混凝土结构设计原理邵永健 等主编 著第5章思考题与习题答案

混凝土结构设计原理 (邵永健 等主编 著) 北京大学出版社 1-5章习题参考答案 第5章思考题与习题答案

思考题

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σ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τ和正应力σ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λ表示,即λ=M/Vh0,也称广义剪跨比。

对于集中荷载作用下的简支梁,λ=M/Vh0可表示为λ=a/h0,称a/h0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ρsv表示,即按下式计算:

ρsv=

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:

nAsv1Asv

=bsbs

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