郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核答案

郑州大学现代远程教育《综合性实践环节》课程考核说明：本课程考核形式为提交作业，完成后请保存为WORD 2003格式的文档，登陆学习平台提交，并检查和确认提交成功（能够下载，并且内容无误即为提交成功）。

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）

实验一钢筋混凝土受弯构件正截面试验

1.实验目的：

A、实验室实验目的:

1、了解受弯构建正截面的承载力大小，挠度变化及裂纹出现和发展的过程。

2、观察了解受弯构件受力和变形的过程的三个工作阶段及适筋梁的破坏特征

3、测定或计算受弯构件正截面的开裂荷载和极限承载力，验证正截面承载计算方法

B、模拟实验目的:

1、通过用动画演示钢筋混凝土简支梁两点对称加载实验的全过程，形象生动地向学生展示

了钢筋混凝土简支受弯构件在荷载作用下的工作性能。同时，软件实时地绘制挠度-荷载曲线、受压区高度-荷载曲线及最大裂缝宽度-荷载曲线以放映简支梁工作性能的变化规律，力图让学生清楚受弯构件的变形，受压区高度等在荷载作用下不同阶段的发展情况。

2、学生还可以实用软件对即将进行的实验进行预测，认识试件在荷载作用下不同阶段的反

应，从而设计出良好的实验观测方案。

3、实验结果有学生计算与模拟实验结合进行，实现参与式实验教学的效果。

2.实验设备： A 、试件特征

（1）根据实验要求，试验梁的混凝土等级为C25，截面尺寸为150mm*400mm ， （Fc=16.7N/mm 2，21.78/tk f N mm =,216.7/ck f N mm =，ft=1.27 N/mm 2）

纵向向受力钢筋等级为HRB400级225(400/,540/, 2.010yk stk c f N mm f N mm E ===⨯） 箍筋与架立钢筋强度等级为HPB300级25(300/ 2.110)yk c f N mm E ==⨯

（2）试件尺寸及配筋图如图所示，纵向受力钢筋的混凝土净保护层厚度为20mm(计算按规定取20+5=25mm)。

（3）梁的中间配置直径为6mm ，间距为80的箍筋，保证不发生斜截面破坏。

（4）梁的受压区配有两根架立钢筋，直径为10mm ，通过箍筋和受力钢筋绑扎在一起，形成骨架，保证受力钢筋处在正确的位置。

B 、真实实验仪器设备：

1、静力试验台座，反力架，支座及支墩

2、20T 手动式液压千斤顶

3、20T 荷重传感器

4、YD-21型动态电阻应变仪

5、X-Y 函数记录仪器

6、YJ-26型静态电阻应变仪及平衡箱

7、读书显微镜及放大镜

8、位移计（百分表）及磁性表座 9、电阻应变片，导线等 C 、模拟实验仪器设备：

1、笔、计算纸

2、电脑

3、SSBCAI 软件

3、实验简图

本次试验我分配的梁的跨度l 为3300mm ，构造要求的截面尺寸为220*110但是为了计算需要该梁的截面高度h 为取400mm ，截面宽度b 取150mm 。外力加载处位于总长的1/3即1100处。

（受力简图） （设计截面图）

经计算该梁的最小配筋面积为0.178%A ，最大配筋面积为1.7%A 。

1、在进行少筋破坏计算时配筋面积采用0.125% A 、计算As 为75平方毫米，采用一根直径为10的三级钢筋，实际As 为78.5平方毫米，经检验满足构造要求。

2、在进行适筋破坏计算时配筋面积采用0.85% A 、计算As 为510平方毫米，采用两根直径为18的三级钢筋，实际As 为509平方毫米，经检验满足构造要求。

3、在进行超筋破坏计算时配筋面积采用2.00% A 、计算As 为1200平方毫米，采用两根直径为28的三级钢筋，实际As 为1232平方毫米，经检验满足构造要求。

适筋破坏-配筋截面

模拟实验加载数据:

1、荷载0 kg —0.4kn 属于弹性阶段，当荷载达到0.4kn 后进入塑形阶段。

2、荷载0.4kg —6.9kn 属于塑性阶段，当荷载达到6.9kn 后 混凝土开始开裂。

3、荷载达到52.9kn 时钢筋达到受拉屈服强度但 混凝土还未定达到抗压峰值。

4、荷载达到55.2kn 时 混凝土达到抗压峰值该梁破坏。

绘出试验梁p-f 变形曲线。（计算挠度）

极限状态下的挠度

040034366h mm =-=

s te te 78.5==0.00261<0.01 0.010.5150400

A A ρ=⨯⨯取

6

y sq 0s 10.04410===401.8250.87h A 0.8736678.5M ⨯σ⨯⨯

tk te sq f 1.78

=1.1-0.65=1.1-0.65=1.099>1 0.01401.825

ψ⋅

⨯ρσ⨯取1 5

E 4

210==7.1422.810

S C E E ⨯α=⨯

f

f

-==0b b h f bh γ

、、

（）、

078.5

0.0014150366

As b h ρ=

==⨯⨯ 5212

0122

e 221078.5366 2.10310 1.50110667.1420.0014 1.410

1.15 1.1510.21+3.510

f

s s s E A h B N mm =

=++⨯⨯⨯⨯==⨯⋅αρ

⨯⨯ψ0.2⨯++

γ+222222

343 3.34 1.1 1.0652424 3.3

l a S l -⨯-⨯===⨯⨯

262

22012

9.13110(34)(3330041100)7.054/200=16.5mm 2424 1.50110

Fa f L a L B ⨯=-=⨯-⨯=<⨯⨯ 满足要求

与实验结果7.37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

p-f 变形曲线

绘制裂缝分布形态图。 （计算裂缝）

编号 1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

荷载 0.32 4.24 8.18 9.4 9.51 9.57 9.62 9.64 9.65 9.66 挠度 0.03

3.21

6.23

11.83

20.19

30.32

41.96

54.82

59.34

66.29

挠度-荷载曲线图

024*******

10

20

30

40

50

60

70

挠度

荷载