(完整版)第4章受弯构件的正截面承载力习题答案(精)
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第四章 受弯构件正截面承载力一、填空题1、当混凝土强度等级≤C50时,受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中,0ε= ,cu ε= 。
2、环境类别为一类时,梁截面设计时,可取截面有效高度:一排钢筋时,0h h =− ;两排钢筋时,0h h =− 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A 、I ;B 、I a ;C 、II ;D 、II a ;E 、III ;F 、III a 。
①抗裂度计算以 阶段为依据;②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据;③承载能力计算以 阶段为依据。
5、受弯构件min ρρ≥是为了 ;max ρρ≤是为了 。
6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中,不必验算的条件分别是 及 。
7、T 形截面连续梁,跨中按 截面,而支座边按 截面计算。
8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 。
10、在理论上,T 形截面梁,在M 作用下,f b ′越大则受压区高度x 。
内力臂 ,因而可 受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。
12、板内分布筋的作用是:(1) ;(2) ;(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是 ,防止超筋破坏的条件是 。
14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率,是根据 确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是:(1) ,是为了保证 ; (2) ,是为了保证 。
当<2sa χ′时,求s A 的公式为 ,还应与不考虑s A ′而按单筋梁计算的s A 相比,取 (大、小)值。
16、双筋梁截面设计时,s A 、sA ′均未知,应假设一个条件为 ,原因是 ;承载力校核时如出现0>b h χξ时,说明 ,此时u M = ,如u M M ≤外,则此构件 。
第一章1.1 钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点?钢筋和混凝土是如何共同工作的?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 钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点?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极限状态的概念。
结构功能:安全性、适用性、耐久性承载能力极限状态:结构或构件达到最大承载力或者变形达到不适于继续承载的状态,称为承载能力极限状态。
正常使用极限状态:结构或构件达到正常使用或耐久性中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。
第二章2.7什么是混凝土的徐变?徐变对混凝土构件有何影响?通常认为影响徐变的主要因素有哪些?如何减小徐变?结构或材料承受的荷载或应力不变,而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。
徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响,它会使构件的变形增加,在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象,在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。
影响混凝土徐变的主要因素有:1)时间参数;2)混凝土的应力大小;3)加载时混凝土的龄期;4)混凝土的组成成分;5)混凝土的制作方法及养护条件;6)构件的形状及尺寸;7)钢筋的存在等。
第4章 受弯构件正截面受弯承载力计算一、判断题1.界限相对受压区高度ξb 与混凝土等级无关。
( √ )2.界限相对受压区高度ξb 由钢筋的强度等级决定。
( √ )3.混凝土保护层是从受力钢筋外侧边算起的。
( √ )4.在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。
( × )5.在适筋梁中增大截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用不明显。
( × )6.在适筋梁中其他条件不变时ρ越大,受弯构件正截面承载力也越大。
( √ )7.梁板的截面尺寸由跨度决定。
( × )8,在弯矩作用下构件的破坏截面与构件的轴线垂直,即正交,故称其破坏为正截面破坏。
( √ )9.混凝土保护层厚度是指箍筋外皮到混凝土边缘的矩离。
( × )10.单筋矩形截面受弯构件的最小配筋率P min =A s,min /bh 0。
( × )11.受弯构件截面最大的抵抗矩系数αs,max 由截面尺寸确定。
( × )12.受弯构件各截面必须有弯矩和剪力共同作用。
( × )13.T 形截面构件受弯后,翼缘上的压应力分布是不均匀的,距离腹板愈远,压应力愈小。
( √ )14.第一类T 形截面配筋率计算按受压区的实际计算宽度计算。
( × )15.超筋梁的受弯承载力与钢材强度无关。
( × )16.以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋粱,受拉钢筋屈服后,弯矩仍能有所增加是因为钢筋应力已进入强化阶段。
( × )17.与素混凝土梁相比钢筋混凝土粱抵抗混凝土开裂的能力提高很多。
( × )18.素混凝土梁的破坏弯矩接近于开裂弯矩。
( √ )19.梁的有效高度等于总高度减去钢筋的保护层厚度。
( × )二、填空题1.防止少筋破坏的条件是___ρ≥ρmin _______,防止超筋破坏的条件是__ρ≤ρmax ____。
绪论1.在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
2.混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。
3.钢筋混凝土结构的主要缺点有:自重大、抗裂性差以及费模费工等。
第一章混凝土结构的设计方法1.混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。
2.钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔,其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。
3.有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。
4.伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。
5.反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能(p9)。
6.要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力,就要求:①钢筋与混凝土两者变形一致,共同受力;②钢筋的位置和数量等也必须正确。
7.混凝土的应力不变,__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。
8.钢筋与混凝土之间的粘结,包括两类问题:①沿钢筋长度的粘结;②钢筋端部的锚固。
9.混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。
10.结构或构件破坏前没有明显预兆的,属脆性破坏;破坏前有明显预兆的,属_延性_破坏。
11.为了保证可靠锚固,绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___。
12.钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。
13.在钢筋长度保持不变的条件下,钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。
14.钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成。
15.为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力,钢筋端部要有足够的__锚固长度____。
16.过混凝土应力-应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。
17.混凝土在三向受压下,不仅可提高其____抗压强度______,而且可提高其变形能力。
第4章习题解答(4.1)已知:钢筋混凝土简支梁,截面尺寸为b×h=200mm×500mm,a s=40mm,混凝土强度等级为C30,剪力设计值V=140KN,箍筋为HPB300,环境类别为一类,求所需受剪箍筋。
解:(一)查表获得所需参数:查附表2-3、2-4可得:f c=14.3N/mm2,f t=1.43N/mm2查附表2-11可得:f yv=270N/mm2(二)计算A sv1:ℎw=ℎ0=h−a s=460mm⇒ℎwb=460200=2.3<40.25βc f c bℎ0=0.25×1×14.3×200×460=328900N≈328.9KN>V=140KN0.7f t bℎ0=0.7×1.43×200×460≈92.1KN<V=140KNV=0.7f t bℎ0+f yv A svsℎ0⇒A svs=(V−0.7f t bℎ0)f yvℎ0=(140000−0.7×1.43×200×460)270×460⇒A svs≈0.386mm取s=200mm⇒A sv=200×0.386=77.2mm2选用两肢箍,A sv1=A sv2=38.6mm2(三)配箍:选用A8@200,A sv1=50.3mm2>38.6mm2ρsv=nA sv1bs=2×50.3200×200≈0.25%>ρmin=0.24f tf yv=0.24×1.43270≈0.13% s=200mm≤s max=200mm(4.2)已知:梁截面尺寸同上题,但V=62KN及V=280KN,应如何处理?解:(一)当V=62KN时:1) 配箍:ℎ0=h−a s=460mm0.7f t bℎ0=0.7×1.43×200×460≈92.1KN>V=62KN⇒仅需构造配箍令s=300mm≤s max=300mm选用两肢箍,ρsv=nA sv1bs =2×A sv1200×300=ρmin=0.24f tf yv=0.13%⇒A sv1=39mm2选用A8@300,A sv1=50.3mm2>39mm2(二)当V=280KN时:(二)计算A sv1:ℎw=ℎ0=h−a s=460mm⇒ℎwb=460200=2.3<40.25βc f c bℎ0=0.25×1×14.3×200×460=328900N≈328.9KN>V=280KN0.7f t bℎ0=0.7×1.43×200×460≈92.1KN<V=280KNV=0.7f t bℎ0+f yv A svsℎ0⇒A svs=(V−0.7f t bℎ0)f yvℎ0=(280000−0.7×1.43×200×460)270×460⇒A svs≈1.513mm取s=100mm⇒A sv=100×1.513=151.3mm2选用两肢箍,A sv1=A sv2=75.7mm2(三)配箍:选用A10@100,A sv1=78.5mm2>75.7mm2ρsv=nA sv1bs=2×78.5200×100≈0.785%>ρmin=0.24f tf yv=0.24×1.43270≈0.13% s=100mm≤s max=200mm(4.3)已知:钢筋混凝土简支梁,截面尺寸为b×h=200mm×400mm,混凝土强度等级为C30,均布荷载设计值q=40KN/m,环境类别为一类,求截面A、B左和B右受剪钢筋。
第4章 受弯构件的正截面承载力4.1选择题1.( C )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; 2.( A )作为受弯构件抗裂计算的依据。
A .Ⅰa 状态; B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 3.( D )作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。
A .Ⅰa 状态; B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 4.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的( B )。
A. 少筋破坏;B. 适筋破坏;C. 超筋破坏;D. 界限破坏;5.下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限( C )。
A .b ξξ≤; B .0h x b ξ≤;C .'2s a x ≤;D .max ρρ≤6.受弯构件正截面承载力计算中,截面抵抗矩系数s α取值为:( A )。
A .)5.01(ξξ-; B .)5.01(ξξ+; C .ξ5.01-; D .ξ5.01+;7.受弯构件正截面承载力中,对于双筋截面,下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服( C )。
A .0h x b ξ≤; B .0h x b ξ>;C .'2s a x ≥; D .'2s a x <;8.受弯构件正截面承载力中,T 形截面划分为两类截面的依据是( D )。
A. 计算公式建立的基本原理不同;B. 受拉区与受压区截面形状不同;C. 破坏形态不同;D. 混凝土受压区的形状不同;9.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是( C )。
A. 提高混凝土强度等级;B. 增加保护层厚度;C. 增加截面高度;D. 增加截面宽度;10.在T 形截面梁的正截面承载力计算中,假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是( A )。
A. 均匀分布;B. 按抛物线形分布;C. 按三角形分布;D. 部分均匀,部分不均匀分布; 11.混凝土保护层厚度是指( B )。
第四章 受弯构件正截面承载力计算题参考答案1. 已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ,混凝土强度等级为C25,f c =mm 2,2/27.1mm N f t =, 钢筋采用HRB335,2/300mm N f y =截面弯矩设计值M=。
环境类别为一类。
求:受拉钢筋截面面积解:采用单排布筋 mm h 465355000=-= 将已知数值代入公式 s y c A f bx f =1α 及 )2/(01x h bx f M c -=α得⨯⨯⨯⨯s A 165⨯106=⨯⨯⨯⨯ 两式联立得:x=186mm A s =验算x=186mm<=0h b ξ⨯=2min 200500200%2.06.1475mm bh A s =⨯⨯=>=ρ所以选用3Φ25 A s =1473mm 22.已知一单跨简支板,计算跨度l =,承受均布荷载q k =3KN/m 2(不包括板的自重),如图所示;混凝土等级C30,2/3.14mm N f c =;钢筋等级采用HPB235钢筋,即Ⅰ级钢筋,2/210mm N f y =。
可变荷载分项系数γQ =,永久荷载分项系数γG =,环境类别为一级,钢筋混凝土重度为25KN/m 3。
求:板厚及受拉钢筋截面面积A s解:取板宽b=1000mm 的板条作为计算单元;设板厚为80mm ,则板自重g k =25×=m 2, 跨中处最大弯矩设计值:图1()()m KN lq g M k q k G .52.434.234.122.1818122=⨯⨯+⨯⨯=+=γγ 由表知,环境类别为一级,混凝土强度C30时,板的混凝土保护层最小厚度为15mm ,故设a =20mm ,故h 0=80-20=60mm ,f c =,f t =, f y =210,b ξ=查表知,图20878.06010003.1411052.426201=⨯⨯⨯⨯==bh f Mc s αα 092.0211=--=s a ξ()26037660954.02101052.4954.02115.0mmh f MA a s y s s s =⨯⨯⨯===-+=γγ 选用φ8@140,As=359mm 2(实际配筋与计算配筋相差小于5%),排列见图,垂直于受力钢筋放置φ6@250的分布钢筋。
第4章 受弯构件的正截面承载力习题答案第4章 受弯构件的正截面承载力4.1选择题1.( C )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;2.( A )作为受弯构件抗裂计算的依据。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态;C. Ⅲa 状态;D. 第Ⅱ阶段;3.( D )作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态;C. Ⅲa 状态;D. 第Ⅱ阶段;4.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的( B)。
A.少筋破坏;B.适筋破坏;C.超筋破坏;D.界限破坏;5.下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限( C )。
A .;b ξξ≤B .;0h x b ξ≤C .;'2s a x ≤ D .maxρρ≤6.受弯构件正截面承载力计算中,截面抵抗矩系数取值为:( A )。
s α A .;)5.01(ξξ- B .;)5.01(ξξ+ C .;ξ5.01- D .;ξ5.01+第4章 受弯构件的正截面承载力习题答案7.受弯构件正截面承载力中,对于双筋截面,下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服( C )。
A .;0h x b ξ≤ B .;0h x b ξ> C .;'2s a x ≥ D .;'2s a x <8.受弯构件正截面承载力中,T 形截面划分为两类截面的依据是( D )。
A.计算公式建立的基本原理不同;B.受拉区与受压区截面形状不同;C.破坏形态不同;D.混凝土受压区的形状不同;9.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是( C )。
A.提高混凝土强度等级;B.增加保护层厚度;C.增加截面高度;D.增加截面宽度;10.在T 形截面梁的正截面承载力计算中,假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是( A )。
A.均匀分布;B.按抛物线形分布;C.按三角形分布;D.部分均匀,部分不均匀分布;11.混凝土保护层厚度是指( B )。
A.纵向钢筋内表面到混凝土表面的距离;B.纵向钢筋外表面到混凝土表面的距离;C.箍筋外表面到混凝土表面的距离;D.纵向钢筋重心到混凝土表面的距离;12.在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中,若,则说明( A'2s a x ≤)。
A.受压钢筋配置过多;B.受压钢筋配置过少;C.梁发生破坏时受压钢筋早已屈服;D.截面尺寸过大;4.2判断题1.混凝土保护层厚度越大越好。
( × )2.对于的T 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为的矩形截面'f h x ≤'f b第4章 受弯构件的正截面承载力习题答案梁,所以其配筋率应按来计算。
( × )0'h b A f s=ρ3.板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。
( × )4.在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。
(∨)5.双筋截面比单筋截面更经济适用。
( × )6.截面复核中,如果,说明梁发生破坏,承载力为0。
( ×)b ξξ>7.适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服,然后混凝土受压破坏。
(∨)8.正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。
( × )9.适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度的确定依据是平截面假定。
(∨b ξ)4.3问答题1.建筑工程中的梁在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求?答:梁的截面尺寸应满足承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。
一般根据刚度条件由设计经验决定,根据跨度的1/10~1/15确定梁的高度。
《高层建筑混凝土结构技术规程》规定框架结构主梁的高跨比为1/10~1/18。
矩形截面梁高宽比取2~3.5,T 形截面梁取2.5~4.0。
梁中的钢筋有纵向钢筋、弯起钢筋、纵向构造钢筋(腰筋)、架立钢筋和箍筋,箍筋、纵筋和架立钢筋绑扎(或焊)在一起,形成钢筋骨架。
纵向钢筋有强度等级一般宜采用HRB400或RRB400级和HRB335级钢筋。
直径是10、12、14、16、18、20、22、25mm ,根数一般不少于3根。
间距梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm 和钢筋直径;梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm 和1.5倍钢筋直径。
保护层厚度根据环境类别一般为25~4 0mm 。
布筋方式有分离式配筋和弯起式配筋。
箍筋有强度等级宜采用HPB235级、HRB335级和HRB400级。
直径一般为6mm~10mm 。
当梁高大于800mm 时,直径不宜小于8mm ;当梁高小于或等于800mm 时,直径不宜小于6mm ;且不应小于d/4(d 为纵向受压钢筋的最大直径)。
箍筋间距由构造或由计算确定,且不应大于15d (d 为纵向受压钢筋的最小直径),和400mm ,当一层内的纵向受压钢筋多于5根且直径大于18mm 时,箍筋的间距不应大于l0d 。
计算不需要箍筋的梁,仍需按构造配置箍筋。
箍筋有开口和闭口、单肢和多肢、螺旋箍筋等形式。
箍筋应做成封闭式,当梁的宽度大于400 mm 且一层内的纵向受压钢筋多于3根时,或当梁的宽度不大于400mm 但一层内的纵向受压钢筋多于4根时,应设置复合箍筋(如四肢箍)。
架立钢筋的直径,当梁的跨度小于4m 时,不宜小于8mm ;当梁的跨度在4~6m 范围时,不宜小于10mm ;当梁的跨度大于6m 时,不宜小于12mm 。
当梁截面高度大于或等于450mm 时,梁的两侧应配置纵向构造钢筋,纵向构造钢筋的间距不宜大于200mm ,直径为10~14 mm 。
每侧纵向构造钢筋的截面面积不应小于扣除翼缘厚度后的梁截面面积的0.1%。
第4章受弯构件的正截面承载力习题答案2.建筑工程中的板在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求?答:《混凝土结构设计规范》规定了现浇钢筋混凝土板的最小厚度为60~150 mm。
板中有两种钢筋:受力钢筋和分布钢筋。
受力钢筋常用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋,常用直径是6、8、10、12mm,其中现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm。
受力钢筋间距一般为70~200mm,当板厚h≤150mm ,不应大于200mm,当板厚h>150mm ,不应大于1.5h且不应大于250mm。
分布钢筋宜采用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋,常用直径是6mm和8mm。
单位长度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%,且不应小于该方向板截面面积的0.15%,分布钢筋的间距不宜大于250mm。
保护层厚度根据环境类别一般为15~3 0mm。
3.混凝土保护层的作用是什么?梁、板的保护层厚度按规定应取多少?答:保护层是为了保证钢筋和混凝土之间的黏结、防止钢筋过早锈蚀。
梁、板受力构件混凝土保护层最小厚度(mm)环境类别梁板≤C20C25~C45≥C50≤C20C25~C45≥C50一302525201515 a---3030---2020二b---3530---2520三---4035---30254.梁内纵向受拉钢筋的根数、直径及间距有何具体规定?纵向受拉钢筋什么情况下多层布筋?答:纵向钢筋有强度等级一般宜采用HRB400或RRB400级和HRB335级钢筋。
直径是10、12、14、16、18、20、22、25mm,根数一般不少于3根。
间距梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和钢筋直径;梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm和1.5倍钢筋直径。
当梁底部钢筋较多,无法满足要求时,梁的纵向受力钢筋可置成两层或两层以上,梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,从第三层起,钢筋的中距应比下面两层的中距增大一倍。
各层钢筋之间净间距不应小于25mm和钢筋直径d。
5.受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏,经历了哪几个阶段?各阶段的主要特征是什么?各个阶段是哪种极限状态的计算依据?答:适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。
第Ⅰ阶段荷载较小,梁基本上处于弹性工作阶段,随着荷载增加,弯矩加大,拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。
第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩M cr sh,梁出现裂缝,裂缝截面的混凝土退出工作,拉力由纵向受拉钢筋承担,随着弯矩的增加,受压区混凝土也表现出塑性性质,当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时,受拉钢筋开始屈服。
第Ⅲ阶段钢筋屈服后,梁的刚度迅速下降,挠度急剧增大,中和轴不断上升,受压区高度不断减小。
受拉钢筋应力不再增加,经过一个塑性转动构成,压区混凝土被压碎,构件丧失承载力。
第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。
第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。
第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。
6.什么叫纵向受拉钢筋的配筋率?钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式?其第4章 受弯构件的正截面承载力习题答案破坏特征有何不同?答:配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比(轴心受压构件为全截面的面积)。
, ρ为配筋率;A s 为受拉区纵向钢筋的截面面%1000⨯=bh A sρ积;b 为矩形截面的宽度;h 0为截面的有效高度。
钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。
梁配筋适中会发生适筋破坏。
受拉钢筋首先屈服,钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长,受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变,混凝土压碎,构件破坏。
梁破坏前,挠度较大,产生较大的塑性变形,有明显的破坏预兆,属于塑性破坏。
梁配筋过多会发生超筋破坏。
破坏时压区混凝土被压坏,而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。
破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点,拉区的裂缝宽度较小,破坏是突然的,没有明显预兆,属于脆性破坏,称为超筋破坏。
梁配筋过少会发生少筋破坏。
拉区混凝土一旦开裂,受拉钢筋即达到屈服,并迅速经历整个流幅而进入强化阶段,梁即断裂,破坏很突然,无明显预兆,故属于脆性破坏。
7.什么是延性的概念?受弯构件破坏形态和延性的关系如何?影响受弯构件截面延性的因素有那些?如何提高受弯构件截面延性?答:延性是指组成结构的材料、组成结构的构件以及结构本身能维持承载能力而又具有较大塑性变形的能力。
因此延性又包括材料的延性、构件的延性以及结构的延性。
适筋破坏是延性破坏,超筋破坏、少筋破坏是脆性破坏。
在单调荷载下的受弯构件,延性主要取决于两个综合因素,即极限压应变εcu 以及受压区高度x 。
影响受弯构件截面延性的因素包括,如混凝土强度等级和钢筋级别、受拉钢筋配筋率、受压钢筋配筋率、混凝土极限压应变、箍筋直径和间距、截面形式等。
在设计混凝土受弯构件时,承载力问题与延性问题同样重要。
主要措施是:1)抗震设计时,限制纵向受拉钢筋的配筋率,一般不应大于2.5%;受压区高度x ≤(0.25~0.35)h 0;2)双筋截面中,规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例,一般使受压钢筋与受拉钢筋面积之比保持为0.3~0.5;在弯矩较大的区段适当加密箍筋。