钢筋混凝土正截面受弯实验报告(2)

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(Nmm2) 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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（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。

2

h0?362.5mm As?2463mm跨度为 a?2033mm

?1fckbx?Asftk

x?xMcr?ftkAs(h0?)

2Asftk?2463?2.01?1.2315mm

?1fckb1.0?20.1?2001.2315??Mcr?2.01?2463??362.5-??1.792KN?M 2??Mcr1.792??0.881KN a2.033破坏弯矩、荷载： Fcr?x?fstkAsa1fckb?455?2463?278.77mm

1?20.1?200278.77??Mu?455?2463??362.5-??250.04KN?M 2??Fu?Mu250.04??122.99KN a2.033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）、构件的平整度，截面尺寸是否准确、混凝土实际保护层的厚度等施工质量会使计算值与实际抗弯承载力产生差异。 （2）、应变片的粘贴位置会产生差异。传感器的精度会产生差异。百分表的位置影响。手持式应变仪的读数影响。 （3）、应变片的温度补偿产生差异。 选用设备的量程不合理。 读数间隔时间相差过大。 （4）、各种人为因素，仪器操作的熟练程度。 实验时仪表出现碰撞。度数出现误差。 没有预加载

（2）绘出试验梁p-f变形曲线。（计算挠度）

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注：超筋梁在荷载作用至破坏期间挠度变化极小，难以计算。

（3）绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）

注：超筋梁在荷载作用至破坏期间有效受拉混凝土截面面积极小，难以计算。

（4）简述裂缝的出现、分布和展开的过程与机理。

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