綜合性實踐環(huán)節(jié)答案

本段介紹了正截面受彎構(gòu)件的適筋梁的受彎破壞試驗設(shè)計。首先給出了配筋截面加載的三個值，即開裂荷載值、縱向受拉鋼筋達到設(shè)計強度fy時的荷載值和破壞荷載值。接下來，通過計算得出了開裂彎矩、極限彎矩、開裂荷載、屈服荷載和破壞荷載等數(shù)值，并將其與模擬實驗的數(shù)值進行了對比分析。最后得出結(jié)論，實驗數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)存在誤差，主要原因是什么暫未說明。需要修改的地方是，應(yīng)該將分析結(jié)論的原因說明清楚，避免留下疑惑。1.實驗時未考慮梁的自重，而計算理論值時會考慮自重。這意味著計算值和實驗值之間存在差異。2.計算的階段值是現(xiàn)象發(fā)生前一刻的荷載，但實驗給出的是現(xiàn)象發(fā)生后一刻的荷載。這也可能導(dǎo)致計算值和實驗值之間存在差異。3.破壞荷載與屈服荷載之間的差距很小，1.5倍無法準(zhǔn)確計算破壞荷載。4.整個計算過程假設(shè)中和軸在受彎截面的中間，這可能不準(zhǔn)確。在試驗梁上繪制了P-F變形曲線，以計算撓度。撓度可以在不同荷載下得到相關(guān)數(shù)據(jù)。最大裂縫可以通過計算得到，裂縫分布形態(tài)圖也可以繪制出來。然而，需要注意的是，實驗值和計算值之間可能存在偏差，這可能是由于未考慮梁的自重和現(xiàn)象發(fā)生前后荷載的差異等因素導(dǎo)致的。1.9×(26+6)+0.08×1404.5=0.46mmWmax=a(cr)ψ1.9c+0.08=1.9×0.9×(s/E)0.5ρ2×10-6te裂縫的出現(xiàn)、分布和展開的過程與機理如下：當(dāng)荷載在0.4KN內(nèi)，梁處于彈性階段，未達到屈服或破壞。當(dāng)荷載在0.4KN的基礎(chǔ)上分級加載，受拉區(qū)混凝土進入塑性階段，手拉應(yīng)變曲線呈現(xiàn)曲線性，切線斜率逐漸減小。受壓區(qū)混凝土和受拉鋼筋仍處于彈性范圍，呈直線增長，受壓區(qū)高度降低以保持斜截面內(nèi)力平衡。當(dāng)內(nèi)力增大到某一數(shù)值時，受拉區(qū)邊緣混凝土達到極限拉應(yīng)變，截面處于臨界狀態(tài)。接著荷載增加，受拉區(qū)混凝土拉應(yīng)變超過極限抗拉應(yīng)變，薄弱地方的混凝土開始出現(xiàn)裂縫，荷載為7.9KN。開裂截面內(nèi)力重新分布，混凝土把原來承擔(dān)的絕大部分拉力交給受拉鋼筋，鋼筋應(yīng)力突然增加，裂縫寬度增大。受壓混凝土開始表現(xiàn)出一定的塑性，應(yīng)力圖形呈平緩曲線。鋼筋應(yīng)力應(yīng)變急劇增加，受壓區(qū)高度急劇下降，撓度-荷載曲線上有一個表示撓度突然增大的轉(zhuǎn)折。內(nèi)力重新分布完成后，荷載繼續(xù)增加，鋼筋承擔(dān)了絕大部分拉應(yīng)力，梁的抗彎剛度與開裂一瞬間相比有所上升，撓度與荷載曲線成線性關(guān)系。隨著荷載增加，應(yīng)力應(yīng)變不斷增大，達到屈服前的臨界狀態(tài)。鋼筋屈服至受壓區(qū)混凝土達到峰值應(yīng)力階段。內(nèi)力增加一點兒，鋼筋即屈服，荷載為52.3KN。梁內(nèi)鋼筋屈服形成塑性鉸，但混凝土受壓區(qū)邊緣應(yīng)力未達到峰值應(yīng)力。裂縫繼續(xù)開展，混凝土受壓區(qū)高度降低，中和軸上移，內(nèi)力臂增大，承載力略有增大。由于裂縫急劇開展和混凝土壓應(yīng)變迅速增加，梁的抗彎剛度急劇降低，裂縫截面曲率和梁的撓度迅速增大。是《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）和《鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50018-2019）的要求。（2）試件為圓形鋼筋混凝土柱，直徑為300mm，高度為600mm。（3）試件采用四根HRB400鋼筋作為縱向受力筋，橫向受力筋采用Φ10mm的輕型鋼筋，配筋率為1.5%。（4）試件的偏心距為200mm，偏心率為0.67。2.試驗方法（1）試驗采用靜載荷試驗，按照《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》（GB50010-2010）中的規(guī)定進行。（2）試驗過程中記錄試件的變形和荷載情況，并及時進行數(shù)據(jù)處理和分析。3.試驗結(jié)果試驗結(jié)果表明，大偏心受壓構(gòu)件的破壞形態(tài)為彎曲破壞。在荷載作用下，試件產(chǎn)生了明顯的彎曲變形，縱向受力筋產(chǎn)生了明顯的屈曲變形。試件的最大承載力為XXXkN，破壞時的變形和裂縫情況符合規(guī)范要求。為了減少“二階效應(yīng)”的影響，試件被設(shè)計成短柱，控制l0/h≤5。通過調(diào)整軸向力的作用位置，即偏心距e0，使試件的破壞狀態(tài)為小偏心受壓破壞。試件的主要參數(shù)如下：①試件尺寸（矩形截面）：b×h×l=124×120×899mm②混凝土強度等級：C20③縱向鋼筋：對稱配筋412④箍筋：Φ6@100（2）⑤縱向鋼筋混凝土保護層厚度：15mm⑥試件的配筋情況（如下頁圖所示）：為了進行試驗，采用千斤頂加載，支座一端為固定鉸支座，另一端為滾動鉸支座。鉸支座墊板應(yīng)有足夠的剛度，避免墊板處混凝土局壓破壞。試驗的加載方式為單調(diào)分級加載機制。實際的加載等級為0-10kN-20kN-30kN-40kN-50kN-60kN-破壞。試驗的量測內(nèi)容包括混凝土平均應(yīng)變、縱筋應(yīng)變、側(cè)向撓度和裂縫?；炷翍?yīng)變測點布置在柱內(nèi)部縱筋表面和柱混凝土表面上。縱向鋼筋應(yīng)變測點布置在柱內(nèi)部縱筋表面。柱長度范圍內(nèi)布置5個位移計以測量柱側(cè)向撓度。試驗前將柱四面用石灰漿刷白，并繪制50mm×50mm的網(wǎng)格。根據(jù)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，本次試驗試件的極限承載力預(yù)估值為64kN。接下來對構(gòu)件正截面承載力進行分析。計算得到l/b=7.25<8，根據(jù)規(guī)范得到Φ=1。計算鋼筋配筋率為1.6%，小于規(guī)范要求