最新郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核答案Word文档格式.doc
《最新郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核答案Word文档格式.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核答案Word文档格式.doc（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
3、测定或计算受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载计算方法
B、模拟实验目的:
1、通过用动画演示钢筋
混凝土简支梁两点对称加载实验的全过程，形象生动地向学生展示了钢筋
混凝土简支受弯构件在荷载作用下的工作性能。
同时，软件实时地绘制挠度-荷载曲线、受压区高度-荷载曲线及最大裂缝宽度-荷载曲线以放映简支梁工作性能的变化规律，力图让学生清楚受弯构件的变形，受压区高度等在荷载作用下不同阶段的发展情况。
2、学生还可以实用软件对即将进行的实验进行预测，认识试件在荷载作用下不同阶段的反应，从而设计出良好的实验观测方案。
3、实验结果有学生计算与模拟实验结合进行，实现参与式实验教学的效果。
2.实验设备：
A、试件特征
（1）根据实验要求，试验梁的混凝土等级为C25，截面尺寸为150mm*400mm，
（Fc=16.7N/mm，,，ft=1.27N/mm）
纵向向受力钢筋等级为HRB400级）
箍筋与架立钢筋强度等级为HPB300级
（2）试件尺寸及配筋图如图所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为20mm（计算按规定取20+5=25mm）。
（3）梁的中间配置直径为6mm，间距为80的箍筋，保证不发生斜截面破坏。
（4）梁的受压区配有两根架立钢筋，直径为10mm，通过箍筋和受力钢筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。
B、真实实验仪器设备：
1、静力试验台座，反力架，支座及支墩
2、20T手动式液压千斤顶
3、20T荷重传感器
4、YD-21型动态电阻应变仪
5、X-Y函数记录仪器
6、YJ-26型静态电阻应变仪及平衡箱
7、读书显微镜及放大镜
8、位移计（百分表）及磁性表座
9、电阻应变片，导线等
C、模拟实验仪器设备：
1、笔、计算纸
2、电脑
3、SSBCAI软件
3、实验简图
本次试验我分配的梁的跨度l为3300mm，构造要求的截面尺寸为220*110但是为了计算需要该梁的截面高度h为取400mm，截面宽度b取150mm。
外力加载处位于总长的1/3即1100处。
（受力简图）（设计截面图）
经计算该梁的最小配筋面积为0.178%A，最大配筋面积为1.7%A。
1、在进行少筋破坏计算时配筋面积采用0.125%A、计算As为75平方毫米，采用一根直径为10的三级钢筋，实际As为78.5平方毫米，经检验满足构造要求。
2、在进行适筋破坏计算时配筋面积采用0.85%A、计算As为510平方毫米，采用两根直径为18的三级钢筋，实际As为509平方毫米，经检验满足构造要求。
3、在进行超筋破坏计算时配筋面积采用2.00%A、计算As为1200平方毫米，采用两根直径为28的三级钢筋，实际As为1232平方毫米，经检验满足构造要求。
适筋破坏-配筋截面
模拟实验加载数据:
1、荷载0kg—0.4kn属于弹性阶段，当荷载达到0.4kn后进入塑形阶段。
2、荷载0.4kg—6.9kn属于塑性阶段，当荷载达到6.9kn后
混凝土开始开裂。
3、荷载达到52.9kn时钢筋达到受拉屈服强度但
混凝土还未定达到抗压峰值。
4、荷载达到55.2kn时
混凝土达到抗压峰值该梁破坏。
绘出试验梁p-f变形曲线。
（计算挠度）
极限状态下的挠度
与实验结果7.37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。
同上方法可以计算出不同荷载作用下的挠度
编号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
荷载
0.32
4.24
8.18
9.4
9.51
9.57
9.62
9.64
9.65
9.66
挠度
0.03
3.21
6.23
11.83
20.19
30.32
41.96
54.82
59.34
66.29
p-f变形曲线
绘制裂缝分布形态图。
（计算裂缝）
裂缝分布形态
简述裂缝的出现、分布和展开的过程与机理。
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：
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：
开裂荷载:
屈服弯矩：
屈服荷载:
极限弯矩：
极限荷载:
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。
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。
屈服状态下的挠度
开裂状态下的挠度
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。
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
1.95
3.78
5.55
7.25
8.89
10.59
13.6
16.71
19.77
22.71
25.53
28.24
31.2
极限状态裂缝宽度
屈服状态裂缝宽度
开裂状态裂缝宽度
裂缝宽度
30.19
用同样的方法可计算出如下表：
理论荷载-最大裂缝曲线模拟实验荷载-最大裂缝曲线
①当荷载在0.4KN内，梁属于弹性阶段，受拉应力应变和受压应力应变曲线呈直线。
升级会员 