┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING少筋梁受弯试验报告试验名称少筋梁受弯试验课教师林峰姓名学号手机号理论课教师顾祥林日期2012年10月28日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的本实验通过试验研究认识钢筋混凝土少筋受弯梁的破坏过程，掌握少筋梁受弯测试基本性能的试验方法。

（1）通过参加实验以及之后实验报告的整理，可以让我理解和掌握钢筋混凝土构件的试验方法和试验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。

（2）写出实验报告，在写报告的过程中加深对混凝土结构基本构件受力性能的理解（3）观察既有破坏构件，掌握裂缝观察与统计方法2. 试件设计2.1 材料选取①混凝土强度等级：C20；②少筋梁纵向受拉钢筋的种类：HPB235；③箍筋种类：HPB235；④纵向受拉钢筋混凝土保护层厚度：15mm；2.2 试件设计（1）试件设计依据根据梁的正截面受压区相对高度ξ和界限受压区相对高度ξb的比值判断的出受弯梁的类型：当ξ<ξb时为适筋梁或少筋梁，反之为超筋梁。

受弯梁设计时采用的yf、sE分别为《混凝土结构设计规范》规定的钢筋受拉强度标准值和弹性模量。

由于是少筋梁，在设计配筋时还需要控制受拉钢筋的配筋率ρ，要求ρ不大于适筋构件的最小配筋率，其中:; ;（2）试件的主要参数①试件尺寸（矩形截面）：1500202121⨯⨯=⨯⨯lhb；②试件配筋情况见图；312┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊表2.2.1少筋梁受弯配筋试件特征配筋情况预估载荷P (KN)①②③少筋梁2φ42φ8φ6@757.7 —7.7（3）试件加载估算1.54f tk=,5210E s=⨯,42.5510E c=⨯①0.450.0029minf tf yρ==25.120.001120200A sbhρ===⨯<minρ，是少筋梁②开裂弯矩估算2)5.21(292.0bhfMtkAcrα+=其中csEsEA EEbhA==ααα,2, 1.54f tk=22212.25214.322mmrAs=⨯⨯==π52107.84342.5510E sE Ecα⨯===⨯01612.020212112.25843.722=⨯⨯⨯==bhAsEAααmmNbhfMtkAcr*1031.220212154.1)01612.05.21(292.0)5.21(292.0622⨯=⨯⨯⨯⨯+⨯=+=αKNMP crcr7.73.01031.23.06=⨯==③极限弯矩估算对于少筋梁：crUMM=7.7==cruPP2.3 试件制作2.3.1 混凝土试件的制作（1）试验试件的制作过程在同济大学建筑结构试验室中浇注120×200×1800的试件。

在浇注试件前试模内壁要除尘、涂油，保证内壁光滑。

浇注以后要进行振动台振捣或人工振捣。

在室温20、相对湿度大于50％的情况下，静放１、２昼夜即可拆模。

拆模后对试块做第一次外观检查，对有缺陷的试件应除去或加工补平，并在试件表面予以编号。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊（2）材料试验试件的制作过程2012年9月29日制作100mm×100mm×300mm棱柱体作为混凝土轴心抗压强度实验的标准试件，留样。

制作边长为150mm×150mm×150mm的立方体为标准试件进行混凝土立方体抗压实验，留样。

与混凝土梁试件放在同一条件下养护，养护到2012年11月7日进行材性实验。

混凝土的轴心抗拉强度根据立方体抗压强度推算而得。

2.3.2 钢筋试件的制作对试验所需的HPB235钢筋进行单调加载拉伸试验，选取平均值作为本次实验的材性参数。

2.3.3试验试件和混凝土试块的实际养护情况试验试件和混凝土试块放在同一养护条件下进行养护，温度20相对湿度90%以上，养护到2012年11月7日进行材性实验。

3. 材性试验3.1试验目的1. 通过试验测定钢筋的屈服强度和抗拉强度，为钢筋混凝土构件的加载试验提供数据。

2. 通过试验测定混凝土立方体试块的抗压强度，从而确定混凝土实际强度等级以及性能参数，为钢筋混凝土构件的加载试验提供数据。

3.2试验仪器及设备万能材料试验机游标卡尺直尺3.3试验方法3.3.1钢筋的材料性能试验钢筋的材料性能试验方法如下：1. 用游标卡尺测定钢筋最小截面的外径，求出截面面积A0。

2. 调整试验机测力度盘的指针，使之对准零点，并拨动副指针，使之与主指针重叠。

3. 将试验固定在试验机夹头内，开动试验机，进行拉伸，拉伸速度为：屈服前，应力增加速度为6～60MPa/s，屈服后，试验机活动夹头在荷载下的移动速度不大于0.48（L-2h）/min（L 为试件长度，h 为夹头长度），直至试件拉断。

4. 拉伸中，测力度盘的指针停止转动时的恒定荷载或每一次回转时的最小荷载，即为所求的屈服点荷载Ps（kN）。

5. 向试件继续施荷，直至拉断。

由测力度盘读出最大荷载Pb（kN）。

3.3.2混凝土的材料能性试验混凝土的材料性能试验方法如下：1. 试件从养护地点取出后，随即擦干表面并量出其尺寸（精确至1mm），并以此计算试件的受压面积A（mm2），如实测尺寸与公称尺寸之差不超过1mm，可按公称尺寸进行计算。

2. 将试件安放在试验机的下压板或垫板上，立方体试件的承压面应与成型时的顶面垂直。

试件的中心应与试验机下压板中心对准，开动试验机，当上压板与试件或钢垫板接近时，调整球座使接触均衡（微机控制可按使用说明设置）。

3. 对试件加压时，应连续而均匀地加荷，加荷速度取0.3~0.5MPa/s，当试件接近破坏而开始迅速变形时，应停止调整试验机油门，直至试件破坏，然后记录破坏荷载P（kN）。

3.4 试验结果3.4.1 混凝土强度实测结果混凝土强度实验的实测结果如表3-1所示：表3-1 混凝土强度值┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010推定。

3.4.1 钢筋强度实测结果钢筋强度实验的实测结果如表3-2所示：表3-2 钢筋强度值（/mmN）4. 试验过程4.1 加载装置试验所用加载装置为自平衡实验加载系统。

所用的设备包括：加载千斤顶，分配梁，铰支座和反力架、台座等。

用荷载传感器测量所作用在试件上的荷载P的大小。

图2为进行少筋梁受弯性能试验采用的加载装置，加载设备为千斤顶。

采用两点集中力加载，在跨中形成纯弯段，由千斤顶及反力梁施加压力，分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。

少筋梁受弯性能试验，取L=2000mm，a=100mm，b=700mm，c=400 mm。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1—试验梁；2—滚动铰支座；3—固定铰支座；4—支墩；5—分配梁滚动铰支座；6—分配梁滚动铰支座；7—集中力下的垫板；8—分配梁；9—反力梁及龙门架；10—千斤顶；图4-1 梁受弯试验装置图图4-2为梁受弯实验的实物图，从图中可以很清楚地看到反力架、千斤顶、试验梁等。

图4-2 梁受弯试验装置实物图4.2 加载制度（1）单调分级加载机制梁受弯试验也采用单调分级加载。

在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前1级。

正式加载的分级情况为：①在加载到开裂试验荷载计算值的90％以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值的20％；②达到开裂试验荷载计算值的90％以后，每级荷载值不宜大于其荷载值的5％；③当试件开裂后，每级荷载值取10％的承载力试验荷载计算值（P u）的级距；④在加载达到承载力试验荷载计算值的90％以后，每级荷载值不宜大于开裂试验荷载值的5％；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。

（2）开裂荷载实测值确定方法┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊对于正截面出现裂缝的试验构件，可采用下列方法确定开裂荷载实测值：①放大镜观察法用放大倍率不低于四倍的放大镜观察裂缝的出现；当加载过程中第一次出现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间内第一次出现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载的平均值作为开裂荷载实测值；当在规定的荷载持续时间结束后第一次出现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值。

②荷载－挠度曲线判别法测定试件的最大挠度，取其荷载－挠度曲线上斜率首次发生突变时的荷载值作为开裂荷载的实测值；③连续布置应变计法在截面受拉区最外层表面，沿受力主筋方向在拉应力最大区段的全长范围内连续搭接布置应变计监测应变值的发展，取任一应变计的应变增量有突变时的荷载值作为开裂荷载实测值。

（3）承载力极限状态确定方法对梁试件进行受弯承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：①对有明显物理流限的热轧钢筋，其受拉主筋的受拉应变达到0.01；②受拉主钢筋拉断；③受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；④挠度达到跨度的1/30；⑤受压区混凝土压坏。

本次试验采用力控制加载，由同学手动按压千斤顶，以1kN为基本单位分级加载直到试件被压坏，即破坏→→→→→→→6543210。

4.3量测与观测内容混凝土构件受到荷载作用时，会发生变形、会产生应力，这个荷载作用与变形、应力等有着对应的关系。

随着荷载的不断增加，还会发生混凝土开裂、钢筋屈服等当加载达到承载力极限状态时，构件会发生破坏。

通过观察和测试这些现象（反应），可以了解和掌握构件的受力状态和特点，受力机制和破坏形式。

描述试验中的各种量测和观测内容、所采用装置仪表（包括装置仪表类型和量程等的选取）和方法。

宜按量测和观测内容分别叙述。

4.3.1 荷载本实验利用千斤顶进行分级加载，通过计算机采集千斤顶的压力。

通道：40-1，单位：kN。

4.3.2 钢筋应变通过测量纵向受拉钢筋的应变（局部反应），可以由此得到纵向受拉钢筋的应力，了解该钢筋是否达到屈服等。

本次试验，在纵向钢筋的跨中位置，黏贴应变片，以测量跨中截面处钢筋的应变。

在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片，以量测加载过程中钢筋的应力变化，测点布置见图4.3.2。

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊图4.3.2 纵筋应变片布置应变片 1 2 3 4 5 6通道47_1 47_2 47_3 47_4 47_5 47_64.3.3 混凝土应变在梁跨中一侧面布置4个位移计，位移计间距40mm，标距为150mm，以量测梁侧表面混凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见图4.3.3。