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1、结构工程实验报告实验序号： 专业：班级：姓名： 同组实验者: 试验时间：实验一钢筋混凝土适筋梁抗弯破坏试验实验目的1- 了解钢筋混凝土梁静力荷载试验中随加载大小改变，挠度变化及裂缝出 现和发展过程及混凝土的破坏情况。2- 观察钢筋混凝土梁受力和变形过程三个工作阶段及钢筋混凝土梁的破坏 特征。3- 测定钢筋混凝土梁正截面的开裂荷载和极限承载力。二、实验设备与仪器1、静力试验台座、反力架、支座及支墩2、50T手动式液压千斤顶3、50T荷重传感器4、YD-21型动态电阻应变仪5、X-Y函数记录仪6、YJ-26型静态电阻应变仪及平衡箱7、显微镜及放大镜8、位移计（百分表）及磁性表座9、电阻应变片、导线
2、等二、实验对象我们组的梁采用的是C25的混凝土，所采用的材料如下：42.5矿渣水 泥，中粗砂，20-40mm单粒级碎石，纵筋为6018（二级带肋钢筋），箍筋为 890 （级光圆钢筋）。梁的尺寸为150x300x 1500mm3。试验加载过 程中我们希望看到的是正截面的破坏形态。四、实验原理纯弯曲钢筋混凝土试件，纯弯曲区截面有带有荷载传感器的试验机或由 反力架、千斤顶、不同高度粘贴五枚应变片。由带有荷载传感器组成的加载 装置加载。在梁的跨中安置上位移传感器。由载荷传感器和位移传感器将试 件过程中的载荷和变形，转换成电信号，输入动态应变仪加以放大，然后由 xy函数记录仪再放大，并自动描绘出载荷挠度
3、曲线或将传感器、放大器 转换成的电信号，输入动态数字采集系统，自行记录PF曲线。试验前分别对载荷传感器和位移传感器标定，得出坐标纸（y轴）上每一 厘米所代表的载荷值和位移值。设比例系数m（KN /m）和n（mm / cm）。在试件 相应部位再安置上百分表，观察其挠度变化。试件上的电阻应变片由静态电 阻应变仪测定不同载荷时各应变片的应变值。五、实验前期准备工作1、裂缝观测最常用于发现裂缝的最简便方法是借助镜用肉眼观察。在试验前用纯 石灰水溶液均匀地刷在结构表面并等待干燥。当试件受力后，白色涂层将 在高应变下开裂并剥落。这时，在钢结构表面可以看到屈服线条，混凝土 表面的裂缝也会明显地显示出来。研究
4、墙体结构表面开裂时，在白灰涂层干燥后画出50mm左右的方格栅，以构成基本参考坐标系，便于分析和描绘 墙体在高应变场中裂缝的发展和走向。2、仪器的安装为了保证试验量测的可靠性和仪表安装的方便，在试件内必须预设埋件 或预留孔洞，用接触式应变仪量测试件表面应变时应埋设相应的测点标脚； 钢筋混凝土试件用电阻应变计量测钢筋应变时，在浇注混凝土前应先在钢筋 上贴好应变片，做好防潮以及机械损伤的处理。3、试件的安装就位1）混凝土梁受弯构件是简支的，在试验安装时其一端采用固定铰支座，另 端采用滚动铰支座。2）在加载中，用千斤顶施加力并通过分配梁传力在两加载点对称加载，使 简支梁跨中形成长700mm的纯弯曲段（
5、忽略梁的自重）。650700650罔00800试验装置图为了减少试件的安装误差，试件就位后的计算跨度（梁）和计算高度 必须与计算简图一致。由于支座约束条件与构件的内力传递及变形有关， 因而安装试件时，应严格按照设计要求选择支座形式。一般在试件就位前, 应先在试件上画出支座反力的作用线位置和外荷载的作用点位置，需要对 中的试件还要画出中心线位置，荷载作用部位要附设定位零件，以使荷载 有明确的着力点。4、试验项目和测点布置1）在梁的纯弯段的纵向受力钢筋中部预埋电阻应变片，用导线引出，并做 好防水处理，设8、8、8个应变测量点。123 三梁的跨中布置一2）考虑在加载的过程中，两个支座受力下沉，支座上
6、部分别布置位移测点f和f ,以消除由于支座下沉对挠度测试结果的影响。1 2百分表f,测量跨中的最大挠度。梁实际跨中最大挠度3六、试验方法和步骤1）在试件表面刷上白色石灰浆涂层，以衬托出在试验中试件表面的微 细裂缝。为了便于记录和描述裂缝的发生部位，在试件表面划出 50mm X 50mm左右的方格。2）传感器的标定 通过使用电液伺服系统的试验加载标定，结果为 630“ 8 /100KN。3）将试件安放在支座上。安装好位移传感器和百分表。4）将应变片接至静态电阻应变仪，实行多点测量，各点预调平衡。5）预加荷载，检查加载装置、测试仪表是否正常工作，然后卸载。发 现问题及时处理。6）正式加载试验，逐级
7、加载，记录荷载挠度曲线；读取纯弯区 各测量点的应变值。记录试验数据。7）试验过程中，实时监测试件裂缝的出现以及裂缝的宽度、长度随载 荷的发展情况；描绘试件开裂的位置。8）记录试件的破坏特征。七、试验加载阶段试验加载程序是指试验进行期间荷载与时间的关系。加载程序可以有多 种，应根据试验对象的类型及试验目的与要求不同选择。一般结构静载试验 的加载程序分为预载、标准荷载、破坏荷载三个阶段。1）准备温度补偿片用电阻应变片测量应变时，温度变化使应变片的电阻值发生变化， 产生“温度效应”。我们使用温度补偿片消除“温度效应”。2）标定应变器，测量混凝土试块强度。3）架梁，安放百分表，连接仪器，预调平衡。该过
8、程比较复杂，工作量大，我们是在老师的指导下和观察了先做的 几组的操作后才顺利完成了该项工作的。4）预压预压可使试件内、外部接触良好，进入正常工作状态，在试件制造、 安装等过程中节点和结合部位难免有缝隙，预加载可使其密合。5）加载阶段根据所测得的混凝土实际强度估算该适筋梁的极限荷载P ,取该值max的5%为每级的加载量。八、实验数据处理与分析1、由记录的静载试验数据画出载荷一挠度曲线。梁实际跨中最大挠度加 荷加荷 时间荷载f1f2f3跨中挠度f f3f12表5荷载一挠度数据表序数(kN)读数差值读数差值读数差值f29.700014.49/4/25.13/-0.029.7-0.014:20314.
9、4633125.180.050.07-0.029.724:25614.4243025.220.040.06-0.029.7-0.034:30914.3932125.260.040.06-0.029.7-0.044:351214.3631125.320.040.08-0.029.6-0.054:401514.3249225.360.060.07-0.029.6-0.064:451814.2847225.400.040.07-0.029.6-0.074:502114.2534325.490.090.12-0.029.6-0.084:552414.2141325.610.120.16-0.029.5
10、-0.095:002714.1839225.680.070.10-0.029.5-0.0105:053014.1352725.970.290.3531.-0.029.5115:10514.11250.0326.090.120.12-0.029.5-0.0125:153314.0924126.190.100.12135:2034.14.07-0.029.5-0.026.470.280.305231145:253614.06-0.0129.51-0.0226.990.520.54155:3037.514.04-0.0229.45-0.0627.700.710.75165:353914.01-0.0
11、329.40-0.0529.812.112.152、分析计算实验测得的开裂弯矩，极限弯矩值与理论值比较(1) 裂缝出现，发展过程及试件破坏形态加载过程中，裂缝出现时的微应变为480“*，由已测得的传感器灵敏度K 16 /kN可知开裂弯矩为：M 亠竺 0.4 6kN m16 2当千斤顶上力加至30kN时出现了第一条裂缝，之后梁下部混凝土逐渐退出 工作，由受拉纵筋独立承受拉力。由于是少筋梁，最终的破坏是由于下部的受拉 钢筋屈服，裂缝开展过大而失效。试验证明，在逐级加载过程中，下部裂缝逐渐 增多并变宽变长，达到1.5mm时，梁即告破坏。由以上分析可知，少筋梁的破坏 形态充分表现了出来，从这个意义上讲
12、本次试验是成功的。(2) 分析计算实验测得的开裂弯距并与理论值比较加载过程中，裂缝出现时的微应变为480，破坏时的微应变为600 由 已测得的传感器灵敏度K 16 /kN可知开裂弯距为:4806kN mM0.4m裂16/KN2极限弯距为：M6240.4m7.8kN mmax16/KN2用混凝土试块测得的抗压强度13.7kN /mm 2计算得的极限弯距为：受拉纵筋选2必6, A 57mm 2 ；架立筋选2必8, A 100mm 2 ；箍筋选ss8 150 ;取 a =35mm，则 h =265mm;剪跨 a=400mm，则剪跨比A 400 1 5s0h 2650(1)受压区高度A f 57 40
13、0x s y11.09mm h 0.518 265 137.27mmfb 1.0 13.7 150b 01 c(2)弯矩加载标准值Mfbx(h -x/2) 1.0 13.7 150 11.09 (265-11.09/2)5.9kN mmax1 c0(3) 根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算正截面承载力的理论值, 并与梁的正截面承载力实测值进行比较，计算出实测值与理论值的符合程度 实测值_?理论值实测值理论值z/m132%对比分析以上数据，可看出实际测得的强度与理论计算的很接近。从上述比 较中可看出实际测量值与理论计算值相近，说明本次试验是成功的。3、裂缝形态图图13裂缝形态图4、内部钢筋的应变记录加载时间荷载A1A2A3B1B2B3序号(kN)(M(
