变较小；而测点1应变应较测点2大，且为压应变；测点4可能为压应变，亦可能为拉应变，但从表中数据看，其测值不合理，判定为失效测点。故其对应的数据是不可信的。七、试验心得体会。10