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适筋梁受弯性能实验方案小构成员:姓名:学号:姓名:学号:指引老师:任课教师:日期:适筋梁受弯破坏实验设计方案
一、适筋梁受弯破坏过程口当梁中纵向受力钢筋的I配筋率适中时，梁正截面受弯破坏过程体现为典型的三个阶段第一阶段一一弹性阶段I阶段当荷载较小时，混凝土梁犹如两种弹性材料构成日勺组合梁，梁截面时应力呈线性分布，卸载后几乎无残存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，且最大日勺混凝土拉应变超过混凝土的极限受拉应变时，在纯弯段某一单薄截面浮现首条垂直裂缝梁开裂标志着第一阶段的结束此时，梁纯弯段截面承当的弯矩r称为开裂弯矩第二阶段一一带裂缝工作阶段H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日勺混凝土传递拉应力，使得梁中继续浮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当的|弯矩必称为屈服弯矩第三阶段一一破坏阶段III阶段钢筋屈服后，在很小时荷载增量下，梁会产生很大的变形裂缝日勺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欧|极限压应变时，压区混凝土压碎，梁正截面受弯破坏此时，梁承当的弯矩〃称为极限弯矩适筋梁日勺破坏始于纵筋屈服，终于混凝土压碎整个过程要经历相称大日勺变形，破坏前有明显的J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、实验成果整顿的措施2加深对混凝土基本构建受力性能的理解3更直观的理解适筋梁受弯破坏形态及裂缝发展状况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I原理
三、实验装置:图1为本方案进行梁受弯性能实验采用的加载装置，加载设备为千斤顶采用两点集中力加载，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，分派梁分派荷载，压力传感器测定荷载值梁受弯性能实验中，采用三分点加载方案，取L=2200mm,a=100mm,b=700mm,c—600mm图
2.a为加载简图，此时千斤顶加力为P,通过度派梁后，可视为两个大小为尸/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，M=
0.35P.图
2.c为荷载作用下的剪力图L1—实验梁；2—滚动较支座；3—固定较支座；4一支墩；5一分派梁滚动较支座;6一分派梁滚动较支座；7一集中力下的垫板；8一分派梁；9—反力梁及龙门架；10一千斤顶;图梁受弯实验装置图1P/2P/27006007002200加载简图a kN,mm弯矩图b kN-mm剪力图c kN・mm图梁受弯实验加载和内力简图2
四、加载方式1单调分级加载机制梁受弯实验采用单调分级加载，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与否正常，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日勺90%此前，每级荷载不适宜大于开裂荷载计算值得20%
②达到开裂荷载计算值时90%后来，每级荷载不适宜大于其荷载值的5%；
③当试件开裂后，每级荷载值取10%日勺承载力实验荷载计算值日勺级距；
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相应的跨中位移；
⑤加载到临近破坏前，拆除所有仪表，然后加载至破坏
（2）开裂荷载实测值拟定措施对于本次实验，采用放大镜观测法拟定开裂荷载实测值具体过程用放大倍率不低于四倍时放大镜观测裂缝日勺浮现；当加载过程中第一次浮现裂缝时，应取前一级荷载作为开裂荷载实测值；当在规定H勺荷载持续时间内第一次浮现裂缝时，应取本级荷载值与前一级荷载日勺平均值作为开裂荷载实测值；当在规定日勺荷载持续时间结束后第一次浮现裂缝时，应取本次荷载值作为开裂荷载实测值
（3）承载力极限状态拟定措施对梁试件进行受弯承载力实验时，在加载或持载过程中浮现下列标记即可觉得该构造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）试件设计的根据根据梁正截面受压区相对高度4和界线受压区相对高度气日勺比较可以判断出受弯构件的类型当短时，为适筋梁；当时，为超筋梁界线受压区相对高度短可按下式计算匕
0.84=-------------------71+
0.0033E在设计时，如果考虑配筋率，则需要保证kN・mm夕丘于y其中在进行受弯试件梁设计时，《、区分别取《混凝土构造设计规范》规定的钢筋受拉强度原则值和弹性模量；进行受弯试件梁加载设计时，
4、且分别取钢筋试件实验得到钢筋受拉屈服强度原则值和弹性模量同步，为了避免浮现少筋破坏，需要控制梁受拉钢筋配筋率夕大于适筋构件时最小配筋率％in，其中4in可按下式计算Pmin=
0.45Jy
（2）试件的重要参数
①试件尺寸（矩形截面）/XAX180X250X2200mm；
②混凝土强度等级C35；
③纵向受拉钢筋的种类HRB400；
④箍筋的种类HPB300（纯弯段无箍筋）；
⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度25mm；
（3）配筋计算由所选材料性能可知fyk=400N/mm1f=360N/mm2f=270N/mm2fck=23AN IyyvA.45—X=L96xW3=0045360mm1fc=16JN/mm2fik=
2.20N/mm2fi=
1.57N/mm2,
0.84二------------7—=
0.5231+L
0.0033E…平3*
0.0244=〃—c—g=250—25—7=218m加因此，当所配纵筋为3中14时，钢筋面积As=462ml；A夕=二=
0.012b%此时夕min—P—Pb因此该梁为适筋梁综上所述，试件的配筋状况见图3和表1图3梁受弯实验试件配筋配筋状况预估荷载P kN试件特性试件编号
①②③Per APuMLA适筋梁3*14201008@
50227.
56693.
063103.403阐明预估荷载按照《混凝土构造设计规范》给定的材料强度原则值计算，未计试件梁和分派梁的自重4试件加载估算
1.开裂弯矩估算E_
2.06xl05s=
6.540E~~
3.15xl04V-2倏4_2x
6.54x462=
0.134bh-180x250M=
0.2921+
2.5«J/Z/z2cr lk=
0.292xl+
2.5x
0.134x
2.20xl80x2502=
9.6480V•m。
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