混凝土实验报告

混凝土试验报告

一．实验内容

试验名称

混凝土试验

目的和

1.1 实验目的 试验课教师 黄庆华

本实验课程是笔者学习专业

姓名 杜正磊 基础课《混凝

土结构基本原理》，必须同时学习的学号 1150987 必修课。本课程教学目的是使学

理论课教师 熊学玉 生通过实验，认识

混凝土结构构件的受力全过程、加日期 2013年12月25日 深对混凝土结构基本构件受力性能的理解和掌握，了解、掌握混凝土受弯和受压构件基本性能的试验方法。

实验课程要求参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土构件的实验方法，能对实验结果进行分析和判断，通过实践掌握试件设计、实验实施、实验结果整理和实验报告撰写。 1.2 实验内容

本次实验课程有10 个不同的实验项目：适筋梁受弯破坏，少筋梁受弯破坏，超筋梁受弯破坏，梁受剪斜压破坏，梁受剪剪压破坏，梁受剪斜拉破坏，梁受扭超筋破坏，梁受扭适筋破坏，柱小偏心受压破坏，柱大偏心受压破坏。要求每一个学生完成上述项目中两个实验项目，笔者完成了梁受剪剪压破坏和超筋梁受扭破坏实验。

二．试验方法

2.1 梁受剪剪压破坏 2.1.1 试件设计

受剪剪压梁QC 设计图纸及说明见图1。

图1 受剪剪压梁QC 设计

抗剪承载力验算：

混凝土轴心抗压强度 =11.9 ，轴心抗拉强度 =1.27 ，箍筋抗拉强度 =456 ，纵筋抗拉强度 =473.24 。

剪跨比： 最小配箍率

试件配箍率

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由 得

, =0.25 ℎ0=34.21

抗剪承载力

对应于抗剪承载力的荷载为

=2 =68.42

跨中正截面抗弯承载力：

试件 =307.9 2， ′=100.5 2，则

′

′

′= ′ ′(ℎ0 ′)=3.8 ∙

2 ′=58 ，取 =0.55得

ℎ0=48.95

试件为超筋梁，则

(

= ℎ0=70.34

( ∙

= 1+ ′=11.69 ∙

对应于抗弯承载力的荷载为

=73.06

对应于抗弯承载力的荷载应大于对应于抗剪承载力的荷载。 2.1.2 加载方法

受剪剪压破坏加载方式见图2。加载所用的设备包括，加载千斤顶、分配梁、铰支座和反力架、台座等。用荷载传感器测量所作用在试件（分配梁）上荷载P的大小。

图2 受剪剪压破坏加载图示

2.1.3 测试内容和方法

受剪剪压破坏的测量内容为，跨中挠度，纵向受拉钢筋应变，受剪箍筋应变，裂缝。应变片布置见下图： 1）跨中挠度

梁的跨中挠度是试件的整体反应。荷载与挠度的关系（曲线）可以反应试件的受力状态和特点，挠度值的大小可以代表某个状态的指标，如屈服、破坏等。本次实验，用三个位移计测量一个跨中和两个支座的位移，由这些位移测量结果计算挠度，计算方法见图3。

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图3 梁跨中挠度计算

2）纵向受拉钢筋应变

通过测量纵向受拉钢筋的应变（局部反应），可以由此得到纵向受拉钢筋的应力，了解该钢筋是否达到屈服等。本次实验，在纵向受拉钢筋的跨中位置，粘贴应变片，以测量跨中截面处钢筋的应变。 3）裂缝

裂缝（局部反应）的产生表示该部位的应变超过材料的极限应变、或者受拉应力超过材料的抗拉强度。第一条规定受力裂缝的发生，标志着试件的开裂，对应的荷载即为开裂荷载。试件的裂缝发展，即已有裂缝的长度增长、宽度加大，伴随着试件内力的增加、变形的增加及破坏的发生和发展，标志着试件的受力状态。 裂缝的测量包括，裂缝的发生、位置和走向，测量裂缝宽度，记录裂缝发展过程。 实验前，将梁外表面刷白，并绘制50mm×50mm的网格。实验时，借助放大镜用肉眼查找裂缝。构件开裂后立即对裂缝的发展情况进行详细观察，用裂缝观测仪、读数放大镜及钢直尺等工具量测各级荷载作用下的裂缝宽度、长度，并绘制裂缝开展图。对应于正常使用极限状态的最大裂缝宽度，可在梁侧面相应于纵向受拉钢筋中心的高度处测量。 4）受剪箍筋应变

通过测量受剪箍筋的应变，可以由此得到箍筋的应力。本次实验，在剪切区域的箍筋上，粘贴应变片。 2.2 超筋梁受扭破坏

超配筋受扭梁钢筋上应变测点布置及对应编号如下：

42-3 (42-9) 42-5 42-4

(42-10) (34-1) 42-6 (34-2) 42-7 (34-3) 42-8 (34-4) 28-1 (28-7) 28-2 (28-834-5 (33-5)

28-3 (28-934-1(33-6

28-4 28-5 (28-10) (42-133-1 (33-7)

33-2 (33-8)

28-6 (42-2) 33-3 (33-9)

33-4 (33-10)

倾角仪(度)：

187 244 183 40-8 40-9 40-6 40-7

承载力理论计算 混凝土抗压强度fc20.22MPa ft0.395fcu2.14MPa

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fyv336MPa2A10st1受扭箍筋直径为10mm 间距为50mm

78.54mm2 4ssmax50mm21422受扭纵筋 fy382MPa Astl21444615.75mm2

b2(3hb)1.125106mm3 截面受扭塑性抵抗矩 Wt6保护层厚度为 c15mm 则bcor120mm hcor120mm

抗扭承载力为

受扭破坏梁（适筋构件、超筋构件）的加载图式采用在梁的两端各施加一个方向相反的力矩，其加载示意图和相应的扭矩图见下图。所用的设备包括，加载千斤顶、刚臂和固定支座、铰支座等。用荷载传感器测量所作用在刚臂端部的荷载P的大小。

梁受扭加载装置三维示意图 2.2.3 测试内容和方法

受扭破坏梁（适筋构件，超筋构件）的测量内容为，扭转角，纵向受拉钢筋应变，受扭箍筋应变，裂缝。其中，纵向受拉钢筋应变、受剪箍筋应变和裂缝的意义和测量与受剪破坏梁相同。应变片布置见附件二。

1）扭转角

梁的扭转角是试件的整体反应。扭矩与扭转角的关系（曲线）可以反应试件的受力状态和特点，扭转角的大小和扭矩与扭转角的关系可以代表某个状态的指标，如屈服、破坏等。本次实验，用位移计测量指定截面的转角位移，由这些转角位移测量结果计算扭转角。

三．准备工作

3.1 试件制作

试件制作包括：1）材料准备，钢筋下料、制作，其它材料；2）应变测点布置，应变片粘贴、保护等；3）钢筋绑扎，支模板，浇捣混凝土；4）养护。 3.2 试件安装

试件安装包括：1）对试件作详细检查，检查截面实际尺寸和初始变形、原始裂缝等缺陷，做出书面记录；2）将试件表面刷白，并分格画线；3）试件划线放样，确定加载、支座、测点等的位置；4）试件就位；5）安全措施。 3.3 仪器设备准备

仪器设备准备包括：1）仪器选择和标定，单件标定和系统标定；2）测点仪器的连线；3）仪器设备系统调试。

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3.4 试件材料力学性能试验

钢筋强度实测结果：

屈服荷载 /kN 试件 4.11 4.18 4.16 12.81 13.00 13.08 22.67 24.36 23.58 26.37 26.73 26.31 39.99 39.49 39.87 43.89 12 带肋 14 带肋 43.68 43.76 58.59 58.59 58.12 18 带肋 98.67 98.69 98.97 22 带肋 135.51 134.63 135.91 135.35 98.78 58.77 43.76 39.78 26.37 23.54 12.96 4.15 平均 试件 5.15 5.24 5.13 16.83 17.16 16.99 26.33 26.59 26.69 36.04 36.98 36.40 50.06 49.71 49.93 65.11 64.76 64.78 87.46 87.06 87.28 153.47 153.48 153.85 209.29 208.44 209.57 209.10 356 550 153.60 388 604 87.27 382 567 64.88 387 574 49.90 506 635 36.47 336 463 26.54 468 528 16.99 458 601 5.17 330 411 极限荷载 /kN 平均 公称直径 /mm 4 光圆 屈服强度 极限强度 平均值/MPa 平均值/MPa 6 光圆 8 光圆 10 光圆 10 带肋 混凝土强度实测结果

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试件尺寸 试件轴心 抗压强度/MPa 20.71 20.14 22.99 试件尺寸 试件轴心 抗压强度/MPa 20.71 20.14 22.99 21.28 20.22 平均轴心 抗压强度 /MPa 100mm×100mm×300mm 评定轴心 抗压强度 /MPa 21.28 20.22 平均轴心 抗压强度 /MPa 100mm×100mm×300mm 评定轴心 抗压强度 /MPa 四．试验过程

4.1梁受剪剪压破坏

实验时间：2013年11月22日。 实验过程描述：

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。

试件破坏照片见图5：

图5受剪剪压试件破坏图

4.2超筋梁受扭破坏

实验时间：2013年12月20日。

实验过程描述：

在加载初期，由于荷载值较小，构件整体还处于弹性状态，构件表面无裂缝出现。随着外加荷载的进一步增加，在构件表面中心线处开始出现微小裂缝。之后，构件表面出现裂缝现象明显，主要表现为存在一条主裂缝和许多额外裂缝，同时主裂缝相互贯通，在构件表面形成一条螺旋线型裂缝，局部混凝土发生脱落现象，构件扭转明显，各个表面发生不同程度地翘曲现象。最终梁构件受扭破坏，整体延性较差。

荷载（kN） 最大裂缝宽度（mm） 最大裂缝编号 0 0 4 0 8 0.24 1(正面) 6页

12 >2.00 1(背面) -- -- 如有你有帮助，请购买下载，谢谢！

试件破坏照片见图6：

图6 超筋梁受扭试件破坏图

五．试验结果

5.1 受剪剪压破坏 5.2 超筋梁受扭破坏

在总体试验数据中，先剔除其中的异常数据记录：

荷载（扭矩）与箍筋应变 荷载与转角关系图

六．分析比较

6.1 梁受剪剪压破坏

剪压破坏试验最终的破坏荷载大于计算出的抗剪承载力，达到了抗剪承载力的要求。试件最终破坏形态为剪压破坏，最终出现一条宽长的主裂缝。从实验曲线中看出，试件的纵筋没有屈服，试件其中一个箍筋达到屈服。 6.2 超筋梁受扭破坏

理论极限荷载 Tu0.35ftWt1.2fyvAst1Acors9.63kNm

理论开裂荷载 Tcr0.7Wtft实验极限荷载 7.94kNm

0.75.831052.111.69kNm

试验值与理论值相对误差为较大，用理论值计算出来的数值要明显大于试验值。试验值偏小的原因可能是因为试验构件在制作过程中产生差异。

设计要求构件发生超筋破坏，然而用实测数据计算，构件应发生适筋破坏，通过试验曲线，构件也是发生了适筋破坏。

七．结论

本次实验进行了两个项目：梁受剪减压破坏和超筋梁受扭扭转破坏。通过实验数据分别计算了试件的承载力，得到了荷载-纵筋应变关系曲线、荷载-箍筋应变关系曲线、荷载-挠度曲线和荷载-扭转角关系曲线等。

通过实验认识了两种破坏的特性，达到了实验目的。

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