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1、鋼筋混凝土梁正截面破壞實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書
一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
1．通過對(duì)鋼筋混凝土梁的承載力、撓度、鋼筋 應(yīng)變及裂縫等參數(shù)的測(cè)定，了解鋼筋混凝土梁受彎構(gòu)件（適筋梁）受力破壞的一般過程；
2．通過試驗(yàn)驗(yàn)證鋼筋混凝土受彎構(gòu)件平均應(yīng)變平截面假定的正確性。
3．通過試驗(yàn)加深對(duì)適筋鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受力特點(diǎn)、變形性能和裂縫開展規(guī)律的理解。
4．掌握實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析、處理和表達(dá)方法，提高分析和解決問題的能力。
二、試驗(yàn)內(nèi)容
1．量測(cè)各級(jí)荷載作用下試驗(yàn)梁的截面應(yīng)變。
2．估計(jì)試驗(yàn)梁的開裂荷載，觀察裂縫的出現(xiàn)，實(shí)測(cè)試驗(yàn)梁的開裂荷載。
3．量測(cè)試驗(yàn)梁裂縫的寬度和間距，記錄試驗(yàn)梁破壞時(shí)裂縫
的分布情
2、況。
4．量測(cè)試驗(yàn)梁在各級(jí)荷載作用下的撓度。
5．估計(jì)試驗(yàn)梁的破壞荷載，觀察試驗(yàn)梁的破壞形態(tài)，實(shí)測(cè)試驗(yàn)梁的破壞荷載。
三、實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器
1．試件—鋼筋混凝土簡(jiǎn)支梁1根、尺寸及配筋如圖所示。
混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)：C25
鋼筋：縱筋3φ8， Ⅰ級(jí)（實(shí)際測(cè)得鋼筋屈服強(qiáng)度為390Mpa，極限抗拉強(qiáng)度為450 Mpa）
箍筋：φ6＠100，Ⅰ級(jí)
試件尺寸：
b＝100mm； h＝150mm； L＝1050mm；
制作和養(yǎng)護(hù)特點(diǎn)：常溫制作與養(yǎng)護(hù)
2．實(shí)驗(yàn)所需儀器：
手動(dòng)螺旋千斤頂1個(gè)，壓力傳感器各1個(gè)；靜態(tài)電阻應(yīng)變儀一臺(tái)；百分表及磁性表座各3個(gè)；刻度放大鏡、
3、鋼卷尺；反力裝置1套。
四、實(shí)驗(yàn)方案
為研究鋼筋混凝土梁的受力性能，主要測(cè)定其承載力、各級(jí)荷載下的撓度和裂縫開展情況，另外就是測(cè)量控制區(qū)段的應(yīng)變大小和變化，找出剛度隨荷載變化的規(guī)律。
1. 加載裝置
梁的實(shí)驗(yàn)荷載一般較大，多點(diǎn)加載常采用同步液壓加載方法。構(gòu)件實(shí)驗(yàn)荷載的布置應(yīng)符合設(shè)計(jì)的規(guī)定，當(dāng)不能相符時(shí)，應(yīng)采用等效荷載的原則進(jìn)行代換，使構(gòu)件實(shí)驗(yàn)的內(nèi)力圖與設(shè)計(jì)的內(nèi)力圖相近似，并使兩者的最大受力部位的內(nèi)力值相等。
作用在試件上的實(shí)驗(yàn)設(shè)備重量及試件自重等應(yīng)作為第一級(jí)荷載的一部分。確定試件的實(shí)際開裂荷載和破壞荷載時(shí)，應(yīng)包括試件自重和作用在試件上的墊板，分配梁等加荷設(shè)備重量
4、（本實(shí)驗(yàn)梁的跨度小，這些影響可忽略不計(jì)）。
2. 測(cè)試內(nèi)容及測(cè)點(diǎn)布置
測(cè)試內(nèi)容鋼筋及混凝土應(yīng)變、撓度和裂縫寬度等。
本次實(shí)驗(yàn)測(cè)試具體項(xiàng)目：正截面應(yīng)變； 圖3－2加載裝置圖
縱向受力鋼筋應(yīng)變；梁撓度；裂縫發(fā)展情況；開裂荷載；屈服荷載；破壞荷載。
純彎區(qū)段混凝土表面布置5個(gè)電阻應(yīng)變片（自行設(shè)計(jì)測(cè)點(diǎn)位置），實(shí)驗(yàn)前完成應(yīng)變片粘貼工作。另外梁內(nèi)受拉主筋各布有電阻應(yīng)變片1片。
撓度測(cè)點(diǎn)三個(gè)：跨中測(cè)點(diǎn)1個(gè)，支座沉降點(diǎn)（2個(gè)）。
3. 實(shí)驗(yàn)步驟
實(shí)驗(yàn)為半開放式：實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生應(yīng)仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)
5、書，了解實(shí)驗(yàn)過程，在指導(dǎo)教師解答提問、講明注意事項(xiàng)之后，由學(xué)生自己提具體實(shí)施方案，經(jīng)指導(dǎo)教師同意后，分組（每組不多于10人）自行操作實(shí)驗(yàn)。教師給出實(shí)驗(yàn)所需的儀器設(shè)備并實(shí)時(shí)指導(dǎo)。
具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）考察實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地及儀器設(shè)備，聽實(shí)驗(yàn)介紹，寫出實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。
（2）試件安裝及實(shí)驗(yàn)裝置檢查。
a. 安裝支座、試件。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。
b. 貼電阻應(yīng)變片（程序?yàn)椋簶?gòu)件表面磨平處理；表面清洗；貼應(yīng)變片：不作防護(hù)），要求位置準(zhǔn)確；粘貼牢固，無氣泡等；
c. 安裝百分表。要求垂直、對(duì)準(zhǔn)； 圖3－2加載裝置圖
d. 安裝分配梁。分配梁支撐位于梁跨的
6、三分點(diǎn)處。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。
e. 安裝手動(dòng)油壓千斤頂和壓力傳感器。連接傳感器和測(cè)力儀。要求位置準(zhǔn)確、穩(wěn)定、無偏斜。
f. 最后檢查實(shí)驗(yàn)裝置是否穩(wěn)定、偏斜及位置是否準(zhǔn)確；儀表是否正常工作。
（3）測(cè)量梁實(shí)際跨度、截面尺寸、加載點(diǎn)位置、混凝土應(yīng)變片位置等。
（4）預(yù)加載實(shí)驗(yàn)（按破壞荷載的20％考慮，）。按1～3級(jí)預(yù)加載（0-2kN-3kN-4kN），測(cè)讀數(shù)據(jù)，觀察試件、裝置和儀表工作是否正常并及時(shí)排除故障。預(yù)載值的大小，必須小于構(gòu)件的開裂荷載值。然后卸載至0。
（5）儀表調(diào)零或讀儀表初值并記錄。畫記錄圖、表，作好記錄準(zhǔn)備。
（6）正式加載實(shí)驗(yàn)。
本次實(shí)驗(yàn)
7、加載制度：分級(jí)加載，混凝土開裂前，每級(jí)加載2kN，開裂后，每級(jí)加載4kN，縱向鋼筋受力屈服后，按跨中位移控制，每級(jí)加載2mm。加載每級(jí)停歇時(shí)間5分鐘，在讀數(shù)穩(wěn)定時(shí)讀數(shù)并記錄，數(shù)據(jù)填入記錄表內(nèi)。
4．注意事項(xiàng)
（1） 進(jìn)行破壞實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)根據(jù)預(yù)先估計(jì)的可能破壞情況做好安全防范措施，以防損壞儀器設(shè)備和造成人員傷亡事故。
（2） 隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行注意儀表及加荷載裝置的工作情況，細(xì)致觀察裂縫的發(fā)生、發(fā)展和構(gòu)件的破壞形態(tài)。裂縫的發(fā)生和發(fā)展用眼睛觀察，裂縫寬度用刻度放大鏡測(cè)量，在標(biāo)準(zhǔn)荷載下的最大裂縫寬度測(cè)量應(yīng)包括正截面裂縫和斜截面裂縫。正截面裂縫寬度應(yīng)取受拉鋼筋處的最大裂縫寬度，測(cè)量斜裂縫時(shí)，應(yīng)取斜裂縫
8、最大處測(cè)量。每級(jí)荷載下的裂縫發(fā)展情況應(yīng)隨實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行在構(gòu)件上繪出，并注明荷載級(jí)別和裂縫寬度值。
當(dāng)試件達(dá)到承載能力極限狀態(tài)時(shí)，注意觀察試件的破壞特征并確定其破壞荷載值。規(guī)定：當(dāng)發(fā)現(xiàn)下列情況之一時(shí)，即認(rèn)為該構(gòu)件已經(jīng)達(dá)承載能力極限狀態(tài)（破壞）。
在對(duì)構(gòu)件進(jìn)行抗裂檢驗(yàn)中，當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值與前一級(jí)荷載值的平均值作為其開裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間結(jié)束后出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí)荷載值作為其開裂荷載實(shí)測(cè)值。
依據(jù)“鋼筋混凝土預(yù)制構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)”，試件的破壞荷載值：
1）正截面強(qiáng)度破壞。
l 受壓混凝土破損；
l 縱向受拉鋼筋被拉斷；
l 縱向
9、受拉鋼筋達(dá)到或超過屈服強(qiáng)度后致使構(gòu)件撓度達(dá)到跨度的1／50，或構(gòu)件縱向受拉鋼筋處的最大裂縫寬度達(dá)到1.5mm。
2）斜截面強(qiáng)度破壞
l 受壓區(qū)混凝土剪壓或斜拉破壞；
l 箍筋達(dá)到或超過屈服強(qiáng)度后致使斜裂縫寬度達(dá)到1.5mm；
l 混凝土斜壓破壞。
3）受力筋在端部滑脫或其它錨固破壞。
5．實(shí)驗(yàn)記錄參考圖表
（1） 應(yīng)變記錄參考表
荷載（kN）
測(cè)點(diǎn)1（με）
測(cè)點(diǎn)2（με）
……
備注
……
……
（2） 撓度記錄參考表
荷載（kN）
測(cè)點(diǎn)1（mm）
測(cè)點(diǎn)2（mm）
……
備注
……
……
10、
（3） 裂縫記錄
需記錄裂縫的位置，長(zhǎng)度，寬度（對(duì)應(yīng)與縱向受力鋼筋側(cè)向投影處）。
四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告的編寫
實(shí)驗(yàn)報(bào)告包括如下項(xiàng)目：
（一） 實(shí)驗(yàn)名稱、班級(jí)、姓名、學(xué)號(hào)
（二） 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?
（三） 實(shí)驗(yàn)方案
（四） 實(shí)驗(yàn)分析
1. 截面應(yīng)力、應(yīng)變分析
(1) 繪制截面應(yīng)力圖
利用混凝土應(yīng)變測(cè)試數(shù)據(jù)，繪制梁正截面應(yīng)變圖，分析截面應(yīng)力是否符合現(xiàn)有理論。
(2) 繪制荷載－鋼筋應(yīng)變曲線（按比例繪制，用方格紙畫圖）
2. 撓度分析
(1) 計(jì)算理論值
依據(jù)實(shí)測(cè)截面有效高度h0、混凝土彈性模量Ec等近似計(jì)算跨中撓度理論值，或用有限元程序計(jì)算。
(2) 分析各點(diǎn)實(shí)測(cè)撓度值
跨中撓度等于相應(yīng)百分表讀數(shù)減去支座沉降在該點(diǎn)產(chǎn)生的影響。
繪制荷載－撓度曲線和構(gòu)件變形曲線(理論、實(shí)測(cè)曲線) （按比例繪制，用方格紙畫圖）
(3) 撓度結(jié)果比較
計(jì)算撓度比值(=實(shí)測(cè)值/理論值)，分析差異。
3. 開裂荷載、破壞荷載
將各實(shí)測(cè)值與理論值比較，并分析差異原因。
4. 繪制開裂后各級(jí)荷載下的裂縫分布圖。（用方格紙畫圖，只畫梁的一個(gè)側(cè)面裂縫分布圖）。
5. 用文字?jǐn)⑹隽旱钠茐男螒B(tài)和特征。
（五） 綜合結(jié)論
（六） 附件-實(shí)驗(yàn)原始數(shù)據(jù)
鋼筋溷凝土簡(jiǎn)支梁實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書結(jié)構(gòu)
