郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核
一．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； 3. 要求预估试验发生的破坏形态；
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。 二．作业内容
1. 正截面受弯构件——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
1． 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 破坏荷载值）
加载：（注明开裂荷载值、 纵向受拉钢筋达到设计强度 fy 时的荷载值、
门」 UD> 2^25 -Ar 7350 ---------------- 7 * 力卩载：Fcr Fy -52.3KN & =56KN =7.9KN (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。
理论计算:
ho =486.5 开裂时:
fkA
1.78 981.25 1.0 11.9 210
：i
=0.6989mm
fb 0.689
Mcr = ftkAs(h。一［) =1.78 981.25 (486.5一 ；) = 0.8491KN -m 开裂荷载：
Fcr 二叽=0.8491 = 0.3466KN a
2.45
300 98125
屈服
时：
My 二 fyAs(ho
:^fcb 1.0 11.9 210
.117.797mm
117 797
) =125.875KN m
x
)=300 981.25 (486.5
屈服荷载：Fy -叫=125875 =51.38KN
a 2.45
335 981.25
破坏时: =131.54mm
rfcb 1.0 11.9 210
X 131 54
M^fykAs(ho )=335 981.25 (486.5 ) =138.3KN m
y
2 2 破坏荷载：凡二也=空3二56.5KN
a 2.45
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.
准确的计算破坏荷载；
破坏荷载与屈服荷载的大小相差很小， 1.5倍不能
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。(计算挠度)
As =981.25 ho =486.5
：= Es As.
5 4
2 1Q
Ec bhQ
981.25
5
981.25
Q.Q68
Q.Q17
6
：—△
当构件开裂时,
Mk -Q.8491KN /M
6
Q.8491 1Q MK
44
一 Q.87 486.5 981.25 一 2° h°As
1.78 ftk Q652
-.Qo^^^ 负数「取 ° 5
2 1Q 981.25 486.52EsAh/ 1. 2 Bs 5.519 1Q N mm
1.15 0.2 6 1.15 0.2 0.2 6 0.0686
Csq
￡ MJ。2 5 0.8491 x 106 灯3502 门” f 二s J 石 0.52mm
B 8 5.519X0 以此类推，在不同的荷载下，可以得到相关的数据:
F(kN) Mk(KNm) d □sq 0.3466 0.8491 2.044 0.2 16.33 40 96.3 0.43 4.199 32.65 80 丁 192.6 0.76 3.13 51.38 56.45 125.875 [138.3 303.1 0.8855 2.85 333 0.9 2.82 (N/mm ) 2 Bsx1013 (N 刘m)
25.519 f (mm) 0.52 32.16 86.30 149.1 166 s
s
荷载-挠度
实验得出的荷载-挠度曲线 荷靈―題曲蛙
：
a
(3)绘制裂缝分布形态图。 最大裂缝:
a“ =1.9
(计算裂缝)
上逻 0.0178
0.5bh 0.5 210 525
deq 25 1404.5m m 0.0178 6
138.3 10 2 Mk
333Nmmsq hoAs 0.87 486.5 981.25 一 '
1 78
= 1.1-0.65 0.9
0.0178 汉 333
” deq ' = 1.9 0.9 3335 1.9 26 6 Wa
max 二 cr - ~E 1%+0.0吋 5
2X0 E
s
0.08 1404.5 - 0.46mm
、
te J
(4)简述裂缝的出现、分布和展开的过程与机理。
① 当荷载在0.4KN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0.4KN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 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
此时钢筋
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。
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 为有一个表示挠度突然增大的转折。
-荷载曲线上表现
内力重新分布完成后，荷载继续增加时，钢筋承担了绝
表现为梁的抗弯刚度与开裂一瞬间 随着荷载的增加，刚进的应力应变不
大部分拉应力，应变增量与荷载增量成一定的线性关系， 相比又有所上升，挠度与荷载曲线成一定的线性关系。 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 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， 的挠度迅速增大。
梁的抗弯刚度急剧降低，裂缝截面的曲率和梁
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