《混凝土设计原理》

《《混凝土设计原理》》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《混凝土设计原理》（15页珍藏版）》请在装配图网上搜索。

1、混凝土设计原理实验指导书（土木工程专业用）南京工业大学土木工程学院目录实验一：单筋矩形截面梁破坏 1 实验二：受弯构件斜截面破坏 4 实验三：偏心受压柱破坏 10试验一 单筋矩形截面梁破坏学 时：2 学时实验性质 ：综合性实验目的要求：通过对适筋梁、超筋梁和少筋梁的试验，加强对钢筋混凝土梁正截面受弯破坏过程的 认识，了解正截面科学研究的基本方法，验证受弯构件正截面承载力计算方式。实验内容：1、观测适筋梁、超筋梁的裂缝出现和开展过程、挠度变化以及破坏特征，并记下开 裂荷载实测值（ Pcr）和破坏荷载实测值（ Pu）。2、量测适筋梁在各级荷载下的跨中挠度值，绘制梁跨中的荷载（内力）一挠度曲线 （M

2、-f 曲线）。3、量测适筋梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘出沿梁高度的应变分布图形， 验证平截面假定。4、通过在主筋上测定的应变，验证钢筋屈服与梁破坏之间的关系。5、观察和描绘试件破坏情况和特征，比较适筋梁与超筋梁的破坏形态及破坏荷载。6、根据规范方法计算试件破坏承载力理论值并与试验值比较。 试件设计与制作：1、试件设计为确保梁正截面强度破坏，在剪弯区段所配箍筋需加强，纵筋端部锚固 足够可靠。图 1-1和表 1-1给出了 L-1（适筋梁）、L-2（超筋梁） L-3（少筋梁）的配筋详图及截面 参数，混凝土采用 C15，纵向受力筋采用 HPB235钢筋（带弯钩）和 HRB335 钢筋（不带 弯

3、钩）。表 1-1项目梁号截面尺寸2bh（mm2）1 号筋2 号筋3 号筋L 1(mm)L 2(mm)保护层厚 C（mm）L-112018021228610095070015L-212018022028610095070015L-315030026286100950700151L-1(适筋梁)8号铅丝受弯试验梁施工图注：砼采用 C15，保护层厚度取 20mm。制作时预留砼立方试块( 150*150*150 )图 1-1 试件尺寸和配筋图2图 1-2 测点布置图2、试件制表试件采用干硬性混凝土、平板振捣器振捣、蒸汽养护或自然养护 28 天，制作试件同 时预留混凝土立方体试块（ 150150150m

4、m）和纵向受力钢筋试件以测得混凝土和 钢筋的实际强度，填入表 1-2 用于计算构件的实际承载力。表 1-2项目强度（ N/mm 2）混凝土立方体150150150HRB3356HRB33512HRB33520试验方法1、加荷装置 方案一：采用千斤顶和反力架进行两点加荷 方案二：在四柱压力机上进行两点加荷。2、观测方案（1）用百分表量测梁的跨中挠度，其值按下式计算： 跨中位移fms :跨中位移实测值；frs : 右侧支座位移实测值；fls :左侧支座位移实测值2）用手持式应变仪量测沿截面高度的平均应变测点布置见图 1-2。（3）裂缝观测：用放大镜观测裂缝出现，用读数显微镜测读裂缝宽，用钢直尺量取

5、纯弯段裂缝间距。 （4）试验完毕，打碎保护层、测定实际保护层厚度。3、安全措施1、试验梁下设安全垫块，以防梁破坏时伤害操作人员和破坏仪表。2、仪表安装时系安全绳，试件破坏前必须撤除仪表。3、加荷系统必须稳定可靠。试验步骤1、试验前，先进行材料试验，并按实测材料强度指标计算开裂荷载和构件承载力。2、加荷载前，用放大镜及读数显微镜检查有无初始干缩裂缝、读取百分表和手持式应 变仪的初始读数。3、按荷载短期效应组合值的 20%分级加荷，构件自重及加载设备重量计入第一级。 每 级荷载的持续时间为 10 分钟，持续时间结束后方可测读仪表。4、接近估算开裂荷载时，荷载分级降为 5%，直至裂缝出现，记下荷载值

6、 Pcr ，开裂后 荷载分级恢复为 20%。5、构件达到正常使用极限状态，即荷载达到其短期组合值。持荷时间增加5 分钟。持续时间结束后，测读各仪表，同时用读数显微镜量测纯弯段所有裂缝宽度、量测平 均裂缝间距。6、构件进入破坏阶段、荷载分级调整为 10%，接近承载力极限状态时，降为 5%，并 撤除百分表，持续时间仍取 10 分钟，直至构件破坏，记下荷载值 Pus。注意事项（1）试验前必须明确试验目的， 仔细阅读指导书， 要求熟悉试验步骤及有关注意事项， 如有不清楚的地方可进行研究，讨论或询问指导教师，对与本次无关的仪器设备 不可随便乱动。（ 2） 试验时，一定要听从指导教师的指导，遵守试验室规章

7、制度，特别要注意试件 破坏时的安全。（3）试验结束后，按要求完成试验报告。试验二 受弯构件斜截面强度实验学时：2 学时试验性质 ：综合性实验目的要求：1、验证斜截面强度计算方法，加深认识剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏等三种剪切破 坏形态的主要破坏特征，以及产生这三种破坏特征的机理。2、正确区分斜裂缝和垂直裂缝，弯剪斜裂缝和腹剪斜裂缝；在此基础上加深了解这二 种裂缝的形成原因和裂缝开展的特点。3、加深了解箍筋在斜截面抗剪中的作用。实验内容：1、量测试验梁的挠度。2、测斜裂缝出现前后箍筋的应变。3、仔细观察裂缝的出现和开展过程，特别注意观察剪跨内斜裂缝的出现和开展的全过 程。斜裂缝出现后，用铅笔在裂

8、缝旁边描裂缝，按出现顺序编号，并在裂缝顶端注 明相应的荷载值，待试验梁破坏后再绘制裂缝分布图和破坏形态图。4、记录斜截面破坏荷载， 并验算斜截面破坏时的 Vus /Vu（Vus和Vu分别为斜截面破坏时的 剪力试验值和理论值 ）。5、在试验过程中，要根据试验目的、内容和要求，认真做好记录，并完成试验报告。 试件设计与制作：1、此试验为斜截面强度试验，在进行试件截面设计时，要保证梁不发生正截面破坏而 只发生斜截面破坏，即正截面破坏强度大于斜截面破坏强度。图 21 给出了 L1（剪压试验梁）、L2（斜拉试验梁）、L3（斜压试验梁）的 配筋详图及截面参数，设计时，砼采用 C15，纵向受力筋， I 级钢

9、带弯钩， II级钢不 带弯钩。2、试件制表 试件采用干硬性混凝土、平板振捣器振捣、蒸汽养护或自然养护 28 天，制作试件 同时预留混凝土立方体试块 （150150150mm）和纵向受力钢筋试件以测得混凝土 和钢筋的实际强度，填入表 1-2 用于计算构件的实际承载力。吊环L3(斜压)受剪试验梁施工图注：砼采用 C15，保护层厚度取 20mm。制作时预留砼立方试块( 150*150*150 )图 21 试验梁详图表 2 1项目强度（ N/mm 2）混凝土立方体150 150 150HPB2356试验方法：1、加载装置 根据试验梁最大承载能力，决定加载装置和加载方式。本次试验有三种不同规格的梁， 其

10、加载体系均采用反力架、千斤顶加载体系。加载装置如图 22 所示，荷载作用位置 如图 23。试验梁安装要求 本次的试验梁和支座的连接为简支。试验梁两端搁置在专门设计的支座上，保证梁在 受力后，梁的一端能够转动而另一端能够水平移动；试验梁就位后，应保证几何尺寸位置 的准确。2、测点布置 根据试验目的和要求，测点布置如图 24 所示。千斤顶反力架座 支图 22 加载装置图PP1212343中点图 24 测点布置图图 23 荷载作用位置图2 为百分表，量测试验梁跨中挠度注： 1、 3 为百分表，量测试验梁支座沉降，1 为电阻片，量测试验梁箍筋应变3、试验仪器和加载设备1 XJ-5 型电阻应变仪，用于量

11、测箍筋应变2 百分表，用于量测挠度3 500kN 千斤顶，用于加荷4、安全措施 在试验过程中，要服从统一指挥。随时注意观察加载装置和登记表运转是否正常，如 发现偏差过大，应立即停止试验，待纠正后再继续加载。试件接近破坏时，应在试件 下面安装安全支承，避免测试人员及登记表遭受不必要的损失；当加载超过80%的破坏荷载后，应将易损仪表拆除。5、人员分工加载 2 人，读百分表 3 人、记录 1人，操作电阻应变仪 1人、记录 1 人，寻找裂缝并 量测裂缝宽 3 人，负责安全 1 人，总指挥 1 人。试验步骤：1、试验前，先进行材料试验，并按实测材料强度指标计算开裂荷载和构件承载力。2、加荷载前，用放大镜

12、及读数显微镜检查有无初始干缩裂缝、读取百分表和手持式应 变仪的初始读数。3、加荷方法采取分级加荷，每级加载值一般取 510%的破坏荷载。每次加载后间歇 5 分钟，使试 件的变形趋于稳定后，按试验内容和要求量测数据，并认真做好记录；数据校核无误 后，方可进行下一级加载。注意事项：1、复习受弯构件斜截面的强度计算一章内容，仔细阅读试验指导书，充分了解本次试 验目的、要求、测试等内容。2、根据所给试验梁尺寸、 配筋，计算试验梁的破坏荷载， 确定加载级数和每级加载值。3、进入试验室后，要服从担任本次试验指导教师的统一指挥，认真完成本次试验所要 求的内容，注意分工协作。4、与本试验无关的仪器设备和其他试

13、验项目装置不得随意乱动。5、注意安全，尤其是加载阶段。实验三 矩形截面对称配筋偏心受压柱正截面强度试验学时：2 学时实验性质 ：综合性实验目的要求：1、通过柱侧面的应变片和纵向钢筋上的应变片，测定截面不同纤维层的应变值，验 证平截面假定，并测定混凝土的极限压应变。2、通过百分表量测柱子的水平挠度，说明纵向弯曲对偏心受压中长柱的影响。3、观察大偏心受压截面的破坏特性，记录破坏荷载。4、测定开裂荷载及 0.3mm裂缝荷载。实验内容：1、量测纵向钢筋 AS，As 的应变，分析其应力情况。2、观察裂缝出现的荷载及裂缝开展的过程。3、在跨中区段验证平截面假定并分析中和轴位置的变化。4、确定破坏荷载值，验

14、证理论公式，并对理论值和试验值进行比较。试件设计与制作：1、此试验为钢筋混凝土大偏心受压中长柱的强度试验， 试件应设计为大偏心受压柱。 选择如图 31 所示钢筋混凝土大偏心受压柱。 选择柱的截面尺寸为 b h 200mm 150mm (为了防止柱子向另一方向产生侧向弯曲面形成双向受弯，故柱截面在另一方向设计成 200mm，大于 150mm)，考虑到试验用构件没有耐久性要求，且构件尺寸较小，这里适当减 小保护层厚度，取保护层厚度 c 20mm。2、 试件制作 试件采用干硬性混凝土、平板振捣器振捣、蒸汽养护或自然养护 28 天，制作试件同时预 留混凝土立方体试块( 150150150mm)和纵向受

15、力钢筋试件以测得混凝土和钢筋的实际 强度，填入表 1-2 用于计算构件的实际承载力。10图 31 所示钢筋混凝土大偏心受压柱表 1-2项目强度( N/mm 2)混凝土立方体150 150 150HRB33514试验方法1、加荷装置如图( 32)所示，整个试验梁安装在 5000kN 液压压力试验机上进行。将压力试验 机施加的外荷载 P 作用在钢筋混凝土大偏心受压柱上。2、试验设备：(1) 加载设备：长柱试验机。(2) 测量设备：百分表、混凝土应变片、钢筋应变片、读数显微镜等。(3) 数据采集设备：计算机、 7v14 数据采集器。11表分百图 32 钢筋混凝土大偏心受压柱破坏试验装置3、观测方案（

16、1）由于要观察钢筋混凝土大偏心受压的受力全过程，测定柱中点处不同纤维层的应 变以及柱中点处的挠度值，所以，沿柱中点处不同纤维层粘贴应变片来测应变（图 33）。为了测得混凝土极限压应变，在受压区边缘也粘贴应变片，同时受拉钢筋也粘 贴应变片测钢筋应变。（2）在柱中点处安装百分表测柱的水平挠度。（3）本试验用计算机及 7V14 数据采集器组成数据采集系统。（4）用读数显微仪测读裂缝宽度。37.5 37.5 37.5 37.5图 3 3 截面应变片布置12试验步骤1、试验前，先进行材料试验，并按实测材料强度指标计算开裂荷载和构件承载力。2、加荷载前，用放大镜及读数显微镜检查有无初始干缩裂缝、读取百分表

17、和手持式应 变仪的初始读数。3、采用长柱试验机分级加载，由于本试验侧重于观察和验证，故每级荷载分为10kN，由试验机读数盘准确地控制每级荷载大小，在两次加载的间隔时间内（约 35 分钟），通过计算机、 7v14 数据采集器采集钢筋及混凝土的应变，用百分表测挠度，观察裂缝的出现及 开展情况，并用读数显微仪读出裂缝宽度。最后加载至柱破坏，观察柱的破坏现象，测定 破坏荷载。注意事项（1）试验前必须明确试验目的， 仔细阅读指导书， 要求熟悉试验步骤及有关注意事项， 如有不清楚的地方可进行研究，讨论或询问指导教师，对与本次无关的仪器设备不可随便 乱动。（2）试验时，一定要听从指导教师的指导，遵守试验室规章制度，特别要注意试件破 坏时的安全。（3）试验结束后，按要求完成试验报告。13