混凝土结构基本原理课件剪压破坏实验方案1.doc

混凝土结构基本原理实 验 方 案 学 号: 1251113 姓 名：王程灏 任课老师：肖建庄 实验老师：赵 勇 实验组别： B3 梁受剪（剪压破坏）实验方案1、试验对象试件尺寸（矩形截面）：bhl＝1202001800mm；构件净跨度：1500mm;混凝土强度等级：C20；纵向受拉钢筋的种类：HRB400；`箍筋的种类：HPB235；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件表面刷白，绘制50mm*50mm的网格2、试验计划与方案2.1梁受剪性能概述根据梁斜截面受剪破坏过程及破坏形态，可将斜截面破坏分为剪压、斜压和斜拉三种类型下面以箍筋通长布置的截面为例，说明这三种破坏模式[7箍筋通长布置]2.2试验目的和要求a) 参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受剪剪压实验的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法b) 写出实验报告在此过程中，加深对混凝土适筋梁受弯性能的理解2.3试件设计和制作（1）试件设计的依据根据剪跨比和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏。

进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大2）试件的主要参数件尺寸（矩形截面）：bhl＝1202001800mm；构件净跨度：1600mm;混凝土强度等级：C30；纵向受拉钢筋的种类：HRB400；箍筋的种类：HPB300；纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm；试件的配筋情况见表2.3.1和图2.3.1； 表2.3.1 梁剪压试件的配筋试件编号试件特征配筋情况加载位置b（mm）预估受剪极限荷载PuQ (kN)预估受弯极限荷载PuM (kN)①②③QA剪压破坏6@150(2)218210400剪压破坏试件图2.3.1 梁剪压试件配筋2.4试验装置图2.4.1为进行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梁受弯性能试验，取L=1800mm，a=100mm，b=600mm，c=400 mm1—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2.4.1 梁受剪试验装置图（b）弯矩图（kNm）（c）剪力图（kN）图2.4.2 梁受剪试验加载和内力简图2.5加载方式 （1）单调分级加载机制试件的加载简图和相应的弯矩、剪力图见2.4.1和2.4.2所示。

梁受弯试验采用单调分级加载，每次加载时间间隔为15分钟在正式加载前，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）在最大斜裂缝宽度发展至0.6mm以前，根据预计的受剪破坏荷载分级进行加载，每级荷载约为破坏荷载的20%，每次加载时间间隔15分钟；（2）最大斜裂缝宽度发展至0.6mm以后，拆除所有仪表，然后加载至破坏，并记录破坏时极限荷载2）开裂荷载实测值确定方法[2]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 在截面受弯剪区箍筋，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与受弯不同，纵筋不屈服受剪破坏是突然的，是否需要开裂荷载的测量？值作为开裂荷载实测值。

3）承载力极限状态确定方法[2]对梁试件进行受剪承载力试验时，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、 箍筋的受拉应变达到0.0018； 2、受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；3、受压区混凝土剪压压坏2.6试验测量内容、方法和测点仪表布置图（1）混凝土平均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2.6.4纯弯段不需要？图2.6.4 梁受剪试验混凝土平均应变测点布置（2）箍筋应变在试件剪弯区箍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2.6.5图2.6.5 箍筋应变片布置（3）挠度对受剪构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图2.6.6所示在试验加载前，应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数试验时在每级荷载下，应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形结构构件各部位测点的测度程序在整个试验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长图2.6.6 梁受剪试验挠度测点布置安全与防护措施规程GB50152-92规定[2]：（1）在试验准备工作中有关试验结构、加载设备、荷载架等的吊装，电气设备、电气线路等的安装以及试验后拆除构件和试验装置的操作均应符合有关建筑安装工程的安全技术规程。

试验使用的设备应有操作规定，并应严格遵守2）在试验过程中应注意人身和仪表的安全试验地区宜设置明显标志当荷载达到承载力试验荷载计算值的85％时，宜拆除可能损坏的仪表对于需要保护下来量测结构破坏阶段的结构反应的仪表，应采取有效的保护措施3）试验时应防止试验结构构件和设备的倒塌，并应设置安全托架或支墩安全托架或支墩和试验结构构件宜保持尽可能小的距离，但不应妨碍试验结构构件的变形试验用的千斤顶、分配梁和仪表等应吊在支架上4）对可能发生突然破坏的试验结构构件进行试验时应采取特别防护措施以防止物体飞出危及人身、仪表和设备的安全二、裂缝发展情况及破坏形态描述裂缝试验资料可根据试验目的按下列要求进行整理[2]：（1）各级试验荷载下的最大裂缝宽度和最大裂缝所在位置，并说明裂缝的种类；（2）绘制各级试验荷载作用下的裂缝发生、发展的展开图；（3）统计各级试验荷载作用下的裂缝宽度平均值、裂缝间距平均值三、荷载－挠度关系曲线确定简支梁构件在各级荷载作用下的短期挠度实测值，考虑支座沉降、自重、加载设备自重及加载方式的影响，可按下式计算： (4-3) (4-4) (4-5)式中——经修正后的第i级试验荷载作用下的构件跨中短期挠度实测值（mm）；——消除支座沉降后的第i级试验荷载作用下的构件跨中短期挠度实测值（mm）；——梁构件自重和加载设备重力产生的跨中挠度值（mm）；——第i级外加试验荷载作用下构件跨中位移实测值（包括支座沉降）（mm）；、——第i级外加试验荷载作用下构件左、右端支座沉降位移实测值（mm）；——构件自重和加载设备重力产生的跨中弯矩值（）；——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的加载值产生的跨中弯矩值（）；——从外加试验荷载开始至构件出现裂缝的前一级荷载为止的加载值产生的跨中挠度实测值（mm）荷载41_541_641_7挠度四、弯矩－曲率关系不需要曲线根据实测混凝土应变，跨中截面平均曲率可按下式计算： 式中，若定义挠度以向下为正，则、分别为截面侧面上、下两点的实测混凝土平均应变（以拉应变为正），为该两点沿梁截面高度方向的实测距离。

曲率弯矩实测值41_141_4曲率荷载弯矩五、荷载－纵筋应变关系曲线本次试验中，梁受剪试验试件的纵向受拉钢筋所有纵向钢筋的跨中段均布置有钢筋应变片，梁试件和柱试件的钢筋应变测测点分别见图2.1.5和2.3.4根据实测结果，将荷载作为纵轴，纵向钢筋应变作为横轴，可绘制出荷载－纵筋应变关系曲线，根据该曲线可以观察得到加载过程中钢筋应变的变化情况，并可以清楚看到钢筋是否屈服及屈服时相对应的荷载工况，以及进行钢筋应变计算值和理论值比较、平均钢筋应变－裂缝宽度关系分析等工作荷载21_121_221_321_421_521_6 荷载21_221_321_521_6平均应变。