钢筋混凝土超筋梁的试验报告讲解

钢筋混凝土超筋梁的试验报告专业：土木工程年级：200X级课程：《建筑结构试验》学号：000000000组号：第一组姓名：建筑指导老师：建筑学生联盟完成时间：2007.钢筋混凝土超筋梁的试验研究1、试验目的超筋梁在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏，故属于脆性破坏的类型；超筋梁虽配置了过多的受拉钢筋，但由于梁破坏时其应力低于屈服强度，不能充分发挥作用，造成钢材的浪费。本文通过一根超筋梁的试验，研究了超筋梁破坏的机理和特征以及沿截面高度的平截面假定，分析了试件的荷载——位移曲线，探讨了影响试验定量分析的误差所在，并验证了受弯构件承载力计算式的精度。2、试验概述2.1试件的设计与制作试件由混凝土和钢筋两种主要材料构成，混凝土经回弹修正后的强度为27.3MPa，钢筋为两根直径为22mm的二级钢；超筋梁试件的截面形式为矩形，其尺寸为235mm×125mm，长度为1500mm。2.2试验装置和仪表布置本试验的试验装置主要由千斤顶、传力梁及简支支座组成，仪器型号见表1，其布置如图1所示；试验中用应变片测量纯弯段混凝土沿截面高度的应变值，用百分表量侧跨中挠度位移值，用液压加载仪记录荷载值，其仪表布置如图2所示：图1实验装置图2仪表布置表1试验中加载及量测设备型号：仪器名称型号仪器名称型号静载仪RSM-JCⅢ电阻应变计SZ120-100AA液压千斤顶YD2000A20C数显百分表MFX-50静态电阻应变仪YJ28A-P10R混凝土回弹仪HT-225SA2.3试件的安装与就位试件为简支梁，为消除剪力对正截面受力的影响，采用两点对称加载方式，使两个对称集中力之间的截面，在忽略自重的情况下，只受纯弯矩而无剪力，在长度为l/3的纯弯段，沿侧面自下而上依次粘贴1——5号应变片，以观察加载后梁的受力全过程。另外，在跨中安装百分表以量测跨中的竖向挠度。2.4加载制度本试验属于单调加载的静力试验，荷载是逐级施加的，由零开始直至梁的斜截面受剪破坏，每级荷载差约为10KN，当出现裂缝后，开始连续加载到试件最终破坏。3、试验过程3.1试验现象的描述随着荷载的逐渐加大，混凝土底部出现短小微见始竖向裂缝；接着在集中荷载作用点处出现裂缝并沿斜下方向发展，而且裂缝变宽；然后混凝土受压区边缘有部分被压碎，而纵向受拉钢筋尚未屈服却发生了斜截面的受剪破坏，在此之前没有出现非常明显的预兆，在纯弯段试件没有明显破坏现象。破坏特征如图3、图4所示。图3裂缝的出现及发展图4试件的破坏4、试验数据的整理和分析试验的荷载——位移及相应的混凝土应变值见表2：表2试验数据荷载（KN）位移（mm）应变123450000000280.120-0117-0011-005971380.410-201-9-99144480.930-347-10-172263581.380-477-9-233375681.890-622-10-306500782.440-772-18-377616883.570-935-36-459725984.99960-1060-54-5348194.1试件的平截面假定随着荷载的不断增大，受压区混凝土压应变与受拉区拉应变的实测值都逐渐增大，由试验的应变值可知，当荷载达到90KN（即开裂荷载）时，各应变值绝对值达到最大，然后应变片损坏。根据不同的荷载级别下应变值的相对大小可以看出，当应变的量测跨越几条裂缝时，测得的应变沿截面高度的变化规律仍符合平截面假定。4.2试件的荷载——位移曲线分析试件的荷载——位移曲线见右图5，由图可知：试件的破坏属于脆性破坏，荷载——位移曲线中没有明显的屈服阶段。由表2知试件的开裂荷载为90KN，由图5知试件的极限荷载为90KN，即试件出现初始裂缝后，混凝土受压区很快被压碎发生斜截面受剪破坏而达到极限承载力，破坏过程在瞬间完成。整个试验可以分两个阶段。第一阶段：荷载位移曲线基本呈直线发展，随着荷载的增大，受压区混凝土被压碎，位移不断增大直至出现第一条裂缝，荷载随即达到峰值。第二阶段：达到极限承载力后，试件不能再承受更大的作用力而使荷载逐渐减小，但位移随着荷载的减小仍继续增大，最终达到极限位移试件破坏。4.3试件的受弯承载力计算单筋矩形截面适筋梁的最大受弯承载力：（1-1）由公式（1-1）计算可知：适筋梁的最大受弯承载力远远大于试验中同样截面尺寸的超筋梁试件，故设计中应通过界限配筋率的控制来防止发生超筋破坏。5、试验误差分析(1)千斤顶的荷载吨位太大，使荷载加载值不能精确施加和读取；(2)传力梁下用钢管简支，造成集中荷载作用点面积太大。(3)量测仪器自身存在误差及试验人员的读数误差。6、安全措施由于实验条件所限，本试验采取了一系列的安全措施，如在试件下放置方木以防试件破坏后压坏百分表；为保证试验人员的安全，用吊钩挂住试验所用千斤顶，见图1、图4。7、结语通过试验观察了超筋梁的破坏特征，对试验数据进行了定性的分析，包括平截面假定、荷载位移曲线和受弯承载力。不足：没有检验超筋梁的理论承载力与试验中所测得的承载力之间的精度。参考文献：1.程文瀼、王铁成等.混凝土结构设计原理.北京：中国建筑工业出版社，20042.姚振纲、刘祖华建筑结构试验上海：同济大学出版社1996