適筋梁受彎破壞試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)

1、word混凝土結(jié)構(gòu)根本原理ENGNEERNG業(yè)適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)課教師黃慶華某某學(xué)號(hào)手機(jī)號(hào)任課教師顧祥林合作者1 / 8word適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案一、 試驗(yàn)?zāi)康模?1) 通過(guò)實(shí)踐掌握試件的設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理的方法。(2) 加深對(duì)混凝土根本構(gòu)建受力性能的理解。(3) 更直觀的了解適筋梁受彎破壞形態(tài)與裂縫開展情況。(4) 驗(yàn)證適筋梁破壞過(guò)程中的平截面假定。(5) 比照實(shí)驗(yàn)值與計(jì)算理論值，從而更好地掌握設(shè)計(jì)的原理。試件設(shè)計(jì)：試件設(shè)計(jì)的依據(jù)根據(jù)梁正截面受壓區(qū)相對(duì)高度 和界限受壓區(qū)相對(duì)高度 b的比擬可以判斷出受為超筋梁。界限受壓區(qū)相對(duì)高度彎構(gòu)件的類型：當(dāng) b時(shí)，為適筋梁；當(dāng) b時(shí),

2、b可按下式計(jì)算：0.8"1 J0.0033Es在設(shè)計(jì)時(shí)，如果考慮配筋率，如此 其中在進(jìn)展受彎試件梁設(shè)計(jì)時(shí)，需要確保ifc b fyfy、巳分別取混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)X規(guī)定的3 / 8fy、Es分別取鋼筋大于適筋構(gòu)件的最鋼筋受拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彈性模量；進(jìn)展受彎試件梁加載設(shè)計(jì)時(shí)， 試件試驗(yàn)得到鋼筋受拉屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彈性模量。同時(shí)，為了防止出現(xiàn)少筋破壞，需要控制梁受拉鋼筋配筋率小配筋率誣，其中初可按下式計(jì)算：ft min 0.45 fy2試件的主要參數(shù)試件尺寸矩形截面：bXhXl = 180X 250X 2200mm；混凝土強(qiáng)度等級(jí)：C35;縱向受拉鋼筋的種類：HRB400;箍筋的種類：HPB

3、300純彎段無(wú)箍筋；縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度：25mm;綜上所述，試件的配筋情況見圖 3和表1:試件 編號(hào)試件特征配筋情況預(yù)估向載P (kN)PcrPyPuMLA適筋梁4E162 10850(2)32.729147.266163.6292200說(shuō)明：預(yù)估荷載按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī) X給定的材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算，未計(jì) 試件梁和分配梁的自重。三、試驗(yàn)裝置：圖1為本方案進(jìn)展梁受彎性能試驗(yàn)采用的加載裝置， 加載設(shè)備為千斤頂。采用兩 點(diǎn)集中力加載，以便于在跨中形成純彎段。并且由千斤頂與反力梁施加壓力，分配梁 分配荷載，壓力傳感器測(cè)定荷載值。梁受彎性能試驗(yàn)中，采用三分點(diǎn)加載方案，WL 2200mm ,a 10

4、0mm ,b 700mm , c 600mmM 0.35P圖2.a為加載簡(jiǎn)圖，此時(shí)千斤頂加力為P ,經(jīng)過(guò)分配梁后，可視為兩個(gè)大小為P/2 的集中荷載分別作用于圖示位置。圖2.b為荷載作用下的彎矩圖。由此圖可知，純彎段的彎矩最大,圖2.c為荷載作用下的剪力圖b1一試驗(yàn)梁；2滾動(dòng)錢支座；3固定較支座；4一支墩；5分配梁滾動(dòng)較支座；6分配梁滾動(dòng)較支座；7一集中力下的墊板；8分配梁；9反力梁與龍門架；10一千斤頂;P/2圖1 梁受彎試驗(yàn)裝置圖P/2ion7006002200加載簡(jiǎn)圖kN，mmbc彎矩圖圖2剪力圖kN ?mm梁受彎試驗(yàn)加載和內(nèi)力簡(jiǎn)圖四、加載方式：1單調(diào)分級(jí)加載機(jī)制:梁受彎試驗(yàn)采取單調(diào)分級(jí)

5、加載，每次加載時(shí)間間隔為 15分鐘。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(jí)荷載的前兩級(jí)。 具體加載過(guò)程為： 在加載到開裂荷載計(jì)算值的90%以前，每級(jí)荷載不宜大于開裂荷載計(jì) 算值得20% 達(dá)到開裂荷載計(jì)算值的90%以后，每級(jí)荷載不宜大于其荷載值的5%; 當(dāng)試件開裂后，每級(jí)荷載值取10%的承載力試驗(yàn)荷載計(jì)算值的級(jí)距； 當(dāng)加載達(dá)到縱向受拉鋼筋屈服后，按跨中位移控制加載，加載的級(jí)距 為鋼筋屈服工況對(duì)應(yīng)的跨中位移；加載到臨近破壞前，拆除所有儀表，然后加載至破壞。2開裂荷載實(shí)測(cè)值確定方法：對(duì)于本次試驗(yàn)，采用放大鏡觀測(cè)法確定開裂荷載實(shí)測(cè)值。 具體過(guò)程：用放大倍率 不低

6、于四倍的放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)； 當(dāng)加載過(guò)程中第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)， 應(yīng)取前一級(jí) 荷載作為開裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間內(nèi)第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本級(jí) 荷載值與前一級(jí)荷載的平均值作為開裂荷載實(shí)測(cè)值；當(dāng)在規(guī)定的荷載持續(xù)時(shí)間完畢后 第一次出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)取本次荷載值作為開裂荷載實(shí)測(cè)值。3承載力極限狀態(tài)確定方法：對(duì)梁試件進(jìn)展受彎承載力試驗(yàn)時(shí)，在加載或持載過(guò)程中出現(xiàn)如下標(biāo)記即可認(rèn)為該 結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)承載力極限狀態(tài)，即可停止加載：受拉主鋼筋拉斷；受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達(dá)到 1.5mm； 撓度達(dá)到跨度的1/30; 受壓區(qū)混凝土壓壞。五、試驗(yàn)測(cè)量?jī)?nèi)容、方法和測(cè)點(diǎn)儀表布置：(1)混凝土平均應(yīng)變?cè)诹?/p>

7、跨中一側(cè)面布置5個(gè)位移計(jì)，位移計(jì)間距50mm,標(biāo)距為150mm,以量測(cè)梁 側(cè)外表混凝土沿截面高度的平均應(yīng)變分布規(guī)律，測(cè)點(diǎn)布置見圖4。圖4梁受彎試驗(yàn)混凝土平均應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置2縱向鋼筋應(yīng)變?cè)谠嚰v向受拉鋼筋中部粘貼電阻應(yīng)變片， 以量測(cè)加載過(guò)程中鋼筋的應(yīng)力變化， 測(cè)點(diǎn) 布置見圖5。典例立女片曲十制邛11圖5縱筋應(yīng)變片布置3撓度對(duì)受彎構(gòu)件的撓度測(cè)點(diǎn)應(yīng)布置在構(gòu)件跨中或撓度最大的部位截面的中軸線上，如圖6所示。在試驗(yàn)加載前，應(yīng)在沒有外荷載的條件下測(cè)讀儀表的初始讀數(shù)。試驗(yàn)時(shí)在 每級(jí)荷載下，應(yīng)在規(guī)定的荷載持續(xù)試件完畢時(shí)量測(cè)構(gòu)件的變形。結(jié)構(gòu)構(gòu)件各部位測(cè)點(diǎn) 的測(cè)度程序在整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程中宜保持一致，各測(cè)點(diǎn)問(wèn)讀數(shù)時(shí)間間隔

8、不宜過(guò)長(zhǎng)。試驗(yàn)前將梁兩側(cè)面用石灰漿刷白，并繪制 50mmx 50mm的網(wǎng)格。試驗(yàn)時(shí)借助放 大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開裂后立即對(duì)裂縫的發(fā)生開展情況進(jìn)展詳細(xì)觀測(cè)，用讀數(shù)放大鏡與鋼直尺等工具量測(cè)各級(jí)荷載(0.4Pu0.7Pu)作用下的裂縫寬度、長(zhǎng)度與裂縫問(wèn) 距，并采用數(shù)碼相機(jī)拍攝后手工繪制裂縫展開圖，裂縫寬度的測(cè)量位置為構(gòu)件的側(cè)面 相應(yīng)于受拉主筋高度處。最大裂縫寬度應(yīng)在使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載值持續(xù)15min完畢時(shí)進(jìn)展量測(cè)。六、理論極限荷載計(jì)算書1配筋計(jì)算：由所選材料性能可知：2fyk 400N / mmfy 360N/mm2fyv 270N/mm2 fck 23.4N/mm2 2fc 16.7N/mm

9、2ftk 2.20N / mm2ft 1.57N/mm2min0.45 1 fy1.57q0.45-1.96 10 33600.8b 1fy0.0033Es=0.5231fcb fy1 16.70.5230.024360dh° h c 250 25 8 217mm 2所以，當(dāng)所配縱筋為3中14時(shí)，鋼筋面積As=804mm2;A 0.021bh)此時(shí)min所以該梁為適筋梁2試件加載估算1.開裂彎矩估算Es 2.06 105E Ec 3.15 1046.5402 eAsbh2 6.54 804180 2500.2342Mcr 0.292(1 2.5 A)ftkbh2 _ _20.292

10、1 2.5 0.234 2.20 180 250211.455kN ?m2 .屈服彎矩估算作為估算，可以假定鋼筋屈服時(shí)，壓區(qū)混凝土的應(yīng)力為線性分布，因此有:My fyAs(h0 Xn/3)0.9Mu3 .極限彎矩估算fykAsi fckbho400 8041 23.4 180 2180.350Mu ikfckbh； (1 0.5 )1 23.4 180 2172 0.350 1 0.5 0.35057.270kN mPu0.35 MuPy4.0.350.9R抗剪驗(yàn)算11.455kN=32.729kN0.3557.270kN 163.629kN0.35147.266kN梁中箍筋采用上述配置，與850 2 ,此時(shí)梁的抗剪能力如下:a he>3700217 =33.222Asv 2 8 mm 4二%100.53-bh0180 217Vu,max 0.25 cfcbh。2100.5