混凝土结构设计原理(沈蒲生)5 第五章:受弯构件斜截面承载力
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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。
西南交大《混凝土结构设计原理》第五章受弯构件正截面承载力计算FAQ一、斜截面受力特点及破坏形态如何?受弯构件在荷载作用下,截面除产生弯矩M外,常常还产生剪力V,在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段,产生斜裂缝,倘若斜截面承载力不足,可能沿斜裂缝发生斜截面受剪破坏或斜截面受弯破坏。
因此,还要保证受弯构件斜截面承载力,即斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力。
工程设计中,斜截面受剪承载力是由抗剪计算来满意的,斜截面受弯承载力则是通过构造要求来满意的。
二、斜裂缝的形成如何?因为混凝土抗拉强度很低,随着荷载的增强,当主应力超过混凝土复合受力下的抗拉强度时,就会浮上与主拉应力轨迹线大致垂直的裂缝。
除纯弯段的裂缝与梁纵轴垂直以外,M、V共同作用下的截面主应力轨迹线都与梁纵轴有一倾角,其裂缝与梁的纵轴是倾斜的,故称为斜裂缝。
当荷载继续增强,斜裂缝不断延伸和加宽,当截面的抗弯强度得到保证时,梁最后可能因为斜截面的抗剪强度不足而破坏。
为了防止斜截面破坏,理论上应在梁中设置与主拉应力方向平行的钢筋最合理,可以有效地限制斜裂缝的发展。
但为了施工方便,普通采用梁中设置与梁垂直的箍筋。
弯起钢筋普通利用梁内的纵筋弯起而形成,固然弯起钢筋的方向与主拉力的方向一致,但因为其传力较扩散,受力不匀称,且可能在弯起处引起混凝土的霹雳裂缝,同时增强了施工难度,普通仅在箍筋略有不足时采用。
三、斜裂缝形成后的应力状态及破坏分析怎样?当梁的主拉应力达到混凝土抗拉强度时,在剪弯区段将浮上斜裂缝。
浮上斜裂缝后,引起剪弯段内的应力重分布,这时已不可能将梁视为均质弹性体,截面上的应力不能用普通的材料力学公式计算。
四、斜裂缝的类型有哪些?当梁的主拉应力达到混凝土抗拉强度时无腹筋梁可能浮上两种裂缝:(1)弯剪斜裂缝:因为弯矩较大即正应力较大,先在梁底浮上垂直裂缝,然后向上逐渐发展变弯,其方向大致垂直裂缝,然后向上逐渐发展变弯,其方向大致垂直主拉应力轨迹线。
随荷载的增强,斜裂缝向上发展到受压区,特点为裂缝宽度下宽上窄。
混凝土结构设计原理沈蒲生第5版中的混凝土承载原理一、概述混凝土结构作为一种重要的建筑材料,其设计原理是建筑工程中必不可少的一部分。
混凝土结构设计的目的是确定建筑物所需的混凝土强度和尺寸,以及混凝土结构的布置和构造。
本文将根据沈蒲生第5版中的混凝土承载原理,从混凝土的组成、混凝土的强度和受力原理等方面,对混凝土结构设计原理进行分析和阐述。
二、混凝土的组成混凝土是由水泥、砂、石料、水和掺合料等组成的人造石材。
水泥是混凝土的重要组成部分,它是混凝土中最主要的粘结材料。
砂和石料是混凝土中的骨料,用来增加混凝土的强度和刚度。
水是混凝土中的溶剂,用来将混合料中的颗粒粘合在一起。
掺合料是混凝土中的辅助材料,用来改善混凝土的工作性能和性质。
三、混凝土的强度混凝土的强度是由混合料中的水泥和水的水化反应产生的,也受到混合料中的砂、石料和掺合料的影响。
混凝土的强度通常用抗压强度来表示,其计算公式如下:f_c = P / A其中,f_c表示混凝土的抗压强度,单位为MPa;P表示施加在混凝土上的压力,单位为N;A表示混凝土的横截面积,单位为平方米。
混凝土的强度受到很多因素的影响,如水泥品种、水泥用量、骨料品种、骨料用量、混凝土配合比、混凝土的制作工艺、养护条件等。
因此,在混凝土结构设计中,需要根据具体的工程要求,选择适当的材料和配合比,以确保混凝土的强度和稳定性。
四、混凝土受力原理混凝土结构的承载能力是由混凝土的强度和结构形式决定的。
混凝土的承载原理主要有以下几种:1. 弯曲受力弯曲受力是混凝土结构中最常见的一种受力形式。
在弯曲受力作用下,混凝土的上表面受到压力,下表面受到拉力。
在混凝土中,由于钢筋的加入,混凝土的受拉能力得到了很大程度的提升。
2. 剪切受力剪切受力是指混凝土结构在受到横向荷载作用下所产生的受力形式。
在剪切受力作用下,混凝土的上部发生压力,下部发生拉力,同时产生剪切力。
由于混凝土的抗剪强度较低,因此在设计混凝土结构时需要注意剪切受力的影响。