土木工程基础实验（三）工程结构设计原理实验指导书东南大学土木工程实验中心2007年11月东南大学学生实验守则(1999年5月12日)第一条学生必须按时到指定实验室做实验，不得迟到。

第二条实验前，学生必须预习实验指导书规定的有关内容。

实验时，经指导教师检查认可后，才能开始做实验准备。

第三条学生应独立完成实验准备工作。

在启动设备之前，需经指导教师检查认可。

第四条实验时，要严肃认真，正确操作，仔细观察，真实记录实验数据的结果。

不许喧闹谈笑，不做与实验无关的事，不动与实验无关的设备，不进入与实验无关的场所。

第五条实验中要注意安全，遵守《实验室安全规则》及有关的操作规程。

第六条仪器设备发生不正常现象时，应及时报告指导教师。

发生人身安全事故时，应立即切断相应的电源、气源等，并听从指导教师的指导，要沉着冷静，不要惊慌失措。

第七条实验中，如发现仪器设备损坏，应及时报告，查明原因。

凡属违反操作规程导致设备损坏的，要追究责任，照章赔偿。

第八条实验结束时，实验数据要指导教师审阅、签字，并整理好实验现场后，方可离去。

第九条学生要进入开放实验室做自行设计的实验时，应事先和有关实验室联系，报告自己的实验目的、内容和所需实验仪器，经同意后，在实验室安排的时间内进行。

第十条学生因某项实验不合格需重做者，或未按规定时间做实验而要补做者，必须交纳实验仪器设备折旧费、实验器材和水电消耗费。

第十一条本守则学校授权教务处实验室与设备管理科负责解释。

[校办通知(1999)6号]试验一 在短期荷载下单筋矩形截面梁正截面受弯承载力实验一、试验目的通过少筋梁、适筋梁和超筋梁的试验，加深对受弯构件正截面三个工作阶段和三种破坏形态的认识，并验证正截面受弯承载力计算公式。

二、试验内容和要求1.观察梁在纯弯区段的裂缝出现和开展过程，并记录抗裂荷载0cr P (0cr M )2.量测梁在各级荷载下的跨中挠度值。

绘制梁跨度中点弯矩—挠度的（M —f ）图。

3.量测梁在纯弯区段沿截面高度的平均应变，绘制沿截面高度的应变分布图。

4.观察和描绘梁的破坏情况和特征，记下破坏荷载0u P (0u M )。

验证理论公式，并对试验值和理论值进行比较。

三、试件和材料力学性能试验1.试件试验梁的混凝土强度等级为C20，试件尺寸和配筋如图l 所示。

主筋净保护层为25mm 。

2、材料力学性能试验 材料力学性能试验内容如下。

（1）混凝土：混凝土立方体抗压强度0cu f ；（2）钢筋：钢筋屈服强度0y f 和抗拉强度0t f 。

由于实验课内时间的限制，这项工作由老师在试验前完成。

四、试验方案1.试验设备千斤顶或压力机、百分表、手持式应变仪和反力架等。

2.加载方案和仪表布置这次试验分少筋梁、适筋梁和超筋梁三组进行，每组十二人左右。

试验梁在反力架和静力台座上进行试验。

2800L 1L图1 正截面受弯承载力试验梁的尺寸和配筋图（1）在反力架用分配梁通过液压千斤顶进行二点同步加荷，或在压力机上使用试验机反弯数值台座进行二点加荷直接读数。

（2）用百分表测读挠度。

（3）加荷仪表布置如图2所示。

4.试验方法 (1)加荷程序在试验准备阶段，先估算试验梁的开裂荷载cr P 和破坏荷载u P 。

在试验前，用卷尺或钢尺量取试验梁的实际尺寸。

正式加荷。

梁开裂前,每级荷载为预估开裂荷载cr P 的三分之一。

如加至开裂荷载cr P ，尚未开裂，再略加荷载，直至出现裂缝。

开裂以后，每级荷载为预估破坏荷载u P 的10%。

在临近破坏时（约为破坏荷载的80%），可适当减小加荷量（如每级由10%降至5%），直至破坏。

（2） 仪表测读①在未加荷载前,测读百分表及手持式应变仪的初读数(各两次)，用放大镜检查有无初始干缩裂缝。

②每次加荷后，达到加荷值稳定后，持续5分钟后，测读百分表的读数。

③每两次加荷后，测读手持应变仪。

可以在荷载值稳定后立即测读。

载方案和量测仪表布置示意图3050a c铜头位置④梁开裂时，应立即测读荷载值和裂缝宽度（裂缝宽度在受拉钢筋的中心线位置读取）。

裂缝出现后，每次加荷后，都应测读裂缝宽度（可以在荷载值稳定后立即测读）。

⑤试验梁破坏时，应立刻测读破坏荷载0u P (0u M )。

破坏时及破坏后，应详细观察梁的破坏特征。

五、注意事项明确这次试验的目的、要求，熟悉每一步骤及有关注意事项，如有不清楚的地方，可以进行研究、讨论或询问指导人员。

对与本次实验无关的仪器设备，不要随便乱动。

试验时一定要听从指挥人员的指挥，特别是在试验梁破坏时要注意安全。

试验过程中，同学们要相互照应，严防出现不安全因素。

试验二 钢筋混凝土受弯构件斜截面受剪承载力实验一、试验目的1.验证斜截面受剪承载力计算方法，加深对斜截面受剪破坏主要形态（剪压破坏、斜压破坏、斜拉破坏）的破坏特征的认识。

2.正确区分斜裂缝（包括斜压裂缝、弯剪裂缝和斜拉裂缝）和垂直裂缝，加深对上述各种裂缝的形成原因和裂缝开展的特点的认识。

3.加深了解箍筋在斜截面受剪中的作用。

二、试验内容和要求1.量测试验梁的挠度。

2.量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，特别注意观察剪跨段内斜裂缝的出现和开展的全过程。

斜裂缝出现后，用铅笔在裂缝旁边描裂缝，按出现先后顺序编号，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.记录斜截面受剪破坏荷载0u V ，并与斜截面受剪破坏荷载的理论值u V 进行比较。

5.依据破坏形态的不同，将试验分为三组，每组做一种破坏形态的试验。

各组做完本组试验后，再相互观察另外两种破坏形态。

如时间允许可进行讨论。

在试验过程中，要根据试验目的、内容和要求，认真做好记录。

试验报告以本组试验梁为主。

三、试件和材料力学性能试验1、试件试验梁混凝土强度等级为C15，试件尺寸和配筋如图3所示，主筋保护层为25mm 。

2、材料力学性能试验材料力学性能试验内容如下：（1） 混凝土：混凝土立方体抗压强度0cu f1000L 2(斜拉）7007005001500500L 3(斜压）3-32-21-1232500100图3 斜截面受剪试验梁的尺寸和配筋图（2）钢筋：主筋和箍筋的抗拉屈服强度0y f 和抗拉强度0t f 。

由于时间限制，这项工作在试验前由老师完成。

四、试验方法根据试验梁斜截面受剪承载力，确定加载装置和加载方式。

本次试验有三种不同破坏形态，其加载体系均采用反力架、千斤顶加载体系。

加载装置如图4所示。

1.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静力台座上，保证梁在受力后，粱的一端可自由转动，而另一端既可自由转动，又可水平移动。

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5所示。

aa图 4 斜截面受剪试验梁加载装置图图 5 斜截面受剪试验梁测点布置图PP横梁千斤顶分配梁试验梁支墩丝杆集中力垫块滚动铰支座固定支座L 1梁：a=330mm L 2梁：a=500mm L 3梁：a=200mm注：Φl 、Φ2百分表，量测试验梁支座沉降 Φ3为百分表，量测试验粱跨中挠度1、2、3、4为电阻片，量测试验梁箍筋应变3.试验仪器和加载设备（1）DH3818型电阻应变仪，用于量测箍筋应变。

（2）百分表，用于量测挠度。

（3）100kN 、320kN 、500kN 带压力表的千斤顶，（或普通千斤顶加力传感器），用于加荷。

4.加荷方法在试验准备阶段，先估算试验梁的破坏荷载P。

在试验前，用钢卷尺或u钢尺量取试验梁的实际尺寸。

采取分级加荷，每级荷载值预估破坏荷载P的10%。

每次加载后，荷载持u续稳定5分钟后，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，方可进行下一级加荷。

5.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仪表运转是否正常，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，避免测试人员及仪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。

6.人员分工加载1人，读百分表3人、挠度记录1人，操作电阻应变仪1人、应变记录1人，寻找裂缝并量测裂缝宽度1～3人；负责安全兼计时1人，总协调1人。

五、注意事项1.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。

2.与本试验无关的仪器设备和其它试验项目装置不得随意乱动。

3.注意安全，尤其是加载阶段后期。

试验三 矩形截面对称配筋偏心受压短柱正载面承载力实验一、试验目的验证钢筋混凝土偏心受压构件正截面的受力特点和两种破坏形态的特征和承载力计算公式，并观察偏心受压构件的变形和裂缝发展过程。

二、试验内容和要求每班分二组，一组做大偏心受压破坏(又称受拉破坏)试验，另一组做小偏心受压破坏(又称受压破坏)试验，每组还应观察另一组的试验结果（主要是破坏形态），对此，试验内容和要求如下：1.量测纵向钢筋's A ，s A 的应变，分析其应力变化情况。

2.观察裂缝出现的荷载及裂缝开展过程。

3.根据跨中区段的试验结果验证平截面假定并分析中和轴位置的变化。

4.测量构件挠度值，并画出挠度图。

5.观察和记录正截面破坏荷载值，计算偏心受压构件正截面承载力的理论值u N 和试验值0u N 进行比较。

三、试件和材料力学性能试验1.试件试件尺寸及配筋如图6所示。

1500ⅠⅠ-Ⅰ2.材料力学性能试验 材料力学性能试验内容如下：（1）混凝土：混凝土立方体强度0cu f 。

（2）钢筋：纵向受力钢筋的屈服强度0y f 和抗拉强度0t f 。

由于时间限制，这项工作在试验前由老师完成。

四、试验方法1.试验设备和仪器布置图 6 偏心受压试件尺寸及配筋图图 7 偏心受压试件在压力试验机上布置示意图 1、试件；2、刀口；3、垫板；4、试验机下压板；；5试验机上压板；6、调节试验机压板的弹簧（1）用2000kN压力试验机或5000kN压力试验机加荷(见图7)。

（2）用百分表观测挠度。

（3）用DH-3818电阻应变仪观测钢筋应力。

（4）用手持式引伸仪测定截面应变。

测点及仪表布置如图8、9所示。

2.试验步骤和人员分工1）试验准备(1)试件设计，制作以及混凝土和钢筋力学性能试验。

(2)用石灰水（或涂料）刷白试件，并在试件上面画出必要的尺寸线如各截面中心线。

测点位置线，偏心荷载加荷点等。

限于时间，这两项工作已由教师完成。

2）试验步骤(1)安装试件试件在压力机上就位时，要求试件垂直、稳定、荷载加荷点的位置正确、接触良好，并要做到试件为偏心受力点对准试验机上下承压板的中心，以保护试验机。

(2)安装仪表并检查(见仪表布置图)①在中间截面上用502胶水粘贴手持式引伸测点的脚标（铜头）。