鋼筋混凝土簡支梁抗彎性能的試驗研究

鋼筋混凝土簡支梁抗彎性能的試驗研究

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1、鋼筋混凝土簡支梁抗彎性能的試驗研究作者:徐萍摘要:通過對-?根鋼筋混凝土簡支梁的抗彎試驗,探討了鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截而受力變形性能和破壞特征。試驗結(jié)果表明:鋼筋混凝土梁正截而在受力過程中,具有彈性、開裂、屈服和極限4個明顯特征;正截而平均應(yīng)變服從平截而假定;得出鋼筋混凝土梁的開裂彎矩和極限抗彎承載能力以及抗彎剛度。最后,本試驗應(yīng)根據(jù)現(xiàn)行《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB50010.2002)提出的普通混凝土梁的計算公式,驗算例筋混凝土梁的開裂彎矩、極限彎矩、撓度和最大裂縫寬度。關(guān)鍵字:鋼筋混凝土簡支梁抗彎正截面前

2、言:隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展,越來越多的建筑物尤其是高層建筑離不開混凝土結(jié)構(gòu)。因此,對混凝土性能的研究就顯得尤為重要。本文擬通過試驗對鋼筋混凝土受彎構(gòu)件中的受力機理和性能做初步的分析。1.試驗H的:(1)本試驗的的主要忖的是通過鋼筋混凝土簡支梁在靜力集中荷載F,在梁的純彎段通過測得梁在不同受力階段的撓度、角變位、截面上纖維應(yīng)變和裂縫寬度等參數(shù),來分析梁的整個受力過程以及結(jié)構(gòu)的承載力、剛度和抗裂性能;(2)進-?步學(xué)習(xí)各種常用儀器儀表的選用原則和使用方法;(3)掌握試驗量測數(shù)據(jù)的整理、分析和表達方法;2.試驗設(shè)計2.

3、1構(gòu)件的設(shè)計本試驗采用的構(gòu)件是一根截面尺寸為b=200-300mm,h=300—500mm,混凝土等級C20-C50:鋼筋HPB235-HRB400;跨度l=2.5m-5m的鋼筋混凝土簡支梁。下而確定構(gòu)件的尺寸并進行配筋計算。截面尺寸確定:l=4.5mh=(l/18—l/12)l=400mmb=(l/3—l/2)h=200mm構(gòu)造層:2()mm耳水泥砂漿而層,15mm厚混合砂漿抹灰。材料選擇:混凝土采用C30,鋼筋采用HRB335。配筋計算:為防止混凝土發(fā)生超筋破壞,應(yīng)當(dāng)控制受壓區(qū)高度。使構(gòu)件在受拉區(qū)鋼筋屈服

4、時,受壓區(qū)混凝土同時達到極限應(yīng)變,受壓區(qū)出現(xiàn)水平裂縫,混凝十被壓碎,構(gòu)件破壞。根據(jù)這一破壞形態(tài),對鋼筋混凝土梁按界限配筋率進行配筋計算。根據(jù)力矩平衡關(guān)系,分別對手拉去縱向受力鋼筋的合力作用電荷受壓區(qū)混凝土應(yīng)力的合力作用點取矩,則正截面受彎承載力設(shè)計值為:陋=Peg%-

5、)=^(1-0.5^)在《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》中查表4-3得,混凝土等級為C30、鋼筋等級為HRB335的混凝土構(gòu)件相對界限受壓區(qū)高度b=0.550,所以該鋼筋混凝土梁的正截面承載力最大值為心210x14.3x200x(400-35)x0.

6、550x(l-0.5x0.550)=151.93KNm151.93/[300x(400-35)x(1-0.5x0.550)]=1913.8酬酬選用328,J2化1847加;驗算最小配筋率P5=4/(bxh)=1847/(200x400)=2.31%盒尬=45"'=45x1.43/300x100%=0.215%>弘尬單面鋼筋的配筋率也滿足大于0.2%的要求。此時構(gòu)件實際所能承受的最人彎矩為:X—AJy_%1847x300/(1.0x14.3x200)=148.57mmM-3(X)x1847x(365-x/2)=

7、148.57KN-mM=乂因為:"(Px1.5+Gx2?25)x1.35G=25x0.4x().2x4.5=9KN-m因此構(gòu)件所能承受的眾大荷載標準值為:p=59.87KN構(gòu)件所能承受的極限荷載為:Px1.35=80.82KN鋼筋混凝土梁抗彎性能試驗試件配筋圖試驗加載設(shè)計及觀測設(shè)計為排除剪應(yīng)力的存在對試件正截曲受力性能的影響,本試驗利用分配梁在跨中形成l?5m長度的純彎段,主要測量各受力階段純彎段的混凝土應(yīng)變、構(gòu)件撓度以及裂縫寬度等。試驗裝置如圖所示:4試驗裝置圖試驗加載程序分為預(yù)載、標準荷載(正常使用荷載)

8、、破壞荷載三個階段,試驗采用兩點集屮對稱的同步液壓分級加載方式。這種加載方式的冇點:便于控制加(卸)載速度,方便觀察和分析結(jié)構(gòu)變形情況,利于各點加載統(tǒng)一步調(diào)。預(yù)載的目的:①使試件各部接觸良好,進入正常工作狀態(tài),荷載與變形關(guān)系趨于穩(wěn)定,②檢驗全部試驗裝置的可靠性;③檢驗全部觀測儀衣工作正常與否;④檢查現(xiàn)場組織工作和人員的工作情況,起到演習(xí)的作用。預(yù)載一般分三級進行,每級取標準荷載值的20%。然后分級卸載,2?3級卸完。加卸一級,停歇lOmiiu(1)試驗采用兩點集屮對稱的同步液壓分級加載方式,在加載前先進行10

9、KN的預(yù)加載,使各測量己進入正常的工作狀態(tài),變形和荷載的關(guān)系趨于穩(wěn)定。正式加載時,荷載分級加,標準荷載(59.87KN)之前,每級加載11.97KN,分五級加至標準荷載;標準荷載30min之后,每級加載5.99KN;當(dāng)荷載加至71.83KN后,為了求得精確的破壞荷載值,每級加載2.99KN,以獲得精確的破壞荷載值和作抗裂檢。然后按照加載級距卸載。(2)為獲得該鋼筋混凝土的最大撓度和整體撓IlliIl

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