小偏心受压柱受压性能试验(同济)
同济大学钢结构基本原理试验H型截面轴心受压柱实验报告
H 型截面轴心受压柱实验报告学号： 姓名： 任课老师： 实验老师：实验日期：2012年03月30日一、实验目的：1、通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。
2、通过试验观察十字型截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3、将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。
二、实验原理：1、基本微分方程根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为： 2、扭转失稳欧拉荷载H 型截面为双轴对称截面，因其剪力中心和形心重合，有 x 0= y 0 = 0，代入上式可得：''0()0IV IVx EI v v Nv -+= (a)''0()0IV IV y EI u u Nu -+= (b)''''2''''000()()0IV IV t EI GI r N R ωθθθθθθ---+-=(c)说明H 型双轴对称截面轴心压杆在弹性阶段工作时，三个微分方程是相互独立的，可分别单独研究。
在弹塑性阶段，当研究（a ）式时，只要截面上的产于应力对称与 Y 轴，同时又有00u =和00θ=，则该式将始终和其他两式无关，可单独研究。
这样，压杆将只发生Y 方向的位移，整体失稳呈弯曲变形状态，称为弯曲失稳。
这样，式（b ）也是弯曲失稳，只是弯曲失稳的方向不同而已。
对于式（c ），如果残余应力对称与 X 轴和 Y 轴分布，同时假定，00u =和00θ=则压杆将只发生绕 Z 轴的转动，失稳时杆件呈扭转变形状态，称为扭转失稳。
对于理想压杆，则有上面三式可分别求得十字型截面压杆的欧拉荷载为： 绕X 轴弯曲失稳：220xEx xEI N lπ=，绕Y 轴弯曲失稳：220yEy yEI N l π=绕Z 轴扭转失稳：222001()E t EI N GI l r ωθθπ=+ H 字型截面压杆的计算长度和长细比为：绕 X 轴弯曲失稳计算长度：00x x l l μ=，长细比0/x x x l i λ= 绕Y 轴弯曲失稳计算长度：00y y l l μ=，长细比0/y y y l i λ=绕Z 轴扭转失稳计算长度：00l l θθμ=，端部不能扭转也不能翘曲时0.5θμ=，长细比θλ=上述长细比均可化为相对长细比：λ=3、稳定性系数计算公式H 字型截面压杆的弯曲失稳极限承载力：根据欧拉公式22Ew w EA N πλ=得222y Ew w w f Eπσλλ==佩利公式：0(1)2y Excr f εσσ++=再由公式cryf σϕ=可算出轴心压杆的稳定性系数。
同济大学钢结构实验报告——T型柱受压
《钢结构实验原理实验报告》 —— T 型柱受压构件试验1551924张舒翔一、实验目的1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。
2. 通过试验观察T 形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。
二、实验原理1. 可能发生的失稳形式（1） 绕x 轴弯曲失稳（2） 绕y 轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失稳 2. 基本微分方程而对于T 型截面，X 0=0,Y 0≠0,得到()000x EI v v Nv Nx θ''''-+-=()000y EI u u Nu Ny θ''''-++=()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N R ωθθθθθθ''''----++-=()00x EI v v Nv ''''-+= ()000y EI u u Nu Ny θ''''-++= ()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N ωθθθθθ''''----++= 3. 长细比计算4. T 型截面的欧拉荷载5.T型截面压杆的极限承载力三、实验设计1.T型截面加工示意图2.支座设计形成约束：双向可转动端部不可翘曲端部不可扭转3.应变片及位移计布置4. 承载力估算(1) 规范公式(2) 欧拉公式()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-++==222322322ycr421λλλααλλααλσϕf 2/1λϕ=所测得的承载力应介于两者之间四、实验前准备1.构件数据测量2. 承载力估算将截面特性带入公式得即发生弯扭失稳(1) 欧拉公式计算的承载力21/0.6586ϕλ== 95.33E y N Af KN ϕ==(2) 规范公式计算的荷载ϕ查表为0.466167.47cr y N Af KN ϕ==则最终承载力应为67.47-95.33KN3.正式加载前准备检查应变片及位移计工作良好并进行预加载，预加载荷载一般为极限承载力的30%，可实现检测设备是否正常工作、检测应变片和位移计、压紧试件，消除空隙。
同济大学混凝土基本原理试验报告小偏心受压(优)
16.36
362
579
89.36
386
581
4. 试验过程
4.1 加载装置
柱小偏心受压试验的加载装置如下图所示。 自平 衡加载试验系统，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。 （图 2）
4.2 加载制度
（1） 单调分级加载机制 在正式加载前，为检查仪器仪表读数是否正常，
-440.434 -459.311 -470.686 -480.66 -460.381
表3 4.3.2 钢筋应变 由布置在柱内部纵筋表面的应变计量测，钢筋应变测点布置见下图 3：
图3 其中左图应变片从左到右从上到下分别对应号码为 8(4), 5(1), 7(3), 6(2)。括号中的数字为后 面对应处应变片号码；相应的右图上个应变片从左到右从上到下对应号码依次为 4(3), 1(2), 8(7), 5(6)。 1-8 号应变片分别对应 47_1 到 47_8 通道。 则相应 荷载—纵向钢筋应变 试验数据见下表 4：
COLLEGE OF CIVIL ENGINEERING
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2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6 2012/11/6
注：轴心抗压强度根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002 评定； 立方体抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 推定。
钢筋强度实测结果
小偏心钢筋混凝土柱受压性能的尺寸效应试验
⼩偏⼼钢筋混凝⼟柱受压性能的尺⼨效应试验2019-10-17摘要：为分析⼩偏⼼钢筋混凝⼟柱受压性能的尺⼨效应，对偏⼼距分别为0.1倍截⾯有效⾼度和0.25倍截⾯有效⾼度的2组⼏何相似的钢筋混凝⼟柱进⾏偏⼼受压破坏试验，柱截⾯⼏何尺⼨分别为200 mm×200 mm，400 mm×400 mm，800 mm×800 mm，对⽐分析了其破坏形态、截⾯应变分布、承载⼒、变形能⼒，揭⽰了其尺⼨效应规律。
研究结果表明：⼩偏⼼钢筋混凝⼟柱的受压破坏形态和横截⾯应变分布规律基本相同，其尺⼨效应不明显；承载⼒和变形能⼒存在明显尺⼨效应，随着截⾯尺⼨的增⼤，其安全储备降低，变形能⼒减弱。
关键词：⼩偏⼼钢筋混凝⼟柱；尺⼨效应；单调加载；开裂荷载；偏⼼距；安全储备系数中图分类号：TU375.4⽂献标志码：AAbstract： To analyze size effect of small eccentric concrete columns under compressive loads， two groups of reinforced concrete columns， whose eccentricities were 0.1 and 0.25 times effective height of sections， were produced， and the specimen sizes were 200 mm×200 mm， 400 mm×400 mm， 800 mm×800 mm respectively. Damage mode， sectional strain distribution， bearing capacity and deformability of reinforced concrete columns were compared to reveal the size effect law. The results show that the size has less effect on damage mode and the sectional strain distribution of columns，and the size effect laws on bearing capacity and deformability of columns are obvious. The safety storage and deformability of columns decrease with the size increasing.Key words： small eccentric reinforced concrete column； size effect； monotonic loading； crack load； eccentricity；safety storage coefficient0引⾔钢筋混凝⼟结构的⼒学性能主要取决于混凝⼟和钢筋的⼒学性能。
大小偏心受压的界限
大小偏心受压的界限
在结构工程中，大小偏心受压是指混凝土构件在受力时，压力作用点相对于构件截面的几何中心点的位置关系。
这种现象通常出现在承受轴向力和弯矩的混凝土构件中，如柱、梁等。
根据压力作用点相对于构件截面中心的距离，可以将偏心受压分为两类：大偏心受压和小偏心受压。
1.大偏心受压：当压力作用点距离构件截面中心的距离大于截面尺寸的1/4时，称为大偏心受压。
在这种情况下，构件的承载能力主要由混凝土的抗压强度和钢筋的抗拉强度共同决定。
大偏心受压时，混凝土和钢筋的应力均较大，因此设计时需要确保混凝土的压碎指标和钢筋的锚固、屈服和极限强度满足要求。
2.小偏心受压：当压力作用点距离构件截面中心的距离小于或等于截面尺寸的1/4时，称为小偏心受压。
在这种情况下，构件的承载能力主要由混凝土的抗压强度决定，钢筋的应力相对较小。
小偏心受压时，混凝土的应力较均匀，钢筋的应力较小，因此设计时对混凝土的压碎指标要求较高，而对钢筋的锚固、屈服和极限强度的要求相对较低。
在设计混凝土构件时，需要根据偏心受压的大小来选择合适的截面尺寸、混凝土强度等级、钢筋直径和布置方式，以确保构件的承载能力和稳定性。
同时，还需要考虑构件的耐久性、防火性和施工条件等因素。
同济大学混凝土试验大偏心受压柱试验报告
《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING试验报告试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师顾祥林《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING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2014年11月18日1. 试验目的通过试验了解大偏心受压柱破坏的全过程，掌握测试混凝土受压构件基本性能的试验方法。
同时巩固大偏心受压柱承载力的计算方法，并通过对理论值和试验值的比较加深对混凝土基本原理的理解。
2. 试件设计2.1 材料和试件尺寸混凝土：C20钢筋：使用I 级钢筋作为箍筋，II 级钢筋作为纵筋 试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l=120×120×870mm 详细尺寸见图1大偏心受压柱配筋图2.2 试件设计（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l 0/h ≤5。
通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e 0,使试件的破坏状态为大偏心受压破坏。
（2）试件参数如表1表1 试件参数表 试件尺寸（矩形截面） b ×h ×l=120×120×870mm 纵向钢筋（对称配筋） 412 箍筋Φ6@100（2） 纵向钢筋混凝土保护层厚度 15mm 配筋图 图1 偏心距e 0100mm12020080135135505050087020020022113 8@504 6@100150200501206φ124φ123 8@504φ121201201-12-23 8@503 8@50 4双向钢丝网2片 4双向钢丝网2片 尺寸170x908@508@506@100图1 大偏心受压柱配筋图（3）试件承载力估算 N c =α1f c bh 0ζN c e=α1f c bh 02ζ(1-0.5ζ) + f y ’ A s ’(h 0-a s ’) e=e 0+0.5h-a s不妨令：A=2f 20c 1bh α, B=）（00c 1-e f h bh α, C=)(f -0y '-''s s h A α 从而有：AAC24B B -2-+=ξ得出本次试验试件的极限承载力的预估值为：Ncu=87.71kN 详细计算过程见附录12.3 试件的制作根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定， 成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。
同济大学钢结构实验报告材料——T型柱受压
《钢结构实验原理实验报告》 —— T 型柱受压构件试验1551924张舒翔一、 实验目的1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。
2. 通过试验观察T 形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。
二、 实验原理1. 可能发生的失稳形式（1） 绕x 轴弯曲失稳（2） 绕y 轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失稳2. 基本微分方程而对于T 型截面，X 0=0,Y 0≠0,得到()00x EI v v Nv ''''-+= ()000y EI u u Nu Ny θ''''-++= ()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N ωθθθθθ''''----++= 3. 长细比计算()000x EI v v Nv Nx θ''''-+-=()000y EI u u Nu Ny θ''''-++=()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N R ωθθθθθθ''''----++-=4.T型截面的欧拉荷载5.T型截面压杆的极限承载力三、实验设计1.T型截面加工示意图2.支座设计形成约束：双向可转动端部不可翘曲端部不可扭转3.应变片及位移计布置4. 承载力估算(1) 规范公式(2) 欧拉公式所测得的承载力应介于两者之间()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-++==222322322ycr421λλλααλλααλσϕf 2/1λϕ=四、实验前准备1.构件数据测量2.承载力估算将截面特性带入公式得即发生弯扭失稳(1)欧拉公式计算的承载力21/0.6586ϕλ== 95.33E y N Af KN ϕ==(2)规范公式计算的荷载ϕ查表为0.466167.47cr y N Af KN ϕ==则最终承载力应为67.47-95.33KN3. 正式加载前准备检查应变片及位移计工作良好并进行预加载，预加载荷载一般为极限承载力的30%，可实现检测设备是否正常工作、检测应变片和位移计、压紧试件，消除空隙。
同济大学混凝土试验大偏心受压柱试验报告
《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING试验报告试验课教师林峰姓名学号手机号任课教师顾祥林《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING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2014年11月18日1. 试验目的通过试验了解大偏心受压柱破坏的全过程，掌握测试混凝土受压构件基本性能的试验方法。
同时巩固大偏心受压柱承载力的计算方法，并通过对理论值和试验值的比较加深对混凝土基本原理的理解。
2. 试件设计2.1 材料和试件尺寸混凝土：C20钢筋：使用I 级钢筋作为箍筋，II 级钢筋作为纵筋 试件尺寸（矩形截面）：b ×h ×l=120×120×870mm 详细尺寸见图1大偏心受压柱配筋图2.2 试件设计（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l 0/h ≤5。
通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e 0,使试件的破坏状态为大偏心受压破坏。
（2）试件参数如表1表1 试件参数表 试件尺寸（矩形截面） b ×h ×l=120×120×870mm 纵向钢筋（对称配筋） 412箍筋Φ6@100（2） 纵向钢筋混凝土保护层厚度 15mm 配筋图 图1 偏心距e 0100mm12020080135135505050087020020022113 8@504 6@100150200501206φ124φ123 8@504φ121201201-12-23 8@503 8@50 4双向钢丝网2片 4双向钢丝网2片 尺寸170x908@508@506@100图1 大偏心受压柱配筋图（3）试件承载力估算 N c =α1f c bh 0ζN c e=α1f c bh 02ζ(1-0.5ζ) + f y ’ A s ’(h 0-a s ’) e=e 0+0.5h-a s不妨令：A=2f 20c 1bh α, B=）（00c 1-e f h bh α, C=)(f -0y '-''s s h A α 从而有：AAC24B B -2-+=ξ得出本次试验试件的极限承载力的预估值为：Ncu=87.71kN 详细计算过程见附录12.3 试件的制作根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定， 成型前，试模内表面应涂一薄层矿物油或其他不与混凝土发生反应的脱模剂。
同济大学混凝土基本原理试验报告小偏心受压(优)
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING小偏心受压短柱试验报告试验名称小偏心受压短柱试验报告试验课教师姓名学号手机号理论课教师日期2012年11月6日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的（1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土柱小偏心受压的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法。
（2）观察小偏心受压短柱的破坏过程，记录钢筋混凝土柱的应变、绕度及裂缝的发展情况。
2. 试件设计2.1 材料选取钢筋选取Ⅰ级钢筋作为箍筋，Ⅱ级钢筋作为纵筋；混凝土选取C20混凝土。
2.2 试件设计(1) 试件设计的依据为减小“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制5/≤hl。
通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e，使试件的破坏状态为大偏心或小偏心破坏。
(2) 试件的主要参数见下表1试件尺寸（矩形截面）混凝土强度等级纵向钢筋（对称配筋）箍筋纵向钢筋混凝凝土保护层厚度配筋图偏心距e mmlhb650150150⨯⨯=⨯⨯20C144φ)2(100@6φmm15（下图）mm20试验配筋图等如下图1所示：表1┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊2.3 试件制作试验试件在室内浇筑制作，并于养护室与材料试验试件同条件进行试件养护。
在实验前宜将时间表面刷白，并分格画线。
材料试验试件的制作与养护均根据国家标准《普通混凝土力学性能试验方法标准》GB/T 50081-2002规定，试件尺寸为100mm×100mm×300mm，将试件在20±3℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护，试块留设时间：2012年9月20日，试验时间：2012年11月7日。
钢筋样留取自不经切削加工原截面钢筋，各尺寸留样长度按基本长度HLL2+=进行留取，其中L为5d（为d钢筋直径）；h为夹头长度通常取100mm左右。
同济大学钢结构试验自主实验报告
钢结构基本原理自主实验“H型柱受压构件试验”实验报告小组成员：实验教师：杨彬实验时间： 2016.11.8一、实验目的1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布 置、试验结果整理等方法。
2. 通过试验观察工字形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。
二、实验原理1、轴心受压构件的可能破坏形式轴心受压构件的截面若无削弱，一般不会发生强度破坏，整体失稳或局部失稳总发生在强度破坏之前。
其中整体失稳破坏是轴心受压构件的主要破坏形式。
轴心受压构件在轴心压力较小时处于稳定平衡状态，如有微小干扰力使其偏离平衡位置， 则在干扰力除去后，仍能回复到原先的平衡状态。
随着轴心压力的增加，轴心受压构件会由稳定平衡状态逐步过渡到随遇平衡状态，这时如有微小干扰力使基偏离平衡位置，则在干扰力除去后，将停留在新的位置而不能回复到原先的平衡位置。
随遇平衡状态也称为临界状态，这时的轴心压力称为临界压力。
当轴心压力超过临界压力后，构件就不能维持平衡而失稳破坏。
轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系，与构件的长细比也有关系。
一般情况下，双轴对称截面如工形截面、H 形截面在失稳时只出现弯曲变形，称为弯曲失稳。
2、基本微分方程（1）钢结构压杆一般都是开口薄壁杆件。
根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为：由微分方程可以看出构件可能发生弯曲失稳，扭转失稳，或弯扭失稳。
对于H 型截面的构件来说由于 所以微分方程的变为：由以上三个方程可以看出： 3个微分方程相互独立只可能单独发生绕x 弯曲失稳，或绕y 轴弯曲失稳，或绕杆轴扭转失稳。
()()020000t IV0IV =''-''+''+''-''-''--θθθθθθωR N r u Ny v Nx GI EI ()00IVIV =''+''+-θNy u N u u EI y ()0IV0IV =''-''+-θNx v N v v EI x 000==y x ()()0200t 0IVω=''-''+''-''--θθθθθθR N r GI EI IV ()0IV 0IVy=''+-u N u uEI ()IV0IV x =''+-v N v v EI失稳形式的类型取决于长细比，长细比大的发生。
同济大学短柱小偏心受压试验报告
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING短柱小偏心受压试验报告试验名称××××××××××××××××××试验课教师××××××××××××××××××姓名××××××××××××××××××学号××××××××××××××××××手机号××××××××××××××××××理论课教师××××××××××××××××××日期2012年11月11日┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的（1）参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握短柱小偏压实验的实验方法和实验结果，通过实践掌握试件的设计、实验结果整理的方法；（2）写出实验报告。
L型柱受压构件试验资料
EI
IV
IV 0
GI t 0 Ny0u r02 N 0
第1个等式独立，第2、3个等式耦合
有2种情况：绕x轴弯曲失稳；或绕y轴弯曲同时绕 杆轴扭转的弯扭失稳。
哪个长细比大，则发生那种失稳
1.理论知识
1.4 L型截面压杆的失稳形式
N Ey
2 EI y lo2y
NEθ
2 E Iω lo2θ
GIt
1 r02
绕y轴弯曲同时绕z轴扭转失稳
NEw NEy NE
NEy NE 2 4NEyNE [1 y0 / r0 2 ] 2[1 y0 / r0 2 ]
思考题：图示L型截面压杆，绕弱轴弯 曲后，会发生哪个方向的转动？
0
1.理论知识
1.4 L型截面压杆的失稳形式
思考题：图示L型截面压杆，绕剪心扭 转后，会发生哪个方向的弯曲？
0
1.理论知识
1.4 L型截面压杆的失稳形式
思考：分析L型截面压杆的内力。 再思考：如果轴向压力通过剪心，会发生
什么失稳。 继续思考：如果轴向压力通过剪心，微分
初弯曲（对压杆承载力有何影响？） 初偏心（对压杆承载力有何影响？ ） 初扭曲（对压杆承载力有何影响？ ） 残余应力（对压杆承载力有何影响？ ）
1.理论知识
1.3 弹性微分方程和失稳形式
思考 —微分方程的本质是什么？？
EI x vIV v0IV Nv Nx0 0
局部失稳
NEb
A xcr
k
2EA 12(1 2 )
t b
同济大学砌体结构课后习题答案
2-1.极限状态设计法引入了统计数学的概念，考虑了材料强度和荷载的变异性，将单一的安全系数转化成多个系数，分别用于考虑荷载、荷载组合和材料等的不定向影响，并且引入了概率和统计数学的方法；而容许应力设计法和破坏阶段设计法均采用单一的、经验的安全系数K，不一定能适用于不同的材料和荷载组合。
2-2砌体结构的功能要求：安全性、适用性、耐久性，三者统称为可靠性。
极限状态的种类和意义：（1）承载能力极限状态，对应于结构或结构构件达到最大承载力或不适合于继续承载的变形；（2）正常使用极限状态，结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项限值。
2-3现行规范中承载力设计公式中如何体现房屋安全等级不同或房屋的设计使用期不同的影响？用结构重要性系数来体现，取值为：对安全等级为一级或设计使用年限为50年以上的结构构件>=1.1,对安全等级为二级或设计使用年限为50年的结构构件，>=1.0;对安全等级为三级或设计使用年限为1-5年的结构构件，>=0.92-4现行气体结构设计规范的承载力设计公式中如何体现施工技术、施工管理水平等对结构可靠度的影响？通过砌体结构材料性能分项系数体现。
通过现场质量管理，砂浆、混凝土强度，砂浆拌合方式，砌筑工人等讲施工质量控制等级划分为ABC三个等级。
等级为A时，分项系数取1.6，等级为C级时，取为1.8.2-5结构功能函数的含义是什么？结构功能函数Z=g(X1,X2,X3,......Xn),当Z>0,结构处于可靠状态；当Z<0时，结构处于失效状态；当Z=0时，结构处于极限状态。
2-6极限状态的种类有哪些？其意义如何？（同2-2）2-7失效概率、可靠指标的意义是什么？两者的关系如何？失效概率Pf指结构或构件不能完成预定功能的概率。
可靠指标β是衡量结构可靠性的定量指标。
β越大，P f越小，反之，P f越大。
2-8砌体承载能力极限状态设计公式中个分项系数是按什么原则确定的？为确定各分项系数，对给定的荷载和材料强度，以及相应的任何一组分项系数，可计算出以该分项系数表示的极限状态设计公式所反映的可靠度。
混凝土柱小偏心受压试验报告(同济)
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，掌握测试混凝土小偏心受压构件基本性能的试验方法。
2、试验内容对小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。
3．试件设计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l 0/h ≤5。
通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e 0,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）：实际测量为150.5×149×652mm ②混凝土强度等级：C20 ③纵向钢筋：对称配筋4 14 ④箍筋：Φ6@100（2）；⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度；15mm ⑥试件的配筋情况（如下图所示）7575505040065031503001506φ14/ 6@501501-12-2⑦取偏心距e 0=20mm （3）试件承载力估算按照《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，对于本次试验构件的极限承载力的预估值为：N cu =229kN 。
4.加载装置和量测内容4.1.1 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。
4.1.2 加载方式 （1）单调分级加载机制在正式加载前，为检查仪器仪表读书是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前一级。
正式加载的分级情况为：在达到预计的受压破坏荷载的80%之前，根据预计的受剪破坏荷载分级进行加载，每级荷载约为破坏荷载的20%，每次加载时间间隔为5-10分钟。
实际的加载等级为0-20kN-40kN-60kN-80kN-100kN-120kN-140kN … 4.2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。
位移计25025015065015132440404015小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。
钢筋混凝土柱检算—偏心受压柱
比l0 / b≤30及l0 / h≤25（b为截面短边尺寸，h为长边尺寸）。
简述短柱与长柱的破坏形态？
轴 心
凸侧由于受压，在荷载不大时，全
受
截面受压，但内凹一侧的压应力比
压
外凸一侧的压应力大。凸侧随着荷 载增加变为受拉，出现受拉裂缝，
长 柱 的
凹侧砼被压碎，纵向钢筋受压向外破来自弯曲（右图）。坏
形
态
轴心受压长柱的破坏形式
长柱破坏
初始偏心产生附加弯矩
加大初始偏心，最终构件是在M，N共同作用下破坏。
在截面尺寸、配筋、强度相同的条件下，长柱的承载力低于短柱(采用
稳定系数来考虑)。
轴心受压短柱
Nus fc A f yAs
轴心受压长柱 稳定系数
N
l u
N
s u
Nul Nus
j 主要与柱的长细比l0/b有关
N Nu 0.9 ( fc A f yAs)
折减系数0.9是考虑初始偏心的影响，以及主要承受恒载作用的轴压受压柱的可靠性。
试验表明，影响φ值的主要因素是柱的长细比。 当l0 / b≤8时，为短柱，可不考虑纵向弯曲的，取φ=1.0；当l0 / b＞8 时，为长柱，φ值随l0 / b的增大而减小。
1 fcbx(h0
x) 2
f yAs (h0
as )
◆尚应考虑As一侧混凝土可能先压坏的情况。
N 1 fcbh(h0 0.5h) f yAs (h0 as )
e e'=0.5h-as'-(e0-ea)，h'0=h-as'
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侧向挠度
0.016 -0.2405 -0.1195
-0.184 -0.082 -0.1555 -0.046 0.012 0.095 0.1195 0.3315 0.4565 0.6435 2.998
纵筋应变 1
2.5 -120.5 -240.5
-353 -474 -628.5 -779.5 -992 -1120 -1238 -1498.5 -1672.5 -1861.5 -3036
-127 -170 -197
-180 -203 -217
-247.667 -1315 -942 -208 -209 -1161 -1079 -219 -223 -274.045 -1614 -1105 -280 -174 -1383 -1313 -275 -213
-296.577 -1827 -1247 -326 -144 -1518 -1472 -303 -206
-150.334 -652 -475 -76 -167 -605 -518 -98 -161
-177.324 -206.205 -225.684
-815 -1043 -1184
-604 -766 -857
-105 -152 -181
-181 -199 -207
-744 -941 -1056
-657 -846 -966
（2）试件的主要参数
①试件尺寸（矩形截面）：实际测量为 150.5?49?52mm ②
混凝土强度等级：C20
③纵向钢筋：对称配筋 4
14 ④箍筋：Φ6@100（2）；
⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度；15mm
⑥试件的配筋情况（如下图所示）
3 6@50
1
1
2
4φ14
2
3 6@100
3 6@50
6φ14/ 6@50
3
3
应变片 共计8片
应变片共计8片
150
3-3
300 小偏心受压柱试验纵向钢筋应变测点布置
（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。
支杆
位移计 5
位移计
小偏心受压柱试验侧6 向位挠移 度测点布
计7
（4）裂缝 试验前将柱四面用石灰浆刷白，并绘制 50mm?0mm 的网格。试验时借助放大镜查找
-8
纵筋应变 4
0 -47.5 -88.5 -116.5 -133 -164 -180.5 -201 -212 -216 -193.5 -175 -147
221
曲率Φ14 （E-5）
4.923077 -74
-36.7692 -56.6154 -25.2308 -47.8462 -14.1538 3.692308 29.23077 36.76923
102 140.4615
198 922.4615
B、裂缝发展情况描述及裂缝照片
随着荷载增加，在试件的正反面均出现由加载位置至牛腿脚点倾斜的裂缝。荷载继 续增 大后，在试件牛腿脚点处、试件加载处均出现表面混凝土脱落现象。在试件侧面、牛 腿斜面、 试件牛腿一侧侧面出现各种裂缝。当荷载加至 330kN 左右时，混凝土大量脱落， 试件上端主 斜裂缝处断裂，与此同时，在试件背侧面出现横向拉裂缝，试验加载结束。
8、试验建议
小偏心受压构件破坏时的基本特征是破坏直接始于受压区混凝土的压碎，构件破坏 时， 远离轴向力一侧的钢筋或受拉或受压，但远离轴向力一侧的钢筋不会受拉屈服。当偏心 距稍 大时，远离轴向力一侧会有受拉区存在，该处的混凝土及钢筋均承受拉应力。如果混凝 土的 拉应力出过其抗拉强度，就会出现裂缝。如果偏心距很小，截面可能全面受压。但是远 离轴 向力一侧的混凝土会小一些。可增加一组偏心距不同的对照试验，进行对比，可以更加 清晰 的直观的了解小偏心受压试验的相关现象和原理。
裂 缝。
5、试验结果整理
A、试验原始资料的整理
经过对原始数据的分析，选取各个荷载阶段有代表性的数据，包括纵向钢筋应变、测
量 混凝土平均应变的四个侧面位移计和测量挠度的三个位移计的数据，并对其进行整理，如
下时：间
40_1
34_1 34_2 34_3 34_4 34_5 34_6 34_7 34_8
-0.122
E、荷载—纵筋应变关系曲线
荷载-纵筋1应变关系曲线
400
350
300 250
200
150
100
50 0
-500
0
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
荷载-纵筋2应变关系曲线
400 350 300
250
200
150
100 50
0
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
400
350 300 250 200 150
100
50 0
-50
0
荷载-纵筋3应变关系曲线
50 100 150 200 250 300 350 400
荷载-纵筋4应变关系曲线
400
350 300 250 200 150 100
50 0 0
50
100
150
200
250
实际构件极限荷载为 337.8kN，比预估值高出 38.4%。可能的原因如下： 1、
4φ14/ 6@100
150 150
150
300
1-1
2-2
150 150 300
⑦取偏心距 e0=20mm （3）试件承载力估算
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 构件的极限承载力的预估值为：Ncu=229kN。
4.加载装置和量测内容
4.1.1 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，
实际的加载等级为 0-20kN-40kN-60kN-80kN-100kN-120kN-140kN… 4.2 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。
12 34
位移计 40 40 15 40 15
小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。
40_4 0
0.004 -0.004
-0.02 -0.028 -0.048 -0.072 -0.092
-0.12 -0.12 -0.164 -0.188 -0.212 11.608
40_5 0.008
-0.004 -0.004 -0.004 -0.016 -0.024 -0.036 -0.047 -0.055 -0.063 -0.099 -0.111
4
1
2
3
1-56.909 -86.952
-124 -246 -365
-67 -130 -214
-6 -48 0 -89
-8 -117
-117 -235 -341
-76 -144 -239
-11 -47 -9 -88
-25 -116
-118.46 -492 -334 -35 -135 -456 -369 -59 -131
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。
P
e0
e0
P
4.1.2 加载方式 （1）单调分级加载机制
在正式加载前，为检查仪器仪表读书是否正常，需要预加载，预加载所用的荷载是 分级 荷载的前一级。正式加载的分级情况为：在达到预计的受压破坏荷载的 80%之前，根 据预计 的受剪破坏荷载分级进行加载，每级荷载约为破坏荷载的 20%，每次加载时间间隔 为 5-10 分钟。
纵筋应变 2
1.5 -71.5 -137 -226.5 -351.5 -496.5 -630.5 -806 -911.5 -1010.5 -1209 -1359.5 -1542 -2492.5
纵筋应变 3
2 -8.5 -4.5 -16.5 -47 -87 -116 -161 -189 -213.5 -277.5 -314.5 -346
-315.078 -2063 -1438 -373 -98 -1660 -1646 -319 -196 -337.794 -3660 -2722 156 373 -2412 -2263 -172 69
40_3 -0.004
0 -0.008
-0.02 -0.047 -0.071 -0.095 -0.127 -0.146 -0.162 -0.217 -0.249 -0.277 10.373
7、试验结论
小偏心受压构件加载试验情况如下：随着荷载的增大，靠近轴向力一侧的 混 凝土压应力不断增大，直至达到其抗压强度而破坏。此时该侧的钢筋应力也 达到 抗压屈服强度，而远离轴向力一侧混凝土及钢筋的应力均较小。构件破坏 时受压 区段较长，开裂荷载和破坏荷载很接近，破坏前无明显预兆，破坏时， 构件因荷 载引起的水平挠度比大偏心受压构件小得多。
试件侧面裂缝
试件破坏时斜裂缝
C、荷载—挠度关系曲
线 荷载-挠度关系曲
400
线
350
300
250
200
150
100
50 0
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
D、荷载—曲率关系曲线
荷载-曲率关系曲线
400 350 300
250 200 150 100
50 0 -2.000E-03 0.000E+00 2.000E-03 4.000E-03 6.000E-03 8.000E-03 1.000E-02