综合性实践环节网上考试-郑州大学远程教育学院

一、操作要求1。应提交详细的设计过程、部件尺寸和设计试验部件的钢筋；2.要求制定具体的测试程序；3.需要估计试验的失效模式；4.构件尺寸、配筋、试验程序和失效模式参考综合性实践环节试验指导或相关教材(如混凝土原理)，或自制。2.工作内容1。受弯构件的弯曲破坏试验设计，带正截面和合适的加强梁。2.无腹筋梁斜向剪切破坏试验设计。3.钢筋混凝土柱大偏心受压破坏试验设计。回答：1 1。带合适钢筋的正截面受弯构件和正截面受弯构件的弯曲破坏试验设计。配筋梁弯曲破坏的试验设计。钢筋破坏-钢筋截面荷载：(表示开裂荷载值、纵向受拉钢筋达到设计强度fy时的荷载值、破坏荷载值)荷载：将knf9.7crknf3.52yknf56u (1)计算的开裂弯矩和极限弯矩与模拟试验计算的开裂弯矩和极限弯矩进行比较，并分析其原因。理论计算：通过分析比较，实验数据与理论数据存在误差。主要原因有：1。实验中未考虑梁的自重，但在计算理论值时考虑了自重；2.计算的阶段值是紧接在现象发生之前的所有载荷，但是实验给出了紧接在现象发生之后的载荷。3.失效载荷和屈服载荷之差很小，1.5倍不能准确计算失效载荷；4.整个计算过程假设中性轴在弯曲部分的中间。(2 2)绘制试验梁绘制试验梁p-fp-f变形曲线变形曲线。(挠度计算)(挠度计算)当构件在不同载荷下开裂等时，可获得相关数据：f(kn)0.346616 . 3332 . 6551 . 3856 . 45 MK(knm)0.84914080125.8751383(n/mm2)2 . 04496 . 3192 . 6303 . 13330 . 20 . 430 . 760绘制裂缝分布图。(裂缝的计算) (裂缝的计算)(4.4)简要描述裂缝出现、分布和扩展的过程和机理。)简要描述裂纹的产生、分布和扩展的过程和机理。(1)当荷载在0.4KN以内时，梁属于弹性阶段，未达到屈服，未损坏。(2)当荷载在0.4KN的基础上分阶段加载时，受拉区混凝土进入塑性阶段，手动拉应变曲线开始呈现明显的曲率，曲线的切线斜率不断减小，表明在受压区压缩应变增大的过程中，拉力的增大不断减小。 而受压区的混凝土和受拉钢筋仍在弹性范围内工作，呈现线性增加，然后受压区的高度减小，从而保证了斜截面的内力平衡。 当内力增大到一定值时，受拉区边缘的混凝土达到其实际抗拉强度和极限抗拉应变，截面处于开裂前的临界状态。(3)然后，只要荷载增加一点点，受拉区混凝土的拉应变就超过极限拉应变，在一些薄弱部位混凝土开始出现裂缝。此时，荷载为7.9千牛顿。在开裂部分，内力重新分布，开裂混凝土突然将大部分原来承受的拉力转移到受拉钢筋上。钢筋的应力突然增加很多，所以裂纹一出现就有一定的宽度。这时，受压混凝土也开始表现出一定的塑性，应力模式开始表现出平缓的曲线。此时，钢筋的应力和应变突然增大，曲率急剧增大，受压区的高度急剧减小。在挠度-载荷曲线上，有一个转折点表明挠度突然增加。当内力重分布完成，荷载继续增加时，钢筋承受大部分拉应力，应变增量增大只要内力在这个阶段开始时增加一点，钢筋就会弯曲。此时，荷载为52.3千牛顿。一旦屈服，从理论上可以看出，钢筋应力不会增加(钢筋应力增量迅速衰减)，截面承载力接近破坏荷载。梁中钢筋的屈服部分开始形成塑性铰，但混凝土受压区的边缘应力尚未达到峰值应力。随着荷载的轻微增加，裂缝继续向上发展，混凝土受压区高度降低，中性轴向上移动，内力臂增大，承载力有所增加，但增加幅度非常有限。然而，由于裂缝的迅速发展和混凝土压缩应变的迅速增加，梁的抗弯刚度急剧下降，裂缝截面曲率和梁的挠度迅速增加。(5 5)简述配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。简述了配筋率对受弯构件正截面承载力、挠度和裂缝宽度的影响。配筋率越高，受弯构件正截面承载力越大，最大裂缝宽度越小。然而，配筋率对减小小挠度的影响并不明显。2 2.无腹筋斜剪构件3354的斜剪破坏试验设计。无腹筋梁斜拉索剪切破坏的试验设计大量试验结果表明，无腹筋梁斜截面的剪切破坏模式取决于剪跨比，大致有三种主要破坏模式：斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏。图1示出了在两个对称载荷下，当=2，1时的主拉伸应力迹线(虚线)和主压缩应力迹线(实线)。从图中可以看出，当=2 1时，在集中载荷和轴承反作用力之间形成相对陡峭的主压应力迹线。此外，由于此时主压应力值相对较大，破坏主要由主压应力引起，这被称为斜压破坏。当=1 2时，主压应力迹线与梁纵轴的交角接近或小于45，主压应力值与主拉应力值相差不大，破坏模式不同。试验研究表明，无腹筋梁斜截面的剪切破坏模式主要有以下几种：1 .斜拉破坏：当剪跨比3发生时，斜拉破坏发生，其破坏特征如下：一旦出现斜裂缝，迅速扩展到集中荷载作用点，导致梁沿斜向分裂成两部分，突然破坏。破坏面平整，无压溃痕迹，破坏载荷等于或略高于斜裂纹发生时的载荷。当拉应变达到混凝土的极限拉应变时，就会发生斜拉破坏。这种破坏是突发性的，属于脆性破坏类型。2.剪压破坏：当剪跨比13时，发生剪压破坏。其失效特征是：弯曲剪切斜裂纹出现后，载荷仍会大幅增加。随着载荷的增加，其他弯剪斜裂纹相继出现，其中会形成一个大的裂纹，称为临界斜裂纹。随着载荷继续增加，临界倾斜裂纹上端的剩余横截面逐渐收缩。最后，临界倾斜裂缝的上端集中在荷载作用点附近，混凝土被压碎而造成破坏。剪压破坏主要是由剩余截面混凝土在集中荷载作用点的剪应力、水平压应力和垂直局部压应力共同作用引起的。虽然这种破坏不像斜拉破坏那样突然，但也是一种脆性破坏类型。与斜拉破坏相比，剪压破坏具有更高的承载力。3.斜压破坏：当剪跨比很小时(一般1)，发生斜压破坏。其失效特征是几个近似平行通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0，试样的破坏状态为小偏心受压破坏。(2)试件主要参数试件尺寸(矩形截面):bhl=124120899mm 混凝土强度等级：C20 纵向配筋：对称配筋4 12 箍筋： 6 100 (2) 纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm 试件配筋情况(如下页图所示)图1.3大偏心受压柱偏心距E0: 100 m M 2配筋图、加载装置及测量内容。 加载装置和测量内容1加载装置用于加载装置立柱偏心受压试验的加载装置如图所示。 采用千斤顶加载，支架一端为固定铰链支架，另一端为滚动铰链支架。铰链承载板应具有足够的刚度，以避免板处混凝土的局部压力损坏。图1.4.1柱偏心受压试验加载装置2加载模式(1)单调分级加载机构实际加载水平为0-10kN-20kN-30kN-40kN-50kN-60kN-损伤3测量内容(1)混凝土平均应变通过设置在柱内纵肋和柱混凝土表面的应变计测量。混凝土应变测量点布置如下。图1.4.3大偏心受压柱试验混凝土应变测点的布置(2)纵向钢筋的应变由设置在柱内纵向钢筋表面的应变仪测量，钢筋应变测点的布置如下图所示。图3 1.4.3.1大偏心受压柱试验纵向钢筋应变测点布置图(3)在侧移柱长度范围内设置5个位移计，测量柱的侧移。侧向挠度测量点的布置如下。图1.4.3.2大偏心受压柱试验侧向挠度测量点布置图(4)裂缝试验前，用石灰浆粉刷柱的四周，并画一个50mm50mm的网格。在测试过程中，使用放大镜寻找裂缝。4 4、实际实验数据、 实际试验数据荷载纵向钢筋应变2 _ 134 _ 134 _ 234 _ 334 _ 434 _ 534 _ 634 _ 734 _ 8 0.661-12-5-13-4-14-50 9.992-50-11720116-100-12812684 19.984-162-22926349-229-274351272 根据混凝土结构设计规范和上述计算公式，试样极限承载力的估计值为64 Cu NKn。 构件正截面承载力分析KnaFn a b l s y c s 274)% 3% 6.1 120 * 120 * 4 12 * * 2 BH 0.1，825.7 120 870 Cu 20(当时pi: check 混凝土设计规范实测值为94kN，比预计值高46.9%，可能原因如下：试验期间混凝土养护时间超过28d要求标准，强度有所提高；(2)计算中使用的安全系数为构件的承载力提供了一定的安全储备，导致实际抗压强度高于计算抗压强度；(3)混凝土计算公式本身的不确定性和材料性质的不确定性导致。当