《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
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
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
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
Φ6100（2） 纵向钢筋混凝土保护层厚度 15mm 配筋图 图1 偏心距e 0
100mm
120200
80135135
5050
500
870
200
200
22
1
1
3 8@50
4 6@100
150200
50
120
6φ124φ12
3 8@50
4φ12
120
120
1-12-2
柱试件立面图
3 8@50
3 8@50 4双向钢丝网2片 4双向钢丝网2片 尺寸170x90
8@50
8@50
6@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 0ζ
N 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=
2
f 2
0c 1bh α, B=）
（00c 1-e f h bh α, C=)(f -0y '
-''s s h A α 从而有：A
AC
24B 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1
2.3 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。
取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。 将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。
采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d （从搅拌加水开始计时）。
3.材性试验
3.1 混凝土材性试验
混凝土强度实测结果
试块留设时间： 2014年9月25日 试块试验时间： 2014年12月8日 试块养护条件：与试件同条件养护
注：轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规》GB
50010-2010推定。
3.2 钢筋材性试验
钢筋强度实测结果
4. 试验过程
4.1 加载装置
柱偏心受压试验的加载装置如图2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以减少支座带来的水平荷载对构件的影响。铰支座垫板应有足够的刚度，避免垫板处混凝土局部破坏。
图2 柱偏心受压试验加载装置
4.2 加载制度
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，需要预加载，预加载所用的荷载是分级荷载的前1级。
正式分级加载/kN ：0→5→10→15→20→25→30→35→40→45→50→55→60→破坏，在加载到60kN 时，拆除所有仪表，然后加载至破坏，并记录破坏时的极限荷载。
4.3量测与观测容
4.3.1 荷载
荷载按照分级加载，破坏时的极限荷载为92.344kN 。具体取用的荷载值见表2
表2 荷载取值表
4.3.2 纵筋应变
纵筋应变由布置在柱部纵筋表面的应变计量测，钢筋应变测点布置如图3
200
385
385
100
870
应变片共计8片
3
3
120
3-3
应变片共计8片
图3 大偏心受压柱试验纵向钢筋应变测点布置
其中，1至8号应变片分别对应了通道43-1、43-2、43-3、43-4、43-6、43-7、43-8、43-9，通道43-6所对应的应变片损坏。具体数值见图7
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊《混凝土结构基本原理》试验课程作业 L ENGINEERING 梁受剪试验（剪压破坏）试验报告 试验名称梁受剪试验（剪压破坏） 试验课教师林峰 姓名 学号 手机号 任课教师 日期2014年11月25日
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊1. 试验目的 通过试验学习认识混凝土梁的受剪性能（剪压破坏），掌握混凝土梁的受剪性能试验的测试方法，巩固课堂知识，加深对于斜截面破坏的理解。 2. 试件设计 2.1 材料和试件尺寸 试件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1800mm； 混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB235； 2.2 试件设计 （1）试件设计依据 根据剪跨比l和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏，剪压破坏的l满足1≤l≤3。进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。 （2）试件参数如表1 表1 试件参数 试件尺寸（矩形截面）120×200×1800mm 下部纵筋②218 上部纵筋③210 箍筋①φ6@150(2) 纵向钢筋混凝土保护层厚度15mm 配筋图见图1 加载位置距离支座400mm 12 3 图1 试件配筋图 （3）试件加载估算 ①受弯极限荷载 ) ( / 2 1 2 ' - ' ' = ' - = ' ' = s s y u s s s y y s s a h A f M A A A f f A A
┊ ┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ M u u P 2.0 M= uM P=105.25kN ②受剪极限承载力 sv u tk0yk0 1.75 1 A V f bh f h s l =+ + uQ u 2 P V = 其中，当 1.5 l<时，取 1.5 l=，当3 l>时，取3 l=。 uQ P=65.98kN 可以发现 uQ P< uM P，所以试件会先发生受剪破坏。具体计算过程见附录一。 2.3 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。 取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。 将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d（从搅拌加水开始计时）。 3.材性试验 3.1 混凝土材性试验 凝土强度实测结果 试块留设时间： 2014年9月25日 试块试验时间： 2014年12月8日 试块养护条件：与试件同条件养护 1 2 1 1 1 1 ) 5.0 1( u u u c u s y c M M M bh f M A f bh f +' = - = = ξ ξ α ξ α
同济大学 混凝土结构基本原理 实验报告 （共9页） 姓名梁炜炼 学号1350240 专业建筑工程 学院土木工程学院 指导老师鲁亮 同济大学结构工程与防灾研究所2015年12月28日
1．实验目的和内容 1.1、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，掌握测试混凝土大偏心受压构件基本性能的试验方法。 1.2、试验内容 对大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。 2．试件介绍 （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l0/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0=200mm,使试件的破坏状态为大偏心受压破坏。 （2）试件的主要参数 ①试件尺寸 截面尺寸：200×400mm2 (两端);200×200mm2 (中部); 试件长度：1300mm； ②混凝土强度等级：C25
③纵向钢筋：8B18(两端)；4B18(中部)。 ④箍筋：8Φ8@50（两端）；4Φ8@100（中部）； ⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度：25mm ⑥试件的配筋情况（如上图所示）； ⑦取偏心距e0=200mm 3． 试件材料力学性能试验结果 钢筋力学性能试验结果 4． 试件验算 柱极限承载力 不妨令：2 1c 02 f bh A α= ，1c 00()B f bh e h α=-，y s 0s ()C f A h a '''=--， 从而有：ξ=
KN N mm e e h A f bh f e N bh f N cu s S y o c cu o c cu 5.261238 .0, 266a -h 5.0)()5.01(s 0'0''2 11==∴=+=-+-==ξαξξαξ α 5． 试验方法 5.1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。 图5.1 柱偏心受压试验加载装置 5.2 加载方式 （1）单调分级加载机制 实际的加载等级为0-20kN-40kN-60kN-80kN-100kN-120kN-破坏 5.3量测内容 （1）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。
同济大学混凝土结构设计原理考试试卷 一、选择（每小题2分，共24分） 1. 混凝土轴心抗压强度试验标准试件尺寸是（）。 A．150×150×150；B．150×150×300； C．200×200×400；D．150×150×400； 2. 复合受力下，混凝土抗压强度的次序为：（） A .Fc1 < Fc2 < Fc3；B. Fc2 < Fc1 < Fc3；C. Fc2 < Fc1 = Fc3；D.Fc1 = Fc2 < Fc3； 3. 仅配筋不同的梁（1、少筋；2、适筋；3、超筋）的相对受压区高度系数ξ（） A. ξ3＞ξ2＞ξ 1 B. ξ3＝ξ2＞ξ 1 C. ξ2＞ξ3＞ξ 1 D. ξ3＞ξ2＝ξ 1 4. 受弯构件斜截面承载力计算中，通过限制最小截面尺寸的条件是用来防止（）。 A．斜压破坏；B．斜拉破坏；C．剪压破坏；D．弯曲破坏； 5. ( )作为受弯构件正截面承载力计算的依据。 A．Ⅰa状态；B．Ⅱa状态；C．Ⅲa状态；D．第Ⅱ阶段； 6.下列哪种方法可以减少预应力直线钢筋由于锚具变形和钢筋内缩引起的预应力损失?( ) A．两次升温法；B．采用超张拉；C．增加台座长度；D．采用两端张拉； 7. 用ηｅi≥（或＜＝0.3ｈ0作为大、小偏心受压的判别条件（） A 是对称配筋时的初步判别； B 是对称配筋时的准确判别； C 是非对称配筋时的准确判别； D 是非对称配筋时的初步判别； 8. 梁的剪跨比减小时，受剪承载力（） A 减小； B 增加； C 无影响； D 不一定； 9．配置箍筋的梁中，ｂ、ｆc、ｈ三因素哪个对提高抗剪承载力最有效？（） A ｈ； B ｆc； C ｂ； D ｈ、ｂ； 10．矩形截面非对称配筋的小偏拉构件（） A 没有受压区，A's不屈服； B 没有受压区，A's受拉屈服； C 有受压区，A's受压屈服； D 有受压区，A's不屈服；
材料力学练习册答案 第一章 绪论及基本概念 1．C 2．C 3．A 4．D 5．D 6．D 7．02 3==a x M , 20 max 2 3qa M M x = == 8． 011=-N , P Q =-11, 211Pa M =-, 022=-N , P Q =-22, 2 22Pl M =-, Pa M n =-22 第二章 轴向拉伸与压缩 1．略 2．α=30o，MPa 75=ασ，MPa 3.43=ατ α=45o，MPa 50=ασ，MPa 50=ατ α=60o，MPa 25=ασ，MPa 3.43=ατ 3．1 212ln )(b b b b Et Pl l -= ? 4．mm Ay 365.1=?（↓） 5．2576.0m A =上，2665.0m A =下，mm Ay 24.2=?（↓） 6．kN N AB 2.19=，n ≥38.2 ，∴n =39（根） 7．kN N AB 75=，27.468mm A ≥，∴选2∠40?40?3 8．P =236.7kN ，d ≥0.208m ，∴取d =21cm 9．（1）45=θo （2）E a Dy ][4σ=? 10．E =70GPa , μ = 0.32 11．3100.2-?=P ε
12．kN N 6.381=，kN N 14.322= MPa CE 5.96=σ＜[σ] ，MPa BD 161=σ＜[σ] 13．kN N 4.351=，kN N 94.82=，kN N 74.73-= ()MPa 1771=σ，()MPa 8.292=σ，()MPa 4.193-=σ 14．P N N N 278.0321===，P N N 417.054== 15．kN N 60=钢（压），kN N 240=混（压），MPa 4.15-=钢σ，MPa 54.1=混σ 16．MPa 100=螺栓σ，MPa 50-=铜套σ 17．[P ]=12.24kN 18．q =1.55MPa , MPa 5.77=钢筒σ，MPa 4.18-=铜套σ 第三章 剪切 1．MPa b 67.6=τ 2．MPa 132=τ，MPa C 176=σ，MPa 140=σ 3．n =10只（每边5只） 4．n = 4 5．d =12 mm 6．a = 60 mm ， b =12 mm ， d = 40 mm 第四章 应力应变状态分析 1．略 2．(a) 130.6 MPa , -35 MPa ; -450 ; 140 MPa , 0 MPa , 450 ; 70 MPa (b) 34.8 MPa , 11.7 MPa ; 59.80 , -21.20 ; 37 MPa , -27 MPa , 109.30 ; 32 MPa (c) 5 MPa , 25MPa ; 900 , 56.30 ; 57 MPa , -7 MPa , -19.30 ; 32 MPa 3．1点: 0 MPa , 0 MPa , -120MPa ; 2点: 36 MPa , 0 MPa , -36MPa ; 3点: 70.3 MPa , 0 MPa , -10.3MPa ; 4点: 120 MPa , 0 MPa , 0MPa 。 4．略 5．(a) 19.14 MPa , -9.14 MPa , 31.70 (b) 1.18 MPa , -21.8 MPa , -58.30 6．10.66 MPa , -0.06 MPa , 4.730 7．(1) - 48.2 MPa , 10.2 MPa (2) 110 MPa , 0 MPa , - 48.8 MPa 8．(1) 2.13 MPa , 24.3 MPa ;
钢筋混凝土偏心受压构件正截面受压性能实验 3.1 实验目的 1.掌握制定结构构件试验方案的原则，偏心受压构件正截面受压性能试验的加荷方案和测试方案的设计方法。 2.通过偏心受压构件正截面受压性能试验，了解受压构件发生偏心受压破坏时承载力大小,侧向挠曲变化及裂缝出现和发展过程、破坏特征。 3.掌握偏心受压构件正截面承载力的测定方法,验证偏压构件正截面承载力计算方法。 4.了解偏压构件正位或卧位试验的试件安装、加载装置和加载方法，以及常用结构实验仪器的使用方法。 5.初步掌握结构实验测量数据的整理和分析，实验分析报告的撰写。 3.2 试件及测点布置 3.3 实验设备及材料 1.静力试验台座、反力架、支座及支墩 2.高压油泵全套设备或手动式液压千斤顶 3.荷重传感器
3.4 实验步骤 （一）试验准备 1. 试件的考察，记录相关数据。 2. 混凝土和钢筋力学性能试验。 3. 试件两侧用稀石灰刷白试件，用铅笔画50mm×50mm 的方格线（以便观测裂缝），粘贴应变片或百分表应变装置。 （二）试验加载 1. 由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验柱，布置安装试验仪表，要求试验柱垂直、稳定、荷载着力点位置正确、接触良好，并作好试验柱的安全保护工作。 2. 对试验柱进行预加载，利用力传感器进行控制，加荷值可取破坏荷载的10％，分三级加载，每级稳定时间为1 分钟，然后卸载，加载过程中检查试验仪表是否正常。 3. 调整仪表并记录仪表初读数。 4. 按估算极限荷载值的10％左右对试验柱分级加载（第一级应考虑自重），相邻两次加载的时间间隔为2～3 分钟。在每级加载后的间歇时间内，认真观察试验柱上是否出现裂缝，加载后持续2 分钟后记录电阻应变仪、百分表和手持式应变仪读数。 5. 当达到试验柱极限荷载的90％时，改为按估算极限荷载的5％进行加载，直至试验柱达到极限承载状态，记录试验柱承载力实测值。 6. 当试验柱出现明显较大的裂缝时，撤去百分表，加载到试验柱完全破坏，记录混凝土应变最大值和荷载最大值。 7. 卸载，记录试验柱破坏时裂缝的分布情况。 （三）承载力极限状态确定方法 对柱试件进行偏压承载力试验时，在加载或持载过程中出现下列标记即可认为该结构图 柱偏心受压试验示意图
混凝土结构设计原理习题集之四 6 钢筋混凝土受压构件承载力计算 一、填空题： 1．偏心受压构件的受拉破坏特征是______________________________________ ， 通常称之 为_____ ；偏心受压构件的受压破坏特征是 _________________________________ ， 通常称之为_______ 。 2．矩形截面受压构件截面，当l/h__ 时，属于短柱范畴，可不考虑纵向弯曲的影0响，即 取___ ；当l/h___ 时为细长柱，纵向弯曲问题应专门研究。0 3．矩形截面大偏心受压构件，若计算所得的ξ≤ξ，可保证构件破坏时 ____ ；b x=ξh≥2a′可保证构件破坏时_______ 。s0b 4．对于偏心受压构件的某一特定截面（材料、截面尺寸及配筋率已定），当两种荷载组合同为大偏心受压时，若内力组合中弯矩M值相同，则轴向N越__ 就越危险；当两种荷载组合同为小偏心受压时，若内力组合中轴向力N 值相同，则弯矩M 越__ 就越危险。 5．由于轴向压力的作用，延缓了__ 得出现和开展，使混凝土的__ 高度增 加，斜截面受剪承载力有所___ ，当压力超过一定数值后，反而会使斜截面受剪承载力__ 。 6．偏心受压构件可能由于柱子长细比较大，在与弯矩作用平面相垂直的平面内发生 _____ 而破坏。在这个平面内没有弯矩作用，因此应按______ 受压构件进行承载 力复核，计算时须考虑______ 的影响。 7．矩形截面柱的截面尺寸不宜小于mm，为了避免柱的长细比过大，承载力降低过多，常取l/b≤，l/d≤（b为矩形截面的短边，d为圆形截面直径，l000为柱的计算长度）。 8．《规范》规定，受压构件的全部纵向钢筋的配筋率不得小于___ _ ，且不应超过 ___ 。 9．钢筋混凝土偏心受压构件在纵向弯曲的影响下，其破坏特征有两种类型：_______ 和 _________ ；对于短柱和长柱属于______ ；细长柱属于______ 。 二、选择题： ＜2a′时，受拉钢筋截面面积A1．在矩形截面大偏心受压构件正截面强度计算中，当x的ss求法是（） A．对受压钢筋的形心取矩求得，即按x=2a′求得。s B．要进行两种计算：一是按上述A的方法求出A，另一是按A′=0，x为未知，而求出s s A，然后取这两个A值中的较大值。ss C．同
混凝土结构基本原理实验报告书 学号: 姓名： 任课老师： 实验老师：林峰 实验组别： A6
梁斜拉QC1实验报告 一、试验原始资料的整理 1、试验对象的考察与检查 件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝119×202×1800mm； 构件净跨度：1500mm; 混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB300； 纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm； 试件表面刷白，绘制50mm*50mm的网格。 2、材料的力学性能试验结果 混凝土抗压强度试验数据 试验内容：混凝土立方体试块抗压强度 试件编号 试件尺寸 （mm）试件破坏荷载 （kN） 试件承压面积 （mm2） 强度评定 （MPa） 1100×99×100184990018.586 2100×99×100194990019.596 3100×99×100188990018.990 平均19.057试验内容：混凝土棱柱体试块轴心抗压强度 试件编号 试件尺寸 （mm）试件破坏荷载 （kN） 试件承压面积 （mm2） 强度评定 （MPa） 199×100×298124990012.525 299×100×298132990013.333 399×100×313108990010.909 平均12.256 =18.1MPa= 11.6MPa 钢筋拉伸试验数据
钢筋Φ4Φ6Φ8Φ10Φ12Φ14Φ18Φ22 (M Pa)316.94 6 302.2449 222.4077 466.1718 398.4823 422.1161 408.3805 492.927 (M Pa)372.21 2 474.8413 170.7887 677.7483 557.2487 656.7253 614.0465 676.213 3、试验计划与方案及实施过程中的一切变动情况记录 3.1梁受弯性能概述 根据梁正截面受弯破坏过程及破坏形态，可将梁分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型。下面以纯弯段内只配置纵向受拉钢筋的截面为例，说明这三种破坏模式[7]。 a)适筋梁的受弯破坏过程 b)超筋梁的受弯破坏过程 c)少筋梁的受弯破坏过程 3.2试验目的和要求 a)参加并完成规定的实验项目内容，理解和掌握钢筋混凝土适筋梁受弯实验的实验方 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。 b)写出实验报告。在此过程中，加深对混凝土适筋梁受弯性能的理解。 3.3试件设计和制作 （1）试件设计的依据 根据剪跨比 和弯剪区箍筋配筋量的调整，可将试件设计为剪压、斜压和斜拉破坏。 进行试件设计时，应保证梁受弯极限荷载的预估值比剪极限荷载预估值大。 （2）试件的主要参数 件尺寸（矩形截面）：b×h×l＝120×200×1800mm； 构件净跨度：1500mm; 混凝土强度等级：C20； 纵向受拉钢筋的种类：HRB335； 箍筋的种类：HPB300； 纵向钢筋混凝土保护层厚度：15mm； 试件的配筋情况见表3.3.1和图3.3.1； 试件 编号试件特征配筋情况 加载位置 b（mm） 预估受剪 极限荷载 预估受弯 极限荷载
第六章 偏心受压构件承载力 计 算 题 1．（矩形截面大偏压） 已知荷载设计值作用下的纵向压力KN N 600=,弯矩KN M 180=·m,柱截面尺寸mm mm h b 600300?=?，mm a a s s 40'==，混凝土强度等级为C30，f c =14.3N/mm 2,钢筋用HRB335级，f y =f ’y =300N/mm 2，550.0=b ξ，柱的计算长度m l 0.30=，已知受压钢筋2'402mm A s =（），求：受拉钢筋截面面积A s 。 2．（矩形不对称配筋大偏压） 已知一偏心受压柱的轴向力设计值N = 400KN,弯矩M = 180KN·m,截面尺寸m mm h b 500300?=?,mm a a s s 40'==,计算长度l 0 = 6.5m, 混凝土等级为C30，f c =14.3N/mm 2，钢筋为HRB335，, 2'/300mm N f f y y ==，采用不对称配筋，求钢筋截面面积。 3． （矩形不对称配筋大偏压） 已知偏心受压柱的截面尺寸为mm mm h b 400300?=?，混凝土为C25级，f c =11.9N/mm 2 , 纵筋为HRB335级钢，2'/300mm N f f y y ==,轴向力N ，在截面长边方向的偏心距mm e o 200=。距轴向力较近的一侧配置4 16纵向钢筋2804'mm A S =，另一侧配置220纵向钢筋2628mm A S =，,35'mm a a s s ==柱的计算长度l 0 = 5m 。求柱的承载力N 。 4．（矩形不对称小偏心受压的情况） 某一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸,500300mm mm h b ?=?计算长度,40,6'0mm a a m l s s ===混凝土强度等级为C30，f c =14.3N/mm 2,0.11=α,用HRB335级钢筋，f y =f y ’=300N/mm 2,轴心压力设计值N = 1512KN,弯矩设计值M = 121.4KN ·m,试求所需钢筋截面面积。 5．（矩形对称配筋大偏压） 已知一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸,400300mm mm h b ?=?柱的计算长度mm a a m l s s 35,0.3'0=== ，混凝土强度等级为C35，f c = 16.7N/mm 2,用HRB400级钢筋
不对称配筋（'s s A A ≠）大偏心受压计算总结 计算简图 解决的两类问题：截面设计和截面复核 （一） 截面设计（配筋计算）： 1、已知轴力设计值N 和弯矩设计值M ，材料强度和截面尺寸，求s A 和's A 解题思路：未知数有s A 、's A 和x （隐藏未知数）三个，方程无唯一解，按照总钢量' s s A A +最小，即b ξ ξ=时计算。 计算步骤： （1） 判断大小偏心： i a M e e N = +，2m M C M η=（M 2为 M 2 和M 1的较 大值）， 12 0.70.3 m M C M =+，00.3i e h ＞时就先按大偏心受压进行计算。 当/6c l h <时就不考虑弯矩增大系数η影响，即η=1； 当/6c l h ＞时，2 01 1( )1300/c c i l e h h η?=+ ， 0.5c c f bh N ?= （2） 确定e 值：2i h e e a =+- 1' 10()() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=- + -
（3） 把b ξξ=代入方程组可得： 先由公式2求出2 100(10.5) () c b b s y N e f bh A f h a αξξ--'= ''-。 （4） 由公式1求出1c b o y s s y f b h f A N A f αξ''+-= 并配筋 （5） 检验2'x a ＞（0b x h ξ=） m in s s A A bh ρρ'+= 总＞（查书242表17）且不大于5%； As m ax(0.45 ,0.2%)s t y A f bh f ρ= ≥ A s''0.2% s A bh ρ= ≥（一侧受压钢筋配筋率不小于0.2%） （6） 验算垂直于弯矩作用平面轴心受压承载力： 0.9()u c y s s N f A f A A N ?''??=++≥??，即满足要求。 2、已知N 、M 和's A ，求s A ：（未知数是x 和s A ） （1） 判断大小偏心： i a M e e N = +，2m M C M η= （2） 先由公式2求得x 值，要解一个二次方程，引入两个系数s α和ξ 求解，并判断b ξ ξ≤且2'x a ＞都成立。 （3） 由公式1求得1c y s s y f bx f A N A f α''+-= （注意：当b ξξ＞，表示's A 不足，则需要按照's A 未知重新计算；当2'x a ＜ 则按照=2'x a 计算，即砼压力合力作用力和's A 合力重合，对此求矩， 102' 10(10.5)() c b y s y s c b b y s o N f b h f A f A N e f bh f A h a αξαξξ''=+-''=-+ -1' 10(() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x N e f bx h f A h a αα''=+-''=- + -
《土木工程结构试验》钢筋混凝土柱偏心受压 试验指导书 土木与建筑学院结构中心 二00九年三月
钢筋混凝土柱偏心受压试验指导书 一、试验目的 1．通过试验初步掌握钢筋混凝土偏心受压柱静载试验的程序和方法。 2．通过试验了解钢筋混凝土偏心受压柱的破坏过程及其特征。 3．通过试验理解纵向弯曲对钢筋混凝土偏心受压构件的影响。 4．培养结构试验与量测的动手能力和科学研究的分析能力。 二、试验设备及装置 试验设备包括压力试验机及单刀铰支座等附属设备、静态电阻应变仪、百分表及读数放大镜等。 试验柱置于压力机台座上，通过单刀铰支座加载，连接由压力机读取荷载读数，用应变片测试验柱中部截面应变，用百分表量测跨中侧向挠度，用读数放大镜量测裂缝宽度。试验装置如图1所示。 图1 试验装置示意图 三、试验步骤 1．在试验柱中部截面粘贴应变片。 2．由教师预先安装或在教师指导下由学生安装试验柱，按似定的偏心距调整试验柱上加载点的位置，布置百分表，连接应变片到应变仪。 3．记录试验梁编号、尺寸、配筋数量和有关数据及指标。 4．检查仪表，调整仪表初读数。 5．利用压力机控制进行分级加载（试验柱出现裂缝前，每级荷载可定为其估算破坏荷载的十分之一左右，试验梁出现裂缝后，每级荷载可定为估算破坏荷载的五分之一左右）。相邻两级加载的时间间隔，在试验柱出现裂缝前为2～3分钟，在试验柱出现裂缝后为5～10分钟。 6．参照估算的试验柱开裂荷载值，分级缓慢加载，加载间隙注意观察裂缝是否出现。发现第一条裂缝后记录前一级荷载下压力机荷载读数。在第一条裂缝出现后继续注意观察裂缝的出现和开展情况。 7．每级加载后，在间歇时间内测读并记录应变仪、百分表以及压力机荷载
《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l0/h≤5。通过调整轴向力的作用位置，即偏心距e0,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）4 12 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e0100mm
120200 80135135 5050 500 870 200 200 22 1 1 3 8@50 4 6@100 150200 50 120 6φ124φ12 3 8@50 4φ12 120 120 1-12-2 柱试件立面图3 8@50 3 8@50 4双向钢丝网2片 尺寸170x90 4双向钢丝网2片 尺寸170x90 8@50 8@50 6@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 0ζ N c e=α1f c bh 02 ζ(1-0.5ζ) + f y ’ A s ’(h 0-a s ’) e=e 0+0.5h-a s 不妨令：A= 2 f 2 0c 1bh α, B=） （00c 1-e f h bh α, C=)(f -0y ' -''s s h A α 从而有：A AC 24B 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1 2.3 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。 取样或拌制好的混凝土拌合物，至少用铁锨再来回拌合三次。 将混凝土拌合物一次装入试模，装料时应用抹刀沿各试模壁插捣，并使混凝土拌合物高出试模口。 采用标准养护的试件，应在温度为20±5℃的环境中静置一昼夜至二昼夜，然后编号、拆模。拆模后应立即放入温度为20±2℃，相对湿度为95%以上的标准养护室中养护，或在温度为20±2℃的不流动的氢氧化钙饱和溶液中养护。标准养护龄期为28d （从搅拌加水开始计时）。 3.材性试验
同济大学本科课程期末考试统一命题纸 A 卷 课 程：混凝土结构基本原理（重修） 班 级： 专 业：土木工程 学 号： 任课老师：林峰 姓 名： 出考试卷教师签名：林峰 教研室主任签名： 日前：2006年6月3日 二、计算题（40分，每题10分） 1．某钢筋混凝土梁的截面尺寸为b=250mm , h=600mm , 保护层厚25mm ，受压区已配有3φ22的纵筋，混凝土和钢筋材料的性能指标为fc=13N/mm 2, ft=1.2N/mm 2,fy=310N/mm 2,Es=1.97x105N/mm 2。承受的弯矩M ＝330kN *m ，求所需受拉钢筋As 。 注：s y b E f 0033.018 .0+ = ξ 2．如图所示的钢筋混凝土简支梁bxh=120mm x200mm , 保护层厚15mm ，承受两集中荷载作用，混凝土强度等级为C20（f c =9.6MPa , f t =1.1MPa ），梁内通长配置双肢箍筋Ф6@100（fy=210MPa ），不计梁自重, (1)画出该梁的剪力分布图； (2)如果梁中出现斜裂缝，请指出其可能的位置和裂缝形状； (3)当梁受斜截面抗剪强度控制时，极限荷载P=?。 注：0 0175.1h s A f bh f V sv yv t u ++= λ 3．某矩形截面偏心受压柱，bxh=500mm x800mm , mm A A s s 40' ==, l 0=12.5m , 混凝土C30， fc=14.3N/mm 2, 纵向钢筋HRB335，300' ==f y f f N/mm 2，Es=2x105N/mm 2, 承受设计轴向力Nc=1800kN , 设计弯矩M=1080kN *m , 采用不对称配筋，试求s A 及' s A 。 注：已知21.1=η 4．先张法预应力轴心受拉杆，截面尺寸200mm x200mm , 混凝土C40，已配置9ФHT 10预应力，张 拉控制应力2/1000mm N con =σ，无非预应力筋，第一批预应力损失2 /68mm N l =I σ，第二批预应力损伤2 /52mm N l =∏σ，试计算：（1）施工时混凝土的预应力c σ；（2）使用荷载加至多少 时使混凝土的法向压应力为零；（3）使用荷载加至多少时构件即将出现裂缝；（4）构件的极限承载能力是多少？ 二、简答题（60分，每题5分） 1． 请画出单调荷载作用下有明显流幅钢筋的应力－应变曲线，对其做必要的解释，并画出适用于该应 力－应变曲线的二种理论模型。 2． 什么是钢筋的疲劳强度？它在我国具体是如何确定的？ 3． 如何确定混凝土立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度？ 4． 什么是混凝土的徐变？画出并简述混凝土棱柱体徐变试验得到的应变－时间曲线。徐变对混凝土结 构构件的性能有什么影响？ 5． 简述光圆钢筋与混凝土粘结作用产生的机理。 6． 为什么在混凝土轴心受压短柱中，不宜采用屈服强度较高（比如Mpa f y 400'>）的钢筋？ 7． 画出混凝土偏心受压构件的u cu M N -相关曲线并对其做必要的说明。 8． 混凝土有腹筋梁的斜截面破坏形式有几种？分别简述之。 9． 简述基于承载力的弯剪扭构件截面设计步骤。即已知截面尺寸（b, h, h 0），材料强度（f c , f t , f y , f yv ） 及作用在构件上的弯矩M ，剪力V 和扭矩T ，求纵筋和箍筋的用量。 10 请简述预应力受弯构件和预应力轴心受拉构件预应力度的概念。 11．请按①施工期间产生的裂缝和 ②使用期间随时间发展的裂缝 简述裂缝的成因与特点。 12．请以图示说明，什么是计算受弯构件变形时采用的最小刚度原则。 120 200
808 材料力学与结构力学考试范围 I、材料力学必选题(约占50%) 1. 基本概念：变形固体的物性假设，约束、内力、应力，杆件变形的四个基本形式等。 2. 轴向拉、压问题：内力和应力（横截面及斜截面上）的计算，轴向拉伸与压缩时的变形计算，材料的力学性质，塑性材料与脆性材料力学性能的比较，简单超静定桁架，圆筒形薄壁容器等。 3. 应力状态分析：平面问题任意点的应力状态描述，平面问题任意点任一方向应力的求解（包括数解法、图解法），一点的应力状态识别，空间应力分析及一点的最大应力，广义虎克定律等。 4. 扭转问题：自由扭转的变形特征，自由扭转杆件的内力计算，扭转变形计算，矩形截面杆的自由扭转，薄壁杆件的自由扭转，简单超静定受扭杆件分析等。 5. 梁的内力、应力、变形：内力（剪力、弯矩）的计算及其内力图的绘制，叠加法作弯矩图的合理运用，梁的正应力和剪应力的计算及其强度条件，梁内一点的应力状态识别，主应力轨迹，平面弯曲的充要条件，梁的变形（挠度、转角）计算，叠加法求梁的变形，梁的刚度校核，简单超静定梁分析等。 6. 强度理论与组合变形：四个常用的强度理论，斜弯曲，拉伸（压缩）与弯曲的组合，扭转与拉压以及扭转与弯曲的组合，拉压及扭转与弯曲的组合，偏心拉压问题，强度校核等。 II、结构力学必选题(约占40%) 1. 平面体系的几何组成分析及其应用 2. 静定结构受力分析与特性 3. 静定结构的影响线及其应用 4. 静定结构的位移计算 5. 超静定结构受力分析与特性（力法、位移法等） 6. 结构动力分析（运动方程、频率、振型、自由振动、强迫振动等） III、可选题(约占10%，一道材料力学可选题和一道结构力学可选题中必选做一题) 1. 材料力学可选题：能量法：变形能的计算，卡氏第一、第二定理，运用卡氏第二定理解超静定问题等；压杆稳定：细长压杆临界力的计算，欧拉公式的适用范围，压杆稳定的实用计算，简单结构体系的稳定性分析等。 2. 结构力学可选题：变形体的虚功原理；力矩分配法；结构矩阵分析（单元刚度阵、总刚度阵的集成、支座条件的引入和非结点荷载的处理等）。 Ⅳ、题型 1. 以计算分析题型为主，含基本概念分析、综合概念分析和结构定性分析。 2. 含材料力学-结构力学综合题。
大对称配筋（'s s A A ≠）大偏心受压计算总结 计算简图 解决的两类问题：截面设计和截面复核 （一） 截面设计（配筋计算）： 1、已知轴力设计值N 和弯矩设计值M ，材料强度和截面尺寸，求s A 和's A 解题思路：未知数有s A 、's A 和x （隐藏未知数）三个，方程无唯一解，按照总钢量's s A A +最小，即b ξξ=时计算。 计算步骤： （1） 判断大小偏心： i a M e e N = +，2m M C M η=（M 2为M 2 和M 1的较大值），1 2 0.70.3 m M C M =+，00.3i e h ＞时就为大偏心受压。 当/6c l h <时就不考虑弯矩增大系数η影响，即η=1； 当/6c l h ＞时，2011()1300/c c i l e h h η?=+ ， 0.5c c f bh N ?= （2） 确定e 值： 2 i h e e a =+- 1'10()() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x Ne f bx h f A h a αα''=+-''=-+ -
（3） 把b ξξ=代入方程组可得： 先由公式2求出2 100(10.5) () c b b s y Ne f bh A f h a αξξ--'=''-。 （4） 由公式1求出1c b o y s s y f b h f A N A f αξ''+-=并配筋 （5） 检验2'x a ＞（0b x h ξ=） min s s A A bh ρρ' += 总＞（查书242表17）且不大于5%； As max(0.45,0.2%)s t y A f bh f ρ= ≥ As'' 0.2%s A bh ρ= ≥（一侧受压钢筋配筋率不小于0.2%） （6） 验算垂直于弯矩作用平面轴心受压承载力： 0.9()u c y s s N f A f A A N ?''??=++≥??，即满足要求。 2、已知N 、M 和's A ，求s A ：（未知数是x 和s A ） （1） 判断大小偏心： i a M e e N = +，2m M C M η= （2） 先由公式2求得x 值，要解一个二次方程，引入两个系数s α和ξ 求解，并判断b ξξ≤且2'x a ＞都成立。 （3） 由公式1求得1c y s s y f bx f A N A f α''+-= （注意：当b ξξ＞，表示's A 不足，则需要按照's A 未知重新计算；当2'x a ＜ 102'10(10.5)() c b y s y s c b b y s o N f b h f A f A Ne f bh f A h a αξαξξ''=+-''=-+ -1'10()() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x Ne f bx h f A h a αα''=+-''=-+ -
考研真题同济大学材料力学结构力学
2010年同济大学808材料力学结构力学 第一题：铜管（外径D.内径d）套钢杆（直径d），给出了Gs=2Gb，管长2m，杆长3m，在左边套住，左端固定，右端自由。整个杆件标记为A B C ,AB=2m，BC=1m。其中B截面外扭矩1Me，C端外扭矩1.5Me。（1）求AC全长内最大剪应力相等时，D/d。（2）求AB内管和杆的最大剪应力之比。（本题15分） 第二题：画结构剪力图和弯矩图。很基本材料力学的题型。（本题18分） 第三题：一个两端固定的等直杆。横截面为变长为c的正方形，温度升高t，给出v和 E，求（1）杆中轴力（2）求体积变化量。 第四题：；应力单元的题。（1）求主应力画主应力单元体（2）求最大剪应力。（3）求主应变。 第五题：一个工字型截面的简支梁，上有20KN/m的均布荷载，中间集中荷载为300KN，长4+4米，给出许用正应力和许用剪应力。校核梁内正应力和剪应力。另外用第四强度理论校核腹板与下翼缘的一交点的强度。（跟钢结构的练习题相似） 第六题：组合变形的题。（斜弯曲类的）是一个直杆，两个集中力。矩形截面b*h=9cm*18cm。求（1）求梁内最大正应力所在点及最大正应力（2）梁内最大转角（3）求矩形截面的核心。 第七题：用力法求图示结构弯矩图。互相垂直的交叉刚架，四端固定，中间刚节点，此刚节点处顺时针的弯矩M。（十字架类型的结构，用对称性简化。） 第八题，桁架的影响线，以及影响线的应用（已知支座A的影响线，布置荷载使A点反力最大）。 第九题，矩阵位移法，钢架结构。第一问是填空题，问用位移法解有几个未知量、考虑轴向变形用矩阵位移法有几个未知量。第二问，也是填空，问后处理发解有几个未知量。第三问，是求荷载的编码形式。第四问，是不经计算，直接画出大概的弯矩图。 第十题，压杆稳定问题。一个刚性杆左边接一链杆，从左到右下面分别接三根杆。一个两端铰接，一个上段铰接下端固定，一个上下都固定的。和2000年左右材料力学单独出题时相识。不过本题有三问，都是以填空题形式出现的
同济大学 混凝土结构基本原理实验报告 （共页）9 姓名梁炜炼 号学1350240 专业建筑工程 学院土木工程学院
指导老师鲁亮 同济大学结构工程与防灾研究所 年月日20151228 页9共混凝土结构基本原理实验报告第1页 实验目的和内容．1 、试验目的1.1 通过试验研究认识混凝土结构构件的破坏全过程，掌握测试混凝土大偏心受压构件基本性能的试验方法。 、试验内容1.2 对大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。 试件介绍2．
）试件设计的依据1（ l0/h≤5。通过为减少“二阶效应”的影响，将试件设计为短柱，即控制 使试件的破坏状态为大偏心受压e0=200mm,调整轴向力的作用位置，即偏心距破坏。 ）试件的主要参数2（ ①试件尺寸 22);中部(两端);200×200mm(截面尺寸：200×400mm ；试件长度：1300mm C25②混凝土强度等级： 页共混凝土结构基本原理实验报告9第2页 。))；4B18(中部③纵向钢筋：8B18(两端 ；（中部）；4Φ8@100④箍筋：8Φ8@50（两端） 25mm⑤纵向钢筋混凝土保护层厚度： ；⑥试件的配筋情况（如上图所示） e0=200mm⑦取偏心距 试件材料力学性能试验结果3． 钢筋力学性能试验结果
）/kN）平均值（MPa%）/mm延伸率（面积极限强度屈服强度/kN屈服强度（MPa）平均值（MPa）极限抗拉强度（钢筋类型MPa钢筋直 481.46.055.48436.117477.9光圆钢12.574430.1474.35.96424.120 5.33 637.31118.02554.615.68640.3628.27螺纹钢573.0643.31118.19 16.72591.3 545.715.43400.411.3222光圆钢628.27547.3392.2 548.920384.110.8615.52 691.132.911734.74654.7691.3螺纹钢850.27646.7 691.5638.632.11634.76 570.220.63410.428.662150.278光圆钢570.9413.3 571.6416.228.732420.92 618.82395.2582.09533.3618.4153.94螺纹钢14533.6618.118 82.18533.995.15 625.822118.17464.4159.24254.47螺纹钢18624.8467.2 623.824119.59470.0158.74 595.0186.94410.8129.0725596.4314.16螺纹钢20414.9 597.8187.81419.026131.62混凝土试块强度试验结果 序号试块尺寸荷载(kN)强度（MPa）33.2746.91 150*150*15033.32749.1 32.83737.6）MPa平均值（33.1 4．试件验算 柱极限承载力2bhf????，，，01c)A(h?af?)?(f?BbhehC?不妨令：A?? ss0yc1002