综合性实践环节答案解析.docVIP

Word可编辑 郑州大学现代远程教育?综合性实践环节?课程考核 说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD 2003格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功〔能够下载，并且内容无误即为提交成功〕。 作业要求 1.要求提交设计试验构件详细的设计过程、构件尺寸和配筋； 2.要求拟定具体的试验步骤； 发生的破坏形态； 4.构件尺寸、配筋、试验步骤以及破坏形态可参考?综合性实践环节试验指导?或相关教材〔例如，混凝土原理〕，也可自拟。 作业内容 ——适筋梁的受弯破坏试验设计。〔35分〕 2.斜截面受剪构件——无腹筋梁斜拉受剪破坏试验设计。〔35分〕 3.钢筋混凝土柱——大偏心受压构件破坏试验设计。〔30分〕 答案 正截面受弯构件——适筋梁的受弯破坏试验设计。 适筋破坏-配筋截面 加载：〔注明开裂荷载值、纵向受拉钢筋到达设计强度fy时的荷载值、破坏荷载值〕 加载： 〔1〕计算的开裂弯矩、极限弯矩与模拟实验的数值比照，分析原因。 理论计算： 通过分析比照，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； 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，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。 绘出试验梁p-f变形曲线。〔计算挠度〕 当构件开裂时， 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) 40 80 (N/mm2) 333 ψ f (mm) 166 实验得出的荷载-挠度曲线: 绘制裂缝分布形态图。 〔计算裂缝〕 〔4〕简述裂缝的出现、分布和展开的过程与机理。 ①KN内，梁属于弹性阶段，没有到达屈服更没有受到破坏。 ②KN的根底上分级加载，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到达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，局部薄弱地方的混凝土开始出现裂缝，此时荷载为7.9KN。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局部拉力交给受拉钢筋，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，钢筋承担了绝大局部拉应力，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，直至最后到达屈服前的临界状态。 ④钢筋屈服至受压区混凝土到达峰值应力阶段。此阶段初内力只要增加一点儿，钢筋便即屈服。此时荷载为52.3KN。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到达峰值应力。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 2. 斜截面受剪构件——无腹筋梁斜拉受剪破坏试验设计。 大量试验结果说明：无腹筋梁斜截面受剪破坏的形态取决于剪跨比λ的大小，大致有斜拉破坏、剪压破坏和斜压破坏三种主要破坏形态。图1画出了两个对称荷载作用下，λ=2、1、时的主拉应力迹线〔虚线〕和主压应力迹线〔实线〕。由图可见，当λ=时，在集中荷载与支座反力间形成比较陡的主压应力迹线，又由于这时主压应力值比较大，所以破坏主要是由于主压应力产生，称为斜压破坏。当λ=1～2时，主压应力迹线与梁纵轴线的交角接近或小于45°，并且主压应力值与主拉应力值两者相差不很大，因此，破坏形态也就不同。试验研究说明，无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有以下三种： 斜拉破坏：当剪跨比λ3时，发生斜拉破坏，其破坏特征是：斜裂缝一旦出现就迅速延伸到集中荷载作用点处，使梁沿斜