结构与抗震实验室文件 试验四“钢筋混凝土简支梁受弯破坏试验”实验指导书 (综合性、设计性) 、试验目的 1.掌握制定结构构件试验方案的原则,设计简支梁受弯破坏试验的加荷 方案和测试方案,并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表 2.观察钢筋混凝土受弯试件从开裂、受拉钢筋屈服、直至受压区混凝土 被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程,掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面 应力应变图形的特点。 3.能够按照国家规范要求,对使用荷载作用下受弯构件的强度、刚度以 及裂缝宽度等进行正确评价。 、使用设备和仪表 序 仪器名称 数量序号 仪器名称 数量 1静载反力试验装置 1套9XY函数记录仪 1台 20t液压千斤顶配高压油 1台10电测位移计 1台 3荷载分配梁 1根11千分表 6块 4|20t或10t荷载传感器1个12百分表 20块 5滚动和铰支座若干 13附着式应变计的标脚 16个 6支撑架 2个14附着式应变计的测杆 7静态电阻应变仪 2台15磁性表座 19个 8动态电阻应变仪 1台16螺丝刀、导线等器材和工具 试验方案 1.试件设计计算 混凝土强度等级为C20,钢筋为Ⅰ、Ⅱ级,试件配筋详见图4-1。 中6.5100 2∮1 图4-1简支梁结构图 载荷方案 (1)利用静载反力试验台上液压设备和荷载分配梁系统,对梁跨三分点处施 加集中荷载,以便在跨中形成纯弯段。载荷装置如图4-2所示。试验荷载理论 计算和试验设备强度验算应在正式试验前完成。 共3页第1页
结构与抗震实验室文件 共 3 页 第 1 页 试验四 “钢筋混凝土简支梁受弯破坏试验”实验指导书 （综合性、设计性） 一、试验目的 1．掌握制定结构构件试验方案的原则，设计简支梁受弯破坏试验的加荷 方案和测试方案，并根据试验的设计要求选择试验测量仪器仪表。 2．观察钢筋混凝土受弯试件从开裂、受拉钢筋屈服、直至受压区混凝土 被压碎这三个阶段的受力与破坏全过程，掌握适筋梁受弯破坏各个临界状态截面 应力应变图形的特点。 3．能够按照国家规范要求，对使用荷载作用下受弯构件的强度、刚度以 及裂缝宽度等进行正确评价。 二、使用设备和仪表 序 号 仪器名称 数量 序号 仪器名称 数量 1 静载反力试验装置 1 套 9 X-Y 函数记录仪 1 台 2 20t 液压千斤顶配高压油 泵 1 台 10 电测位移计 1 台 3 荷载分配梁 1 根 11 千分表 6 块 4 20t 或 10t 荷载传感器 1 个 12 百分表 20 块 5 滚动和铰支座若干 13 附着式应变计的标脚 16 个 6 支撑架 2 个 14 附着式应变计的测杆 8 个 7 静态电阻应变仪 2 台 15 磁性表座 19 个 8 动态电阻应变仪 1 台 16 螺丝刀、导线等器材和工具 三、试验方案 1．试件设计计算： 混凝土强度等级为 C20，钢筋为Ⅰ、Ⅱ级，试件配筋详见图 4-1。 2．载荷方案 ⑴ 利用静载反力试验台上液压设备和荷载分配梁系统，对梁跨三分点处施 加集中荷载，以便在跨中形成纯弯段。载荷装置如图 4-2 所示。试验荷载理论 计算和试验设备强度验算应在正式试验前完成。 φ6.5@100 2800 120 2φ8 2φ14 180 图 4-1 简支梁结构图
结构与抗震实验室文件 (2)荷载分级原则上是以正常使用阶段荷载标准值的20%为一级,开裂荷载 附近加载量应适当减少,不宜大于正常使用阶段荷载标准值的5%。超过正常使 用极限状态以后,每级加载量减少至荷载标准值的10%,接近极限承载能力时, 每级荷载不宜大于5% 荷载传感器 千斤顶 分配梁 简支梁试件 图4-2加荷装置图 3.测试方案 (1)根据简支梁的内力和变形特点,一般应在最大应力截面和最大挠度截面 处布置测点。由于本试验采用了三分点加载方式,跨中纯弯段内梁的弯矩最大, 且该区段内各截面最大应力相等。因此,在纯弯段内任选两个截面,沿梁截面高 度上分别布置四个混凝土应变测点,以观测该截面处混凝土压应变和中和轴的变 化情况。在梁纯弯段内受拉钢筋的五个截面处布置了10个应变测点,以观测 钢筋的应变状态。为了试件的变形情况,沿梁长(包括梁的跨中和两个集中力作 用点处)布置了一定数量的位移传感器。考虑到支座处可能也有下沉,在支座处 也安装了位移表。具体测点布置方案如图4-3所示。 fI f2 f3 f4 f5 f6 f7 18 19 f10 fll f12 f13 f14 f15 f16 f17 f18 f19 dddddd 图4-3测点布置图 ②)根据量程和精度要求选择各种量测仪器仪表 本次试验采用如下仪表 a混凝土应变h1-h8,采用附着式应变计测量。 b受拉主筋应变s-s10,采用静态电阻应变仪和函数记录仪。 共3页第2页
结构与抗震实验室文件 共 3 页 第 2 页 ⑵ 荷载分级原则上是以正常使用阶段荷载标准值的 20%为一级，开裂荷载 附近加载量应适当减少，不宜大于正常使用阶段荷载标准值的 5%。超过正常使 用极限状态以后，每级加载量减少至荷载标准值的 10%，接近极限承载能力时， 每级荷载不宜大于 5%。 3．测试方案 ⑴ 根据简支梁的内力和变形特点，一般应在最大应力截面和最大挠度截面 处布置测点。由于本试验采用了三分点加载方式，跨中纯弯段内梁的弯矩最大， 且该区段内各截面最大应力相等。因此，在纯弯段内任选两个截面，沿梁截面高 度上分别布置四个混凝土应变测点，以观测该截面处混凝土压应变和中和轴的变 化情况。在梁纯弯段内受拉钢筋的五个截面处布置了 10 个应变测点 ，以观测 钢筋的应变状态。为了试件的变形情况，沿梁长（包括梁的跨中和两个集中力作 用点处）布置了一定数量的位移传感器。考虑到支座处可能也有下沉，在支座处 也安装了位移表。具体测点布置方案如图 4-3 所示。 ⑵根据量程和精度要求选择各种量测仪器仪表 本次试验采用如下仪表： a)混凝土应变 h1-h8，采用附着式应变计测量。 b)受拉主筋应变 s1- s10，采用静态电阻应变仪和函数记录仪。 50 900 简支梁试件 荷载传感器 千斤顶 2700 900 分配梁 900 50 图 4-2 加荷装置图 S10 f6 50 f3 50 f1 f2 900 f4 H3 H1 f5 f18 225 f12 H4 2700 18×150 225 f9 225 f7 H2 f8 S2 (S1) S4 (S3) 225 f10 H7 H5 f11 S6 (S5) S8 (S7) f13 f15 H6 H8 f14 S10 (S9) 900 f16 f17 120 50 50 f19 S1 S3 S5 S7 S9 180 S2 S4 G6 S8 图 4-3 测点布置图
结构与抗震实验室文件 c梁的挠曲变形f1-f19,采用百分表、千分表和位移计 d)荷载测量选用20t或10t应变式荷载传感器,接入动态电阻应变仪,输出 到函数记录仪自动记录 四、试验步骤 按照加荷方案配备加荷设备,安装试件,固定加荷系统 2 按照观测方案,安装、调试测试仪器及仪表 3.将各测点进行编号,并记录试件初始缺陷或裂缝等。 4.统一读取初读数,并按加载制度进行加载试验。每加一级荷载后均 应测读记录一次各个测点的数据,并密切观察构件裂缝开展和变形情况。 5.试验期间和试验完毕后,应描绘试件裂缝展开图及破坏特征图,包 括裂缝出现时的荷载值,裂缝出现的位置、宽度以及破坏特征等均应标注在图中。 6.试验完毕后应卸去荷载,拆除仪表,关闭仪器,并清理试验现场。 制定者:龚安礼 指导教师:龚安礼、喻磊、郭昕 审定者:张兴虎 批准者:王泽军 结构与抗震实验室 制定日期:2005年12月30日 共3页第3页
结构与抗震实验室文件 共 3 页 第 3 页 c)梁的挠曲变形 f1-f19，采用百分表、千分表和位移计。 d)荷载测量选用 20t 或 10t 应变式荷载传感器，接入动态电阻应变仪，输出 到函数记录仪自动记录。 四、试验步骤 1． 按照加荷方案配备加荷设备，安装试件，固定加荷系统。 2． 按照观测方案，安装、调试测试仪器及仪表。 3． 将各测点进行编号，并记录试件初始缺陷或裂缝等。 4． 统一读取初读数，并按加载制度进行加载试验。每加一级荷载后均 应测读记录一次各个测点的数据，并密切观察构件裂缝开展和变形情况。 5． 试验期间和试验完毕后，应描绘试件裂缝展开图及破坏特征图，包 括裂缝出现时的荷载值，裂缝出现的位置、宽度以及破坏特征等均应标注在图中。 6． 试验完毕后应卸去荷载，拆除仪表，关闭仪器，并清理试验现场。 制 定 者：龚安礼 指导教师：龚安礼、喻磊、郭昕 审定者：张兴虎 批准者：王泽军 结构与抗震实验室 制定日期：2005 年 12 月 30 日