钢筋混凝土简支梁实验指导书(修)

钢筋混凝土梁正截面实验指导书

一、实验目的

1．通过对钢筋混凝土梁的承载力、挠度、钢筋应变及裂缝等参数的测定，了解钢筋混凝土梁受弯构件（适筋梁）受力破坏的一般过程；

2．通过试验验证钢筋混凝土受弯构件平均应变平截面假定的正确性。

3．通过试验加深对适筋钢筋混凝土受弯构件正截面受力特点、变形性能和裂缝开展规律的理解。

4．掌握实验数据的分析、处理和表达方法，提高分析和解决问题的能力。

二、试验内容

1．量测各级荷载作用下试验梁的截

面应变。

2．估计试验梁的开裂荷载，观察裂

缝的出现，实测试验梁的开裂荷载。

3．量测试验梁裂缝的宽度和间距，

记录试验梁破坏时裂缝

的分布情况。

4．量测试验梁在各级荷载作用下的挠度。

5．估计试验梁的破坏荷载，观察试验梁的破坏形态，实测试验梁的破坏荷载。

三、实验设备和仪器

1．试件—钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。

混凝土设计强度等级：C25

钢筋：纵筋2φ8，Ⅰ级（实际测得钢筋屈服强度为390MPa，极限抗拉强度为450 MPa）箍筋：φ6＠100，Ⅰ级

试件尺寸：

b＝100mm； h＝160mm； L＝1000mm；

制作和养护特点：常温制作与养护

2．实验所需仪器：

手动螺旋千斤顶1个，压力传感器各1个；静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表座各3个；刻度放大镜、钢卷尺；反力装置1套。

四、实验方案

为研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测定其承载力、各级荷载下的挠度和裂缝开展情况，另外就是测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规律。

1. 加载装置

梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内力值相等。

作用在试件上的实验设备重

量及试件自重等应作为第一级荷

载的一部分。确定试件的实际开裂

荷载和破坏荷载时，应包括试件自

重和作用在试件上的垫板，分配梁

等加荷设备重量（本实验梁的跨度

小，这些影响可忽略不计）。

2. 测试内容及测点布置

测试内容钢筋及混凝土应变、

挠度和裂缝宽度等。

本次实验测试具体项目：正截面应变；图3－2加载装置图

纵向受力钢筋应变；梁挠度；裂缝发展情况；开裂荷载；屈服荷载；破坏荷载。

纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片（自行设计测点位置），实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋布有电阻应变片1片。

挠度测点三个：跨中测点1个，支座沉降点（2个）。

3. 实验步骤

实验为半开放式：实验前，学生应仔细阅读实验指导书，了解实验过程，在指导教师解答提问、讲明注意事项之后，由学生自己提具体实施方案，经指导教师同意后，分组（每组不多于10人）自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。

具体实验步骤如下：

（1）考察实验场地及仪器设备，听实验介绍，写出实验预习报告。

（2）试件安装及实验装置检查。

a.安装支座、试件。要求位置准确、稳定、无偏斜。

b.贴电阻应变片（程序为：构件表面磨平处理；表面清洗；贴应变片：不作防护），要求

位置准确；粘贴牢固，无气泡等；

c.安装百分表。要求垂直、对准；

d.安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要求位置准确、稳定、无偏斜。

e.安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和测力仪。要求位置准确、稳定、无偏

斜。

f.最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准确；仪表是否正常工作。

（3）测量梁实际跨度、截面尺寸、加载点位置、混凝土应变片位置等。

（4）预加载实验（按破坏荷载的20％考虑，）。按1～3级预加载（0-2kN-3kN-4kN），测读数据，观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除故障。预载值的大小，必须小于构件的开裂荷载值。然后卸载至0。

（5）仪表调零或读仪表初值并记录。画记录图、表，作好记录准备。

（6）正式加载实验。

本次实验加载制度：分级加载，混凝土开裂前，每级加载2kN，开裂后，每级加载4kN，纵向钢筋受力屈服后，按跨中位移控制，每级加载2mm。加载每级停歇时间5分钟，在读数稳定时读数并记录，数据填入记录表内。

4．注意事项

进行破坏实验时，应根据预先估计的可能破坏情况做好安全防范措施，以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事故。

随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态。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，在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度，测量斜裂缝时，应取斜裂缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验的进行在构件上绘出，并注明荷载级别和裂缝宽度值。

当试件达到承载能力极限状态时，注意观察试件的破坏特征并确定其破坏荷载值。规定：当发现下列情况之一时，即认为该构件已经达承载能力极限状态（破坏）。

在对构件进行抗裂检验中，当在规定的荷载持续时间内出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载值的平均值作为其开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后出现裂缝时，应取本级荷载值作为其开裂荷载实测值。

依据“钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准”，试件的破坏荷载值：

1）正截面强度破坏。

●受压混凝土破损；

●纵向受拉钢筋被拉断；

●纵向受拉钢筋达到或超过屈服强度后致使构件挠度达到跨度的1／50，或构件纵向受

拉钢筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm。

2）斜截面强度破坏

●受压区混凝土剪压或斜拉破坏；

●箍筋达到或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度达到1.5mm；

●混凝土斜压破坏。

3）受力筋在端部滑脱或其它锚固破坏。

5．实验记录参考图表

（1）应变记录参考表

（2）挠度记录参考表

注意：在裂缝展开图应详细记录裂缝的位置，长度，宽度（对应与纵向受力钢筋侧向投影处）。

四、实验报告的编写

实验报告包括如下项目：

（一）实验名称、班级、姓名、学号

（二）实验目的

（三）实验方案

（四）实验分析

1.截面应力、应变分析

(1)绘制截面应力图

利用混凝土应变测试数据，绘制梁正截面应变图，分析截面应力是否符合现有理论。

(2)绘制荷载－钢筋应变曲线（按比例绘制，用方格纸画图）

2.挠度分析

(1)计算理论值

依据实测截面有效高度h0、混凝土弹性模量E c等近似计算跨中挠度理论值，或用有限元程序计算。

(2)分析各点实测挠度值

跨中挠度等于相应百分表读数减去支座沉降在该点产生的影响。

绘制荷载－挠度曲线和构件变形曲线(理论、实测曲线)（按比例绘制，用方格纸画图）

(3)挠度结果比较

计算挠度比值(=实测值/理论值)，分析差异。

3.开裂荷载、破坏荷载

将各实测值与理论值比较，并分析差异原因。

4.绘制开裂后各级荷载下的裂缝分布图。（用方格纸画图，只画梁的一个侧面裂缝分

布图）。

5.用文字叙述梁的破坏形态和特征。

（五）综合结论

（六）附件-实验原始数据