大偏壓柱實(shí)驗(yàn)報(bào)告

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》試驗(yàn)課程作業(yè)《混凝土結(jié)構(gòu)基本原理》試驗(yàn)課程作業(yè)混凝土構(gòu)件試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)名稱(chēng)柱大偏壓破壞試驗(yàn)試驗(yàn)日期2015-12-3試件編號(hào)ZB2姓名王鳴宇學(xué)號(hào)1350740手機(jī)驗(yàn)課教師趙勇基本原理課教師謝強(qiáng)1.試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)試驗(yàn)和觀察，認(rèn)識(shí)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件中大偏心受力構(gòu)件受力直至破壞的全過(guò)程，以便更好地掌握混凝土偏心受力構(gòu)件受力性能，進(jìn)而更為深刻地理解研究混凝土偏心受力構(gòu)件基本性能的試驗(yàn)方法。

通過(guò)參加并完成此次大偏心受壓短柱試驗(yàn)，理解和掌握鋼筋混凝土構(gòu)件的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)實(shí)踐掌握試件的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)結(jié)果整理的方法。

通過(guò)寫(xiě)出試驗(yàn)報(bào)告加深對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件受力性能的理解。2.試件設(shè)計(jì)2.1材料和試件尺寸圖1材料和試件尺寸2.2試件設(shè)計(jì)“二階效應(yīng)”的影響，將試件設(shè)計(jì)為短柱，即控制l0/h≤5.通過(guò)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)為大偏心或小偏心破壞。2.3試件的制作和試驗(yàn)前預(yù)處理按照計(jì)算的設(shè)計(jì)進(jìn)行配筋，制作模板，綁扎鋼筋，澆灌混凝土，在20度左右的溫度和相對(duì)圖2加載裝置4.2加載制度單調(diào)分級(jí)加載機(jī)制

在正式加載前，為檢查儀器儀表讀數(shù)是否正常，需要預(yù)加載，預(yù)加載所用的荷載是分級(jí)荷載的前1級(jí)。正式加載的分級(jí)情況為：①在達(dá)到預(yù)計(jì)的受壓破壞荷載的80％之前，根據(jù)預(yù)計(jì)的受剪破壞荷載分級(jí)進(jìn)行加載，每級(jí)荷載約為破壞荷載的20％，每次加載時(shí)間間隔為15分鐘；②當(dāng)達(dá)到預(yù)計(jì)的受壓破壞荷載的80％以后，拆除所有儀表，然后加載至破壞，并記錄破壞時(shí)的極限荷載。

承載力極限狀態(tài)確定方法

對(duì)柱試件進(jìn)行偏壓承載力試驗(yàn)時(shí)，在加載或持載過(guò)程中出現(xiàn)下列標(biāo)記即可認(rèn)為該結(jié)構(gòu)構(gòu)件已經(jīng)達(dá)到或超過(guò)承載力極限狀態(tài)，即可停止加載：

①受壓區(qū)混凝土的壓碎破壞；

②對(duì)有明顯物理流限的熱軋鋼筋，其受拉主筋的受拉應(yīng)變達(dá)到0.01；

③受拉主鋼筋拉斷；

④受拉主鋼筋處最大垂直裂縫寬度達(dá)到1.5mm。4.3量測(cè)與觀測(cè)內(nèi)容本次試驗(yàn)進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)測(cè)量和試驗(yàn)現(xiàn)象的觀測(cè)，內(nèi)容包括混凝土平均應(yīng)變、縱向鋼筋應(yīng)變、撓度以及裂縫，下面分別敘述。

測(cè)點(diǎn)編號(hào)與對(duì)應(yīng)應(yīng)變片編號(hào)如下表測(cè)點(diǎn)編號(hào)與相關(guān)測(cè)量量的對(duì)應(yīng)關(guān)系千斤頂鋼筋應(yīng)變位移12345612345679-122-122-222-322-422-522-69-39-49-59-79-89-99-107822-722-8縱筋應(yīng)變

由布置在柱內(nèi)部縱筋表面的應(yīng)變計(jì)量測(cè)，鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖3。圖3鋼筋應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置混凝土平均應(yīng)變

由布置在柱內(nèi)部縱筋表面和柱表面混凝土上的應(yīng)變計(jì)量測(cè)，混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖4。圖4混凝土應(yīng)變測(cè)點(diǎn)布置側(cè)向撓度

柱長(zhǎng)度范圍內(nèi)布置5個(gè)位移計(jì)以測(cè)量柱側(cè)向撓度，側(cè)向撓度測(cè)點(diǎn)布置見(jiàn)圖5。圖5側(cè)向撓度測(cè)點(diǎn)布置裂縫

試驗(yàn)前將柱四面用石灰漿刷白，并繪制50mm×50mm的網(wǎng)格。試驗(yàn)時(shí)借助放大鏡用肉眼查找裂縫。構(gòu)件開(kāi)裂后立即對(duì)裂縫的發(fā)生發(fā)展情況進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)，用讀數(shù)放大鏡及鋼直尺等工具量測(cè)各級(jí)荷載(0.4Pu~0.7Pu)作用下的裂縫寬度、長(zhǎng)度及裂縫間距，并采用數(shù)碼相機(jī)拍攝后手工繪制裂縫展開(kāi)圖，裂縫寬度的測(cè)量位置為構(gòu)件的側(cè)面相應(yīng)于受拉主筋高度處。最大裂縫寬度應(yīng)在使用狀態(tài)短期試驗(yàn)荷載值持續(xù)15min結(jié)束時(shí)進(jìn)行量測(cè)。4.4裂縫發(fā)展及破壞形態(tài)試驗(yàn)前構(gòu)件尺寸為b×h×l＝120×120×870mm，未有肉眼可見(jiàn)裂縫。試驗(yàn)前構(gòu)件如圖6所示。

當(dāng)荷載較小時(shí)，構(gòu)件處于彈性階段，受壓區(qū)及受拉區(qū)混凝土和鋼筋的應(yīng)力都較小，構(gòu)件中部的水平撓度隨荷載線性增長(zhǎng)。隨著荷載的不斷增大，受拉區(qū)的混凝土首先出現(xiàn)橫向裂縫而退出工作，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)鋼筋的應(yīng)力及應(yīng)變?cè)鏊偌涌?；接著受拉區(qū)的裂縫不斷增多，并向壓區(qū)延伸，受壓區(qū)高度逐漸減小，受壓區(qū)混凝土應(yīng)力增大。當(dāng)遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)鋼筋應(yīng)變達(dá)到屈服應(yīng)變時(shí)，鋼筋屈服，截面處形成一主裂縫。當(dāng)受壓一側(cè)的混凝土壓應(yīng)變達(dá)到其極限抗壓應(yīng)變時(shí)，受壓區(qū)較薄弱處的某處出現(xiàn)縱向裂縫，混凝土被壓碎而使構(gòu)件破壞。此時(shí)，靠近軸向力一側(cè)的鋼筋也達(dá)到抗壓屈服強(qiáng)度，混凝土壓碎區(qū)大致層三角形。試驗(yàn)后的破壞形態(tài)如圖7所示。圖6試驗(yàn)前構(gòu)件圖7試驗(yàn)后的破壞形態(tài)5.試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理與分析5.1

關(guān)系曲線繪制

5.1.1

荷載―側(cè)向撓度關(guān)系曲線

荷載-側(cè)向撓度數(shù)據(jù)選擇圖表2所示荷載柱頂位移柱中位移柱低位移撓度00-0.060-0.06-5.11-1.4-0.040.060.63-9.62-1.540.550.11.27-14.81-1.630.670.131.42-19.47-1.730.150.510.76-29.61-1.551.021.091.25-39.68-1.052.262.31.635-44.87-1.152.58-3.795.05-49.83-1.052.98-3.625.315-59.75-3.483.67-3.227.02-64.04-3.144.01-2.927.04-68.56-13.194.43-3.5812.815-73.67-13.134.8-3.4213.075-75.52-11.585.1-3.312.54-79.81-11.575.53-3.1112.87-83.29-11.535.98-2.9213.205-86.77-11.676.5-2.6713.67-89.44-11.717.46-2.2214.425-91.58-11.618.39-1.7315.06-78.92-11.4610.72-0.5716.735-78.48-11.3810.9-0.4916.835-73.07-11.1812.550.3217.98-63.52-10.8515.952.0720.34-58.78-10.7918.543.6222.125繪制荷載-側(cè)向撓度關(guān)系曲線如圖8所示。荷載較小時(shí)處于彈性變形階段，撓度線性增長(zhǎng)；隨著荷載不斷增大，受拉區(qū)混凝土先出現(xiàn)橫裂紋退出工作，遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)鋼筋的應(yīng)力及應(yīng)變?cè)鏊偌涌?；隨著裂縫不斷增多，向受壓區(qū)延伸，受壓區(qū)高度減小，混凝土受力增大；當(dāng)遠(yuǎn)離軸向力一側(cè)鋼筋屈服時(shí)，形成主裂縫；隨后混凝土壓壞試件破壞。5.1.2

沿構(gòu)件截面高度混凝土平均應(yīng)變分布由以上公式計(jì)算1、2、3、4位移計(jì)的應(yīng)變，選取數(shù)據(jù)：荷載1位移計(jì)2位移計(jì)3位移計(jì)4位移計(jì)-0.15000-0.02-0.070.05-0.2200-0.01-0.02-0.080.04-5.1100-0.01-0.02-0.530.07-9.85000-0.02-0.480.07-14.9600-0.01-0.02-0.560.09-19.6900-0.02-0.02-0.60.08-29.6900-0.04-0.01-0.570.25-39.7600-0.06-0.01-0.670.25-44.8700-0.080-0.930.25-49.7500-0.09-0.01-0.910.28-59.5200-0.12-0.01-0.920.37-64.1900-0.140-0.860.51-63.1500-0.140-1.020.45-66.7100-0.37-0.14-0.560.24-70.0400-0.37-0.14-0.210.57-79.6600-0.36-0.14-0.210.59-82.2500-0.36-0.13-0.180.6-85.9600-0.37-0.14-0.180.6-89.5100-0.36-0.13-0.180.6-91.2100-0.37-0.14-0.160.6-88.1000-0.37-0.13-0.130.62-83.8100-0.37-0.14-0.110.61-78.9200-0.37-0.13-0.080.62-74.3300-0.36-0.13-0.060.62-70.0400-0.37-0.14-0.050.61-69.0000-0.37-0.14-0.040.61-67.3000-0.37-0.14-0.040.61-61.8200-0.37-0.13-0.020.6-57.1600-0.37-0.1300.6-58.7800-0.37-0.13-0.010.6處理數(shù)據(jù)：1位移計(jì)應(yīng)變2位移計(jì)應(yīng)變3位移計(jì)應(yīng)變4位移計(jì)應(yīng)變荷載0.0000-13.3333-46.666733.3333-0.1500-6.6667-13.3333-53.333326.6667-0.2200-6.6667-13.3333-353.333346.6667-5.11000.0000-13.3333-320.000046.6667-9.8500-6.6667-13.3333-373.333360.0000-14.9600-13.3333-13.3333-400.000053.3333-19.6900-26.6667-6.6667-380.0000166.6667-29.6900-40.0000-6.6667-446.6667166.6667-39.7600-53.33330.0000-620.0000166.6667-44.8700-60.0000-6.6667-606.6667186.6667-49.7500-80.0000-6.6667-613.3333246.6667-59.5200-93.33330.0000-573.3333340.0000-64.1900-93.33330.0000-680.0000300.0000-63.1500-246.6667-93.3333-373.3333160.0000-66.7100-246.6667-93.3333-140.0000380.0000-70.0400-240.0000-93.3333-140.0000393.3333-79.6600-240.0000-86.6667-120.0000400.0000-82.2500-246.6667-93.3333-120.0000400.0000-85.9600-240.0000-86.6667-120.0000400.0000-89.5100-246.6667-93.3333-106.6667400.0000-91.2100-246.6667-86.6667-86.6667413.3333-88.1000-246.6667-93.3333-73.3333406.6667-83.8100-246.6667-86.6667-53.3333413.3333-78.9200-240.0000-86.6667-40.0000413.3333-74.3300-246.6667-93.3333-33.3333406.6667-70.0400-246.6667-93.3333-26.6667406.6667-69.0000-246.6667-93.3333-26.6667406.6667-67.3000-246.6667-86.6667-13.3333400.0000-61.8200-246.6667-86.66670.0000400.0000-57.1600-246.6667-86.6667-6.6667400.0000-58.7800曲線：圖9混凝土荷載-應(yīng)變關(guān)系初始階段混凝土應(yīng)變與荷載大致呈線性關(guān)系，基本符合平截面假定。而后構(gòu)件進(jìn)入塑性變形狀態(tài)，對(duì)應(yīng)于不大的荷載增量，混凝土應(yīng)變有著較大的變化，理論與較符合實(shí)踐。5.1.3

彎矩―曲率關(guān)系曲線

構(gòu)件彎矩和曲率分別由下兩式計(jì)算得出：數(shù)據(jù)：NM1位移計(jì)應(yīng)變2位移計(jì)應(yīng)變曲率-0.1500-150.0000-13.33330.4444-0.2200-22-6.6667-13.33330.2222-5.1100-511-6.6667-13.33330.2222-9.8500-9850.0000-13.33330.4444-14.9600-1496-6.6667-13.33330.2222-19.6900-1969-13.3333-13.33330.0000-29.6900-2969-26.6667-6.6667-0.6667-39.7600-3976-40.0000-6.6667-1.1111-44.8700-4487-53.33330.0000-1.7778-49.7500-4975-60.0000-6.6667-1.7778-59.5200-5952-80.0000-6.6667-2.4444-64.1900-6419-93.33330.0000-3.1111-63.1500-6315-93.33330.0000-3.1111-66.7100-6671-246.6667-93.3333-5.1111-70.0400-7004-246.6667-93.3333-5.1111-79.6600-7966-240.0000-93.3333-4.8889-82.2500-8225-240.0000-86.6667-5.1111-85.9600-8596-246.6667-93.3333-5.1111-89.5100-8951-240.0000-86.6667-5.1111-91.2100-9121-246.6667-93.3333-5.1111-88.1000-8810-246.6667-86.6667-5.3333-83.8100-8381-246.6667-93.3333-5.1111-78.9200-7892-246.6667-86.6667-5.3333-74.3300-7433-240.0000-86.6667-5.1111-70.0400-7004-246.6667-93.3333-5.1111-69.0000-6900-246.6667-93.3333-5.1111-67.3000-6730-246.6667-93.3333-5.1111-61.8200-6182-246.6667-86.6667-5.3333-57.1600-5716-246.6667-86.6667-5.3333-58.7800-5878-246.6667-86.6667-5.3333圖10

彎矩-曲率關(guān)系曲線5.1.4縱筋應(yīng)變-荷載關(guān)系曲線

鋼筋應(yīng)變可由應(yīng)變片22-1到22-8直接得出（舍去22-1）。

得到的荷載-縱筋應(yīng)變關(guān)系曲線如圖11。數(shù)據(jù)選擇：2345678N8-465655081-2205048-37-40-5.03142-50-118582-84-87-9.7248-70-18148159-148-142-14.96372-84-10223246-197-196-19.47639299-307-29.69868-248-7638667-372-385-39.68868-250-8635667-372-384-39.68994-281-24755764-429-439-44.791126-302-39870866-489-500-49.751124-303-40874867-488-500-49.61408-360-7011131097-617-638-59.751549-393-10112021210-691-716-64.191569-416-12012121231-711-740-63.151643751-782-66.561757799-831-71.521881-472-16414581482-860-897-75.521883-479-16814621488-867-907-75.522011-506-19315551585-932-977-78.852037-512-20015751610-950-996-79.662187-552-24116821728-1038-1094-82.772354-604-28917921856-1139-1208-87.662450-648-32418921992-1226-1322-90.842426-667-34419602114-1307-1467-90.182433-670-34619762132-1320-1483-89.952369-667-35619342131-1332-1691-84.772354-667-35419222125-1329-1695-83.662324-654-41318592131-1349-1830-78.482281-650-44318152117-1355-1847-73.742307-653-46118212128-1359-1855-75.222277-651-56817652114-1363-1881-70.332283-655-65917572137-1384-1923-68.712272-659-71117352132-1386-1936-66.342234-665-75917102124-1375-1931-64.712265-671-75217342157-1386-1948-66.412223-685-80717002124-1352-1904-632163-722-90716262047-1277-1780-57.67數(shù)據(jù)處理：2應(yīng)變345678N0.053333-0.026670.040.0333330.040.0333330.03333300.54-0.1466700.3333330.32-0.24667-0.26667-5.030.946667-0.33333-0.073330.5666670.546667-0.56-0.58-9.71.653333-0.46667-0.120.9866671.06-0.98667-0.94667-14.962.48-0.56-0.066671.4866671.64-1.31333-1.30667-19.474.26-1.006670.1466672.6733332.966667-1.99333-2.04667-29.695.786667-1.65333-0.046674.2533334.446667-2.48-2.56667-39.685.786667-1.66667-0.053334.2333334.446667-2.48-2.56-39.686.626667-1.87333-0.165.0333335.093333-2.86-2.92667-44.797.506667-2.01333-0.265.85.773333-3.26-3.33333-49.757.493333-2.02-0.266675.8266675.78-3.25333-3.33333-49.69.386667-2.4-0.466677.427.313333-4.11333-4.25333-59.7510.32667-2.62-0.673338.0133338.066667-4.60667-4.77333-64.1910.46-2.77333-0.88.088.206667-4.74-4.93333-63.1510.95333-2.93333-0.98.5066678.64-5.00667-5.21333-66.5611.71333-3-0.966679.1133339.22-5.32667-5.54-71.5212.54-3.14667-1.093339.729.88-5.73333-5.98-75.5212.55333-3.19333-1.129.7466679.92-5.78-6.04667-75.5213.40667-3.37333-1.2866710.3666710.56667-6.21333-6.51333-78.8513.58-3.41333-1.3333310.510.73333-6.33333-6.64-79.6614.58-3.68-1.6066711.2133311.52-6.92-7.29333-82.7715.69333-4.02667-1.9266711.9466712.37333-7.59333-8.05333-87.6616.33333-4.32-2.1612.6133313.28-8.17333-8.81333-90.8416.17333-4.44667-2.2933313.0666714.09333-8.71333-9.78-90.1816.22-4.46667-2.3066713.1733314.21333-8.8-9.88667-89.9515.79333-4.44667-2.3733312.8933314.20667-8.88-11.2733-84.7715.69333-4.44667-2.3612.8133314.16667-8.86-11.3-83.6615.49333-4.36-2.7533312.3933314.20667-8.99333-12.2-78.4815.20667-4.33333-2.9533312.114.11333-9.03333-12.3133-73