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同济大学混凝土试验 大偏心受压柱试验报告材料

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标准 文案 《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 标准

文案 《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 标准

文案 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） 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e0 100mm

12020080

135

13550

50500870

200

200

22113 8@504 6@10015020050

1206φ124φ123 8@504φ121201201-12-2

柱试件立面图

3 8@503 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 标准

文案 （3）试件承载力估算 Nc=α1fcbh0ζ

Nce=α1fcbh02ζ(1-0.5ζ) + fy’ As’(h0-as ’)

e=e0+0.5h-as

不妨令：A=2f20c1bh, B=）（00c1-efhbh, C=)(f-0ysshA

从而有：AAC24BB-2 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 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

试件尺寸 150mm×150mm×150mm 实测立方体 抗压强度/MPa

平均立方体 抗压强度 /MPa 推定轴心 抗压强度 /MPa 推定轴心 抗拉强度 /MPa 推定

弹性模量 /GPa 23.4 22.5 17.1 1.89 26.75 22.0 22.2

注：轴心抗压强度、轴心抗拉强度、弹性模量根据国家标准《混凝土结构设计规范》GB 标准 文案 50010-2010推定。 3.2 钢筋材性试验 钢筋强度实测结果 公称直径 /mm 屈服荷载 /kN 极限荷载 /kN 屈服强度 平均值/MPa 极限强度 平均值/MPa 试件 平均 试件 平均

6 光圆

11.6 11.3 16.0

15.7 400 556 11.2 15.6 11.2 15.6

12 带肋

60 62 71

73 548 646 63 74 62 73

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。

e0

Pe0

P 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。 标准 文案 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量测与观测内容 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 时间 荷载（kN） 时间 荷载（kN） 2014/11/18 14:09 0.083 2014/11/18 14:50 54.713 2014/11/18 14:10 4.786 2014/11/18 14:50 60.242 2014/11/18 14:11 9.985 2014/11/18 14:57 65.111 2014/11/18 14:13 14.854 2014/11/18 14:57 70.64 2014/11/18 14:27 19.641 2014/11/18 14:57 73.529 2014/11/18 14:28 24.922 2014/11/18 14:57 77.16 2014/11/18 14:38 30.039 2014/11/18 14:58 78.645 2014/11/18 14:39 34.99 2014/11/18 14:58 80.873 2014/11/18 14:41 39.941 2014/11/18 14:58 84.339 2014/11/18 14:46 45.058 2014/11/18 14:59 86.072 2014/11/18 14:49 50.01 2014/11/18 14:59 92.344

4.3.2 纵筋应变 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图3

200385385100870应变片共计8片

33120

1203-3

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 标准 文案 4.3.3 混凝土应变 混凝土应变由布置在内部纵筋表面和柱表面混凝土上的应变计量测，混凝土应变测点布置如图4。

图4 大偏心受压柱试验混凝土应变测点布置 位移计1、2、3、4依次对应通道46-9、46-2、46-3、46-4。但在观测中发现位移计1、3的测量值并不是线性变化，可能位移计本身存在问题，如图8。

4.3.4 挠度 侧向挠度由柱长度范围内布置3个位移计量测，在荷载达到60kN的时候撤掉位移计。

短期跨中挠度实测值可以按照公式75621ffff直接得出。侧向扰度测点布置见图5，依次对应通道46-8、46-6、46-7。

图5 大偏心受压柱试验侧向挠度测点布置 4.3.5 裂缝 实验前将柱四面用石灰浆刷白，并绘制50mm×50mm的网格。试验时借助手电筒用肉

50

50385

870

位移计支杆5

385位移计6位移计7标准

文案 眼查找裂缝并且用铅笔标记出裂缝的位置、标号。之后对裂缝的发生发展情况进行详细观测，用读数放大镜测量各级荷载作用下的裂缝宽度、长度及裂缝间距，并用相机拍摄后手动绘制裂缝展开图。 4.4 裂缝发展及破坏形态 （1）实验前构件初始状态 经过观察构件初始状态良好，肉眼观测没有初始裂缝 （2）各级荷载作用下构件裂缝发展情况 （0→20kN）当荷载较小时，受压区及受拉区混凝土和钢筋的应力都较小，受压区和受拉区钢筋、混凝土应变应力增长速度基本一致。 （20kN→70kN）混凝土远离轴向力一侧开始出现横向裂缝但比较细。随着荷载增加裂缝条数增加并且向受压区发展。此时受拉区钢筋应变飞速增长，可以推测出受拉区混凝土已经基本退出了工作，拉应力主要由钢筋承担。大概在70kN的时候，受拉钢筋屈服，裂缝进一步发展，使受压区高度减小，受压区应力增加，较薄弱处出现纵向裂缝。 （70kN→90kN）在荷载增加过程中，受压区高度不断减小并出现钢筋达到屈服应变，裂缝贯通，牛腿处混凝土被压溃，构件破坏。此后，荷载量测值下降。 （3）破坏情况如图6，裂缝展开图见附录三。

图6 构件破坏情况图 5. 试验数据处理与分析 依次获得荷载与纵筋应变、混凝土应变、侧向挠度、曲率的曲线图，并比较试验测量值和预估值。

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混凝土柱设计中的偏心受压研究

混凝土柱设计中的偏心受压研究

混凝土柱设计中的偏心受压研究一、背景和意义混凝土柱是建筑结构中重要的承载构件，常常承受竖向荷载和剪力作用。

在实际工程中，由于各种原因，柱的受力状态可能会变得复杂，例如柱的受力偏心可能会导致柱的受压破坏。

因此，研究混凝土柱设计中的偏心受压现象，对于提高混凝土柱的受力性能和安全性具有重要的意义。

二、偏心受压的定义和分类偏心受压是指轴向受力作用下混凝土柱的受力偏心所引起的受压破坏。

偏心受压的分类与偏心距的大小有关，可分为小偏心受压和大偏心受压。

小偏心受压是指偏心距小于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心可以近似看作是纯轴向受力和轴向弯曲受力的叠加。

在设计时，可以将偏心距计入柱的截面尺寸中，采用几何相似原理进行计算。

大偏心受压是指偏心距大于柱截面尺寸的1/6时，混凝土柱的受力偏心会引起轴向压应力和弯曲应力的不均匀分布，从而引起柱的受压破坏。

在设计时，必须考虑偏心距所引起的偏心率和弯矩增大系数等因素，采用复杂计算方法进行设计。

三、偏心受压的影响因素偏心受压的受力状态受到多种因素的影响，主要包括以下几点：1.偏心距大小：偏心距越大，柱的受力状态越复杂，受力偏心越容易引起偏心受压。

2.柱截面形状：柱的截面形状对偏心受压的受力状态有重要影响。

一般来说，矩形截面的偏心受压性能较好，而圆形和多边形截面的受力性能较差。

3.混凝土强度：混凝土的强度直接影响柱的受力性能。

一般来说，混凝土的强度越高，柱的受力性能越好。

4.纵向配筋率：纵向配筋率对柱的受力性能也有重要影响。

适当增加纵向配筋率可以提高柱的受力性能，但过多的纵向配筋会增加柱的刚度，降低柔性，对柱的受力性能不利。

四、偏心受压的设计方法在混凝土柱设计中，为了避免偏心受压现象的发生，需要采用合适的设计方法，保证柱的受力状态稳定可靠。

具体的设计方法如下：1.确定偏心距大小：在设计时，需要根据实际情况确定偏心距大小，并考虑柱的截面形状、混凝土强度和纵向配筋率等因素进行综合考虑。

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

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。

混凝土结构：2-2偏心受压柱设计

混凝土结构：2-2偏心受压柱设计

A's>ρ 'minbh0 是
As=(fcbξ bh0+fy'As'-KN)/fy
按小偏心计算 取As′=ρ min′bh0 α s=[KNe-fy′As′ (h0-as)]/(fcbh02)
否 否
1 1 2s b
是 x≥2a's
是
As=(fcbx+fy'As'-KN)/fy
选配钢筋 绘制配筋图
As和As′之间），则As一般可按最小配筋率并满足构造要求配 置。大偏心受压柱截面设计计算步骤见图3-16。
小偏心受压柱
（1）计算As 小偏心受压柱远离轴向力一侧的钢筋As可能受拉也可能受压， 柱破坏时其应力一般达不到屈服强度，为节约钢材，As可按最小 配筋率配置。
As=ρminbh0
式中ρmin见附表3-2。
As=KNe'/[fy(h0-as')]
图3-16 大偏心受压柱正截面设计流程图
（1）若As´≥ρmin´bh0，则将ξ＝ξb代入式（3-7b）求As
As

f cb b h0

f
' y
As'
KN
fy
（2）若As´＜ρmin´bh0，则取As´=ρmin´bh0，然后按第二种
已知As´的情况求As。按式（3-15）求出的As若小于ρminbh0，
四、矩形截面偏心受压柱正截面承载力计算
（一）
（一）基本公式 大偏心受压柱
（二）
（二）截面设计
小偏心受压柱
（一）基本公式
大偏心受压柱
根据大偏心受压破坏时的截面应力图形（图3-11）和基 本假定，简化出大偏心受压柱的承载力计算简图。
土木工程材料4_混凝土实验报告_模板

土木工程材料4_混凝土实验报告_模板

同济大学.材料学院.建筑材料研究所土木工程材料.实验.2014 混凝土实验报告组号专业学号姓名混凝土原材料与配合比1.1.原材料原材料2.2.基本要求基本要求3.3.配合比配合比一、拌合物坍落度实验㈠实验目的㈡实验流程㈢实验记录与计算实验编号坍落度坍落度//mm粘聚性观测保水性观测个值差值平均值1 2 调整方法：调整后坍落度：粘聚性：保水性：㈣备注二、拌合物表观密度实验㈠实验目的㈡实验流程㈢实验记录与计算同济大学.材料学院.建筑材料研究所建筑材料研究所 土木工程材料.实验.2014 实验序号实验序号筒体积/L混凝土质量/kg表观密度/(kg/m 3) 个值个值 平均值平均值 1 2 ㈣ 备注三、混凝土抗压强度实验㈠ 实验目的㈡ 实验流程 1.1.试件成型：试件成型：试件成型：2.2.加载速度换算：加载速度换算：加载速度换算：要求的速度要求的速度（MPa/s ）× 试件受压面积 ＝ 操作时速度（KN/s ）3.3.强度测试：强度测试：强度测试： ㈢ 实验记录与计算试件尺寸：试件尺寸： 养护条件：养护条件： 成型日期：成型日期： 年 月 日 测强日期：测强日期： 年年 月月 日日 龄期：龄期： 天天 组 次 破坏荷载破坏荷载 (KN) 强度强度 (MPa) 与中间值之差与中间值之差(％)代表值代表值 (MPa)预估28d 强度(MPa)平均值平均值 (MPa) 标准差标准差 (MPa)123456注：若龄期不足28d 28d，则预估，则预估28d 强度强度(MPa) (MPa)同济大学材料学院建筑材料研究所建筑材料研究所 土木工程材料实验.2014 第 组试件详细计算过程：组试件详细计算过程：组试件详细计算过程： ① 单块抗压强度单块抗压强度②与中间值之差②与中间值之差③ 强度代表值强度代表值④ 预估28d 强度强度((若龄期不足28d 时)㈣ 结果评定 1.(1.(预估预估预估))强度评定强度评定((按非统计法按非统计法) )2.(2.(预估预估预估))强度等级评定强度等级评定3.3.生产管理水平评定生产管理水平评定生产管理水平评定。