同济大学混凝土试验-大偏心受压柱试验报告

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LENGINEERING试验报告┊┊┊┊┊线┊┊

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LENGINEERING大偏心受压柱验报告┊┊┊订┊┊

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年月18日┊┊┊┊

00001式--可编辑--专业资料-----00001验的通过试验了解大偏心受压柱破坏的全过程，掌握测试混凝土受压构件基本性能的试验方法。同时巩固大偏心受压柱承载力的计算方法过对理论值和试验值的比较加深对混凝土基本原理的理解。件计2.1材料和试件尺混凝土C20钢筋：使用I级筋作为箍筋II级钢筋作为纵试件尺寸（矩形截面×h×l=120×120×870mm详细尺寸见图1大心受压柱配筋图2.2试件设计（1试件设计的依据为减少二阶效应”的响，将试件设计为短柱，即控制l/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e使试件的破坏状态为大偏心受压破坏。（2试件参数如表表1试参数表试件尺寸（矩形截面）纵向钢筋（对称配筋）箍筋纵向钢筋混凝土保护层厚度配筋图偏心距e8@508@50026@100

53105005

078

×h×l=120×120×870mm12Φ6@100（）15mm图1100mmφ821

4φ021φ

8

8@508

80

05531

1-1柱试件立面图（3试件承载力估算N=fζ

图大偏心压柱配筋图完整版学习资料分享----

y00式--y00Ne=f2(1-0.5)fA’e=e不妨令A=

f2

f（-C=-fA(h)cy从而有：

-B2A得出本次试验试件的极限承载力的预估值为Ncu=87.71kN详细计算过程见附录2.3试件的制作根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T50081-2002规定，成前试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。将混凝土拌合物一次装入试模料时应用抹刀沿各试模壁插捣使凝土拌合物高出试模口。采用标准养护的试件在度20℃的环境中静置一昼至二昼夜后编号模。拆模后应立即放入温度为±2，相对湿度为95%上的标准养护室中养护，或在温度为20±2的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d从搅拌加水开始计时性验3.1混凝土材性试混凝土强度实测结果试块留设时间：2014年9月25日试块试验时间：2014年12月8日试块养护条件：与试件同条件养护试件尺寸

150mm×150mm×150mm实测立方体抗压强度MPa

平均立方体抗压强度/MPa

推定轴心抗压强度/MPa

推定轴心抗拉强度/MPa

推定弹性模量/GPa

26.75注心抗压强度心抗拉强模量根据国家标凝土结构设计规范GB推定。3.2钢筋材性试验钢筋强度实测结果完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----公称直径/mm

屈服荷载/kN

极限荷载/kN

屈服强度平均值

极限强度平均值试件

平均

试件

平均

/MPa

/MPa6光圆

15.6

55612带肋

646

验程4.1加载装置柱偏心受压试验的加载装置如图示采千斤顶加载支座一端为固定铰支座一为滚动铰支座以减少支座带来的水平荷载对构件的影响支垫板应有足够的刚度免垫板处混凝土局部破坏。ee图柱偏心压试验加载装置4.2加载制度单调分级加载机制：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1级正式分级加/：0→10→15→20→25→30→坏，在加载到60kN时，拆除所有仪表，然加载至破坏，并记录破坏时的极限荷载。4.3量测观测内4.3.1荷载荷载按照分级加载，破坏时的极限荷载为92.344kN。体取用的荷载值见表2表2荷取值表完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----时间2014/11/1814:092014/11/1814:102014/11/1814:112014/11/1814:132014/11/1814:272014/11/1814:282014/11/1814:382014/11/1814:392014/11/1814:412014/11/1814:462014/11/1814:49

荷载（kN）0.0834.7869.98514.85419.64124.92230.03934.9939.94145.05850.01

时间2014/11/1814:502014/11/1814:502014/11/1814:572014/11/1814:572014/11/1814:572014/11/1814:572014/11/1814:582014/11/1814:582014/11/1814:582014/11/1814:592014/11/1814:59

荷载（kN）54.71360.24265.11170.6473.52977.1678.64580.87384.33986.07292.3444.3.2纵筋变纵筋应变由布置在柱内部纵筋表面的应变计量测，钢筋应变测点布置如图583

应变片共计8片应变片共计8片

3

3

001

078

120

021583

3-3200图3大心受压柱试验纵向钢筋应测点布置其中，1至8号应变片分别对应了通道43-1、、43-4、、43-7、、，通道所对应的应变片损坏。具体数值见图4.3.3混凝应混凝土应变由布置在内部纵筋表面和柱表面混凝土上的应变计量测应变测点布置如图。完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----图大偏心压柱试验混凝土应变测点布置位移计、2、4依对应通道、46-2、46-4但在观测中发现位移计1、3的测量值并不是线性变化，可能位移计本身存在问题，如图。4.3.4挠度侧向挠度由柱长度范围内布置个移计量测，在荷载达到60kN的候掉位移计。短期跨中挠度实测值可以按照公式

f

12

f

直接得出侧向扰度测点布置见依次对应通道、、。支杆05位移计583078

位移计6583位移计05图大心受压柱试验侧向挠度测点布置4.3.5裂缝实验前将柱四面用石灰浆刷白，并绘制50mm×50mm的网格。试验时借助手电筒用肉眼查找裂缝并且用铅笔标记出裂缝的位置号之对裂缝的发生发展情况进行详细观测读数放大镜测量各级荷载作用下的裂缝宽度裂缝间距相机拍摄后手动绘制裂缝展开图。4.4裂缝发展及破形态（1实验前构件初始状态经过观察构件初始状态良好，肉眼观测没有初始裂缝完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----（2各级荷载作用下构件裂缝发展情况（→）当荷载较小时，受压区及受拉区混凝土和钢筋的应力都较小，受压区和受拉区钢筋、混凝土应变应力增长速度基本一致。（→70kN凝土远离轴向力一侧开始出现向裂缝但比较细着荷载增加裂缝条数增加并且向受压区发展时拉区钢筋应变飞速增长以推测出受拉区混凝土已经基本退出了工作，拉应力主要由钢筋承担。大概在7的时候，受拉钢筋屈服，裂进一步发展，使受压区高度减小，受压区应力增加，较薄弱处出现纵向裂缝。（→90kN在载增加过程中受区高度断减小并出现钢筋达到屈服应变缝通，牛腿处混凝土被压溃，构件破坏。此后，荷载量测值下降。（3破坏情况如图，裂缝展开图见附录三。图6构件破坏情况图验据理分依次获得荷载与纵筋应变、混凝土应变向挠度曲率的曲线图，并比较试验测量值和预估值。5.1荷载-纵筋变完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----图荷-纵筋应变图从图中可以看出大偏心受压柱似于受弯构件为受拉区和受压区而且受拉区应变增长速率大于受压区，钢筋首先达到屈服强度。5.2荷载-混凝应变图8荷-凝土应变图可以从图中看出位移计1、并是成线性增长，而且46-9通道测量的是受拉区的应变却在加载的开始呈现压应变测位移计在测量时出现的故障可是混凝土开裂对位移计的完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----测量产生影响。排除掉，→的载范围内，认为混凝土处于弹性阶段，应变基本符合平截面假定。5.3荷载-挠度图载挠度曲线图5.4荷载-曲率图10荷载-曲率曲线图5.5构件承载力分完整版学习资料分享----

ss式--可编辑--ssd12amm2e0.5h100139sh1202199mms3.14Nbhc10

226.08

NebhA()c1csA

fbhc2

10055826（e-(13999)8125920cC-f()21)9663563.52y0s

-BB2AC2A

0.656NkN预估该构件极限承载力为133.27kN而实际测得的承载力为，比与估值低出了。推测造成差距的原因为：（1材料性能的不确定性。由于混凝土材料是一种各项异性材料，而且即便使用相同的配比的混凝土材料性质也会有不同。而且材性试验中钢筋的屈服强度甚至达到了，远出了标准值而验构件中的料可能没有达到材料试验中的材料强度使际测得的承载力小于理论值。（2计算该构件极限承载力的时候采用的是简化分析办法，按照合力大小不变、合力作用点位置不变的原则截面混凝土应力的曲边形图形简化成等效矩形时偏心受压的合力比折算值要大即偏心受压计算时于安全的而实际值却甚至小于理论值可以推测本试验材料性能造成的误差远远大于计算模式造成的误差。（3构件的尺寸可能和设计值不符合，使承载力低于理论值。结这次试验我充分了解了大偏心受压柱的破坏过程受压构件的应力分布类似于双筋适筋梁受弯随荷载的加大受拉区的混凝土出现横向裂缝退出工作区的钢筋承担大部分拉应力而使其应力和应变增速加快增多并向受压区发展压区高度减小凝应力增大。当受拉区的钢筋应变达到屈服应变的时候筋屈服截处形成一主裂缝受压区混凝土压应变达到其极限抗压应变时，受压区较薄弱处出现纵向裂缝，混凝土被压碎而使构件破坏。同时通过理论值和实测值的比可以看出在考虑到混凝土材料性能的不定性情况下大偏心受压的计算是偏于安全的，实际的极限承载力要大于设计的理论值。附录一极限承载力估算完整版学习资料分享----

s式--可编辑--专业资sdamm2e0.5h21mmNbhc

226.08mm

NfbhA()cys0s

fbh213.4ck02

7880004（e-h99)6367680C-f(h)(9921)ys0s

-BBAC2A

N87.71附录二实验数据处荷载（）

挠度（

mm

）

曲率（）完整版学习资料分享----

式--可编辑--专业资料-----0.0834.7869.98514.85419.64124.92230.03934.9939.94145.05850.0154.71360.24265.11170.6473.52977.1678.64580.87384.33986.07292.344

-0.0020.2510