適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案

1、上力Nil手俟混凝土結(jié)構(gòu)基本原理ENG魁鏈RNG業(yè)適筋梁受彎破壞試驗(yàn)設(shè)計(jì)方案試驗(yàn)課教師黃慶華姓名學(xué)號(hào)手機(jī)號(hào)任課教師顧祥林合作者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)混凝土基本構(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)及裂縫發(fā)展情況。(4) 驗(yàn)證適筋梁破壞過程中的平截面假定。(5) 對(duì)比實(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。二、試件設(shè)計(jì)：(1)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的比較可以判斷出受彎構(gòu)件的類型：當(dāng)b時(shí)，為適筋梁；當(dāng)b時(shí)，為超筋梁。界限受壓區(qū)相對(duì)高度b可按下式計(jì)算:

2、0.8fy0.0033Es在設(shè)計(jì)時(shí)，如果考慮配筋率，則需要確保fy其中在進(jìn)行受彎試件梁設(shè)計(jì)時(shí)，fy、巳分別取混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定的鋼筋受拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值和彈性模量；進(jìn)行受彎試件梁加載設(shè)計(jì)時(shí)，fy、巳分別取鋼筋試件試驗(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大于適筋構(gòu)件的最小配筋率min,其中min可按下式計(jì)算：ftmin0.45廣fy(2)試件的主要參數(shù)試件尺寸(矩形截面)：bxhxl=180X250X2200mm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：HPB300(純彎段無箍筋)；縱向鋼筋混凝土保護(hù)層厚度：25mm綜

3、上所述，試件的配筋情況見圖3和表1:2可加小FWHH詢(41)d)j800,600800*z,2200z圖3梁受彎實(shí)驗(yàn)試件配筋表1試件編號(hào)試件特征配筋情況預(yù)估柿裁P(kN)PcrPyPuMLA適筋梁4力16210850(2)說明：預(yù)估荷載按照混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范給定的材料強(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)行梁受彎性能試驗(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。并且由千斤頂及反力梁施加壓力，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，取L2200mm,a100mm,b700mm,c600mm0

4、圖為加載簡(jiǎn)圖，此時(shí)千斤頂加力為P,經(jīng)過分配梁后，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。圖為荷載作用下的彎矩圖。由此圖可知，純彎段的彎矩最大，M0.35P.圖為荷載作用下的剪力圖。b。，b131一試驗(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反力梁及龍門架；10一千斤頂;P/2圖1梁受彎試驗(yàn)裝置圖P/27006002200(a)加載簡(jiǎn)圖（kN，mm(b)彎矩圖（(c)剪力圖（kN?mm）圖2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)加載，每次加載時(shí)間間隔為15分鐘。在正

5、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)。具體加載過程為：在加載到開裂荷載計(jì)算值的90%Z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犯后，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%勺承載力試驗(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。具體過程：用放大倍率不低于四倍的放大鏡觀察裂縫的出現(xiàn)；當(dāng)加載過程中第一次出現(xiàn)裂縫

6、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)間結(jié)束后第一次出現(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)行受彎承載力試驗(yàn)時(shí)，在加載或持載過程中出現(xiàn)下列標(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)诹嚎缰幸粋?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)表

7、面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, 布置見圖5。以量測(cè)加載過程中鋼筋的應(yīng)力變化，測(cè)點(diǎn)(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)試件結(jié)束時(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)過程中宜保持一致，各測(cè)點(diǎn)問讀數(shù)時(shí)間間隔不宜過長。(4)裂縫試驗(yàn)前將梁兩側(cè)面用石灰漿刷白，并繪制50m忤50mm勺網(wǎng)格。試驗(yàn)時(shí)借助放大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開

8、裂后立即對(duì)裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測(cè)各級(jí)荷載作用下的裂縫寬度、長度及裂縫間距，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結(jié)束時(shí)進(jìn)行量測(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2fyk400N/mmfy360N/mm2fyv270N/mm2fck23.4N/mm22fc16.7N/mm2ftk2.20N/mm2ft1.57N/mm2min0.45f fy1.57q0.45-1.961033600.8F0.0033Esbfc0.523fy116

9、.70.024360h。dhc-2502258217mm所以，當(dāng)所配縱筋為3由14時(shí)，鋼筋面積A=804mm;Asbhb0.021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5Es2.06 10E4Ec3.15 106.5402 eAsbh2 6.54 804180 2500.2342Mcr0.292(12.5A)ftkbh220.29212.50.2342.20180250211.455kN?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:MyfyAsSXn/3)0.9Mu3 .極限彎矩估算fykAsi fckbhb400 8041 23.4 180 2180.350Muikfckbh。2(10.5)123.418021720.35010.50.35057.270kNmPu0.35 Mu11.455kN=32.729kN 0.3557.270kN 163.629kNPy4.0.350.350.9PU 147.266kN抗剪驗(yàn)算梁中箍筋采用上述配置，及850 2 ,此時(shí)梁的抗剪能力如下:aheQ >37002173.2=322Asv 2 8 mm 4_ Asv100.53-bh0180 2172100.53mm32.57 1