实验指导书示范文本.doc

实验指导书实验目的实验目的1. 在学习钢筋混凝土受弯构件正截面受力性能的基础上，通过钢筋混凝土简支梁的设计、制作和受弯全过程的实验，对受弯承载力、刚度和裂缝进行测定，并对破坏形态进行观测，进一步加强对钢筋混凝土梁受弯性能、正截面承载力计算理论、裂缝及变形性能的理解。2. 学习适筋梁、超筋梁和少筋梁的配筋，计算破坏荷载，观测破坏形态和挠度，裂缝开展和分布情况。3. 学习钢筋混凝土受弯构件实验的全过程。4. 学习钢筋混凝土截面抗剪验算的方法。5. 了解并掌握钢筋混凝土构件的制作过程。6. 了解常用结构实验仪器的使用方法。7. 初步掌握结构实验测量数据的整理和分析，实验分析报告的撰写。参考书及预习内容参考书及预习内容1. 混凝土结构与砌体结构（上册）叶列平编著2. 建筑结构实验 王娴明等3. 结构工程材料 覃维祖主编4. 混凝土配合比的设计方法5. 计算三种钢筋混凝土简支梁的开裂荷载、屈服荷载和极限承载力。实验要求实验要求1. 设计钢筋混凝土简支单筋梁，使之在实验室提供的加载条件下能按照预定的破坏形态实现少筋、适筋和超筋中的一种。2. 利用实验室提供的材料和实验器具，自己动手制作混凝土构件。3. 对制作试件的开裂荷载、破坏荷载以及受力性能进行预测。4. 混凝土构件加载实验，验证预测结果。实验设备及材料实验设备及材料1.1. 材料材料水泥，细石，砂子，钢筋，铁丝。详细材料参数如下：钢筋提供以下几种规格直径规格拉伸试验平均屈服拉力 （N）拉伸试验平均极限拉 力（N） 圆 8一级钢1700026400 圆 6一级钢980015100 圆 4.2钢丝54006700 圆 2.2钢丝11501540 圆 1.6钢丝530700混凝土配合比自己查资料设计粗骨料，粒径 1015mm 碎石；砂子，含水率 2%2.2. 模具模具实验室提供高 150mm，宽 100mm，长度可调（1500900）的模具，用以制作试件。另外提供棱柱体留样模具 3 个。3.3. 加载设备加载设备图 1 简支梁加载实验示意图如图所示，实验梁的跨度根据试验确定，两端简支，跨中为集中荷载，最大可加荷载为 100kN。4.4. 实验测量系统（选用）实验测量系统（选用）4.1 百分表，用于量测钢筋混凝土梁的挠度。4.2 千分表、曲率仪及表架，用于量测钢筋混凝土的中段曲率。4.3 电阻应变片和电阻应变仪，用于量测钢筋及混凝土上的应变。4.4 力传感器，用于量测手动千斤顶作用在梁上的力。4.5 刻度放大镜，卷尺及其他工具。5.5. 记录用具记录用具坐标纸用于绘制裂缝分布图。实验安排实验安排1.1. 初步设计初步设计每人提交一份初步设计计算书。计算书中应包括 3 种破坏的设计方案，包括采用的材料参数、配筋量以及预测的开裂荷载、极限荷载。3 种方案必须都能在提供的试验条件下实现。2.2. 混凝土配合比设计混凝土配合比设计根据设计初步方案，进行混凝土配合比设计，确定水泥、石子、砂子的用量及水灰比。3.3. 指定设计类型指定设计类型确定将制作的构件的破坏形态。4.4. 制作构件（第制作构件（第 7 7、8 8 周）周）制作前应绘出详细的简支梁的钢筋下料图和采用的混凝土配合比，并对构件抗剪进行验算。5.5. 实验前提交最终的设计计算书，并准备好实验量测表格实验前提交最终的设计计算书，并准备好实验量测表格（第（第 1010、1111 周）周）每人提交一份最终的计算书，应包括自己设计制作的梁的详细配筋和计算，以及采用的计算方法、参考文献等等，最终给出对试件极限承载力的预测。每组准备一份详细试验预习报告，并制作试验记录表格。6.6. 实验（第实验（第 1111、1010 周）周）按照预定方案进行加载，直至梁破坏，与预测结果比较。7.7. 实验报告（第实验报告（第 1212、1313 周）周）每人提交试验报告一份，包括实验现象，分析构件的受力，预测偏差出现的原因，以及整个试验的体会与心得，与参观试验报告一起提交。鼓励试验报告中有个人研究分析的内容，最好图文并茂。实验方案和实验要求实验方案和实验要求为研究钢筋混凝土梁正截面的受力性能，主要通过荷载和应变、荷载和挠度、荷载和曲率之间的关系。通过各级荷载下的挠度，应变分布规律和裂缝开展情况来分析我们最关心的强度安全度，以及找出刚度随外荷载变化的规律。通过实验获得：（1）荷载-混凝土应变关系；（2）荷载-跨中挠度关系；（3）荷载-曲率关系；（4）裂缝分布图；（5）试件承载力。实验梁加荷载，应根据计算承载力分级加载，并控制加载速度。裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝宽度用刻度放大镜测量，正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度（包括梁底和侧面）。挠度测量数据由专人通过测挠度的百分表测取。每组组长制定专人分别负责读数、加载和记录。实验步骤实验步骤1. 实验荷载按梁极限弯矩 Mu所对应极限荷载 P 的 10%分级，自重等作为初级荷载记入，在梁的开裂荷载 Pcr之前应分 3 级（对适筋梁而言）。2. 按电阻应变片粘贴技术要求贴好应变片，做好防潮防水处理，引出导线，并联接到后续仪器上。装好挠度计或百分表。3. 安装并检查千斤顶和测力传感器，并记录力传感器的灵敏度值。4. 正式实验，先进行荷载小于 Mcr并分 13 级的预载实验，测读数，观察试件装置仪表是否工作正常。每级荷载间歇 3 分钟，在前后两次加载的中间时间读数。5. 在实验进行过程中，随荷载增加，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态，分别利用坐标纸绘制梁的裂缝分布图。6. 梁的实验结束马上压预留的混凝土试块，获得混凝土实际强度值。实验结果的整理、分析和实验报告实验结果的整理、分析和实验报告1.1. 整理下列实验原始资料整理下列实验原始资料1.1 试件的实际尺寸：梁的宽度 b；高度 h；保护层厚度 a 及含钢率等。1.2 实验材料的力学性能：钢筋和混凝土的实测强度、弹性模量。1.3 实验的制作和养护条件和外观特征。1.4 实验纪录的表格和图1.5 根据实验前实测得到的试件尺寸和材料力学性能数据计算下列 Mcr及对应的荷载 Pcr，极限弯矩 Mu及对应的荷载 Pu。2.2. 整理出下列实验曲线整理出下列实验曲线2.1 施加荷载与最大挠度点的关系曲线。2.2 弯矩与挠度的关系曲线。2.3 计算出弯矩与钢筋应变的关系曲线。2.4 计算出弯矩与受压区混凝土应变点的关系曲线。3.3. 绘图绘图整理实验时描绘的裂缝分布图，并将受弯构件适筋梁、少筋梁和超筋梁各自破坏形态的裂缝分布图进行对比。4.4. 实验结果分析讨论实验结果分析讨论根据实验结果和计算结果对比等工作巩固所学知识。