同濟(jì)大學(xué)混凝土試驗梁剪壓破壞試驗報告講訴_第1頁
同濟(jì)大學(xué)混凝土試驗梁剪壓破壞試驗報告講訴_第2頁
同濟(jì)大學(xué)混凝土試驗梁剪壓破壞試驗報告講訴_第3頁
同濟(jì)大學(xué)混凝土試驗梁剪壓破壞試驗報告講訴_第4頁
同濟(jì)大學(xué)混凝土試驗梁剪壓破壞試驗報告講訴_第5頁
已閱讀5頁,還剩15頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進(jìn)行舉報或認(rèn)領(lǐng)

文檔簡介

1、混凝土結(jié)構(gòu)基本原理試驗課程作業(yè)土沖決程爭旣L ENGINEERING梁受剪試驗(剪壓破壞)試驗報告試驗名稱梁受剪試驗(剪壓破壞)試驗課教師林峰任課教師2014年11月25日1試驗?zāi)康耐ㄟ^試驗學(xué)習(xí)認(rèn)識混凝土梁的受剪性能(剪壓破壞),掌握混凝土梁的受剪性能 試驗的測試方法,鞏固課堂知識,加深對于斜截面破壞的理解。2試件設(shè)計2.1材料和試件尺寸試件尺寸(矩形截面):bx h x |= 120X 200x 1800mm ;混凝土強(qiáng)度等級:C20;縱向受拉鋼筋的種類:HRB335 ;箍筋的種類:HPB235 ;2.2試件設(shè)計(1) 試件設(shè)計依據(jù)根據(jù)剪跨比I和彎剪區(qū)箍筋配筋量的調(diào)整,可將試件設(shè)計為剪壓、斜

2、壓和斜拉破壞,剪壓破 壞的I滿足1 l W。進(jìn)行試件設(shè)計時,應(yīng)保證梁受彎極限荷載的預(yù)估值比剪極限荷載預(yù)估值大。(2) 試件參數(shù)如表1圖1試件配筋圖表1試件參數(shù)試件尺寸(矩形截面)120 X200X 1800mm下部縱筋2R8上部縱筋2410箍筋06150(2)縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度15mm配筋圖見圖1加載位置距離支座400mm(3) 試件加載估算受彎極限荷載As2Mu =fy As (ho -as):1 fcbh/:二 fyAiMui = :ifcbh2 (1-0.5 )pM u = Mu MuiM u - 02PuMPum =105.25kN受剪極限承載力Vu =ftk bho + fyk

3、ho1+1sFUq =2Vu其中,當(dāng)I 3時,取I =3。FUq =65.98kN可以發(fā)現(xiàn)PuQ Pum,所以試件會先發(fā)生受剪破壞。具體計算過程見附錄2.3試件的制作根據(jù)普通混凝土力學(xué)性能試驗方法標(biāo)準(zhǔn)GB/T 50081-2002規(guī)定, 成型前,試模內(nèi)表面應(yīng)涂一薄層礦物油或其他不與混凝土發(fā)生反應(yīng)的脫模劑。取樣或拌制好的混凝土拌合物,至少用鐵锨再來回拌合三次。將混凝土拌合物一次裝入試模,裝料時應(yīng)用抹刀沿各試模壁插搗,并使混凝土拌合物高出試模口。采用標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試件,應(yīng)在溫度為20 5C的環(huán)境中靜置一晝夜至二晝夜,然后編號、拆模。拆模后應(yīng)立即放入溫度為202C,相對濕度為95%以上的標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)室中養(yǎng)護(hù)

4、,或在溫度為20 2C的不流動的氫氧化鈣飽和溶液中養(yǎng)護(hù)。標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)齡期為28d (從攪拌加水開始計時)。3.材性試驗3.1混凝土材性試驗?zāi)翉?qiáng)度實測結(jié)果試塊留設(shè)時間:2014年9月25日試塊試驗時間:2014年12月8日試塊養(yǎng)護(hù)條件:與試件同條件養(yǎng)護(hù)試件尺寸150mmK 150mnh 150mm實測立方體抗壓強(qiáng)度/MPa平均立方體 抗壓強(qiáng)度/MPa推定軸心抗壓強(qiáng)度/MPa推定軸心抗拉強(qiáng)度/MPa推定 彈性模量/GPa23.422.022.517.11.8926.7522.2注:軸心抗壓強(qiáng)度、軸心抗拉強(qiáng)度、彈性模量根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn) 混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范 GB 50010-2010推定。3.2鋼筋材性試驗

5、鋼筋強(qiáng)度實測結(jié)果公稱直徑/mm屈服荷載/kN極限何載/kN屈服強(qiáng)度平均值/MPa極限強(qiáng)度平均值/MPa試件平均試件平均6光圓11.611.316.015.740055611.215.611.215.610帶肋39.9939.7850.0649.9050663539.4949.7139.8749.9318帶肋1541451621645706451521641281653試驗過程3.1加載裝置圖2為梁受彎性能試驗采用的加載裝置,加載設(shè)備為千斤頂。采用兩點集中力加載,由千斤頂及反力梁施加壓力,分配梁分配荷載, 壓力傳感器測定荷載值。試驗取L=1800mm, a=100mm,b=400mm, c=80

6、0mm。n1 試驗梁;2 滾動鉸支座;3固定鉸支座;4 支墩;5分配梁滾動鉸支座;6分配梁滾動鉸支座;7集中力下的墊板;8分配梁;9反力梁及龍門架;10千斤頂;圖2梁受彎試驗裝置圖3.2加載制度單調(diào)分級加載機(jī)制:在正式加載前,為檢查儀器儀表讀數(shù)是否正常,需要預(yù)加載,預(yù)加載所用的荷載是分級荷載 的前1級。正式分級加載 /kN : 0t10 t 15 20 25 30 40 50 60 70破壞,在加載到 70kN 時, 拆除所有儀表,然后加載至破壞,并記錄破壞時的極限荷載。但是本實驗為了更加直觀的觀測混凝土的應(yīng)變,而且由于先發(fā)生剪壓破壞,所以可以不用拆 掉儀表。3.3量測與觀測內(nèi)容3.3.1荷載

7、荷載由壓力傳感器直接測定,選取數(shù)據(jù)如表2,極限荷載為139.392kN。表2荷載取值表時間荷載(kN)時間荷載(kN)2014/11/25 13:49:02014/11/25 14:5290.7822014/11/25 13:59 5.1992014/11/25 14:5297.4672014/11/25 14:069.3262014/11/25 14:52100.0252014/11/25 14:1214.5252014/11/25 14:52105.392014/11/25 14:1419.5592014/11/25 14:52110.4242014/11/25 14:2225.83220

8、14/11/25 14:52115.3762014/11/25 14:37 30.2882014/11/25 14:52119.2552014/11/25 14:4040.2742014/11/25 14:52125.282014/11/25 14:4249.3532014/11/25 14:53131.0572014/11/25 14:4658.8442014/11/25 14:53M35.1832014/11/25 14:5068.6652014/11/25 14:53137.4942014/11/25 14:5275.1842014/11/25 14:53138.3192014/11/2

9、5 14:52 80.1362014/11/25 14:53139.3922014/11/25 14:5285.9963.3.2鋼筋應(yīng)變(1)縱筋應(yīng)變在試件縱向受拉鋼筋中部粘貼電阻應(yīng)變片,以量測加載過程中鋼筋的應(yīng)力變化,測點布置見 圖3。釧筋應(yīng)燮片(貼于鋼;K外削)匚丿丿1700,200,.700*J鋼筋應(yīng)變片4,”JL120J圖3縱筋應(yīng)變片布置由于試驗前準(zhǔn)備不充分,不能夠分清應(yīng)變片,只能通過平均應(yīng)變來觀測鋼筋在實驗中的變化 情況。(2)箍筋應(yīng)變箍筋的鋼筋應(yīng)變片布置見圖4,應(yīng)變片與通道對應(yīng)關(guān)系如表3。圖4箍筋應(yīng)變片布置表3箍筋應(yīng)變片測點編號78910111243-843-943-1029-1

10、(壞)19-229-33.3.3混凝土應(yīng)變混凝土應(yīng)變由布置混凝土表面上的4個位移計量測,位移計間距40mm,標(biāo)距為150mm,混凝土應(yīng)變測點布置如圖5,位移計與通道對應(yīng)關(guān)系見表4。O計2檢務(wù)計41000圖5混凝土應(yīng)變計布置表4混凝土應(yīng)變計測點編號123446-946-246-346-43.3.4撓度撓度由梁跨度范圍內(nèi)布置3個位移計量測。短期跨中撓度實測值可以按照公式1Mf5 -2 f6f7fb0直接得出。側(cè)向擾度測點布置見圖6,位移計對應(yīng)通道見表J位移計6位移計了 j世移計5n900gMb圖6撓度測點布置表5撓度位移計測點編號56746-846-646-73.3.5裂縫實驗前將柱四面用石灰漿刷

11、白,并繪制50mm X50mm的網(wǎng)格。試驗時借助手電筒用肉眼查找裂縫并且用鉛筆標(biāo)記出裂縫的位置、標(biāo)號。之后對裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進(jìn)行詳細(xì)觀測,用讀數(shù) 放大鏡測量各級荷載作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間距,并用相機(jī)拍攝后手動繪制裂縫展開圖。3.4裂縫發(fā)展及破壞形態(tài)(1) 實驗前構(gòu)件初始狀態(tài)經(jīng)過觀察構(gòu)件初始狀態(tài)良好,肉眼觀測沒有初始裂縫。(2) 各級荷載作用下構(gòu)件裂縫發(fā)展情況(0 t 20kN)當(dāng)荷載較小時,很難用肉眼觀測到裂縫。(20kN t 70kN )梁的下表面首先出現(xiàn)垂直裂縫,數(shù)量較少而且裂縫很短、寬度也比較小。隨 著荷載的增加,裂縫的條數(shù)在逐漸增加而且不斷的向受壓區(qū)發(fā)展,并且梁的支座附近出現(xiàn)

12、多條斜 裂縫。(70kN t l30kN )兩個支座附近的斜裂縫繼續(xù)向受力點延伸,寬度不斷加大,條數(shù)增多,在 接近130kN時一側(cè)形成一條寬度長度最大的臨界裂縫貫通整個梁,剪壓區(qū)被壓碎,繼續(xù)加荷載但是壓力傳感器數(shù)值不增反降,此時混凝土梁已經(jīng)破壞。(3) 破壞情況如圖7,裂縫展開圖見附錄三。背面圖7構(gòu)件破壞情況圖4.試驗數(shù)據(jù)處理與分析原始數(shù)據(jù)整理見附錄二,實驗數(shù)據(jù)處理如下:4.1荷載-撓度關(guān)系荷載詵度曲線撓度圖8荷載-撓度曲線圖4.2荷載-曲率關(guān)系荷載-曲率曲線|011111-0.00200.0020.0040.00&0.008曲率(1000000/mm)圖9荷載-曲率曲線圖猜測是由于位移計在安

13、裝時帶有一定的位移量造成曲率的初始值為負(fù)值,分析時可以不考慮OkN和5kN時的情況。4.3荷載-縱筋平均應(yīng)變關(guān)系荷載-下部縱筋應(yīng)變縱筋平均應(yīng)變圖10荷載-縱筋平均應(yīng)變曲線圖4.4荷載-箍筋應(yīng)變關(guān)系荷載-箍筋應(yīng)變, 中ILIJII-10000100020003000400050006000圖11荷載-箍筋應(yīng)變曲線圖從圖中可以看出,在荷載較小的時候斜裂縫還沒有發(fā)展,箍筋基本沒有應(yīng)變,但是隨著斜裂 縫的發(fā)展,斜裂縫穿過的箍筋應(yīng)變迅速增大,也就意味著其所受應(yīng)力在加大,限制斜裂縫的發(fā)展。但是同時,位于斜裂縫端點的箍筋卻幾乎不怎么受力。4.5承載力分析正截面承載力計算:h0 二 h c d = 205 1

14、5 18 = 181mm 2 22 2As =2 3.14 9 -508.68mm2 2As =2 3.14 5 =157mmas =15 18/2 =24mm,as =15 10/2=20mmF F2As2 = As fy / fy = 157 506570 = 139.37mm2As1 = As -As2 =508.68 -139.37 = 369.31mmMu = fy As(h0 -as) =506 157 (181 -20) = 12.8kN m0.80.810.0033 Es5700.0033 2 105= 0.43:1 fcbX = fyAs1bh0 =77.83mm : x =

15、102.59mm按照超筋計算0.8-fy,1fcbh。sAs1b -0.8= 0.48Mu1fcbh02 (1-0.5 ) =1 17.1 120 1812 0.48 (1 0.5 0.48) = 24.52kN mM u1 = M u1 M u = 24.52 12.8 二 37.32kN mFUM 二Mu /0.2 =186.6kN1.5 := 400 =2.27 :31762仏=2 3.14 31 75W ftbhc亠1FUq =2V2=56.52mm斜截面承載力計算:fyjAsvh01.89 120 181 400181 = 49.27kNy s 2.27 1150FUQ =98.54

16、kN實測極限抗剪承載力為 139.392kN,比理論值高出40%左右,推測造成差距的原因為:(1) 無論是計算抗彎承載力還是抗剪承載力的計算模式都偏于安全的,而且在接近70kN的 時候裂縫已經(jīng)變得很明顯,此時的梁可能考慮到已經(jīng)不能滿足使用要求了。(2) 混凝土材料的性質(zhì)不穩(wěn)定,養(yǎng)護(hù)時間超過28天都可能造成混凝土的強(qiáng)度變大,致使其 承載能力提高。(3)由于現(xiàn)場沒有實際測量構(gòu)件的尺寸,可能在試件的制作過程中試件的尺寸大于原來設(shè) 計的尺寸,使其承載能力提高。5結(jié)論本次試驗向我們展示了適筋梁剪壓破壞的全過程,從破壞形態(tài)上來看這次試驗時比較成功 的。我們了解到了剪壓破壞的特點。剪壓破壞的斜裂縫會不斷向集

17、中荷載作用點延伸,且寬度不 斷增大,形成一條寬度和長度最大的臨界裂縫指向荷載作用點,最終剪壓區(qū)混凝土被壓碎,梁發(fā) 生斜截面破壞。同時通過對箍筋的觀察,可以看到箍筋只有在斜裂縫產(chǎn)生的時候才能發(fā)揮作用,限制斜裂縫 的繼續(xù)發(fā)展。而且只有斜裂縫穿過的箍筋才能發(fā)揮限制作用,這對我關(guān)于斜截面計算截面的選取 有了更加深刻的理解。附錄一試件設(shè)計承載力估算d18h0 二 h-c 200 -15176mm22A, =2 3.14 92 =508.68mm2r 2 2A =2 3.14 52 =157mm2Fas =15 18/2 = 24mm, as =15 10/2=20mmF F2 人2 =As fy / f

18、y =157 300 亠 300 = 157mm碼=As -As2 =508.68 -157 =351.68mm2Mu 二 As fy (h0 -as ) =300 157 (176 - 20) = 7.35kN m0.80.8fy0.0033Es30050.0033 2 10= 0.55:1 fcbX = fyAs1Mu fcbx(h0 -0.5x)F2as = 40mm : x =91.58mm : bh0 =96.8mmMu1=1 9.6 120 91.58 (176 -0.5 91.58) =13.7kN mM u = M u1 M u =13.7 7.35 二 21.05kN mFu

19、M =Mu/0.2 =105.25kN1.5、400176= 2.27 : 3Av =2 3.14 3 -56.52mm21.75Asv1.7556.52Vuftkbh。fyk0h1.54 120 176 235176=32.99kN1y s 2.27 1150Rq =2VuRq =65.98kN附錄二 實驗數(shù)據(jù)處理 荷載(kN)撓度(mr)i曲率(lO/mm縱筋平均應(yīng)變00.0085-0.001435.55.199-0.2095-0.001485.833333339.3260.0530.00013333379.6666666714.525-0.0860.00052513519.559-0.23750.00085199.666666725.832-0.4520.00095295.530.288-0.67750.001925357.166666740.274-1.05350.0023

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論