同济大学混凝土实验——适筋梁设计方案.doc

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1、.适筋梁受弯性能试验方案小组成员：姓名：学号：姓名：学号：指导老师：任课教师：日期：..适筋梁受弯破坏试验设计方案一、适筋梁受弯破坏过程：当梁中纵向受力钢筋的配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程表现为典型的三个阶段。第一阶段——弹性阶段（I阶段）：当荷载较小时，混凝土梁如同两种弹性材料组成的组合梁，梁截面的应力呈线性分布，卸载后几乎无残余变形。当梁受拉区混凝土的最大拉应力达到混凝土的抗拉强度，且最大的混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一薄弱截面出现首条垂直裂缝。梁开裂标志着第一阶段的结束。此时，梁纯弯段截面承担的弯矩

2、Mcr称为开裂弯矩。第二阶段——带裂缝工作阶段（II阶段）：梁开裂后，裂缝处混凝土退出工作，钢筋应力激增，且通过粘结力向未开裂的混凝土传递拉应力，使得梁中继续出现拉裂缝。压区混凝土中压应力也由线性分布转化为非线性分布。当受拉钢筋屈服时标志着第二阶段的结束。此时梁纯弯段截面承担的弯矩My称为屈服弯矩。第三阶段——破坏阶段（III阶段）：钢筋屈服后，在很小的荷载增量下，梁会产生很大的变形。裂缝的高度和宽度进一步发展，中和轴不断上移，压区混凝土应力分布曲线渐趋丰满。当受压区混凝土的最大压应变达到混凝土的极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正

3、截面受弯破坏。此时，梁承担的弯矩Mu称为极限弯矩。适筋梁的破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎。整个过程要经历相当大的变形，破坏前有明显的预兆。这种破坏称为适筋破坏，属于延性破坏。二、实验目的：（1））通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。（2））加深对混凝土基本构建受力性能的理解。（3））更直观的了解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展情况。（4））验证适筋梁破坏过程中的平截面假定。（5））对比实验值与计算理论值，从而更好地掌握设计的原理。（6）..三、实验装置：图1为本方案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

4、集中力加载，以便于在跨中形成纯弯段。并且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。梁受弯性能试验中，采用三分点加载方案，取L2200mm，a100mm，b700mm，c600mm。图2.a为加载简图，此时千斤顶加力为P，经过分配梁后，可视为两个大小为P/2的集中荷载分别作用于图示位置。图2.b为荷载作用下的弯矩图。由此图可知，纯弯段的弯矩最大，图2.c为荷载作用下的剪力图。M0.35P.1—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

5、配梁；9—反力梁及龙门架；10—千斤顶；图1梁受弯试验装置图..（a）加载简图（kN,mm）（b）弯矩图（kNmm）（c）剪力图（kNmm）图2梁受弯试验加载和内力简图四、加载方式：（1）单调分级加载机制：梁受弯试验采取单调分级加载，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两级。具体加载过程为：①在加载到开裂荷载计算值的90%以前，每级荷载不宜大于开裂荷载计算值得20%②达到开裂荷载计算值的90%以后，每级荷载不宜大于其荷载值的5%；③当试件开裂后，每级荷载值

6、取10%的承载力试验荷载计算值的级距；④当加载达到纵向受拉钢筋屈服后，按跨中位移控制加载，加载的级距为钢筋屈服工况对应的跨中位移；⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏。..（2）开裂荷载实测值确定方法：对于本次试验，采用放大镜观测法确定开裂荷载实测值。具体过程：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

7、值作为开裂荷载实测值。（3）承载力极限状态确定方法：对梁试件进行受弯承载力试验时，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受拉主钢筋拉断；②受拉主钢筋处最大垂直裂缝宽度达到1.5mm；③挠度达到跨度的1/30；④受压区混凝土压坏。五、试件设计：（1）试件设计的依据根据梁正截面受压区相对高度和界限受压区相对高度b的比较可以判断出受弯构件的类型：当b时，为适筋梁；当b时，为超筋梁。界限受压区相对高度b可按下式计算：b0.8fy10.0033Esbb在设计时，如果考虑配筋率，则需要确

8、保kNmm1fcfy..其中在进行受弯试件梁设计时，fy、Es分别取《混凝土结构设计规范》规定的钢筋....受拉强度标准值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，fy、Es分别取钢筋试件..试验得到钢筋受拉屈服强度标准值和弹性模量。同时，为了防止