1、 混 凝 土 结 构 设 计 原 理 实 验 报 告实验二钢筋混凝土受弯构件斜截面试验土 木 工 程 专 业 10 级 3 班姓 名 学 号二 零 一 零 年 十 二 月仲 恺 农 业 工 程 学 院 城 市 建 设 学 院-1-目 录一 、 实 验 目 的 ： 2二 、 实 验 设 备 ： 22.1试 件2.2实 验 仪 器 设 备三 、 实 验 成 果 与 分 析 ， 包 括 原 始 数 据 、 实 验 结 果 数 据 与 曲 线 、 根 据 实 验 数 据 绘 制 曲 线 33.1实 验 简 图 23.1.1实 验 简 图3.1.2斜 拉 破 坏 -配 筋 截 面3.1.3剪 压 破 坏
2、 -配 筋 截 面3.14 斜 压 破 坏 -配 筋 截 面3.2 斜 拉 破 坏 ： 43.2.1 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因3.2.2 绘 出 试 验 梁 p-f变 形 曲 线3.2.3 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图3.2.4 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理3.3 剪 压 破 坏 ： 63.231 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因3.3.2 绘 出 试 验 梁 p-f变 形 曲 线3.3.
3、3 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图3.3.4 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理3.3.5 简 述 配 筋 率 对 受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 、 挠 度 和 裂 缝 宽 度 的 影 响3.4 斜 压 破 坏 ： 93.4.1 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因3.4.2 绘 出 试 验 梁 p-f变 形 曲 线3.4.3 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图3.4.4 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理3.3.5 简 述 配 筋
4、 率 对 受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 、 挠 度 和 裂 缝 宽 度 的 影 响四 、 实 验 结 果 讨 论 与 实 验 小 结 。 11-2-仲 恺 农 业 工 程 学 院 实 验 报 告 纸城 市 建 设 学 院 （ 院 、 系 ） 土 木 工 程 专 业 103 班 3 组 混 凝 土 结 构 设 计 原 理 课学 号 姓 名 实 验 日 期 2012.11.25 教 师 评 定实验二钢筋混凝土受弯构件斜截面试验1.实 验 目 的 ：1 了 解 有 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 ” 与 “ 斜 压
5、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 有 腹 筋 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 计 算 公 式2.实 验 设 备 ： 静 力 试 验 台 座 及 反 力 架 荷 载 传 感 器 及 显 示 仪 器 YJ-26型 静 态 电 阻 应 变 仪 及 电 阻 应 变 片 读 数 显 微 镜 及 放 大 镜 传 力 梁 、 支 座 及 支 墩 导 线 、 钢 板 尺 、 等 其 他 仪 器 试 件 ： 采 用 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁 ， 长 度 为 73
6、50m m ， b h=210m m 525m m 。 混 凝 土 强 度 等 级 C25( ckf =16.7N/mm2， tkf =1.78N/mm2， 2/9.11 mmNfc , cE =2.8 104N/mm2） ， 纵 向 受 力 钢 筋 强 度 等 级 HRB335级 （ 极 限 抗 拉 强 度 标 准 值 为 2/335 mmNfyk ） ， 箍 筋 与架 立 钢 筋 强 的 等 级 HPB300（ 屈 服 强 度 标 准 值 为 yf =300N/mm2） 。 混 凝 土 净 保 护 层 厚 度 为 20m m 。 梁 的 受 压 区 配 有 两 根 10的 架 立 筋 ，
7、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 。-3-3.实 验 成 果 与 分 析 ， 包 括 原 始 数 据 、 实 验 结 果 数 据 与 曲 线 、 根 据 实 验 数 据 绘 制 曲 线 等 。实 验 简 图斜 拉 破 坏 -配 筋 截 面 ：加 载 ： （ 注 明 开 裂 荷 载 值 、 破 坏 荷 载 值 ） mm2000KNFcr 6.14 KNFu 8.92剪 压 破 坏 -配 筋 截 面加 载 ： （ 注 明 开 裂 荷 载 值 、 达 到 抗 剪 设 计 值 时 的 荷 载 值 、 破 坏 荷
8、 载 值 ） mm1000KNFcr 2.29 KNFu 8.167-4-斜 压 破 坏 -配 筋 截 面加 载 ： （ 注 明 开 裂 荷 载 值 、 达 到 抗 剪 设 计 值 时 的 荷 载 值 、 破 坏 荷 载 值 ） mm400KNFcr 1.73 KNFu 8.3433.1 斜 拉 破 坏 ：（ 1） 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因 。13.448420000 ha 取 3 可 以 看 成 基 本 相 等 。的 剪 力 跟 极 限 的 剪 力 值破 坏 的 时 间 很 短 ， 开 裂由 于 发 生 斜 拉
9、 破 坏 时 ，得 开 裂 剪 力由 KNbhfV bhfVbhfV tkcv tkcvtcv 7948421078.11375.10cs 0cs0cs （ 2） 绘 出 试 验 梁 p-f 变 形 曲 线 。 （ 计 算 挠 度 ）-5-发 生 斜 拉 破 坏 时 ， 当 混 凝 土 开 裂 后 ， 在 荷 载 的 增 加 下 ， 梁 的 变 形 急 剧 增 加 ， 很 快 发 生 破 坏 ， 没 有 明显 的 挠 度 ， 故 不 需 计 算 挠 度 。（ 3） 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图 。 （ 计 算 裂 缝 ）发 生 斜 拉 破 坏 时 ， 当 混 凝 土 开 裂 后 ， 在
10、荷 载 的 增 加 下 ， 梁 的 变 形 急 剧 增 加 ， 很 快 发 生 破 坏 ， 故 不 需计 算 裂 缝 。（ 4） 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理 。弹 性 阶 段 ： 再 此 阶 段 混 凝 土 的 受 拉 应 力 应 变 曲 线 和 受 压 应 力 应 变 曲 线 都 近 似 直 线 ， 因 此 ， 基 本 上 可看 成 混 凝 土 在 弹 性 范 围 内 工 作 。 而 钢 筋 此 时 也 工 作 在 弹 性 范 围 内 ， 所 以 整 根 钢 筋 混 凝 土 梁 可 看 似 一根 匀 质 弹 性 梁 。 在 加 载 过 程 中
11、梁 的 刚 度 不 变 ， 表 现 为 这 一 阶 段 梁 的 挠 度 荷 载 曲 线 基 本 为 直 线 。在 受 压 区 混 凝 土 压 应 变 增 大 的 过 程 中 ， 受 拉 钢 筋 应 力 呈 直 线 增 加 ， 受 压 区 合 压 力 和 受 拉 区 合 拉 力 也基 本 呈 直 线 增 加 ， 由 平 截 面 假 定 可 知 ， 此 时 的 受 拉 区 高 度 应 近 似 保 持 不 变 。受 拉 区 混 凝 土 呈 现 塑 性 到 开 裂 阶 段 ： 此 阶 段 初 受 拉 区 混 凝 土 进 入 塑 性 阶 段 ， 混 凝 土 的 受 拉 应 力 应 变曲 线 呈 现 较
12、明 显 的 曲 线 线 性 ， 并 且 曲 线 的 切 线 斜 率 不 断 减 小 ， 表 现 为 在 受 拉 区 应 变 增 大 过 程 中 ， 受拉 区 混 凝 土 合 力 的 增 长 不 断 减 小 ， 而 此 时 受 压 区 混 凝 土 和 受 拉 钢 筋 仍 在 工 作 弹 性 范 围 内 ， 呈 直 线 增长 ， 于 是 受 压 区 高 度 降 低 ， 以 保 证 截 面 内 力 平 衡 。 当 内 力 增 大 到 某 一 数 值 时 ， 受 拉 区 边 缘 的 混 凝 土达 到 其 实 际 的 抗 拉 强 度 和 极 限 应 变 ， 截 面 处 于 开 裂 前 的 临 界 状 态
13、 。开 裂 至 钢 筋 屈 服 ： 此 阶 段 一 开 始 只 要 增 加 少 许 ， 受 拉 区 混 凝 土 拉 应 变 超 过 极 限 抗 拉 应 变 ， 部 分 薄 弱-6-地 方 的 混 凝 土 开 始 出 现 裂 缝 。 在 开 裂 截 面 ， 内 力 重 新 分 布 ， 开 裂 的 混 凝 土 一 下 子 把 原 来 承 担 绝 大 部分 拉 力 交 给 受 拉 钢 筋 ， 使 钢 筋 应 力 突 然 增 加 很 多 ， 故 裂 缝 一 出 现 就 有 一 定 的 宽 度 ， 此 时 受 压 区 混 凝土 也 开 始 表 现 出 一 定 的 塑 性 ， 应 力 图 形 开 始 呈
14、现 平 缓 的 曲 线 。 此 时 钢 筋 的 应 力 应 变 突 然 增 加 很 多 ，曲 率 急 剧 增 大 ， 受 压 区 高 度 也 急 剧 下 降 ， 在 挠 度 荷 载 曲 线 上 表 现 为 有 一 个 表 示 挠 度 突 然 增 大 的转 折 。 内 力 重 分 布 完 成 后 ， 荷 载 继 续 增 加 时 ， 钢 筋 承 担 了 绝 大 部 分 拉 应 力 ， 应 变 增 量 与 荷 载 增 量 呈一 定 的 线 性 关 系 ， 变 现 为 梁 的 抗 弯 刚 度 与 开 裂 瞬 间 相 比 又 有 所 上 升 ， 挠 度 与 荷 载 曲 线 成 一 定 的 线 性关 系
15、。 随 着 荷 载 的 增 加 ， 钢 筋 应 力 应 变 不 断 增 大 ， 直 至 最 后 达 到 屈 服 前 的 临 界 状 态 。钢 筋 屈 服 至 受 压 区 混 凝 土 达 到 峰 值 应 力 阶 段 ： 此 阶 段 初 应 力 只 要 增 加 一 点 ， 钢 筋 便 即 屈 服 。 一 旦 屈服 ， 理 论 上 可 看 做 钢 筋 应 力 不 再 增 大 ， 截 面 承 载 力 已 接 近 破 坏 荷 载 ， 在 梁 内 钢 筋 屈 服 的 部 位 开 始 形成 塑 性 铰 ， 但 是 混 凝 土 受 压 区 边 缘 应 力 还 未 达 到 峰 值 应 力 。 随 着 荷 载 的
16、 少 许 增 加 ， 裂 缝 继 续 向 上 开展 ， 混 凝 土 受 压 区 高 度 降 低 ， 中 和 轴 上 移 ， 内 力 臂 增 大 ， 使 得 承 载 力 会 有 所 增 大 ， 但 增 大 非 常 有 限 ，而 由 于 裂 缝 的 急 剧 开 展 和 混 凝 土 压 应 变 的 迅 速 增 加 ， 梁 的 抗 弯 刚 度 急 剧 降 低 ， 裂 缝 截 面 的 曲 率 和 梁的 挠 度 迅 速 增 大 ， 所 以 ， 我 们 可 以 看 到 受 拉 钢 筋 屈 服 后 荷 载 挠 度 曲 线 有 一 个 明 显 的 转 折 ， 以 后曲 线 就 趋 向 平 缓 ， 像 是 步 上
17、 了 一 个 台 阶 一 样 。（ 5） 简 述 配 箍 率 对 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 、 挠 度 和 裂 缝 宽 度 的 影 响 。3.2 剪 压 破 坏 ：（ 1） 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因 。248410000 ha计 算 开 裂 剪 力 ： 取 2 KNbhfV bhfVbhfV tkcv tkcvtcv 5.10548421078.11275.10cs 0cs0cs 得 开 裂 剪 力由 KNhsAfbhfaV hsAfbhfaVhsAfbhfaVsvstktkcv svstktkcv
18、svyvtcv 5.22048410055.5642048421078.11275.100cs 00cs00cs 得 极 限 剪 力由计 算 极 限 剪 力 ：（ 2） 绘 出 试 验 梁 p-f 变 形 曲 线 。 （ 计 算 挠 度 ）-7-极 限 荷 载 时 ， 最 大 挠 度 的 计 算 ：mmh 4840 21413mmAs 0256.05252105.0 1413 099.04842101413108.2 102 450 teste scsE AA bhAEE mmBlMsf mmNhAEB f mmNAhFAhMK Esss sqte tk ssKsq 8.2151045.3 7
19、350105.22085 1045.3099.062.0978.015.1 484141310262.015.1 978.06.3700256.0 78.165.01.165.01.1 /6.370141348487.0 1000105.220a 13 2620 2132520 2300 （ 3） 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图 。 （ 计 算 裂 缝 ）-8- mmdcEaW mmNAhM mmd bhAa teeqsssqcr sksqteeq stecr 49.09.117108.06209.1102 6.370978.09.108.09.1 978.06.3700256.0 78.
20、165.01.1 /6.370141348487.0 105.2209.11710256.0 30 0256.05252105.0 14135.09.1 5m ax 260 最 大 裂 缝 ：（ 4） 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理 。弹 性 阶 段 ： 再 此 阶 段 混 凝 土 的 受 拉 应 力 应 变 曲 线 和 受 压 应 力 应 变 曲 线 都 近 似 直 线 ， 因 此 ， 基 本 上 可看 成 混 凝 土 在 弹 性 范 围 内 工 作 。 而 钢 筋 此 时 也 工 作 在 弹 性 范 围 内 ， 所 以 整 根 钢 筋 混 凝 土
21、 梁 可 看 似 一-9-根 匀 质 弹 性 梁 。 在 加 载 过 程 中 梁 的 刚 度 不 变 ， 表 现 为 这 一 阶 段 梁 的 挠 度 荷 载 曲 线 基 本 为 直 线 。在 受 压 区 混 凝 土 压 应 变 增 大 的 过 程 中 ， 受 拉 钢 筋 应 力 呈 直 线 增 加 ， 受 压 区 合 压 力 和 受 拉 区 合 拉 力 也基 本 呈 直 线 增 加 ， 由 平 截 面 假 定 可 知 ， 此 时 的 受 拉 区 高 度 应 近 似 保 持 不 变 。受 拉 区 混 凝 土 呈 现 塑 性 到 开 裂 阶 段 ： 此 阶 段 初 受 拉 区 混 凝 土 进 入
22、塑 性 阶 段 ， 混 凝 土 的 受 拉 应 力 应 变曲 线 呈 现 较 明 显 的 曲 线 线 性 ， 并 且 曲 线 的 切 线 斜 率 不 断 减 小 ， 表 现 为 在 受 拉 区 应 变 增 大 过 程 中 ， 受拉 区 混 凝 土 合 力 的 增 长 不 断 减 小 ， 而 此 时 受 压 区 混 凝 土 和 受 拉 钢 筋 仍 在 工 作 弹 性 范 围 内 ， 呈 直 线 增长 ， 于 是 受 压 区 高 度 降 低 ， 以 保 证 截 面 内 力 平 衡 。 当 内 力 增 大 到 某 一 数 值 时 ， 受 拉 区 边 缘 的 混 凝 土达 到 其 实 际 的 抗 拉
23、强 度 和 极 限 应 变 ， 截 面 处 于 开 裂 前 的 临 界 状 态 。破 坏 阶 段 ： 随 着 荷 载 的 增 加 ， 梁 的 变 形 急 剧 增 大 ， 挠 度 发 生 明 显 的 变 化 。 最 后 ， 随 着 裂 缝 的 增 多 ，梁 缓 慢 发 生 破 坏 。（ 5） 简 述 配 箍 率 对 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 、 挠 度 和 裂 缝 宽 度 的 影 响 。3.3 斜 压 破 坏 ：（ 1） 计 算 的 开 裂 剪 力 、 极 限 剪 力 与 模 拟 实 验 的 数 值 对 比 ， 分 析 原 因 。83.04844000 ha计 算 开 裂 剪 力
24、： 取 5.1 KNbhfV bhfVbhfV tkcv tkcvtcv 6.12648421078.115.1 75.10cs 0cs0cs 得 开 裂 剪 力由 KNhsAfbhfaV hsAfbhfaVhsAfbhfaV svstktkcv svstktkcvsvyvtcv 5354845048.10042048421078.115.1 75.100cs 00cs00cs 得 极 限 剪 力由计 算 极 限 剪 力 ：（ 2） 绘 出 试 验 梁 p-f 变 形 曲 线 。 （ 计 算 挠 度 ）-10-发 生 斜 压 破 坏 时 ， 挠 度 不 明 显 ， 故 不 需 计 算 。（ 3
25、） 绘 制 裂 缝 分 布 形 态 图 。 （ 计 算 裂 缝 ）发 生 斜 压 破 坏 时 ， 因 为 属 于 脆 性 破 坏 ， 故 不 需 计 算 裂 缝 。（ 4） 简 述 裂 缝 的 出 现 、 分 布 和 展 开 的 过 程 与 机 理 。-11-弹 性 阶 段 ： 再 此 阶 段 混 凝 土 的 受 拉 应 力 应 变 曲 线 和 受 压 应 力 应 变 曲 线 都 近 似 直 线 ， 因 此 ， 基 本 上 可看 成 混 凝 土 在 弹 性 范 围 内 工 作 。 而 钢 筋 此 时 也 工 作 在 弹 性 范 围 内 ， 所 以 整 根 钢 筋 混 凝 土 梁 可 看 似 一
26、根 匀 质 弹 性 梁 。 在 加 载 过 程 中 梁 的 刚 度 不 变 ， 表 现 为 这 一 阶 段 梁 的 挠 度 荷 载 曲 线 基 本 为 直 线 。在 受 压 区 混 凝 土 压 应 变 增 大 的 过 程 中 ， 受 拉 钢 筋 应 力 呈 直 线 增 加 ， 受 压 区 合 压 力 和 受 拉 区 合 拉 力 也基 本 呈 直 线 增 加 ， 由 平 截 面 假 定 可 知 ， 此 时 的 受 拉 区 高 度 应 近 似 保 持 不 变 。受 拉 区 混 凝 土 呈 现 塑 性 到 开 裂 阶 段 ： 此 阶 段 初 受 拉 区 混 凝 土 进 入 塑 性 阶 段 ， 混 凝
27、 土 的 受 拉 应 力 应 变曲 线 呈 现 较 明 显 的 曲 线 线 性 ， 并 且 曲 线 的 切 线 斜 率 不 断 减 小 ， 表 现 为 在 受 拉 区 应 变 增 大 过 程 中 ， 受拉 区 混 凝 土 合 力 的 增 长 不 断 减 小 ， 而 此 时 受 压 区 混 凝 土 和 受 拉 钢 筋 仍 在 工 作 弹 性 范 围 内 ， 呈 直 线 增长 ， 于 是 受 压 区 高 度 降 低 ， 以 保 证 截 面 内 力 平 衡 。 当 内 力 增 大 到 某 一 数 值 时 ， 受 拉 区 边 缘 的 混 凝 土达 到 其 实 际 的 抗 拉 强 度 和 极 限 应 变
28、 ， 截 面 处 于 开 裂 前 的 临 界 状 态 。破 坏 阶 段 ： 随 着 荷 载 的 增 加 ， 梁 的 变 形 急 剧 增 大 ， 裂 缝 越 来 越 多 ， 但 是 梁 的 挠 度 变 化 不 明 显 。 最 后 ，当 达 到 极 限 荷 载 时 ， 梁 突 然 发 生 破 坏 。（ 5） 简 述 配 箍 率 对 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 、 挠 度 和 裂 缝 宽 度 的 影 响 。4 实 验 结 果 讨 论 与 实 验 小 结 ， 即 实 验 报 告 的 最 后 部 分 ， 同 学 们 综 合 所 学 知 识 及 实 验 所得 结 论 认 真 回 答 思 考 题 并 提 出 自 己 的 见 解 、 讨 论 存 在 的 问 题 。-12-
