同济大学混凝土实验大偏心报告

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING《混凝土结构基本原理》试验课程作业大偏心受压柱试验报告试验名称大偏心受压柱试验试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师日期2011年11月21日《混凝土结构基本原理》试验课程作业－1－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING柱偏心受压试验（大偏心受压）一．试验原始资料的整理1.1、试验目的通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土大偏心受压构件基本性能的试验方法。1.2、试验内容对大偏心短柱施加轴向荷载直至破坏。观察加载过程中裂缝的开展情况,将得到的极限荷载与计算值相比较。1.3、试件设计1.3.1构件设计（1）试件设计的依据为减少“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制l0/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0,使试件的破坏状态为小偏心受压破坏。（2）试件的主要参数①试件尺寸（矩形截面）：b×h×l=124×120×899mm②混凝土强度等级：C20③纵向钢筋：对称配筋412④箍筋：Φ6@100（2）⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm⑥试件的配筋情况（如下页图所示）《混凝土结构基本原理》试验课程作业－2－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING120200801351355050500870200200221138@5046@100150200501206φ124φ1238@504φ121201201-12-2柱试件立面图38@5038@504双向钢丝网2片尺寸170x904双向钢丝网2片尺寸170x908@508@506@100图1.3大偏心受压柱配筋图⑦取偏心距e0：100mm1.4、加载装置和量测内容1.4.1加载装置柱偏心受压试验的加载装置如图所示。采用千斤顶加载，支座一端为固定铰支座，另一端为滚动铰支座。铰支座垫板应有足够的刚度，避免垫板处混凝土局压破坏。e0Pe0P图1.4.1柱偏心受压试验加载装置《混凝土结构基本原理》试验课程作业－3－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING1.4.2加载方式（1）单调分级加载机制实际的加载等级为0-10kN-20kN-30kN-40kN-50kN-60kN-破坏1.4.3量测内容（1）混凝土平均应变由布置在柱内部纵筋表面和柱混凝土表面上的应变计测量，混凝土应变测点布置如下图。图1.4.3大偏心受压柱试验混凝土应变测点布置（2）纵筋应变由布置在柱内部纵筋表面的应变计量测，钢筋应变测点布置如下图。200385385100870应变片共计8片331201203-3应变片共计8片图1.4.3.1大偏心受压柱试验纵向钢筋应变测点布置位移计36036015087015132430303015《混凝土结构基本原理》试验课程作业－4－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING（3）侧向挠度柱长度范围内布置5个位移计以测量柱侧向挠度，侧向挠度测点布置如下图。图1.4.3.2大偏心受压柱试验侧向挠度测点布置（4）裂缝试验前将柱四面用石灰浆刷白，并绘制50mm×50mm的网格。试验时借助放大镜查找裂缝。1.5、实际实验数据荷载纵向钢筋应变2_134_134_234_334_434_534_634_734_80.661-12-5-13-4-14-509.992-50-11720116-100-1281268419.984-162-229226349-229-27435127230.224-280-348486634-363-44262351540.216-372-466721913-496-61590484250.043-478-6259621191-661-8321190112659.705-653-82512561521-871-11431522146769.862-810-100815111825-1056-14031832177379.854-1100-132919052346-1376-18662348220593.976-1485-174125864928-1819-24114074512893.232-1544-181127936257-1879-24945723602292.737-1560-181528437114-1883-25026547640292.076-1585-184128998132-1909-25258076691380.928-1699-1851292810437-2060-25610785675.643-1703-1811293010382-2086-2520078445050385870位移计支杆5385位移计6位移计7《混凝土结构基本原理》试验课程作业－5－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING二、裂缝发展情况及破坏形态混凝土应变侧向挠度10_110_210_310_510_610_7-0.01200-0.0040.0210-0.016-0.0040.0040.2950.3010.078-0.031-0.0080.1810.4630.7040.184-0.063-0.0160.150.6151.2310.348-0.086-0.020.2830.7451.750.479-0.09-0.0350.370.9142.3640.704-0.11-0.0510.4451.0993.1960.937-0.161-0.0510.461.2553.8381.154-0.228-0.0710.4561.555.0371.522-0.322-0.090.5551.9836.9192.104-0.318-0.0940.5592.0097.0842.222-0.318-0.0940.5942.0517.2362.255-0.326-0.0940.6022.1567.6852.411-0.341-0.0940.5982.77510.7333.802-0.349-0.0940.5983.26813.3035.009《混凝土结构基本原理》试验课程作业－6－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING三、荷载与挠度、曲率、纵筋应变关系曲线3.1、各类数据处理荷载挠度曲率纵筋应变0.6610.0232.431E-07-539.9920.11451.210E-06-11711619.9840.38054.022E-06-22934930.2240.74957.922E-06-34863440.2161.1381.203E-05-46691350.0431.5551.644E-05-625119159.7052.1782.302E-05-825152169.8622.63352.783E-05-1008182579.8543.5013.700E-05-1329234693.9764.87555.152E-05-1741492893.2324.96855.251E-05-1811625792.7375.0835.372E-05-1815711492.0765.40155.708E-05-1841813280.9287.44457.866E-05-185110437《混凝土结构基本原理》试验课程作业－7－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING3.2、荷载-挠度关系曲线3.3、荷载-曲率关系曲线3.4、荷载-纵筋应变关系曲线3.5、构件承载力分析c1c0Nfbh2c1c0ys0s(10.5)()NefbhfAha0s0.5eeha75.6439.16459.682E-05-181110382《混凝土结构基本原理》试验课程作业－8－┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊COLLEGEOFCIVILENGINEERING不妨令：21c02fbhA，1c00()Bfbheh，ys0s()CfAha，从而有：242BBACA按照《混凝土结构设计规范》给定的材料强度标准值及上述的计算公式，对于本次试验试件的极限承载力的预估值为：64cuNkN。3.6、构件正截面承载力分析kNAfAfNAblSycS274)%3%6.1120*120*412**2bh0.1,825.7120870''cu2'0（则π得：查《混凝土设计规范》实测值为94kN，比预估值大46.9%，可能原因如下：①试验时混凝土养护时间已经超过要求的标准的28d，强度有所提高；②计算时所采用的安全系数等等都为该构件的承载力提供了一定的安全储备，导致实际的抗压强度高于计算的抗压强度；③混凝土计算公式本身的不确定性以及材料性质的不确定性导致。4结论当荷载较小时，构件处于弹性阶段，构件中部的水平挠度随荷载线性增长。随着荷载的不断增大，受拉区的混凝土首先出现横向裂缝而退出工作，远离轴向力一侧钢筋的应力及应变增速加快；接着受拉区的裂缝不断增多，并向压区延伸，受压区高度逐渐减小，受压区混凝土应力增大。当远离轴向力一侧的钢筋达到屈服时，截面处形成一主裂缝。当受压一侧的混凝土达到抗压极限时，受压区较薄弱的地方出现纵向裂缝，混凝土被压碎而使构件破坏。此时，靠近轴向力一侧的钢筋也达到抗压屈服强度。