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：
h0?400?40?360mm
x?ftkAs1.78?509??0.362mm ?1fckb1.0?16.7?150Mcr?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?0.362(366?0.362/2)?0.3269kn?m
开裂荷载:
Fu?
Mcr0.3269??0.297kn a1.1屈服弯矩：
h0?400?40?360mm
x?fykAs400?509??81.277mm ?1fckb1.0?16.7?150Myk?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?81.277(360?81.277/2)?65.022kn?m
屈服荷载:
Fyk?
Myk65.022??59.111kn a1.1极限弯矩：
h0?400?40?360mm
x?fstkAs540?509??109.725mm ?1fckb1.0?16.7?150Mu?a1fckbX(h0?0.5X)?1.0?16.7?150?109.725(360?109.725/2)?83.870kn?m
极限荷载:
Mu83.870??76.246kn a1.1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 Fu?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。（计算挠度）
极限状态下的挠度
h0?400?40?360mm
As509?te?==0.0170>0.01 取0.017
Ate0.5?150?400Mu83.87?106?sq===526.09N/mm2
0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=0.980 ?te?sq0.017?526.09ES2?105?E=?=7.142 4EC2.8?10?、（=f、b、-b）hffbh0=0
??As509??0.0014 b?h0150?366EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?f2?105?509?36021.319?1013???1.094?1013N?mm26?7.142?0.00141.2061.15?0.98?0.2?1?0Fa83.87?1062222f?(3L0?4a)?(3?3300?4?1100)?8.890?L/200=16.5mm 满足要求1324B24?1.094?10屈服状态下的挠度
h0?400?40?360mm As509?te?==0.0170>0.01 取0.017
Ate0.5?150?400Myk65.022?106?sq===407.87N/mm2
0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=0.933 ?te?sq0.017?407.87ES2?105?E=?=7.142 4EC2.8?10?、（=f、b、-b）hffbh0=0
第7页共19页
??As509??0.0014 b?h0150?366EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?f2?105?509?36021.319?1013???1.145?1013N?mm26?7.142?0.00141.1521.15?0.933?0.2?1?0Fa65.022?10622f?(3L0?4a)?(3?33002?4?11002)?6.585?L/200=16.5mm 满足要求 1324B24?1.145?10
开裂状态下的挠度
h0?400?40?360mm
As509?te?==0.0170>0.01 取0.017
Ate0.5?150?400Mcr0.3269?106?sq===2.051N/mm2
0.87h0As0.87?360?509?=1.1-0.65?ftk1.78=1.1-0.65?=?32?0.2 取0.2 ?te?sq0.017?2.051ES2?105?E=?=7.142
EC2.8?104?、（=f、b、-b）hffbh0=0
??As509??0.0014 b?h0150?366EsAsh02Bs?1.15??????6?e??1+3.5?f2?105?509?36021.319?1013???1.595?1013N?mm26?7.142?0.00140.82721.15?0.2?0.2?1?0Fa0.3269?10622f?(3L0?4a)?(3?33002?4?11002)?0.024?L/200=16.5mm 满足要求 1324B24?1.595?10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。 同上方法可以计算出不同荷载作用下的挠度
编1 号 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 54.77 55.26 55.49 55.55 55.52 55.43 55.27 荷0.35 11.16 21.34 30.8 39.51 47.45 54 载 挠0.03 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 度 第8页共19页
荷载（kn）荷载-挠度曲线6050403020100051015202530 挠度（mm）35
p-f变形曲线
绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）
极限状态裂缝宽度
deq?sq526.0910?max??cr?=（1.9Cs+0.08）=1.9?0.98（1.9?31+0.08）=0.751mm
EsPte2?105509/（400?150）屈服状态裂缝宽度
?max??cr?d?sq407.8710=（1.9Cs+0.08eq）=1.9?0.933（1.9?31+0.08）=0.750mm EsPte2?105509/（400?150）开裂状态裂缝宽度
?max??cr?d?sq2.05110=（1.9Cs+0.08eq）=1.9?0.2（1.9?31+0.08）=0.00059mm 5EsPte2?10509/（400?150）用同样的方法可计算出如下表：
编号 荷载 裂缝宽度 1 0.35 0.03 2 11.16 1.95 3 21.34 3.78 4 30.8 5.55 5 39.51 7.25 6 47.45 8.89 7 54 10.59 8 54.77 13.6 9 55.26 16.71 10 55.49 19.77 11 55.55 22.71 12 55.52 25.53 13 55.43 30.19 14 55.27 31.2
第9页共19页
荷载-最大裂缝宽度6050荷载（kn）403020100-0.500.51最大裂缝宽度（mm）1.52
理论荷载-最大裂缝曲线 模拟实验荷载-最大裂缝曲线
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，受拉应力应变和受压应力应变曲线呈直线。
②当荷载在6.9KN的基础上分级加载，受拉区混凝土进入塑性阶段，受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。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当荷载达到52.9KN时，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。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（事实上由于钢筋应力已不再增加而混凝土边缘压应力仍持续增大的缘故，受压区必须随混凝土受压区边缘应变增加而降低，否则截面内力将不平衡），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
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郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核答案 - 图文
