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設(shè)備定義與用途
混凝土梁正截面破壞性試驗(yàn)機(jī)是用于測(cè)試混凝土梁在受彎荷載作用下，正截面（垂直于梁軸線的截面）力學(xué)性能及破壞特征的專業(yè)試驗(yàn)設(shè)備。其核心用途包括：
材料性能研究：測(cè)定混凝土梁的抗彎強(qiáng)度、開裂荷載、極限承載力等參數(shù)，為混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)支撐。
構(gòu)件質(zhì)量檢驗(yàn)：評(píng)估預(yù)制混凝土梁或現(xiàn)場(chǎng)澆筑構(gòu)件的承載能力，驗(yàn)證其是否符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求。
科研教學(xué)應(yīng)用：幫助研究人員分析混凝土與鋼筋的協(xié)同工作機(jī)制，或作為教學(xué)工具演示結(jié)構(gòu)破壞過程。
設(shè)備組成與工作原理
（一）核心組成部分
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組件 |
功能描述 |
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加載系統(tǒng) |
通常采用液壓伺服裝置或電液伺服系統(tǒng)，可施加恒定荷載或分級(jí)遞增荷載，精度達(dá) ±1% FS（滿量程）。 |
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反力框架 |
由高強(qiáng)度鋼材制成，提供穩(wěn)定的反力支撐，確保加載過程中設(shè)備整體剛度，避免變形干擾測(cè)試結(jié)果。 |
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支座裝置 |
包括固定支座和滾動(dòng)支座，模擬簡(jiǎn)支梁或連續(xù)梁的邊界條件，支座間距可調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同梁長(zhǎng)。 |
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測(cè)量系統(tǒng) |
- 位移傳感器：監(jiān)測(cè)梁跨中撓度、裂縫開展位移； |
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數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng) |
通過計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)采集荷載、位移、應(yīng)變等數(shù)據(jù)，支持實(shí)時(shí)曲線繪制與破壞預(yù)警，部分設(shè)備可實(shí)現(xiàn)閉環(huán)控制（如等速率加載）。 |
（二）工作原理
加載方式：通過液壓或電動(dòng)裝置對(duì)梁試件施加豎向集中荷載或均布荷載（常通過分配梁實(shí)現(xiàn)），模擬實(shí)際工程中梁的受彎狀態(tài)。
破壞機(jī)制：隨著荷載增加，梁正截面底部混凝土受拉開裂，鋼筋逐漸屈服，最終頂部混凝土被壓碎，形成 “適筋破壞”“超筋破壞” 或 “少筋破壞” 等典型破壞形態(tài)，試驗(yàn)機(jī)通過數(shù)據(jù)記錄完整過程。
主要技術(shù)參數(shù)
調(diào)速范圍 150mm/min 無極調(diào)速
負(fù)荷 20t
功率 25KW
類型 反力架
適用范圍 結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)加載系統(tǒng)
重量 10噸
梁跨中最大荷載 3000kN
有效試驗(yàn)空間 4500×500×2000mm
試驗(yàn)力測(cè)量范圍 0.1％-100％ F.S
活塞有效行程 900mm
測(cè)量精度 0.1
用途 結(jié)構(gòu)力學(xué)試驗(yàn)
試驗(yàn)流程與注意事項(xiàng)
（一）標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)流程
試件制備：按設(shè)計(jì)要求澆筑混凝土梁，養(yǎng)護(hù)至規(guī)定齡期（如 28 天），表面打磨平整，標(biāo)記支座與加載點(diǎn)位置。
設(shè)備調(diào)試：校準(zhǔn)荷載傳感器、位移計(jì)，調(diào)整支座間距（通常為梁跨度的 1/3 或 1/2），安裝分配梁（如需均布加載）。
預(yù)加載：施加 5%~10% 的預(yù)估極限荷載，檢查儀器讀數(shù)與試件狀態(tài)，消除接觸誤差。
正式加載：按規(guī)范要求分級(jí)加載（如每級(jí)荷載為預(yù)估極限值的 10%），每級(jí)持荷 10~15 分鐘，記錄裂縫出現(xiàn)時(shí)的荷載（開裂荷載）及跨中撓度。
破壞觀測(cè)：持續(xù)加載至試件破壞（如跨中撓度突增、混凝土壓碎或鋼筋斷裂），記錄極限荷載，拍攝破壞形態(tài)。
數(shù)據(jù)處理：繪制荷載 - 撓度曲線、應(yīng)變 - 荷載曲線，分析破壞模式（如適筋梁的延性破壞或超筋梁的脆性破壞）。
（二）注意事項(xiàng)
安全防護(hù)：加載過程中人員需遠(yuǎn)離試件，設(shè)置防護(hù)網(wǎng)，避免碎片飛濺；設(shè)備需接地，防止液壓系統(tǒng)泄漏。
試件安裝：支座與加載點(diǎn)需精確對(duì)中，避免偏心受力導(dǎo)致測(cè)試誤差；鋼筋外露部分需做好絕緣處理（如需測(cè)量鋼筋應(yīng)變）。
環(huán)境控制：試驗(yàn)溫度宜為 15~35℃，濕度不低于 50%，避免溫度劇變影響混凝土性能。
應(yīng)用場(chǎng)景與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
（一）典型應(yīng)用場(chǎng)景
建筑工程：檢測(cè)預(yù)制混凝土梁、橋梁主梁的抗彎性能，驗(yàn)證設(shè)計(jì)安全性。
公路與橋梁：測(cè)試預(yù)應(yīng)力混凝土梁的抗裂性能，為橋梁施工質(zhì)量驗(yàn)收提供依據(jù)。
科研機(jī)構(gòu)：研究高性能混凝土、纖維混凝土等新材料梁的受彎?rùn)C(jī)理，優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
（二）相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)
中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)：
GB 50010-2010《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（規(guī)定梁正截面承載力計(jì)算方法）。
GB/T 50152-2012《混凝土結(jié)構(gòu)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》（規(guī)范試驗(yàn)加載、測(cè)量與破壞判定流程）。
國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：
ASTM C78/C78M-20《混凝土彎曲強(qiáng)度試驗(yàn)方法（簡(jiǎn)支梁三分點(diǎn)加載）》。
EN 12390-5:2019《硬化混凝土試驗(yàn)第 5 部分：彎曲強(qiáng)度測(cè)定》。
