钢筋混凝土受弯构件正截面性能试验

发布时间:2008-03-07浏览次数:10

1.1试验目的

1.通过试验初步掌握钢筋混凝土受弯构件正截面试验的方法和操作程序。

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。

1.2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。

1.3试验设备和装置

试验设备包括试验台座、反力架、千斤顶、分配梁、荷载传感器、电阻应变仪、千分表、百分表、放大镜、读数放大镜及电筒、直尺等。

试验梁支承于台座上,通过千斤顶和分配梁施加荷载,用荷载传感器和电阻应变仪量测荷载,用千分表量测试验梁纯弯段的截面应变,用百分表量测试验梁跨中挠度,用放大镜观察裂缝的出现,用读数放大镜量测裂缝宽度,用直尺量测裂缝间距。

1.4试验步骤

在进行试验前应认真阅读本试验指导书,复习材料力学试验中的有关知识;了解各种测试设备和测试仪表的性能、原理、操作方法及使用时的注意事项。

试验按以下步骤进行:

1.由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验梁,布置安装试验仪表。

2.记录试验梁编号、量测度记录试验梁尺寸、记录试验梁配筋数量、所用材料的强度指标、千分表安装位置和标距以及经标定的电阻应变仪读数和荷载传感器的转换关系等有关数据。

3.检查试验仪表并调整仪表初读数。

4.根据试验梁的截面尺寸、配筋数量材料强度等估算试验梁的破坏荷载值(也可以在试验开始之前进行)。

5.利用荷载传感器进行控制,按估算破坏荷载值的十分之一左右对试验梁分级加载,相邻两次加载的间隔时间为2~3分钟。在每级加载后的间歇时间内,认真观察试验梁上是否出现裂缝,记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。

6.在试验梁上发现第一条裂缝后,在试验梁表面对裂缝进行标记,记录前一级荷载下的电阻应变仪读数。

7.继续利用荷载传感器进行控制,按估算破坏荷载值的五分之一左右试验梁分级加载,相邻两次加载的间隔时间为5~10分钟。在每级加载后的间歇时间内,认真观察试验梁上原有裂缝的发展和新裂缝的出现等情况并进行标记,记录电阻应变仪、百分表和千分表读数。

8.继续加载,当所加荷载约为破坏荷载值的60%~70%时,用读数放大镜测读最大裂缝宽度和用直尺量测裂缝间距并记录。

9.加载至试验梁破坏,记录电阻应变仪读数。

10.卸载。记录试验梁破坏时裂缝的分布情况。

1.5资料整理

1.根据电阻应变仪和荷载传感器标定的换算关系,计算各级荷载值

2.根据试验过程中记录的千分表读数,计算千分表量测标距范围内的平均应变值,作试验梁平均应变分布图。

3.根据试验中观察到第一条裂缝时的电阻应变仪读数,推算试验梁的实测开裂荷载值,并计算相应的开裂变矩值

4.根据各级荷载值,计算试验梁纯变段各级弯矩值;根据试验梁破坏时的荷载值,计算试验梁相应的破坏弯矩值

5.根据试验过程中记录的百分表读数,计算各级荷载作用下试验梁的实测跨中挠度值,作曲线。

6.绘制裂缝分布图。

7.根据规范和参考有关研究成果给出的计算公式计算试验梁开裂弯矩、最大裂缝宽度、跨中挠度和正截面受弯承力,并与试验实测结果进行比较分析。

1.6补充公式

除《混凝土结构设计规范(GB50010-2002)》给出的有关公式外。上参照《水工混凝土结构设计规范(SL/T191-96)》给出钢筋混凝土受弯构件开裂弯矩计算公式,供计算时参考:

式中  ——截面抵抗矩塑性系数;

——试验梁所用混凝土轴心抗拉强度实测值;

——试验梁换算截面惯性矩;

h——试验梁截面高度;

——试验梁截面形心轴至受拉边边缘距离;

——钢筋弹性模量和混凝土弹性模量之比;

——纵向受拉钢筋配筋率;

b——试验梁截面宽度。