《混凝土结构》课程教学资源（实验指导）试验二 钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验

《混凝土结构》实验指导书石河子大学水利建筑工程学院二00五年九月

《混凝土结构》实验指导书 石河子大学水利建筑工程学院 二 00 五年九月

试验二、钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验一、试验目的1.了解无腹筋受弯构件裂缝的出现及发展过程：2.观察斜截面“剪压破坏”和“斜压破坏”的破坏过程及破坏特征；3.观察了解控制截面主应力的分布状态；4.测定斜截面极限承载力，验证无腹筋受弯构件斜截面承载力计算方法。二、试验用仪器设备1.静力试验台座及反力架2.荷重传感器及显示仪器3.YJ-26型静态电阻应变仪及电阻应变片4.读数显微镜及放大镜5.传力梁、支座及支墩6.导线、钢板尺等其它仪器三、试件及试验方法1.试件采用钢筋混凝土简支梁，混凝土强度等级C20，纵向受力钢筋强度等级II级，混凝土净保护层厚度为25mm，梁的上部配有28的架力筋，端部各配206的箍筋，与受力筋形成骨架，来保证受力主筋的位置，试件尺寸及配筋如图2-1所示。208208206F08120122@121400120图2-1试件尺寸及配筋2.试验装置

试验二、钢筋混凝土受弯构件斜截面破坏试验 一、试验目的 1．了解无腹筋受弯构件裂缝的出现及发展过程； 2．观察斜截面“剪压破坏”和“斜压破坏”的破坏过程及破坏特征； 3．观察了解控制截面主应力的分布状态； 4．测定斜截面极限承载力，验证无腹筋受弯构件斜截面承载力计算方法。 二、试验用仪器设备 1．静力试验台座及反力架 2．荷重传感器及显示仪器 3．YJ-26 型静态电阻应变仪及电阻应变片 4．读数显微镜及放大镜 5．传力梁、支座及支墩 6．导线、钢板尺等其它仪器 三、试件及试验方法 1．试件 采用钢筋混凝土简支梁，混凝土强度等级 C20，纵向受力钢筋强度等级Ⅱ级，混凝土净 保护层厚度为 25mm，梁的上部配有 28 的架力筋，端部各配 26 的箍筋，与受力筋形成骨 架，来保证受力主筋的位置，试件尺寸及配筋如图 2-1 所示。 图 2-1 试件尺寸及配筋 2．试验装置

根据试验要求，我们用同一根简支梁分别进行剪压破坏和斜压破坏试验，并将两种破坏形式对照比较。(1）剪压破坏利用手动液压于斤顶通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图2-2所示，千斤顶的位置居梁的跨中，梁的一端剪跨比设计为大于1.0而小于3.0，将出现剪压破坏：而另一端的剪跨比设计为小于1.0，它的斜截面承载力相对于另一端较大，不会发生破坏。手斤武频快民理H分部K350450125011150L1100600100600图2-2剪压破坏试验装置在剪跨比较大的一端选一控制截面AA＇在该截面与梁的纵轴线交汇处布置一个45℃直角应变花，用来测定主拉应力（弹性阶段）以其主应力的作用方向。由材料力学原理可知，应变花的主应力、主应力方向计算公式为：EEVB2+C2a<Px=2B式中：一测点的最大主应力：E一一被测材料的弹性模量：—一泊桑比；2645-20-09060+69060-90A=B=C=222式中：A、B、C一一应变花型式参数(2）斜压破坏剪压破坏结束后，在同一根梁的另一端作斜压破坏试验，将破坏端的支座内移500mm，千斤顶位于两支座的中央：通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图2-3所示，试验梁一端剪跨比约为0.95，将出现斜压破坏；而另一端剪跨比较小，其承载力相对较大，而不会发生破坏

根据试验要求，我们用同一根简支梁分别进行剪压破坏和斜压破坏试验，并将两种破坏 形式对照比较。 (1) 剪压破坏 利用手动液压千斤顶通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图2-2所示， 千斤顶的位置居梁的跨中，梁的一端剪跨比设计为大于 1.0 而小于 3.0 ，将出现剪压破坏； 而另一端的剪跨比设计为小于 1.0 ，它的斜截面承载力相对于另一端较大，不会发生破坏。 图 2-2 剪压破坏试验装置 在剪跨比较大的一端选一控制截面 AA′,在该截面与梁的纵轴线交汇处布置一个 45℃ 直角应变花，用来测定主拉应力（弹性阶段）以其主应力的作用方向。 由材料力学原理可知，应变花的主应力、主应力方向计算公式为： ＝ 2 2 ) 1 ) ( 1 ( B C E A E + + + −   x＝      −  B C tg 1 2 1 式中 ： —— 测点的最大主应力； Ｅ—— 被测材料的弹性模量；  ——泊桑比； Ａ＝  0  90 2 + Ｂ＝  0  90 2 − Ｃ＝ 2 2  45 −  0 −  90 式中 ：Ａ、Ｂ、Ｃ——应变花型式参数 (2) 斜压破坏 剪压破坏结束后，在同一根梁的另一端作斜压破坏试验，将破坏端的支座内移 500mm， 千斤顶位于两支座的中央；通过传力梁对试验梁进行两点不对称加载，加载装置如图 2-3 所 示，试验梁一端剪跨比约为 0.95 ，将出现斜压破坏；而另一端剪跨比较小，其承载力相对 较大，而不会发生破坏

加款千斤厦新配净型分配案o59143004 200 11501 p00+3501350 +图2-3斜压破坏加载试验装置3.加载方法（1）先进行梁的斜截面剪压破坏加载试验，然后再利用梁的另一端做斜压破坏加载试验；(2）两种试验均采用分级加载，每级加载量约取15%破坏荷载：（3）每级加载后，持荷时间不少于10分钟，在持荷的过程中，对梁进行认真观察，记录有关测量数据。四、测试内容1.剪压破坏在弯剪区段截面的下边缘，主拉应力处于水平方向，首先出现较短的垂直裂缝，在梁的腹部，主拉应力的方向是倾斜的，垂直裂缝就会延伸成斜裂缝。随着荷载的增大，剪压区的混凝土在压应力和剪应力的共同作用下，达到了复合受力时的极限强度，造成梁剪压破坏。（1）测定每级荷载下应变花测点的应变值：(2）用放大镜仔细观察裂缝出现的部位，在试件的裂缝旁描绘出其延伸长度，标出荷载级别；(3）用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端；（4）记录斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力：（5）详细记录试件的破坏特征。2.斜压破坏斜压破坏斜裂缝首先在梁腹部出现，有若干于根且相互平行，这种裂缝称腹剪裂缝。破坏时混凝被斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏环。（1）用放大镜仔细观察斜裂缝出现的部位，在其旁边描绘出其延伸长度，标注加载级别：(2）用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端；（3）测定斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力；（4）详细记录试件的破坏特征

图 2-3 斜压破坏加载试验装置 3．加载方法 (1) 先进行梁的斜截面剪压破坏加载试验，然后再利用梁的另一端做斜压破坏加载试验； (2) 两种试验均采用分级加载，每级加载量约取 15%破坏荷载； (3) 每级加载后，持荷时间不少于 10 分钟，在持荷的过程中，对梁进行认真观察，记录 有关测量数据。 四、测试内容 1．剪压破坏 在弯剪区段截面的下边缘，主拉应力处于水平方向，首先出现较短的垂直裂缝，在梁的 腹部，主拉应力的方向是倾斜的，垂直裂缝就会延伸成斜裂缝。随着荷载的增大，剪压区的 混凝土在压应力和剪应力的共同作用下，达到了复合受力时的极限强度，造成梁剪压破坏。 (1) 测定每级荷载下应变花测点的应变值； (2) 用放大镜仔细观察裂缝出现的部位，在试件的裂缝旁描绘出其延伸长度，标出荷载 级别； (3) 用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端； (4) 记录斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力； (5) 详细记录试件的破坏特征。 2．斜压破坏 斜压破坏斜裂缝首先在梁腹部出现，有若干根且相互平行，这种裂缝称腹剪裂缝。破坏 时混凝土被斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏。 (1) 用放大镜仔细观察斜裂缝出现的部位，在其旁边描绘出其延伸长度，标注加载级别； (2) 用读数显微镜测定主要斜裂缝扩展宽度，并注于裂缝的顶端； (3) 测定斜裂缝的开裂荷载及斜截面的极限承载力； (4) 详细记录试件的破坏特征

五、试验结果整理及试验报告试验日期：组别：成绩：1.计算剪压破坏时，斜裂缝出现之前每级荷载下的主拉应力，以及主应力作用方向与梁轴线的夹角α。2.计算剪压破坏和斜压破坏时的剪跨比，并分析剪跨比对斜截面抗剪能力的影响。3.根据试验结果计算出剪压破坏与斜压破坏梁的斜截面极限承载力

五、试验结果整理及试验报告 试验日期： 组别： 成绩： 1．计算剪压破坏时，斜裂缝出现之前每级荷载下的主拉应力，以及主应力作用方向与 梁轴线的夹角。 2．计算剪压破坏和斜压破坏时的剪跨比，并分析剪跨比对斜截面抗剪能力的影响。 3．根据试验结果计算出剪压破坏与斜压破坏梁的斜截面极限承载力

4.根据试验梁的所用材料的实际强度，计算无腹筋梁剪压破坏与斜压破坏斜截面极限承载力，并与试验结果进行比较，作出结论。5.绘制试验梁剪压破坏与斜压破坏裂缝分布图（梁的侧面），分析从斜裂缝出现到梁破坏斜裂缝的形成与发展过程。比较两种破坏形式的差异，并分析出现两种斜截面破坏特征的原因。RiP23501501100100600600图8-4破坏裂缝分布图

4．根据试验梁的所用材料的实际强度，计算无腹筋梁剪压破坏与斜压破坏斜截面极限 承载力，并与试验结果进行比较，作出结论。 5．绘制试验梁剪压破坏与斜压破坏裂缝分布图（梁的侧面），分析从斜裂缝出现到梁破 坏斜裂缝的形成与发展过程。比较两种破坏形式的差异，并分析出现两种斜截面破坏特征的 原因。 图 8-4 破坏裂缝分布图

应变记录表 2-1加荷荷载测点e0测点45测点90加荷序数KN差值累计读数差值累计读数差值累计时间读数

应变记录 表 2 - 1 加荷 加荷 荷载 序数 时间 KN 读数 差值 累计 读数 差值 累计 读数 差值 累计 测点ε0 测点ε45 测点ε90