混凝土基本理论及钢桁架静力测试试验指导书
试验一、钢筋混凝土受弯构件正截面破坏试验
一、试验目的
1．了解受弯构件正截面的承载力大小、挠度变化及裂缝出现和发展过程； 2．观察了解受弯构件受力和变形过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征； 3．测定受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载力计算方法。
二、试件、试验仪器设备
1．试件特征
（1）. 根据试验要求，试验梁的混凝土强度等级为C20，纵向受力钢筋强度等级Ｉ级。
（2）. 试件尺寸及配筋如图1所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为15mm 。
（3）. 梁的中间500mm 区段内无腹筋，其余区域配有 6@60的箍筋，以保证不发生斜
截面破坏。
（4）. 梁的受压区配有两根架立筋，通过箍筋与受力筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。
2．试验仪器设备
（1）. 静力试验台座、反力架、支座及支墩 （2）. 20T 手动式液压千斤顶 （3）. 读数显微镜及放大镜
（4）. 位移计（百分表）及磁性表座 三、试验装置及测点布置
1．试验装置见图2
（1）. 在加荷架中，用千斤顶通过分配梁进行两点对称加载，使简支梁跨中形成长
500mm 的纯弯曲段（忽略梁的自重）。
（2）. 构件两端支座构造应保证试件端部转动及其中一端水平位移不受约束，基本符
合铰支承的要求。
2．测点布置
梁的跨中及两个对称加载点各布置一位移计f 3～f 5，量测梁的整体变形，考虑在加载的过程中，两个支座受力下沉，支座上部分别布置位移测点f 1和f 2，以消除由于支座下沉对挠度测试结果的影响。
图1 试件尺寸及配筋图
图2 正截面试验装置图
四．试验步骤
1．加载方法
（1）.采用分级加载，开裂前每级加载量取5%～10%的破坏荷载，开裂后每级加载量增为15%的破坏荷载。
（2）.试验准备就绪后，首先预加一级荷载，观察所有仪器是否工作正常。
（3）.每次加载后持荷时间为不少于10分钟，使试件变形趋于稳定后，再仔细测读仪表读数，待校核无误，方可进行下一级加荷。
加荷时间间隔控制为15分钟，
直至加到破坏为止。
2．测试内容
（1）.试件就位后，按照试验装置要求安装好所有仪器仪表，正式试验之前，应变仪各测点依次调平衡，并记录位移计初值，然后进行正式加载。
（2）.测定每级荷载下试验梁的支座下沉挠度、跨中挠度及对称加载点的挠度，并记录表1。
（3）.用放大镜仔细观察裂缝的出现部位，并在裂缝旁边用铅笔绘出裂缝的延伸高度，在顶端划一水平线注明相应的荷载级别。
试件破坏后，绘出裂缝分布图。
（4）.测定简支梁开裂荷载、正截面极限承载力，详细记录试件的破坏特征。
五、试验结果的整理、分析和试验报告
1．认真填写试验记录表，整理试验记录数据。
2．计算每级荷载跨中及对称加载点的实测挠度值。
其中跨中挠度值等于跨中位移计测量值减去两支座位移计测量值的平均值。
对称加载点的实测挠度应考虑支座沉降的影响且按测点距离的比例进行修正。
根据计算结果，绘出简支梁的弹性曲线（整体变形曲线）。
3．绘制裂缝分布形态图。
4．根据试验梁材料的实测强度及几何尺寸，计算正截面承载力的理论值，并与梁的正截面承载力实测值进行比较，计算出实测值与理论值的符合程度
实测值
理论值
＝？
f 2
f f f
f 1
3
4
5
6KN 12KN 24KN 0KN 18KN 30KN
挠度记录（１）
4
试验二、钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验
一、试验目的
1．了解无腹筋受弯构件裂缝的出现及发展过程；
2．观察斜截面“剪压破坏”和“斜压破坏”的破坏过程及破坏特征； 3．观察了解控制截面主应力的分布状态；
4．测定斜截面极限承载力，验证无腹筋受弯构件斜截面承载力计算方法。
二、试验用仪器设备
1．静力试验台座及反力架 2．读数显微镜及放大镜 3．传力梁、支座及支墩 三、试件及试验方法
1．试件
采用钢筋混凝土简支梁，混凝土强度等级C20，纵向受力钢筋强度等级Ⅱ级，混凝土净保护层厚度为25mm ，梁的上部配有2φ8的架力筋，端部各配2φ6的箍筋，与受力筋形成骨架，来保证受力主筋的位置，试件尺寸及配筋如图1所示。
2．试验装置
根据试验要求，我们用同一根简支梁分别进行剪压破坏和斜压破坏试验，并将两种破坏形式对照比较。
（1）. 剪压破坏
利用手动液压千斤顶通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图2所示，千斤顶的位置居梁的跨中，梁的一端剪跨比设计为大于1.0而小于3.0 ，将出现剪压破坏；而另一端的剪跨比设计为小于1.0 ，它的斜截面承载力相对于另一端较大，不会发生破坏。
（2）. 斜压破坏
剪压破坏结束后，在同一根梁的另一端作斜压破坏试验，将破坏端的支座内移500mm ，千斤顶位于两支座的中央；通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图3所示，试验梁一端剪跨比约为0.95 ，将出现斜压破坏；而另一端剪跨比较小，其承载力相对较大，而不会发生破坏。
图1 试件尺寸及配筋
图2 剪压破坏试验装置
图3 斜压破坏加载试验装置
3．加载方法
（1）.先进行梁的斜截面剪压破坏加载试验，然后再利用梁的另一端做斜压破坏加载试验；
（2）.两种试验均采用分级加载，每级加载量约取15%破坏荷载；
（3）.每级加载后，持荷时间不少于10分钟，在持荷的过程中，对梁进行认真观察，记录有关测量数据。
四、测试内容
1．剪压破坏
在弯剪区段截面的下边缘，主拉应力处于水平方向，首先出现较短的垂直裂缝，在梁的腹部，主拉应力的方向是倾斜的，垂直裂缝就会延伸成斜裂缝。
随着荷载的增大，剪压区的混凝土在压应力和剪应力的共同作用下，达到了复合受力时的极限强度，造成梁剪压破坏。
（1）.用放大镜仔细观察裂缝出现的部位，在试件的裂缝旁描绘出其延伸长度，标出荷载级别；
（2）.用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端；
（3）.记录斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力；
（4）.详细记录试件的破坏特征。
2．斜压破坏
斜压破坏斜裂缝首先在梁腹部出现，有若干根且相互平行，这种裂缝称腹剪裂缝。
破坏时混凝土被斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏。
（1）.用放大镜仔细观察斜裂缝出现的部位，在其旁边描绘出其延伸长度，标注加载级别；
（2）.用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端；
（3）.测定斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力；
（4）.详细记录试件的破坏特征。
五、试验结果整理及试验报告
1．计算剪压破坏和斜压破坏时的剪跨比，并分析剪跨比对斜截面抗剪能力的影响。
2．根据试验结果计算出剪压破坏与斜压破坏梁的斜截面极限承载力。
3．根据试验梁的所用材料的实际强度，计算无腹筋梁剪压破坏与斜压破坏斜截面极限承载力，并与试验结果进行比较，作出结论。
4．绘制试验梁剪压破坏与斜压破坏裂缝分布图（梁的侧面），分析从斜裂缝出现到梁破坏斜裂缝的形成与发展过程。
比较两种破坏形式的差异，并分析出现两种斜截面破坏特征的原因。
图4 破坏裂缝分布图
试验三、钢桁架静力测试试验
一、实验目的
1、掌握静态电阻应变仪的操作规程以及静态电阻应变仪进行单点应变测量的基本原理；
2、对比测试得到的桁架实际受力的结果与简化的桁架计算结果，理解桁架的受力特点
的计算假定。
3、掌握工程检测项目的设计思路和数据处理方法。
二、仪器设备
1、静态电阻应变仪、计算机；
2、万用表、千分表、千斤顶；
2、粘结剂(502胶)、常温应变片及接线端子
3、钢桁架；（桁架跨中高度800mm，跨度2400mm）
三、实验方案
1、选择合格的电阻应变片，在钢桁架的各杆件上粘贴电阻应变片；检验应变片粘贴质
量合格后，固定测量导线并做好应变片的防护。
2、根据钢桁架杆件尺寸，计算其极限承载力，确定最大的安全加载值和各级加载值。
2、将测试应变片用导线与静态电阻应变仪连接，记录在各级荷载作用下，各杆件的应
变值，计算各杆件的内力值，记录各级荷载下桁架下弦跨中节点的挠度值，
四、实验报告
1、根据测试结果，记录并分析各级荷载作用下各杆件的内力值及跨中下弦节点的挠度
值与计算结果的差异，分析其产生的原因，掌握钢桁架的受力特点，理解计算假定原则。
五、桁架示意图（两端简支）
1、上下弦杆：2L63×6
中间腹杆：2L63×6
2、估算上弦杆极限承载力，进而得到加载最大值P
，确定分级荷载值及各级荷载下杆
U
件内力值。
3、据结构力学知识计算跨中下弦节点挠度，与测试结果向比较。
六、分析试验值与计算值不一致的原因有那些？。