(完整版)混凝土设计原理思考题与习题答案

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混凝土结构设计原理课后习题及答案全案

混凝土结构设计原理课后习题及答案全案

混凝土结构设计原理课后习题答案(+思考题)第一章绪论1.什么是混凝土结构?答:混凝土结构是以混凝土材料为主,并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维,形成的结构,有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。

混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。

2.以简支梁为例,说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。

答:素混凝土简支梁,跨中有集中荷载作用。

梁跨中截面受拉,拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度,梁被拉断而破坏,是无明显预兆的脆性破坏。

钢筋混凝土梁,受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂,但开裂后,出现裂缝,拉力由钢筋承担,直至钢筋屈服以后,受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载,构件破坏。

素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小,并且是脆性破坏。

钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高,变形能力明显改善,并且是延性破坏。

3.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?答:混凝土和钢筋协同工作的条件是:(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。

4.混凝土结构有什么优缺点?答:优点:(1)可模性好;(2)强价比合理;(3)耐火性能好;(4)耐久性能好;(5)适应灾害环境能力强,整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能;(6)可以就地取材。

钢筋混凝土结构的缺点:如自重大,不利于建造大跨结构;抗裂性差,过早开裂虽不影响承载力,但对要求防渗漏的结构,如容器、管道等,使用受到一定限制;现场浇筑施工工序多,需养护,工期长,并受施工环境和气候条件限制等。

5.房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么?答:在房屋建筑中,永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上,楼板荷载传递到梁,梁将荷载传递到柱或墙,并最终传递到基础上,各个构件受力特点如下:楼板:是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构(柱、墙)的主要水平构件,楼板的主要内力是弯矩和剪力,是受弯构件。

混凝土结构设计原理(同济大学)课后思考题答案

混凝土结构设计原理(同济大学)课后思考题答案

第1章绪论思考题1。

1什么是钢筋混凝土结构?配筋的主要作用和要求是什么?以混凝土为主要材料的结构。

在混凝土中配置适量的受力钢筋,并使得混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,就能起到充分利用材料,提高结构承载力和变形能力的作用。

要求:受力钢筋与混凝土之间必须可靠地粘结在一起,以保证两者共同变形、共同受力.同时受力钢筋的布置和数量都应由计算和构造要求确定,施工也要正确。

保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力的构造措施有:1)对不同等级的混凝土和钢筋,要保证最小搭接长度和锚固长度;2)为了保证混凝土与钢筋之间有足够的粘结,必须满足钢筋最小间距和混凝土保护层最小厚度的要求;3)在钢筋的搭接接头范围内应加密箍筋;4)为了保证足够的粘结在钢筋端部应设臵弯钩。

1。

2 钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材.缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。

1。

3结构有哪些功能要求?简述承载能力极限状态和正常使用能力极限状态的概念。

(1)结构的安全性(Safety):在正常施工和正常使用时,能承受可能出现的各种作用;在设计规定的偶然事件发生时及发生后,仍然能保持必要的整体稳定性。

(2)结构的适用性(Serviceability):结构在正常使用时具有良好的工作性能,不致产生过大的变形以及过宽的裂缝等。

(3)结构的耐久性(Durability):结构在正常的维护下具有足够的耐久性.(即结构能正常使用到规定的设计使用年限).它根据环境类别和设计使用年限进行设计.承载力极限状态(ultimate limit state):结构或构件达到最大承载能力或变形达到不适于继续承载的状态;其主要表现为材料破坏、丧失稳定或结构机动。

正常使用极限状态(serviceability limit state ):结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态;其主要表现为过大变形、裂缝过宽或较大振动.第2章 混凝土结构材料的物理力学性能2.1 混凝土立方体抗压强度轴心抗压强度标准值和抗拉没强度标准值是如何确定的?为什么低于?有何关系?与有何关系?①混凝土的立方体抗压强度标准值是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的.②混凝土的轴心抗压强度标准值是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。

混凝土设计原理 邵永健第9章思考题与习题答案

混凝土设计原理 邵永健第9章思考题与习题答案


0.65 ×1.78 0.01×196.1
=
⎧> 0.51⎩⎨<
0.2 1.0
(6)计算最大裂缝宽度 wmax cs=c=20mm,且 cs <65mmห้องสมุดไป่ตู้带肋钢筋 ν =1.0 则:deq=d/ν=12mm
wmax
= αcrψ
σ sq Es
(1.9cs
+ 0.08 deq ρ te
)
= 1.9 × 0.51× 196.1 (1.9 × 20 + 0.08 × 12 )
截面尺寸 b×h=350mm×900mm,Mk=400kN·m,Mq=355kN·m,C30 混凝土,采用 HRB335
钢筋,受拉钢筋为 4 25( As =1964mm2),受压钢筋为 4 14( As ' =615mm2),箍筋直径 dv
=8mm,构件允许挠度为 l0/300,试验算构件的挠度是否满足要求。 解: (1)确定基本参数 查附表 1-1、附表 1-9 得:C30 混凝土 ftk =2.01N/mm2,HRB335 钢筋 Es =2×105N/mm2 查附表 1-13 得:一类环境 c=20mm h0=h-c-dv-d/2=900-20-8-12.5=859.5mm (2)计算有效配筋率 ρte
矩形截面:γf'=0 短期刚度:
Bs
=
1.15ψ
Es As h02 + 0.2 +
6α E ρ
=
1.15
×
2.0 ×105 × 942 0.51 + 0.2 + 6 ×
× 2242 7.14 × 0.0042
1 + 3.5γ 'f

混凝土结构设计原理思考题答案2

混凝土结构设计原理思考题答案2

混凝土结构基本设计原理思考题与习题集第6章 受压构件的截面承载力思考题6.1轴心受压普通箍筋短柱与长柱的破坏形态有何不同?轴心受压长柱的稳定系数φ如何确定? 答:长细比对混凝土轴心受压长柱承载力的影响不能忽视,长柱在附加偏心距作用下将产生纵向弯曲,使长柱产生侧向变形,从而引起附加弯距,即二次弯矩。

随着荷载的增大,附加偏心产生附加弯矩和侧向变形,侧向变形又加大了附加偏心距,使得长柱在轴力和弯矩共同作用下破坏,长柱承载力降低。

长细比越大,长柱承载力越小。

《混凝土结构设计规范》采用稳定系数ϕ来表示长柱承载力相对于短柱承载力的降低。

sul u N N =ϕ式中:l u N 和su N 分别为长柱和短柱承载力。

《混凝土结构设计规范》在实验的基础上,根据工程经验对实验的稳定系数ϕ予以调整。

6.2轴心受压普通箍筋柱与螺旋箍筋柱的正截面受压承载力有何不同? 答:螺旋箍筋/密排箍筋柱中箍筋的作用是:约束核心混凝土的横向变形,提高混凝土轴心抗压强度,并加强对纵筋的侧向约束。

在加载初期,混凝土应力较小,混凝土横向变形系数μ接近常数1/6,箍筋对核心混凝土横向变形的约束作用不明显。

当混凝土应力超过0.8c f 时,混凝土横向变形系数μ急剧增大,箍筋对核心混凝土横向变形的约束作用较强,箍筋达到抗拉屈服强度后,混凝土的抗压强度达到最大值。

6.3简述偏心受压短柱的破坏形态? 答:1.受拉破坏(tension failure )也称为大偏心受压破坏。

相对偏心距00/h e 较大,且纵筋配置不很多时,将发生受拉破坏。

受拉破坏与受弯构件适筋破坏相似,破坏始于受拉钢筋达到抗拉屈服强度,破坏时受压区边缘混凝土应变达到极限压应变而破坏。

受拉破坏属于延性破坏,破坏前有明显预兆。

2.受压破坏(compression failture ) 也称为小偏心受压破坏。

(1)当相对偏心距00/h e 较小时或虽然相对偏心距00/h e 较大,但纵筋配置过多时,将发生小偏心受压破坏。

混凝土结构设计原理思考题答案

混凝土结构设计原理思考题答案

1.1 钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。

2.1 ①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 是根据以边长为150mm 的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。

②混凝土的轴心抗压强度标准值f ck 是根据以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体为标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的。

③混凝土的轴心抗拉强度标准值f tk 是采用直接轴心抗拉试验直接测试或通过圆柱体或立方体的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度。

④由于棱柱体标准试件比立方体标准试件的高度大,试验机压板与试件之间的摩擦力对棱柱体试件高度中部的横向变形的约束影响比对立方体试件的小,所以棱柱体试件的抗压强度比立方体的强度值小,故f ck 低于f cu,k 。

⑤轴心抗拉强度标准值f tk 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为:245.055.0k cu,tk )645.11(395.088.0αδ⨯-⨯=f f 。

⑥轴心抗压强度标准值f ck 与立方体抗压强度标准值f cu,k 之间的关系为:k cu,21ck 88.0f f αα=。

2.2 根据约束原理,要提高混凝土的抗压强度,就要对混凝土的横向变形加以约束,从而限制混凝土内部微裂缝的发展。

因此,工程上通常采用沿方形钢筋混凝土短柱高度方向环向设置密排矩形箍筋的方法来约束混凝土,然后沿柱四周支模板,浇筑混凝土保护层,以此改善钢筋混凝土短柱的受力性能,达到提高混凝土的抗压强度和延性的目的。

2.3 连接混凝土受压应力—应变曲线的原点至曲线任一点处割线的斜率,即为混凝土的变形模量。

混凝土结构设计原理(第五版)课后习题答案doc.

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《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。

在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。

由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。

1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。

缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。

1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。

前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。

学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度确定的。

混凝土设计思考题答案

混凝土设计思考题答案
2-1单层厂房结构设计包括哪些内容?简述结构方案设计的主要内容及设计原则?
答:结构设计可分为结构方案设计,结构分析,构件截面配筋计算和构造措施等,结构方案设计包括确定结构类型和结构体系,构件造型和结构布置等,原则为可靠经济技术合理性2-3装配式钢筋混凝土排架结构单层厂房中一般应设置哪些支撑?简述这些支撑的作用和设置原则
混凝土超静定结构出现一个塑性铰,超静定结构只减少一个多余约束,既减少一次超静定,但结构还能继续承受荷载,只有当结构出现若干个塑性铰,使结构局部或整体成为几何可变体系时结构才达到承载力极限状态。
1-9何谓结构塑性内力重分布?塑性铰的部位及塑性弯矩值与塑性内力重分布有何关系?试举例说明按塑性内力重分布方法设计梁,板时为什么能节省钢筋?结构内力分布规律相对于弹性内力分布的变化称为内力重分布。
1-11如何增加塑性铰的转动能力?其中哪种措施是最有效的?为保证塑性铰有足够的转动能力,即塑性角有较大的塑性极限转动高度,要求钢筋应只有良好的塑性,混凝土有较大的极限压应力值,因此工程结构中宜用HPB235,HRB335级钢筋和较低等级混凝土,塑性角转动幅度与塑性铰处弯矩调整幅度有关,建议弯矩调整幅度β≤20%,对于活荷载q和恒荷载g之比q/g≤1/3的结构,弯矩调整幅度控制在β≤35%研究表明:提高截面高度,减少截面相对受压区高度是提高塑性铰转动能力的有效措施1-12在进行双向板内力计算中基本假定是什么?计算双向板控制截面的最危险内力是,活荷载如何布置?荷载如何分解?支承条件怎样确定?
1-10何谓弯矩调幅?考虑塑性内力重分布的分析方法中,为什么要对塑性铰除弯矩调查幅度加以限制?
弯矩调整幅度是指按弹性理论获得的弯矩值与其塑性铰处弯矩绝对值的差值。若弯矩调幅系数β为正值,属于截面弯矩值减小的情况,将导致混凝土裂缝宽度及结构变形增大,其增大程度随弯矩调整增幅增大而增大,因此对弯矩调整幅度。

混凝土结构设计原理思考题答案

混凝土结构设计原理思考题答案

混凝土结构设计原理部分思考题答案第一章钢筋混凝土的力学性能思考题钢筋冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪几种?各种方法对强度有何影响?答:冷加工的目的是提高钢筋的强度, 减少钢筋用量。

冷加工的方法有冷拉、冷拔、冷弯、冷轧等。

这几种方法对钢筋的强度都有一定的提高,4、2.试述钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些规定?5、答: 钢筋混凝土结构中钢筋应具有: (1)有适当的强度;(2)与混凝土粘结良好;(3)可焊性好;(4)有足够的塑性。

6、除凝土立方体抗压强度外, 为什么尚有轴心抗压强度?7、答:立方体抗压强度采用立方体受压试件, 而混凝土构件的实际长度一般远大于截面尺寸, 因此采用棱柱体试件的轴心抗压强度能更好地反映实际状态。

所以除立方体抗压强度外, 尚有轴心抗压强度。

8、混凝土的抗拉强度是如何测试的?9、答:混凝土的抗拉强度一般是通过轴心抗拉实验、劈裂实验和弯折实验来测定的。

由于轴心拉伸实验和弯折实验与实际情况存在较大偏差, 目前国内外多采用立方体或圆柱体的劈裂实验来测定。

什么叫混凝土徐变?线形徐变和非线形徐变?混凝土的收缩和徐变有什么本质区别?答: 混凝土在长期荷载作用下, 应力不变, 变形也会随时间增长, 这种现象称为混凝土的徐变。

当连续应力σC 0.5fC 时, 徐变大小与连续应力大小呈线性关系, 这种徐变称为线性徐变。

当连续应力σC 0.5fC 时, 徐变与连续应力不再呈线性关系, 这种徐变称为非线性徐变。

混凝土的收缩是一种非受力变形, 它与徐变的本质区别是收缩时混凝土不受力, 而徐变是受力变形。

10、如何避免混凝土构件产生收缩裂缝?答:可以通过限制水灰比和水泥浆用量, 加强捣振和养护, 配置适量的构造钢筋和设立变形缝等来避免混凝土构件产生收缩裂缝。

对于细长构件和薄壁构件, 要特别注意其收缩。

第二章混凝土结构基本计算原则思考题1.什么是结构可靠性?什么是结构可靠度?2.答:结构在规定的设计基准使用期内和规定的条件下(正常设计、正常施工、正常使用和维护), 完毕预定功能的能力, 称为结构可靠性。

混凝土结构设计原理上册 课后习题答案(中国建筑工业出版社)

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《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)苏州科技学院土木工程系2003年8月第1章绪论思考题1.1钢筋混凝土梁破坏时的特点是:受拉钢筋屈服,受压区混凝土被压碎,破坏前变形较大,有明显预兆,属于延性破坏类型。

在钢筋混凝土结构中,利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱,钢筋的抗拉能力很强的特点,用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力,钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力,即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载,直到受拉钢筋达到屈服强度以后,荷载再略有增加,受压区混凝土被压碎,梁才破坏。

由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力,且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近,当温度变化时,不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结,从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。

1.2钢筋混凝土结构的优点有:1)经济性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久性和耐火性好,维护费用低;4)整体性好,且通过合适的配筋,可获得较好的延性;5)刚度大,阻尼大;6)就地取材。

缺点有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承载力有限;4)施工复杂;5)加固困难。

1.3本课程主要内容分为“混凝土结构设计原理”和“混凝土结构设计”两部分。

前者主要讲述各种混凝土基本构件的受力性能、截面设计计算方法和构造等混凝土结构的基本理论,属于专业基础课内容;后者主要讲述梁板结构、单层厂房、多层和高层房屋、公路桥梁等的结构设计,属于专业课内容。

学习本课程要注意以下问题:1)加强实验、实践性教学环节并注意扩大知识面;2)突出重点,并注意难点的学习;3)深刻理解重要的概念,熟练掌握设计计算的基本功,切忌死记硬背。

第2章混凝土结构材料的物理力学性能思考题2.1①混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k是根据以边长为150mm的立方体为标准试件,在(20±3)℃的温度和相对湿度为90%以上的潮湿空气中养护28d,按照标准试验方法测得的具是根据以有95%保证率的立方体抗压强度确定的。

混凝土结构设计原理(第五版)答案2

混凝土结构设计原理(第五版)答案2

《混凝土结构设计原理》思考题及习题(参考答案)第3章 按近似概率理论的极限状态设计法思 考 题3.1 结构在规定的时间内,在规定的条件下,完成预定功能的能力称为结构的可靠性。

它包含安全性、适用性、耐久性三个功能要求。

结构超过承载能力极限状态后就不能满足安全性的要求;结构超过正常使用极限状态后就不能保证适用性和耐久性的功能要求。

建筑结构安全等级是根据建筑结构破坏时可能产生的后果严重与否来划分的。

3.2 所有能使结构产生内力或变形的原因统称为作用,荷载则为“作用”中的一种,属于直接作用,其特点是以力的形式出现的。

影响结构可靠性的因素有:1)设计使用年限;2)设计、施工、使用及维护的条件;3)完成预定功能的能力。

结构构件的抗力与构件的几何尺寸、配筋情况、混凝土和钢筋的强度等级等因素有关。

由于材料强度的离散性、构件截面尺寸的施工误差及简化计算时由于近似处理某些系数的误差,使得结构构件的抗力具有不确定的性质,所以抗力是一个随机变量。

3.3 整个结构或构件的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求,这个特定状态称为该功能的极限状态。

结构的极限状态可分为两类,一类是承载能力极限状态,即结构或构件达到最大承载能力或者达到不适于继续承载的变形状态。

另一类是正常使用极限状态,即结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限值的状态。

3.4 建筑结构应该满足安全性、适用性和耐久性的功能要求。

结构的设计工作寿命是指设计规定的结构或结构构件不需进行大修即可按其预定目的使用的时期,它可按《建筑结构可靠度设计统一标准》确定,业主可提出要求,经主管部门批准,也可按业主的要求确定。

结构超过其设计工作寿命并不意味着不能再使用,只是其完成预定功能的能力越来越差了。

3.5 正态分布概率密度曲线主要有平均值μ和标准差σ两个数字特征。

μ越大,表示曲线离纵轴越远;σ越大,表示数据越分散,曲线扁而平;反之,则数据越集中,曲线高而窄。

(完整版)混凝土设计原理思考题与习题答案

(完整版)混凝土设计原理思考题与习题答案

5.1为什么受弯构件一般在跨中产生垂直裂缝而在支座附近区段产生斜裂缝?答:通常受弯构件跨中的弯矩最大,由此弯矩产生的正应力也就在跨中最大,且该处剪力通常 为零,则弯矩产生的正应力即为主拉应力,方向与梁轴平行,当此主拉应力超过混凝土的抗拉强度时就在跨中发生与梁轴垂直的垂直裂缝。

而在支座附近通常剪力较大、弯矩较小,在它们产生的剪 应力 和正应力 共同作用下,形成与梁轴有一定夹角的主拉应力,当此主拉应力超过混凝土的抗拉 强度时,即发生与主拉应力方向垂直的斜裂缝。

5.2试述无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面。

答:无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面是:斜裂缝所在截面的混凝土应力和纵 向钢筋的应力发生了较大的变化。

(1) 斜裂缝出现后,斜裂缝两侧混凝土的应力降为零,裂缝上端混凝土残余面承受的剪应力和 压应力将显著增大。

(2) 斜裂缝出现后,斜裂缝处纵向钢筋的应力突然增大。

5.3什么是剪跨比和计算剪跨比?斜截面受剪承载力计算时,什么情况下需要考虑剪跨比的影 响?答:剪跨比是作用在构件截面上的弯矩与作用在构件截面上的剪力和截面有效高度乘积的比值, 用表示,即 =M/Vh o ,也称广义剪跨比。

对于集中荷载作用下的简支梁,=M/Vh o 可表示为 =a/h o ,称a/h o 为计算截面的剪跨比,简称计算剪跨比,也称狭义剪跨比。

其中,a 为集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离,简称剪跨。

对于集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的75%以上的情况)的独立梁,斜截面受剪承载力计算时应考虑剪跨比的影响5.4 梁的斜截面受剪破坏形态有几种?各自的破坏特征如何?答:梁的斜截面受剪破坏形态有:斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。

斜压破坏的特征是:破坏时,斜裂缝间的混凝土压酥,与斜裂缝相交的腹筋没有屈服,承载力 取决于混凝土的抗压强度,脆性破坏。

剪压破坏的特征是:与临界斜裂缝相交的腹筋先屈服,最后剪压区混凝土压坏而破坏,承载力 取决于剪压区混凝土的强度,脆性破坏。

混凝土结构设计原理答案

混凝土结构设计原理答案

第2章-思考题2.1 混凝土立方体抗压强度f cu,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和抗拉强度标准值f tk 是如何确定的?为什么f ck 低于f cu,k ?f tk 与f cu,k 有何关系?f ck 与f cu,k 有何关系?答:混凝土立方体抗压强度f cu,k :以边长为150mm 的立方体为标准试件,标准立方体试件在(20±3)℃的温度和相对湿度90%以上的潮湿空气中养护28d ,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的立方体抗压强度作为混凝土立方体抗压强度标准值。

轴心抗压强度标准值f ck :以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗压强度试验的标准试件,棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗压强度作为混凝土轴心抗压强度标准值。

轴心抗拉强度标准值f tk :以150mm ×150mm ×300mm 的棱柱体作为混凝土轴心抗拉强度试验的标准试件,棱柱体试件与立方体试件的制作条件与养护条件相同,按照标准试验方法测得的具有95%保证率的抗拉强度作为混凝土轴心抗拉强度标准值。

(我国轴心抗拉强度标准值是以轴拉试验确定,美国和加拿大是以劈拉实验确定)为什么f ck 低于f cu,k :我国规定的标准试验方法是不涂润滑剂的,试件在加载过程中横向变形就会受到加载板的约束(即“套箍作用”),而这种横向约束对于立方体试件而言可以到达试件的中部;由于棱柱体试件的高度较大,试验机压板与试件之间摩擦力对试件高度中部的横向变形的约束影响较小,所以棱柱体试件的抗压强度标准值f ck 都比立方体抗压强度标准值f cu,k 小,并且棱柱体试件高宽比越大,强度越小。

f tk 与f cu,k 的关系:()0.450.55,20.880.3951 1.645tk cu k c f f δα=⨯-⨯2c α-高强砼的脆性折减系数; δ-变异系数。

第四版混凝土结构设计原理思考题 答案

第四版混凝土结构设计原理思考题 答案

第四版混凝土结构设计原理思考题答案题目一:混凝土的组成与性质混凝土是一种由水泥、石子、沙子等材料经过混合加工而成的建筑材料。

在混凝土结构设计中,混凝土的组成和性质对结构的安全性和耐久性起着重要的影响。

混凝土的主要组成材料包括水泥、骨料、水和掺合料。

水泥是混凝土的胶凝材料,能够与水发生化学反应形成胶状物质。

骨料一般采用石子和沙子,用于增加混凝土的强度和稳定性。

水是混凝土中的溶剂,能够使水泥与骨料充分混合。

掺合料是对混凝土性能进行调整的材料,如粉煤灰、矿渣粉等。

混凝土的性质主要包括强度、耐久性、可塑性和收缩性。

强度是混凝土抵抗外部载荷的能力,可以通过抗压强度和抗拉强度进行衡量。

耐久性是混凝土在不同环境条件下的稳定性和耐久性能,主要受到水泥品种、水胶比和掺合料等因素的影响。

可塑性是混凝土易于塑性变形的性能,可以通过施工性能和形变能力来评估。

收缩性是混凝土在干燥过程中由于水分蒸发而引起的体积变化,主要包括干缩和热收缩。

题目二:混凝土结构设计原理混凝土结构设计是指根据结构的力学性能和耐久性要求,确定混凝土结构的尺寸、形状和布置,并进行结构计算和构造设计的过程。

混凝土结构设计的基本原理包括载荷分析、抗力设计和构造设计三个方面。

进行载荷分析是为了确定结构在使用阶段和设计寿命内所受到的最大荷载。

载荷分析应包括等效静力荷载、动力荷载和温度荷载等,并将其作用于结构的各个部位。

抗力设计是根据结构的强度和刚度要求,确定结构的截面尺寸和钢筋配筋的过程。

抗力设计应满足结构在设计寿命内不产生塑性变形和破坏。

构造设计是为了确定结构的连接和施工方法。

构造设计应考虑结构的施工过程中的力学性能、稳定性和安全性。

题目三:混凝土结构设计的优化原则混凝土结构设计的优化原则是指在满足结构安全性和使用功能的前提下,通过优化设计来实现结构的经济性和施工性的目标。

混凝土结构设计的优化原则包括以下几个方面:1.在结构尺寸和形状确定时,应适当减小结构的自重,在满足结构强度和刚度要求的前提下,尽量采用较小的截面尺寸和间距。

混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]

混凝土结构设计原理课后习题答案解析[最新]

混凝土结构设计原理课后习题答案(+思考题)第一章绪论1.什么是混凝土结构?答:混凝土结构是以混凝土材料为主,并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维,形成的结构,有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。

混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。

2.以简支梁为例,说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。

答:素混凝土简支梁,跨中有集中荷载作用。

梁跨中截面受拉,拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度,梁被拉断而破坏,是无明显预兆的脆性破坏。

钢筋混凝土梁,受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂,但开裂后,出现裂缝,拉力由钢筋承担,直至钢筋屈服以后,受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载,构件破坏。

素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小,并且是脆性破坏。

钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高,变形能力明显改善,并且是延性破坏。

学习好帮手3.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?答:混凝土和钢筋协同工作的条件是:(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。

4.混凝土结构有什么优缺点?答:优点:(1)可模性好;(2)强价比合理;(3)耐火性能好;(4)耐久性能好;(5)适应灾害环境能力强,整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能;(6)可以就地取材。

钢筋混凝土结构的缺点:如自重大,不利于建造大跨结构;抗裂性差,过早开裂虽不影响承载力,但对要求防渗漏的结构,如容器、管道等,使用受到一定限制;现场浇筑施工工序多,需养护,工期长,并受施工环境和气候条件限制等。

5.房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么?学习好帮手答:在房屋建筑中,永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上,楼板荷载传递到梁,梁将荷载传递到柱或墙,并最终传递到基础上,各个构件受力特点如下:楼板:是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构(柱、墙)的主要水平构件,楼板的主要内力是弯矩和剪力,是受弯构件。

混凝土结构设计原理思考题答案1

混凝土结构设计原理思考题答案1

0.2 =0.85 b 。②残余应变为 0.2%时,相应的钢筋应力即为假定屈服强度 0.2 。
4
我国《混凝土结构设计规范》 (GB50010- 2001)中钢筋有两类 1.普通钢筋(热轧钢筋) 热轧钢筋是建筑工程中用量最大的钢材品种之一,主要用于钢筋混凝土结构和预应力钢筋混凝土结构的 配筋。按力学性能热轧钢筋可分为 4 级, Ⅰ级钢为 HPB235,由 Q235 碳素结构钢热轧而成。 Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级钢由低碳合金钢热轧而成,分别为 HRB335、HRB400、 (RRB400 为余热处理Ⅲ级钢) 、HRB500, 钢筋的形式有圆钢和变形钢筋。 HPB ( Hot rolled Plain Bar),HRB( Hot rolled Ribbed Bar),RRB( Rolled Ribbed Bar)。 2.预应力钢筋(钢丝、钢绞线、热处理钢筋) 预应力钢丝和钢绞线 预应力钢丝是以优质碳素结构钢圆盘条经等温淬火并拔制而成。若将预应力钢丝辊压出规律性凹痕,以 增强与混凝土的粘结,则成刻痕钢丝。预应力钢丝应具有强度高、柔性好、松弛率低、耐腐蚀等特点,适 用于各种特殊要求的预应力混凝土。 钢丝、刻痕钢丝及钢绞线均属于冷加工强化的钢材,没有明显的屈服点,材料检验只能以抗拉强度为依 据。其具有强度高、塑性较好、使用时不需要接头等优点,适用于大荷载、大跨度及曲线配筋的预应力混 凝土结构。 热处理钢筋 预应力混凝土用热处理钢筋,是指用热轧中碳低合金钢筋经淬火、回火调质处理的钢筋,代号为 RB150。 通常有直径为 6、8.2、10 mm 三种规格,为增加与混凝土的粘结力,钢筋表面常轧有通长的纵肋和均布 的横肋,热处理钢筋没有明显的屈服点。热处理钢筋技术性能应符合《预应力混凝土用热处理钢筋》 (GB4463—92)的规定。 普通钢筋的应力一应变曲线的数学模型为理想弹塑性材料。 2.10 钢筋有哪些形式?钢筋冷加工的方法有哪几种?冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化? 答: 钢筋有光圆和变形钢筋,变形钢筋有月牙型、人字纹和螺纹钢筋。 钢筋通过冷加工可以改变其物理力学性能。冷加工的方法有冷拉和冷拔。冷拉和冷拔必须使钢筋超过屈 服强度,进入强化阶段。 冷拉可以提高钢筋的抗拉屈服强度, 冷拔可以同时提高钢筋的抗拉和抗压屈服强度。 但是塑性降低较大。 2.11 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求? 答: 1.抗拉强度 钢筋的强度指标,通常用抗拉屈服强度 s 和抗拉极限强度 b 表示。 钢筋混凝土结构所用钢筋,不仅希望具有较高的屈服强度,而且应具有一定的强屈比( b / s ) ,以保 证有足够的安全储备。抗震等级为一、二级的框架结构要求强屈比大于 1.25,一般热轧钢筋的屈强比为 1.4~1.6 2.塑性钢材在受力破坏前可以经受永久变形的性能,称为塑性。在工程应用中钢材的塑性指标通常用 伸长率和断面收缩率表示。 (1)伸长率 伸长率是钢材发生断裂时所能承受的永久变形的能力。试件拉断后标距长度的增量与原标距长度之比的 百分比即为伸长率。

混凝土结构设计原理思考题答案

混凝土结构设计原理思考题答案

(一)影响混凝土抗压强度的主要因素影响混凝土抗压强度的主要因素有:水泥强度、水灰比、骨料状况、混凝土的硬化时间、温度、湿度及施工条件等。

1.水泥强度和水灰比的影响水泥强度和水灰比是影响混凝土抗压强度的主要因素,因为混凝土抗压强度主要取决于水泥凝胶与骨料间的粘结力。

水泥强度高、水灰比小,则混凝土抗压强度高;水灰比大、用水量多,则混凝土密实度差,抗压强度低。

因为水泥水化时,需要的结合水大约为水泥用量的20—25%,为了满足施工时的流动性,要多加40—75%的水,这些多余的游离水,在水泥硬化时逐渐蒸发,在混凝土中留下许多微小的孔洞,因此使混凝土密实度差、抗压强度降低。

2.粗骨料的影响一般的情况下,粗骨料的强度比水泥石强度和水泥与骨料间的粘结力要高,因此粗骨料强度对混凝土强度不会有大的影响,但是粗骨料如果含有大量的软弱颗粒、针片状颗粒、含泥量、泥块含量、有机质含量、硫化物及硫酸盐含量等,则对混凝土强度会产生不良影响。

另外,粗骨料的表面特征会影响混凝土的抗压强度,表面粗糙、多棱角的碎石与水泥石的粘结力比表面光滑的卵石要高10%左右。

3.混凝土硬化时间即龄期的影响混凝土强度随龄期的增长而逐渐提高,在正常使用环境和养护条件下,混凝土早期强度(3—7天)发展较快,28天可达到设计强度。

此后强度发展逐渐缓慢,甚至百年不衰。

4.温度、湿度的影响混凝土的强度发展在一定的温度、湿度条件下,在0—40℃范围内,抗压强度随温度增高。

水泥水化必须保持一定时间的潮湿,如果环境湿度不够,导致失水,使混凝土结构疏松,产生干缩裂缝,严重影响强度和耐久性。

5.施工的影响混凝土入模后,通过适当的振捣,在激振力的作用下,排出混凝土内的水泡、气泡,使混凝土组成材料分布均匀密实,在模内充填良好,构件棱角完整、内实外光。

如果混凝土在振捣过程中没有振捣密实,混凝土中存在较多气泡或存在缺陷,混凝土强度下降,特别是抗渗混凝土容易造成渗水。

如果过振会使混凝土内水泥浆上升,粗骨料下沉,出现分层离析导致混凝土各材料不均匀,强度降低和外观质量差。

混凝土设计原理第7章思考题与习题答案

混凝土设计原理第7章思考题与习题答案

思考题答案7.1 实际工程中,哪些受拉构件可以按轴心受拉构件计算,哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算?答:由于混凝土是一种非匀质材料,加之荷载不可避免的偏心和施工上的误差,无法做到纵向拉力能通过构件任意正截面的形心线,因此严格地说实际工程中没有真正的轴心受拉构件。

但当构件上弯矩很小(或偏心距很小)时,为方便计算,可将此类构件简化为轴心受拉构件进行设计,如承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆,刚架、拱的拉杆,承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。

偏心受拉构件时一种介于轴心受拉构件与受弯构件之间的受力构件。

如矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。

7.2 大小偏心受拉构件的界限是什么?这两种受拉构件的受力特点和破坏形态有何不同?答:大、小偏心受拉构件的本质界限是构件截面上是否存在受压区。

由于截面上受压区的存在与否与轴向拉力N作用点的位置有直接关系,所以在实际设计中以轴向拉力N的作用点在钢筋A s和A's之间或钢筋A s和A's之外,作为判定大小偏心受拉的界限。

当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之间(e0≤h/2-a s)时(图7.3),发生小偏心受拉破坏。

小偏心受拉破坏,截面混凝土都将裂通,偏心拉力全有左右两侧的纵向钢筋承受。

只要两侧钢筋均不超过正常需要量,则当截面达到承载能力极限状态时,钢筋A s和A's的拉应力均可能达到屈服强度。

因此可以认为,对0<e0≤h/2-a s的小偏心受拉构件,混凝土完全不参加工作,两侧钢筋A s及A's均受拉屈服。

当纵向拉力N作用在A s合力点与A's合力点之外(e0>h/2-a s)时(图7.4),发生大偏心受拉破坏。

大偏心受拉破坏特征与A s的数量多少有关,当A s数量适当时,受拉钢筋首先屈服,然后受压钢筋应力达到屈服强度,受压区边缘混凝土达到极限压应变而破坏,这与大偏心受压破坏特征类似。

混凝土设计原理第2章答案

混凝土设计原理第2章答案

思 考 题-答案2。

1 混凝土的立方体抗压强度标准值f cu ,k 、轴心抗压强度标准值f ck 和轴心抗拉强度标准值f tk 是如何确定的?答:混凝土的立方体抗压强度标准值f cu,k 的确定:以标准方法制作的边长150mm 的立方体试块,在标准条件下(温度20±2℃,相对湿度不低于95%)养护28d ,按标准试验方法加载至破坏,测得的具有95%以上保证率的抗压强度作为混凝土立方体抗压强度的标准值,用f cu ,k 表示,单位为N/mm 2。

轴心抗压强度标准值f ck 的确定:是根据150mm×150mm×300mm 的棱柱体标准试件,在与立方体标准试件相同的养护条件下,按照棱柱体试件试验测得的具有95%保证率的抗压强度确定的.具体按下式计算:k cu,c2c1ck 88.0f f αα=式中 αc1-棱柱体强度与立方体强度之比值,当混凝土强度等级≤C50时取αc1=0。

76, C80取αc1=0.82,其间按线性内插法确定。

αc2-混凝土的脆性折减系数,当混凝土强度等级≤C40时取αc2=1.0, C80取αc2=0.87,其间按线性内插法确定。

轴心抗拉强度标准值f tk 的确定:可采用轴心抗拉试验(试件尺寸100mm×100mm×500mm )直接测试或通过圆柱体(或立方体)的劈裂试验间接测试,测得的具有95%保证率的轴心抗拉强度确定的.具体按下式计算:()c245.00.55k cu,tk 645.11395.088.0αδ-⨯=f f2。

2 混凝土的强度等级是如何划分的?我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有哪些?对于同一强度等级的混凝土,试比较立方体抗压强度、轴心抗压强度和轴心抗拉强度的大小并说明理由。

答:混凝土的强度等级是依据立方体抗压强度标准值f cu ,k 确定的.我国《规范》GB50010规定的混凝土强度等级有:C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65、C70、C75和C80,共14个等级。

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5.1为什么受弯构件一般在跨中产生垂直裂缝而在支座附近区段产生斜裂缝?答:通常受弯构件跨中的弯矩最大,由此弯矩产生的正应力也就在跨中最大,且该处剪力通常 为零,则弯矩产生的正应力即为主拉应力,方向与梁轴平行,当此主拉应力超过混凝土的抗拉强度时就在跨中发生与梁轴垂直的垂直裂缝。

而在支座附近通常剪力较大、弯矩较小,在它们产生的剪 应力 和正应力 共同作用下,形成与梁轴有一定夹角的主拉应力,当此主拉应力超过混凝土的抗拉 强度时,即发生与主拉应力方向垂直的斜裂缝。

5.2试述无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面。

答:无腹筋梁斜裂缝出现后应力重分布的两个主要方面是:斜裂缝所在截面的混凝土应力和纵 向钢筋的应力发生了较大的变化。

(1) 斜裂缝出现后,斜裂缝两侧混凝土的应力降为零,裂缝上端混凝土残余面承受的剪应力和 压应力将显著增大。

(2) 斜裂缝出现后,斜裂缝处纵向钢筋的应力突然增大。

5.3什么是剪跨比和计算剪跨比?斜截面受剪承载力计算时,什么情况下需要考虑剪跨比的影 响?答:剪跨比是作用在构件截面上的弯矩与作用在构件截面上的剪力和截面有效高度乘积的比值, 用表示,即 =M/Vh o ,也称广义剪跨比。

对于集中荷载作用下的简支梁,=M/Vh o 可表示为 =a/h o ,称a/h o 为计算截面的剪跨比,简称计算剪跨比,也称狭义剪跨比。

其中,a 为集中荷载作用点至支座或节点边缘的距离,简称剪跨。

对于集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪 力值占总剪力值的75%以上的情况)的独立梁,斜截面受剪承载力计算时应考虑剪跨比的影响5.4 梁的斜截面受剪破坏形态有几种?各自的破坏特征如何?答:梁的斜截面受剪破坏形态有:斜压破坏、剪压破坏、斜拉破坏。

斜压破坏的特征是:破坏时,斜裂缝间的混凝土压酥,与斜裂缝相交的腹筋没有屈服,承载力 取决于混凝土的抗压强度,脆性破坏。

剪压破坏的特征是:与临界斜裂缝相交的腹筋先屈服,最后剪压区混凝土压坏而破坏,承载力 取决于剪压区混凝土的强度,脆性破坏。

斜拉破坏的特征是:一旦斜裂缝出现,就很快形成临界斜裂缝,与临界斜裂缝相交的腹筋很快 屈服甚至被拉断,承载力急剧下降,破坏过程短且突然,承载力主要取决于混凝土的抗拉强度,脆 性显著。

可见,三种破坏均属于脆性破坏。

5.5 什么是箍筋的配筋率?箍筋的作用有哪些?箍筋的构造又从哪几个方面作出规定? 答:箍筋的配筋率是表示沿梁轴线方向单位水平截面面积内所含有的箍筋截面面积,简称配箍 率,用符号sv 表示,即按下式计算:n A svisvbs在斜裂缝出现之前,箍筋的作用不明显;但在斜裂缝出现以后,与斜裂缝相交的箍筋应力突然 增大,箍筋直接分担部分剪力,作用明显。

箍筋的作用具体如下:( 1)承担剪力,直接提高梁的受剪承载力; ( 2)抑制斜裂缝的开展,间接提高梁的受剪承载力;( 3)参与斜截面受弯,使斜裂缝出现后纵向钢筋应力的增量减小;A sv bs(4)约束混凝土,提高混凝土的强度和变形能力,改善梁破坏时的脆性性能;(5)固定纵筋位置,形成钢筋骨架。

箍筋的构造从箍筋间距、箍筋直径、最小配箍率、箍筋的肢数、箍筋的封闭形式等方面作出规5.6 影响梁斜截面受剪承载力的4 个主要因素是什么?答:影响梁斜截面受剪承载力的因素很多,其中4 个主要因素是剪跨比、混凝土强度、箍筋的配筋率和纵筋的配筋率。

5.7 规范GB50010-2002 是以哪种破坏形态为基础来建立斜截面受剪承载力计算公式的?建立计算公式时又作了哪两个基本假定?答:规范GB50010-2002 的受剪承载力计算公式是以剪压破坏为基础建立的,建立时作了以下两个基本假定:(1)假定剪压破坏时,梁的斜截面受剪承载力由剪压区混凝土、箍筋和弯起钢筋三部分承载力组成,忽略纵筋的销栓作用和斜裂缝交界面上骨料的咬合作用。

(2)假定剪压破坏时,与斜裂缝相交的箍筋和弯起钢筋都已屈服。

5.8 斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏都是脆性破坏,为什么规范GB50010-2002 却以剪压破坏的受力特征为依据来建立受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式?答:斜拉破坏:斜裂缝一旦出现腹筋马上屈服甚至拉断,斜截面受剪承载力接近于无腹筋梁斜裂缝产生时的受剪承载力,配置的腹筋未起到提高承载力的作用,不经济。

斜压破坏:与斜裂缝相交的腹筋未屈服,剪压区混凝土先压碎,虽然斜截面受剪承载力较高,但腹筋强度未得到充分利用,也不经济。

剪压破坏:与斜裂缝相交的腹筋先屈服,然后剪压区混凝土压碎,钢筋和混凝土的强度都得到充分利用。

所以,尽管斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏都是脆性破坏,但仍以剪压破坏的受力特征为依据来建立受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式更为合理。

5.9 实际工程中,按规范设计的受弯构件,为什么就不会发生斜截面受剪破坏?答:确切地说,按规范设计的受弯构件,其发生斜截面受剪破坏的概率很小,小到人们不再担心其会发生破坏,也就认为不会发生斜截面受剪破坏,其原因有以下两个方面:(1)目前规范GB50010-2002 的计算公式是基于剪压破坏试验结果的偏下线公式,所以按该公式设计的构件,可避免发生剪压破坏。

(2)同时规范GB50010-2002 给出了上述计算公式的限制条件:一是截面限制条件,满足该条件即可避免发生斜压破坏。

二是构造配箍条件及其箍筋相应的构造规定,满足该条规定即可避免斜拉破坏。

所以按规范设计的受弯构件,就不会发生斜截面受剪破坏。

5.10 进行斜截面受剪承载力计算时,规范GB50010-2002 将受弯构件分成哪两类?以仅配置箍筋的梁为例,分别写出两类受弯构件的斜截面受剪承载力计算公式。

答:进行斜截面受剪承载力计算时,规范GB50010-2002 将受弯构件分成“一般受弯构件”和“集中荷载作用下的独立梁”两类。

对于矩形、T形和I形截面的一般受弯构件,当仅配置箍筋时的斜截面受剪承载力按下式计算:AV cs O.7f t bh o l.25f yv 亠h o s对于集中荷载作用下(包括作用有多种荷载,其中集中荷载对支座截面或节点边缘所产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况)的独立梁,当仅配置箍筋时的斜截面受剪承载力按下式计算:V cs Mf t bh o f yv jAsv h o1 s5.11为什么弯起钢筋的设计强度取O.8f y?答:弯起钢筋的受剪承载力公式:V sb =O.8f y A sb sin。

式中:系数O.8为应力不均匀系数,用来考虑靠近剪压区的弯起钢筋在斜截面受剪破坏时,可能达不到钢筋的抗拉屈服强度设计值。

5.12 斜截面受剪承载力计算公式的适用条件有哪些?设置这些适用条件的意义是什么?答:斜截面受剪承载力计算公式的适用条件有截面限制条件和构造配箍条件。

截面限制条件是计算公式的上限,设置该条件是为防止发生斜压破坏和限制梁在使用阶段的裂缝宽度。

构造配箍条件是计算公式的下限,设置该条件及其箍筋相应的构造规定是为防止发生斜拉破坏。

5.13与简支梁相比,集中荷载作用下连续梁的受剪性能如何?受剪承载力计算时,规范又是如何处理的?答:与简支梁相比,集中荷载作用下连续梁中间支座附近的剪跨段内存在正弯矩和负弯矩,有一个反弯点。

由于反弯点两侧梁段承受的弯矩方向相同,故无论是梁的上部钢筋还是下部钢筋,都是反弯点一侧受拉,另一侧受压。

因此剪跨段内纵向钢筋与混凝土间的粘结作用易遭到破坏,易出现粘结裂缝和沿纵向钢筋的撕裂裂缝。

此时梁截面发生了较大的应力重分布,两条临界斜裂缝之间的上下纵向钢筋都处于受拉状态,纵向钢筋外侧混凝土的受压作用逐渐丧失,只剩梁截面中间部分混凝土来承受压力和剪力。

因此,集中荷载作用下连续梁的受剪承载力比简支梁的低些。

同时,对于集中荷载作用下的连续梁,其计算剪跨比 a ?i0大于广义剪跨比M ?Vh0。

故规范GB50010-2002对于集中荷载作用下连续梁的斜截面受剪承载力利用简支梁的计算公式计算,且使用计算剪跨比来考虑其受剪承载力的降低。

因此,无论简支梁还是连续梁,只要是集中荷载作用下的独立梁均采用相同的公式计算其受剪承载力,且公式中的剪跨比统一采用计算剪跨比a ?i o。

5.14斜截面受剪承载力计算时,通常选取哪些截面作为计算截面?计算截面处的剪力设计值又是如何选取?答:斜截面受剪承载力计算时,应选择作用效应大而抗力小或抗力发生突变的截面作为斜截面受剪承载力的计算截面,具体有:(1)支座边缘处的截面;(2)受拉区弯起钢筋弯起点处的截面;(3)箍筋截面面积或间距改变处的截面;(4)腹板宽度改变处的截面。

计算截面处的剪力设计值取法如下:(1)计算支座边缘截面时,取支座边缘截面的剪力设计值;(2)计算第一排弯起钢筋弯起点处的截面时,取支座边缘截面的剪力设计值;计算以后每一排弯起钢筋弯起点处的截面时,取前一排弯起钢筋弯起点处截面的剪力设计值;(3)计算箍筋截面面积或间距改变处的截面时,取箍筋截面面积或间距改变处截面的剪力设计值;(4)计算腹板宽度改变处的截面时,取腹板宽度改变处截面的剪力设计值。

5.15 什么是抵抗弯矩图?为保证正截面受弯承载力,它与设计弯矩图的关系应当如何?答:抵抗弯矩图又称材料图,是根据实际配置的纵向受力钢筋所确定的梁各正截面所能抵抗的弯矩图形,抵抗弯矩图是抗力图。

为保证正截面受弯承载力,抵抗弯矩图应包住设计弯矩图。

5.16 受弯构件设计时,何时需要绘制抵抗弯矩图?何时又不必绘制抵抗弯矩图?答:当梁内需要设置弯起钢筋或支座负纵筋时,需要绘制抵抗弯矩图,以便确定弯起钢筋的数量、弯起点位置和支座负纵筋的实际截断点位置等,以保证纵筋弯起或截断后仍然满足斜截面受弯承载力、斜截面受剪承载力和正截面受弯承载力的要求。

当梁内不需要设置弯起钢筋或支座负纵筋时,则不需要绘制抵抗弯矩图。

5.17 从承载力的角度考虑,纵筋的弯起必须满足哪三方面的要求?答:从承载力的角度考虑,纵筋的弯起必须满足正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力三个方面的要求。

5.18 为保证正截面受弯承载力、斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力,纵筋的弯起应分别满足哪些构造规定?答:(1)出于保证正截面受弯承载力需要的有关纵筋弯起的构造规定:纵筋的弯起点须位于纵筋强度的充分利用截面以外,同时弯起钢筋与梁中心线的交点应位于不需要该钢筋的截面。

(2)出于保证斜截面受剪承载力需要的有关纵筋弯起的规定:第一,弯起钢筋的数量须由斜截面受剪承载力计算确定;第二,支座边缘到第一排弯起钢筋弯终点的距离、以及前一排的弯起点至后一排的弯终点不应大于箍筋的最大间距S max;第三,弯起钢筋的弯起角一般为45 °当梁高大于800mm 时,宜为60°;第四,弯起钢筋的弯终点外应留有平行于梁轴线方向的锚固长度,在受拉区不应小于20d,在受压区不应小于10d ;第五,当不能利用纵向钢筋弯起抗剪时,可单独设置抗剪的弯筋,且该弯筋应布置成“鸭筋”形式,不能采用“浮筋” 。

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