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1、钢筋混凝土简支梁静载实验试验设计 钢筋混凝土简支梁静载实验试验设计 背景：略 一、 实验目的 1使同学们对混凝土受弯构件的受力破坏过程有一个实际的认识； 2学习编制结构实验的计划与组织实施； 3熟悉对实验数据进行总结和分析，并对结构性能进行评定。 二、试验梁资料介绍 梁全长L=1.7m ,计算跨度L 0=1.6m ，使用状态设计荷载值Q s =10kN/m,承载力设计荷载值Q u =15kN/m 。梁截面型式：矩形，梁宽梁高=100mm 180mm ，受拉主筋保护层厚度c=20mm ，配筋见图1。 拟定计划 （一）拟定加载方案 该试验为短期破坏性试验，在室内进行，采用二集中力四分点等效荷载，试
2、件反位安装，见图2。 1计算等效荷载 梁跨中截面为控制截面 （1）计算使用状态短期试验荷载F s 在设计均布荷载Qs 作用下跨中弯矩 A-A 截面 B-B 截面 154mm 26mm 图1 M s=Q s L02/8=101.62/8=3.2(kNm) 使用状态短期试验荷载F s作用下跨中弯矩 M Fs=F s L0/8 由于M Fs= M s故有F s L0/8= Q s L02/8 F s= Q s L0 =101.6=16(kN) （2）计算承载力试验荷载值F u F u= Q u L0 =151.6=24(kN) （3）估算开裂荷载值F cr 估算M cr 查规范得：钢筋弹性模量E s
3、=2.1105 MPa，混凝土弹性模量E c=2.55104 MPa 混凝土极限抗拉强度f t=1.1 MPa。 弹性模量比n= E s / E c =8.235 A s=226.19mm2 M cr =0.2921+5nA s/bhbh2f t =0.2921+58.235226.19/(100180)10018021.1 =1579150（Nmm） F cr=8 M cr / L0 =8.0(kN) （4）计算自重等效荷载F gk 结构所承受的荷载通常包含自重和外力，而梁安装就位后自重已产生，故计算所得的试验荷载应由两部分组成即外加荷载+自重（及加载设备重力），考虑试验加载值大小时应扣除自
4、重影响。由于F s等均为等效荷载，故自重也应换算成等效荷载。 查规范得混凝土容重=25.0kN/m3，梁自重g k=bh=0.45 kN/m 若假定梁无自重，其自重作为外荷载加上去，跨中弯矩 M g k =g k (0.05+0.4)2/2- g k0.42/2 =0.0096 kN F gk =8 M g k /L0=0.05 kN 自重影响可以忽略不计。 故外加荷载值为F cr=8kN F s= 16kN F u=24kN 2计算加载级差，确定加载顺序 （1）加载级差 达到F s前级差：20% F s=3.2 kN 达到F s后级差：10% F s=1.6 kN 临裂级差：5% F s=0
5、.8kN 接近承载力试验荷载时级差：5% F u=1.2 kN （2）加载顺序 预加载(kN)：0 - 3.2- 0 正式加载(kN)： 0-3.26.4-7.28.0(8.89.6)10.411.212.0-12.8-16.0-17.619.22 0.822.424.025.226.4-28.830.0-31.2-32.433.634.836.037.238.439.640.842.043.244.445.646.848.0 （二）拟定观测计划 1测点选择及布置 （1）挠度 由于需作挠曲曲线，故沿梁跨度方向四分点上布置3分测点，两支座处各布置1个，共5个，自西向东统一编号为15，见图。 （2
6、）应变 a受拉主钢筋应变 由于受拉区混凝土开裂退出工作，为确定中截面应变分布沿受拉主钢筋轴线方向布置编号为1，见图。 b混凝土截面应变分布 沿中截面高度布置应变片，以确定截面应变分布及中性轴随荷载变化而下移的情况，自下而上统一编号26，见图。 （3）裂缝 为准确确定开裂荷载实测值，在纯弯段的受拉表面沿受拉主筋方向连续搭接布置裂缝监测片，见图。当应变片读数突变时的荷载即为开裂荷载。裂缝宽度的量测用读数显微镜。 2荷载持续时间 正常级差下t=10min 在使用状态短期荷载试验作用下t=30min 3观测方法 裂缝监测片在开裂前跟踪读数，开裂后不读。 最大挠度测点边记录边整理，求出差值和总差。 超过
7、使用状态短期荷载试验后，主筋应变跟踪读数。 （三）设备计划 1加载设备 千斤顶、压力传感器、电子秤、分载梁和反力架各一，支座及支座垫板2套。（四组共用） 2观测用仪器仪表 DH3818静态电阻应变仪一台 百分表及磁性表座5套，仪表架5个 千分表及夹具2套、弦式应变计5个、转换箱1台、读数仪1台 读数显微镜1个，塞尺1把 混凝土应变片工作片6片、补偿片1个，型号100mm3mm R=120K=2.08 钢筋应变片工作片1片、补偿片1个，型号3mm2mm R=120K=2.08 记录板2块 试验准备 1钢筋下料，弯钢筋2测点处理，贴钢筋片、焊线、防潮 3浇注混凝土、养护 4. 划线、贴混凝土片、焊线、防潮，编号 5.标压力传感器 6.梁安装就位 7.焊连接导线、接桥、应变仪调试 8.安装百分表