钢筋混凝土正截面受弯实验报告.-钢筋混凝土简支梁受弯实验报告

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3.1 适筋破坏:

(1)计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟实验的数值对比,分析原因。 理论计算:

ho?389开裂时:x?ftkAs2.01?1232??0.616mm?1fckb1.0?20.1?200x0.616Mcr?ftkAs(ho?)?2.01?1232?(389?)?0.9625KN?m22M0.9625开裂荷载:Fcr?cr??0.4734KNa2.033fykAs335?1232屈服时:x???102.667mm?1fckb1.0?20.1?200x102.667My?fykAs(ho?)?335?1232?(389?)?139.36KN?m22My139.36屈服荷载:Fy???68.55KNa2.033fA455?1232破坏时:x?stks??139.44mm?1fckb1.0?20.1?200x139.44Mu?fstkAs(ho?)?455?1232?(389?)?178.98KN?m22

Mu178.98破坏荷载:Fu???88.04KNa2.033

通过分析对比,实验数据跟理论数据存在着误差,主要原因:

1实验时没有考虑梁的自重,而计算理论值时会把自重考虑进去;

2.计算的阶段值都是现象发生前一刻的荷载,但是实验给出的却是现象发生后一刻的荷载; 3.破坏荷载与屈服荷载的大小相差很小,1.5倍不能准确的计算破坏荷载; 4.整个计算过程都假设中和轴在受弯截面的中间。

(2)绘出试验梁p-f变形曲线。(计算挠度)

As?1232h0?389EsAs2.0?1051232?E??????0.1056 4Ecbh03.0?10200?389

?te?As1232??0.0283Ate0.5?200?435当构件开裂时,Mk?0.9625KN/M

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MK0.9625?106?sq???2.308?h0As0.87?389?1232??1.1?0.65Bs?ftk?te?sq2?1.1?0.65?2.01?负数,?取0.20.0283?2.30852EsAsh02?10?1232?389??3.506?1013N?mm21.15??0.2?6?E?1.15?0.2?0.2?6?0.1056

MKl020.9625?106?61002f?s?0.11??0.112mm13B3.506?10以此类推,在不同的荷载下,可以得到相关的数据:

F(kN) Mk(KN·m) 0.4734 0.9625 2.308 0.2 34.43 70 167.89 0.83 68.55 139.36 334.24 0.96 88.04 178.98 429.26 0.99 ?sq(N/mm2) ψ 13Bs?10(N?mm2) 3.506 2.085 1.924 1.891 f (mm) 0.112 13.742 29.647 38.741

实验得出的荷载-挠度曲线:

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(3)绘制裂缝分布形态图。 (计算裂缝)

最大裂缝:acr?1.9?te?As1232??0.02830.5bh0.5?200?435deq28??989.40mm?te0.0283Mk178.98?106?sq???429.3N/mm2?h0As0.87?389?1232??1.1?0.65?Wmax2.01?1.00.0283?429.3?sq?deq?429.3?acr?1.9c?0.08?1.9?1.0??1.9??20?12??0.08?989.40???s??0.57mmEs??te?2?105?

(4)简述裂缝的出现、分布和展开的过程与机理。

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①当荷载在0.5KN内,梁属于弹性阶段,没有达到屈服更没有受到破坏。

②当荷载在0.5KN的基础上分级加载,受拉区混凝土进入塑性阶段,手拉应变曲线开始呈现较明显的曲线性,并且曲线的切线斜率不断减小,表现为在受压区压应变增大的过程中,合拉力的增长不断减小,而此时受压区混凝土和受拉钢筋仍工作在弹性范围,呈直线增长,于是受压区高度降低,以保证斜截面内力平衡。当内力增大到某一数值时,受拉区边缘的混凝土达到其实际的抗拉强度和极限拉应变,截面处于开裂前的临界状态。

③接着荷载只要增加少许,受拉区混凝土拉应变超过极限抗拉应变,部分薄弱地方的混凝土开始出现裂缝,此时荷载为9.7KN。在开裂截面,内力重新分布,开裂的混凝土一下子把原来承担的绝大部分拉力交给受拉钢筋,是钢筋应力突然增加很多,故裂缝一出现就有一定的宽度。此时受压混凝土也开始表现出一定的塑性,应力图形开始呈现平缓的曲线。此时钢筋的应力应变突然增加很多,曲率急剧增大,受压区高度急剧下降,在挠度-荷载曲线上表现为有一个表示挠度突然增大的转折。内力重新分布完成后,荷载继续增加时,钢筋承担了绝大部分拉应力,应变增量与荷载增量成一定的线性关系,表现为梁的抗弯刚度与开裂一瞬间相比又有所上升,挠度与荷载曲线成一定的线性关系。随着荷载的增加,刚进的应力应变不断增大,直至最后达到屈服前的临界状态。

④钢筋屈服至受压区混凝土达到峰值应力阶段。此阶段初内力只要增加一点儿,钢筋便即屈服。此时荷载为95.6KN。一旦屈服,理论上可看作钢筋应力不再增大(钢筋的应力增量急剧衰减),截面承载力已接近破坏荷载,在梁内钢筋屈服的部位开始形成塑性铰,但混凝土受压区边缘应力还未达到峰值应力。随着荷载的少许增加,裂缝继续向上开展,混凝土受压区高度降低,中和轴上移,内力臂增大,使得承载力会有所增大,但增大非常有限,而由于裂缝的急剧开展和混凝土压应变的迅速增加,梁的抗弯刚度急剧降低,裂缝截面的曲率和梁的挠度迅速增大。

(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。

配筋率越高,受弯构件正截面承载力越大,最大裂缝宽度值越小,但配筋率的提高对减小挠度的效果不明显。

3.2 超筋破坏:

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