《混凝土结构基本原理》试验课程作业
L ENGINEERING
试 验 名 称
混凝土斜拉梁破坏试验
试验课教师
姓
名
学
号
手
机
号
任 课 教 师
日
期
试验目的
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受剪发生斜拉破坏实验的
实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。
写出实验报告。在此过程中，加深对受剪混凝土梁斜拉破坏性能的理解。
试件设计
材料和试件尺寸
① 试件尺寸（矩形截面） ： b× h× l = 120mm × 210mm× 1800mm；
② 混凝土强度等级： C20；
③ 纵向受拉钢筋的种类： HRB235；
④ 箍筋的种类： HPB235；
⑤ 纵向钢筋混凝土保护层厚度： 15mm；
试件设计
试件的配筋情况见表
1 和图 1；
表 1
梁斜剪试件的配筋
配筋情况
预估受剪
预估受弯
试件
加载位置
试件特征
b（ mm）
极限荷载
极限荷载
编号
①
②
③
PuQ (kN)
PuM (kN)
QC斜拉破坏
6@250 2
2 18
2 10
600
50
69
图 1 梁斜拉构件配筋图
混凝土受剪构件发生斜拉破坏有以下条件：
3；② sv较小
由《混凝土结构基本原理（第二版） 》相关知识，抗剪承载力计算公式为：
Vu Vcs
1.75
ft bh0 f yv
Asv h0
1
s
PuQ
2Vu
同时，为保证发生受剪破坏，抗弯纵筋配筋满足以下要求：
M max M u
M u 按单筋矩形截面抗弯构件计算。
材性试验
混凝土材性试验
试块留设时间： 2013 年 09 月 30 日
试验时间： 2013 年 11 月 21 日
试块养护条件：室内与试件同条件养护
表 2 混凝土强度实测结果
试件尺寸 150mm× 150mm× 150mm
平均立方体 推定轴心 推定
实测立方体
抗压强度 抗拉强度 弹性模量
抗压强度 /MPa
/MPa /MPa /GPa
注：轴心抗压强度根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》 GB/T 50081-2002 评
定；立方体抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规范》 GB
50010-2010 推定。
钢筋材性试验
公称
直径
/mm
4
光圆
6
光圆
8
光圆
10
光圆
10
带肋
12
带肋
14
带肋
18
表 3 钢筋强度实测结果
屈服荷载 极限荷载
屈服强度 极限强度
/kN /kN
平均值 /MPa 平均值 /MPa
试件 平均 试件 平均
330 411
458 601
468 528
336 463
506 635
387 574
382
567
388
604
带肋
22
带肋
356
550
试验过程
加载装置
图为进行梁受弯性能试验采用的加载装置， 加载设备为千斤顶。 采用两点集中力加载， 在跨
中形成纯弯段， 由千斤顶及反力梁施加压力， 分配梁分配荷载，压力传感器测定荷载值。梁
受弯性能试验，取
L=1800mm，a=150mm， b=500mm， c=500mm。
1—试验梁； 2—滚动铰支座； 3—固定铰支座； 4—支墩； 5—分配梁滚动铰支座； 6—分配梁滚动铰支座； 7
—集中力下的垫板； 8—分配梁； 9—反力梁及龙门架； 10—千斤顶；
图 2 梁受弯试验装置图
a） 加载简图 （ kN， mm）
b） 弯矩图 （ kNm）
c） 剪力图 （ kN）
3 梁受弯试验加载和内力简图
加载制度
1）单调分级加载机制
梁受弯试验采用单调分级加载。 试件的加载简图和相应的弯矩、 剪力图见和所示。 在正
式加载前， 为检查仪器仪表读数是否正常， 需要预加载， 预加载所用的荷载是分级荷载的前
级。正式加载的分级情况为：在最大斜裂缝宽度发展至以前，根拒预计的受剪破坏荷载分
级加载，分为 10KN,20KN,30KN,40KN, 破坏；每次加载时间间隔为 15 分钟。
2）承载力极限状态确定方法
对梁试件进行受弯承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构
构件已经达到或超过承载力极限状态，即可停止加载：
①斜裂缝端部受压区混凝土剪压破坏；
②沿斜截面混凝土斜向受压破坏；
③钢筋与斜裂缝交会处的斜裂缝宽度达到；
④沿斜截面撕裂形成斜拉破坏；
量测与观测内容
荷载（扭矩）
测点 2_1 显示实测荷载值，单位 kN
钢筋应变
在试件纵向受拉钢筋中部粘贴电阻应变片， 以量测加载过程中钢筋的应力变化， 测点布置见
4。
图 4 纵筋应变片布置
在试件受剪箍筋中部粘贴电阻应变片， 以量测加载过程中钢筋的应力变化， 测点布置见图 5。
图 5 箍筋应变片布置
混凝土应变
在梁跨中一侧面布置 4 个位移计， 位移计间距 40mm，标距为 150mm，以量测梁侧表面混
凝土沿截面高度的平均应变分布规律，测点布置见图 6。
图 6 梁受弯试验混凝土平均应变测点布置
挠度
对受弯构件的挠度测点应布置在构件跨中或挠度最大的部位截面的中轴线上，如图 7
所示。在试验加载前， 应在没有外荷载的条件下测读仪表的初始读数。 试验时在每级荷载下，
应在规定的荷载持续试件结束时量测构件的变形。 结构构件各部位测点的测度程序在整个试
验过程中宜保持一致，各测点间读数时间间隔不宜过长。
图 7 梁受弯试验挠度测点布置
裂缝发展及破坏形态
1）试验前试件状况：试件截面尺寸 120× 210mm、跨度 1500mm、无初始裂缝或损伤状。
2）图 8（a）和图 8（ b）分别为最终的裂缝照片和试验梁的裂缝图。
图 8（a）试验梁最终的裂缝照片
图 8（ b）试验梁的裂缝图
最大裂缝出现在○处 , 为斜拉破坏。
试验数据处理与分析
荷载－挠度关系曲线
确定梁构件在各级荷载作用下的短期挠度实测值，考虑支座沉降、自重、加载设备自
重及加载方式的影响，结合试验梁的具体位移计布置，试验梁跨中挠度可按下式计算：
fu2_9
1
u2_10u26_1
其中， u2_ 9 ， u2 _10 ， u26 _1 分别为位移计
2
2_9， 2_10， 26_1，的位移计读数。
荷载—挠度关系曲线如图
9 所示。
荷载 —挠度关系曲线
荷载 /kN
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-2 -10 0 2 4 6 8 10 挠度 /mm
图 9 荷载—挠度关系曲线
荷载－应变关系曲线
根据实测混凝土应变，跨中截面平均曲率 ij 可按下式计算：
i j
ij
hij
式中，若定义挠度以向下为正，则 j 、 i 分别为截面侧面上、下两点的实测混凝土平
均应变（以拉应变为正） ， hij 为该两点沿梁截面高度方向的实测距离。
荷载与平均应变关系曲线如图 10 所示。
荷载 —曲率关系曲线
荷载 /kN
80
70
60
50
40
30
20
10
0
-5
-10 0
5
10
15
20
25
10 荷载—曲率关系图
可以看出，加载过程中，平截面假定基本符合，荷载与跨中曲率基本成线性关系。
荷载－纵筋应变关系曲线
荷载—纵筋应变关系曲线如图 11 所示。
荷载 —纵筋应变关系曲线
荷载 /kN
80
28_1
70
28_2
60
28_3
50
28_4
40
28_6
30
28_9
20
10
0
纵筋应变
-500
-10
0
500
1000
1500
2000
图 11 荷载—纵筋应变关系图
荷载－箍筋应变关系曲线
荷载—箍筋应变关系曲线如图 12 所示。
荷载 —箍筋应变关系曲
荷载 /kN
80
70
28_5
60
28_7
50
28_8
40
28_10
30
26_6
20
26_7
10
0
-1000
-800
-600
-400
-200 -10 0
200
400
600
800 应变
图 12 荷载—箍筋应变关系图
承载力分析
正截面承载力分析
纵筋配筋 2 18, A s
508.9mm2
, 适筋梁，由：
x
f y As
1 f cb
M u
f y As(h 0
x )
2
Pu
4M u
得 M u 30.7kN m, Pu 122.8kN
斜截面承载力分析
箍筋配筋
6@250 2 ，
Asv
0.2262
，
500
2.69 ，按下式计算斜截面承载力：
s
186
Vu
Vcs
1.75
f t bh0
f yv
Asv h0
1
s
Pu
2Vu
Vu 41.92kN , Pu 83.84kN
构件承载力分析
由和知，构件承载力 Pu 84.22kN ，实测极限荷载 P 72.71kN ，小于计算承载力。
实际原因可能是：
①因为箍筋采用 6 钢筋，实测屈服强度 f y 458N / mm2 ，实际使用中并为达到此强度。
②箍筋配筋为 6@250 2 ，而《混凝土结构基本原理（第二版）》对箍筋最大间距的要求是
150mm，实际配筋不满足要求，实际工作时箍筋所贡献的承载力不足，会略小于计算荷载。
6 . 结论
试验表明， 梁的抗剪箍筋配置很少或箍筋间距较大时， 梁容易发生斜拉破坏。 构件承载
力远远低于剪压破坏的梁。发生斜拉破坏时，斜裂缝一出现即迅速延伸到集中荷载作用点，
使梁沿斜向被拉断成两部分。 斜拉破坏属于突发性的脆性破坏， 具有很大的危险性， 实际工
程中要尽量避免发生。
附件：部分原始数据（每级两条）
2_1
28_1
28_2
28_3
28_4
28_5
28_6
28_7
-10
0
0
1
0
0
0
-13
0
0
2
0
1
0
133
133
89
117
-1
101
-12
134
132
89
118
-1
103
-12
384
331
236
295
6
274
-21
383
331
237
295
4
275
-21
588
536
425
501
15
460
-28
625
570
451
537
14
492
-29
822
758
671
736
27
661
-38
822
759
670
734
25
657
-41
1261
1022
941
980
137
868
-27
1261
1022
942
980
137
868
-27
1451
1213
1185
1169
177
1091
-31
1486
1246
1213
1205
182
1120
-31
1518
1277
1239
1237
188
1145
-31
1552
1309
1265
1267
214
1172
-32
1642
1382
1323
1328
233
1237
221
1684
1419
1354
1356
233
1267
324
1708
1440
1371
1369
227
1285
476
1739
1470
1397
1397
223
1313
623
2_1
28_8
28_9
28_10
26_6
26_7
26_2
0
1
-5
0
1
0
0
-3
0
2
0
-6
136
-19
7
-8
-6
138
-19
8
-9
-21
347
-87
23
-5
-21
347
-86
23
-6
-36
591
-96
36
-18
-40
631
-98
37
-20
-55
856
-97
75
-44
-59
854
-98
75
-45
-32
1141
-752
276
-53
-32
1142
-751
276
-54
25
1366
-611
395
-66
28
1405
-595
404
-68
37
1438
-585
421
-67
53
1469
-572
441
-69
256
1536
-549
494
-69
283
1563
-539
524
-70
298
1575
-538
544
-70
310
1602
-529
572
-69
2_1 2_6 2_7 2_8 2_9 2_10 26_1
0
0
0
0
0
0
0
相关热词搜索： 实验报告 混凝土 破坏 实验 混凝土-受扭梁-斜拉破坏-实验报告入党积极分子竞选演讲稿优秀范文5篇入党积极分子竞选演讲稿优秀范文篇1尊敬的各位领导、老师、亲爱的同学们：大家好！室外寒风凛冽，而我心里却暖意融融。作为信
学习《中国共产党员领导干部廉洁从政若干准则》心得体会精选4篇学习《中国共产党员领导干部廉洁从政若干准则》心得体会精选篇1学习了《中国共产党党员领导干部廉洁从
六一儿童节学生作文400字优选3篇六一儿童节学生作文400字优选篇1六一儿童节，我们自己的节日。希望、焦虑不安、开心、兴奋都变成了大家脸部那灿烂的笑容，全部
在学习贯彻党内主题教育精神读书班上的发言4篇在学习贯彻党内主题教育精神读书班上的发言篇1开展学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育是一件事关全局的
五年级小学生个人事迹篇4篇五年级小学生个人事迹篇篇1赵振炟，梁堂乡中心小学五年级二班的一名班干部，他品学兼优，性格开朗，乐于助人，善于思考，勤于探索，有较高
弘扬五四精神学生作文精选10篇弘扬五四精神学生作文精选篇1岁月时光总是匆匆忙忙，转眼间我们迎来了五月美好的季节，而每年的五月四号里是我国历史上一次伟大的青少
全面从严治党主体责任工作情况报告15篇全面从严治党主体责任工作情况报告篇120XX年以来，在县委、县政府的正确领导和县纪委的精心指导下，陈岱镇党委以落实全面
2023食堂后勤人员总结幼儿园3篇2023食堂后勤人员总结幼儿园篇1转眼间，20__年在忙忙碌碌中悄悄离去了，回顾这一学期后勤工作的大事小事，我们在上级领导
新时代中国特色社会主义思想主题教育个人学习体会3篇新时代中国特色社会主义思想主题教育个人学习体会篇1当前，学习贯彻习近平新时代中国特色社会主义思想主题教育正
小学争做新时代好少年心得体会4篇小学争做新时代好少年心得体会篇1于歆玥热爱学习，与人为善、明礼诚信，连年荣获校级优秀班干部、优秀少先队员、最美大队委等荣誉称