1.一种混凝土抗剪强度试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)利用非零应矩理论进行试验设计,抗剪强度控制破坏的试件选用正方形截面梁式试件,其标准尺寸为150mm×150mm×550mm,采用等截面等高梁简支梁双点反对称的方式进行加载,两个加载点跨径为225mm,加载装置满足a/h≤1/3,分配梁的分配比例为1:m,其中a为加载点到试件几何中心的距离,5mm≤a≤25mm,h为试件高度,m为荷载分配比例,m为8~44;
2)调整试件支座测量跨径,试件浇筑面向正前方,侧面朝上,安放加载装置,使加载装置的荷载作用中心与试件的几何中心对齐,支座和加载点与试件接触平稳、均匀;
3)选择符合《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》的万能试验机进行加载,记录和绘制荷载‑挠度曲线;
4)建立抗剪控制破坏的力学分析;
步骤1,计算梁中的弯矩分布和剪力分布,绘制弯矩分布图和剪力分布图,分析建立弯矩与剪力的关系;
步骤2,计算最大弯矩截面上的由弯矩产生的最大应力和最大剪力截面上由垂直剪力产生的最大剪应力和平均剪应力;
步骤a,弯矩产生的最大应力计算,应力理论,支点位置梁顶的最大弯拉应力计算公式为:
其中,fw为支点位置的最大弯拉应力,MPa;F为极限荷载,N;a为支座或加载点到荷载作用中心的距离,mm;b为试件宽度,mm;h为试件高度,mm;
步骤b,按照弯曲应矩理论,分析剪切区剪应力分布,剪切区的剪应力分布为线性分布,计算公式为:
其中,τxy为平衡剪切区剪应力由负弯矩引致的等效剪应力,MPa;F为压力机所施加的荷载,N;b为试件宽度,mm;h为试件高度,mm;m为荷载装置分配荷载的比例;|y|为截面高度坐标绝对值,mm;
剪切区梁顶和梁底的剪应力最大,最大剪应力为:其中,τmax为支点处梁顶的最大剪应力,MPa;F为极限荷载,N;b为试件宽度,mm;h为试件高度,mm;m为荷载装置分配荷载的比例;
步骤c,抗弯承载能力评价方法,采用非零应矩理论计算最大弯应矩,其计算公式为:其中,mw为支座位置梁顶负弯矩产生的弯应矩,N/mm;m为荷载装置分配荷载的比例;F为极限荷载,N;a为支座或加载点到荷载作用中心的距离,mm;b为试件宽度,mm;h为试件高度,mm;
5)根据断裂破坏模式判断为两边断裂或单边断裂,然后根据抗剪强度公式计算;
所述的单边断裂公式为:
其中τ为抗剪强度;m为加载装置长臂与矩臂长度的比值;F为极限荷载;b为试件宽度;h为试件高度;a为支座到荷载作用中心的距离;
所述的两边断裂公式为:
其中τ为抗剪强度;m为加载装置长臂与矩臂长度的比值;F为极限荷载;b为试件宽度;h为试件高度。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土抗剪强度试验方法,其特征在于,所述的单边断裂破坏断裂面有明显的折线,有1.5a的截面高度为拉断,采用单边断裂公式。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土抗剪强度试验方法,其特征在于,所述的两边断裂破坏断裂成三块,断裂面平直,采用两边断裂公式。