结构设计原理实验指导书.doc

PAGE 结构设计原理实验指导书 长 安 大 学 二00六 实验一：钢筋混凝土矩形梁正截面破坏试验 一、实验目的及要求 钢筋混凝土受弯构件计算包括三个方面的内容，即强度计算、抗裂性计算（裂缝开展宽度计算）及刚度计算(挠度计算)。 计算理论来源于实践,针对某种具体结构或构件的试验分析,即是对计算理论的校核,也可推断某种假设,从而进一步完善理论。 通过对钢筋混凝土矩形梁正截面的破坏试验，进一步巩固本专业基础课程的知识,结合本课程的专业内容,使学生能够系统性的掌握从钢筋、混凝土材料性能,设计和计算分析方法,提高学生综合知识的水平,了解在纯弯曲段内正截面的受力状态和变形规律，从而加深对所学理论知识的理解，培养学生试验研究的能力。 二、实验内容 1.通过对钢筋混凝土矩形梁正截面破坏试验的全过程,从梁的构造、钢筋构造、配筋率、正截面计算的基本内容、受弯构件的工作阶段、破坏特征,验算实验梁在不同荷载作用下控制断面(最不利截面)的应力、挠度和裂缝开展的位置及宽度,梁最大破坏荷载时相应的挠度。 2.正式试验前，根据试验梁的构造、配筋和强度，估算梁的最大破坏荷载，然后估算的最大破坏荷载分五级列表算出每级荷载作用下相应测点处理论计算(应变和挠度)值,以此指导试验方案的实施。 3．试验完成后，再根据实验中实际分级的荷载重新计算每级荷载作用下相应测点处理论计算(应变和挠度)值,并将实验记录值整理，将试验过程中出现的异常情况或测试极值取舍后作为实测值再与理论值进行比较。 三、实验条件及要求 1．试验用钢筋混凝土梁，截面尺寸及配筋见图-1所示。混凝土标号25；骨料最大粒径15mm；钢筋为Ⅰ级Ф12mm；净保护层105mm。 3．试验课前，在正截面破坏试验梁上，纯弯曲段混凝土表面，沿梁高方向贴4只5×40mm电阻应变片，在相应位置的两根主筋上予埋3×5mm的电阻应变片2只，设置3个挠度测点；跨中一点，分配梁加载点对应处各一点，支座沉降测点两点(刚性支座时省略)，见图1所示。 图-1 正截面破坏试验简支梁 图-2 梁试验装置和测点布置 1-千斤顶; 2-力传感器;3-分配梁4-试验梁;5-混凝土应变片; 6-钢筋应变片;7-机电百分表; 四、实验相关知识点 1.回顾道路工程材料的内容,包括混凝土配比、标号及混凝土材料的力学性能;钢筋的强度和力学性能; 2. 回顾材料力学和结构力学有关应力(应变)实验分析原理; 3.结合本课程中钢筋混凝土矩形梁的内容,从梁的构造,钢筋构造,配筋率,正截面计算的基本内容,受弯构件的工作阶段、破坏特征,验算实验梁在不同荷载作用下控制断面(最不利截面)的应力、挠度和裂缝开展的位置及宽度,梁最大破坏荷载时相应的挠度。 五、实验实施步骤 1．加载前检查传感器、电阻片、挠度计的连接和安装状态，并进行初始平衡调试； 2．先作一次预备试验，预备荷载值取破坏荷载的30-40%。加载后，测取读数，观察试验梁、仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才能进行正式试验。 3．正式试验时，原则上应按计算破坏荷载的20%（也可取整数荷载值）分级加载，每级加载后稳定5分钟再读取试验数据。 4．裂缝的出现和发展用目视或读数显微镜观察，每级荷载下的裂缝发展情况应进行记录和描述。 5．当裂缝宽度达到1.5mm时，即视为破坏。或混凝土受压区破坏或钢筋应力达到屈服点，亦视为破坏。观察时应特别注意安全。 六、实验报告要求 1．将试验中每级实际荷载作用下的理论计算值和各测点实测值列表； 2．将试验过程中从开始加载直至破坏划分为三个工作阶段,并将跨中截面用图示方法描绘(计算值为实线,测试值用虚线标出应度值)； 3．绘出弯矩(或荷载)与各挠度测点的关系曲线(按三个工作阶段,计算值为实线,测试值用虚线标出应变值)。 4．实测值与理论计算值进行比较，并分析其差异原因。 七、思考题： 1．混凝土的标号低于设计标号实测的应力(或应度)变大还是变小？ 2．钢筋混凝土梁受弯强度应采用规范中轴心受压还是弯压指标？ 实验二 钢筋混凝土柱偏心受压破坏试验 一、实验目的及要求 通过试验了解偏心受压构件理论计算的依据和分析方法，观察偏心受压柱的破坏特征及强度变化规律，进一步增强对钢筋混凝土构件试验研究和分析能力。加强学生对于理论知识的理解和消化。 二、实验内容 在静荷载作用下，测定柱侧向位移和L/2截面钢筋及混凝土应变，描绘柱体裂缝出现、扩大与破坏状况及特征，测定开裂荷载值及破坏荷载值。 四、实验过程中观测的内容 1．实验前测量柱子尺寸及力作用点的偏心距； 2．预备试验时，预载值取计算破坏荷载的20%左右。同时。加载后，测取读数，观察试验柱，仪表装置工作是否正常，及时排除故障后，才能进行正式试验。 3．正式试验开始时，预加5%初荷载,调试仪器,按计算破坏