郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核

①在荷载为0.3kn前，梁处于弹性阶段；在荷载增加到大约6.0kn，梁由弹性到开裂；在荷载增加到大约9.7kn钢筋达到屈服强度，梁破坏。

②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。实验荷载---挠度曲线图如下、实验荷载—最大裂缝宽度曲线如下：

③又因为配筋率少于最小配筋率，故一旦原来由混凝土承担的拉力有钢筋承担后，钢筋迅速达到的屈服。受压区高度会迅速降低，以增大内力臂来提高抗弯能力。同时，所提高的抗弯能力等于降低后的荷载引起的弯矩，受压区高度才能稳定下来。在挠度-荷载曲线上就表现为荷载有一个突然地下降。然后受压区高度进一步下降，钢筋历尽屈服台阶达到硬化阶段，荷载又有一定上升。此时受压区混凝土仍未被压碎，即梁尚未丧失承载能力，但这是裂缝开展很大，梁已经严重下垂，也被视为以破坏。实验荷载—相对受压区高度曲线如右图：

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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。

开裂弯矩：

h0?400?40?360mm

x?ftkAs1.78?509??0.362mm ?1fckb1.0?16.7?150Mcr?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?0.362(366?0.362/2)?0.3269kn?m

开裂荷载:

Fu?Mcr0.3269??0.297kn a1.1

屈服弯矩：

h0?400?40?360mm

x?fykAs400?509??81.277mm ?1fckb1.0?16.7?150Myk?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?81.277(360?81.277/2)?65.022kn?m

屈服荷载:

Fyk?Myk65.022??59.111kn a1.1

极限弯矩：

h0?400?40?360mm

x?fstkAs540?509??109.725mm ?1fckb1.0?16.7?150Mu?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?109.725(360?109.725/2)?83.870kn?m

极限荷载:

Mu83.870??76.246kn a1.1模拟实验破坏荷载与计算破坏荷载比较： 两个开裂弯矩对比：（6.9-0.297）/6.9=95.6%>50% 两个屈服弯矩对比：（59.11-52.9）/ 59.11=10.5%<50% 两个极限弯矩对比：（76.246-55.2）/ 55.2=38.12%<50% 误差符合要求。 结果分析

本次实验数据对比，误差存在，产生误差的主要原因有三点： 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。 Fu?

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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） 极限状态下的挠度 h0?400?40?360mm

As509?te?==0.0170>0.01 取0.017

Ate0.5?150?400Mu83.87?106?sq===526.09N/mm2

0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=0.980 ?te?sq0.017?526.09ES2?105?E=?=7.142

EC2.8?104?、（=f、b、-b）hffbh0=0

??As509??0.0014 b?h0150?3662?105?509?36021.319?1013???1.094?1013N?mm26?7.142?0.00141.2061.15?0.98?0.2?1?0EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?fFa83.87?1062222f?(3L0?4a)?(3?3300?4?1100)?8.890?L/200=16.5mm 满足要求1324B24?1.094?10屈服状态下的挠度

h0?400?40?360mm As509?te?==0.0170>0.01 取0.017

Ate0.5?150?400Myk65.022?106?sq===407.87N/mm2

0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=0.933 ?te?sq0.017?407.87ES2?105?E=?=7.142 4EC2.8?10

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?、（=f、b、-b）hffbh0=0

??As509??0.0014 b?h0150?3662?105?509?36021.319?1013???1.145?1013N?mm26?7.142?0.00141.1521.15?0.933?0.2?1?0EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?fFa65.022?10622f?(3L0?4a)?(3?33002?4?11002)?6.585?L/200=16.5mm 满足要求 1324B24?1.145?10

开裂状态下的挠度 h0?400?40?360mm

As509?te?==0.0170>0.01 取0.017

Ate0.5?150?400Mcr0.3269?106?sq===2.051N/mm2

0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=?32?0.2 取0.2 ?te?sq0.017?2.051ES2?105?E=?=7.142 4EC2.8?10?、（=f、b、-b）hffbh0=0

??As509??0.0014 b?h0150?3662?105?509?36021.319?1013???1.595?1013N?mm26?7.142?0.00140.82721.15?0.2?0.2?1?0EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?fFa0.3269?10622f?(3L0?4a)?(3?33002?4?11002)?0.024?L/200=16.5mm 满足要求 1324B24?1.595?10与实验结果0.03相差50%以内计算结果符合误差要求，但不符合安全构造要求。

编1 号 荷2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 0.35 11.16 21.34 30.8 39.51 47.45 54 54.77 55.26 55.49 55.55 55.52 55.43 55.27

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