第八章 受扭构件承载力问答题参考答案
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国家开放大学《混凝土结构设计原理》形考任务四附参考答案第一章问答题(6分)1.谈一谈混凝土结构中为什么需要配置钢筋,其作用是什么?(6分)参考答案:1)较高的强度和合适的屈强比;2)足够的塑性;3)良好的可焊性;4)耐久性和耐火性5)与混凝土具有良好的黏结力。
第二章问答题(6分)2.与普通混凝土相比,高强混凝土的强度和变形性能有何特点?(6分)参考答案:与普通混凝土相比,高强混凝土的弹性极限、与峰值应力对应的应变值、荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度等均比较高。
但高强混凝土在达到峰值应力以后,应力-应变曲线下降很快,表现出很大的脆性,其极限应变也比普通混凝土低。
第三章问答题(6分)3.从“地震来了,房屋倒塌”这句话谈一谈你对“作用效应”和“结构抗力”这两个概念的理解。
(6分)参考答案:直接作用和间接作用施加在结构构件上,由此在结构内产生内力和变形(如轴力、剪力、弯矩、扭矩以及挠度、转角和裂缝等),称为作用效应。
结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应(即内力和变形)的能力,如构件的承载能力、刚度等第四章问答题(6分)4.为什么钢筋混凝土雨篷梁的受力钢筋主要布置在截面上层,而钢筋混凝土简支梁桥的受力钢筋主要布置在截面下层?(6分)参考答案:因为前者属于悬挑构件上部受拉,后者为下部受拉。
所以钢筋混凝土雨篷梁的受力钢筋主要布置在截面上层,而钢筋混凝土简支梁桥的受力钢筋主要布置在截面下层。
第五章问答题(6分)5.想一想斜截面受剪承载力计算时为何要对梁的截面尺寸加以限制?为何规定最小配箍率?(6分)参考答案:想一想斜截面受剪承载力计算时为何要对梁的截面尺寸加以限制?为何规定最小配箍率?第六章问答题(6分)6.根据“立柱顶千斤”的道理,谈一谈轴心受压柱和偏心受压柱在受力和破坏特点上的不同?(6分)参考答案:纵向压力作用线与构件截面形心轴线重合的构件,称为轴心受压构件.实际工程中理想的轴心受压构件是不存在的,但是在设计以恒载为主的多层多跨房屋的内柱和屋架的受压腹杆等构件时,可近似地简化为轴心受压构件计算。
国开形成性考核《混凝土结构设计原理》形考任务(1-4)试题及答案(课程ID:00053,整套相同,如遇顺序不同,Ctrl+F查找,祝同学们取得优异成绩!)形考任务一第一章题目多项选择题,每题0.4分,共1.6分。
题目:1、关于素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的说法,错误的是(BC)。
【A】:适筋钢筋混凝土梁的破坏形态属延性破坏【B】:相同截面尺寸的素混凝土梁和钢筋混凝土梁,前者的受弯承载力更高【C】:素混凝土梁的破坏形态属延性破坏【D】:相同截面尺寸的素混凝土梁和钢筋混凝土梁,后者的受弯承载力更高题目:2、关于钢筋混凝土结构的优点,下列说法正确的是(ABC)。
【A】:承载力高【B】:耐火性好【C】:耐久性佳【D】:自重轻题目:3、关于钢筋混凝土结构的缺点,下列说法正确的是(BCD)。
【A】:取材不方便【B】:需用大量模板【C】:施工受季节性影响【D】:抗裂性差题目:4、钢筋与混凝土之所以能够有效地结合在一起共同工作,主要基于(ABD)。
【A】:接近的温度线膨胀系数【B】:钢筋和混凝土之间良好的黏结力【C】:接近的抗拉和抗压强度【D】:混凝土对钢筋的保护作用第二章题目不定项选择题,每题0.4分,共2分。
题目:5、我国《混凝土规范》规定:钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于(A)。
【A】:C20【B】:C15【C】:C10【D】:C25题目:6、关于高强混凝土的强度和变形性能,下列说法正确的是(ABC)。
【A】:与普通混凝土相比,高强混凝土与峰值应力对应的应变值较高;【B】:与普通混凝土相比,高强混凝土的弹性极限较高;【C】:与普通混凝土相比,高强混凝土在荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度均较高;【D】:高强混凝土的极限应变比普通混凝土高。
题目:7、影响混凝土徐变的主要因素有(ABCD)。
【A】:加荷龄期【B】:混凝土组成成分以及构件的尺寸。
【C】:养护和使用条件下的温湿度【D】:施加的初应力水平题目:8、钢筋经冷拉后,(D)。
第8章受扭构件承载力的计算§8.1 概述实际工程中哪些构件属于受扭构件?工程结构中,结构或构件处于受扭的情况很多,但处于纯扭矩作用的情况很少,大多数都是处于弯矩、剪力、扭矩共同作用下的复合受扭情况,比如吊车梁、框架边梁、雨棚梁等,如图8-1所示。
图8-1 受扭构件实例受扭的两种情况:平衡扭转和协调扭转。
静定的受扭构件,由荷载产生的扭矩是由构件的静力平衡条件确定的,与受扭构件的扭转刚度无关,此时称为平衡扭转。
如图8-1(a )所示的吊车梁,在竖向轮压和吊车横向刹车力的共同作用下,对吊车梁截面产生扭矩T 的情形即为平衡扭转问题。
对于超静定结构体系,构件上产生的扭矩除了静力平衡条件以外,还必须由相邻构件的变形协调条件才能确定,此时称为协调扭转。
如图8-1(b )所示的框架楼面梁体系,框架的边梁和楼面梁的刚度比对边梁的扭转影响显著,当边梁刚度较大时,对楼面梁的约束就大,则楼面梁的支座弯矩就大,此支座弯矩作用在边梁上即是其承受的扭矩,该扭矩由楼面梁支承点处的转角与该处框架边梁扭转角的变形协调条件所决定,所以这种受扭情况为协调扭转。
§8.2 纯扭构件的试验研究8.2.1 破坏形态钢筋混凝土纯扭构件的最终破坏形态为:三面螺旋形受拉裂缝和一面(截面长边)的斜压破坏面,如图8-3所示。
试验研究表明,钢筋混凝土构件截面的极限扭矩比相应的素混凝土构件增大很多,但开裂扭矩增大不多。
图8-2 未开裂混凝土构件受扭图8-3 开裂混凝土构件的受力状态 8.2.2 纵筋和箍筋配置对纯扭构件破坏性态的影响受扭构件的四种破坏形态受扭构件的破坏形态与受扭纵筋和受扭箍筋配筋率的大小有关,大致可分为适筋破坏、部分超筋破坏、完全超筋破坏和少筋破坏四类。
对于正常配筋条件下的钢筋混凝土构件,在扭矩作用下,纵筋和箍筋先到达屈服强度,然后混凝土被压碎而破坏。
这种破坏与受弯构件适筋梁类似,属延性破坏。
此类受扭构件称为适筋受扭构件。
第八章钢筋混凝土构件裂缝及变形的验算一、填空题1.混凝土构件裂缝开展宽度及变形验算属于极限状态的设计要求,验算时材料强度采用。
2. 是提高钢筋混凝土受弯构件刚度的最有效措施。
3. 裂缝宽度计算公式中的,σsk是指,其值是按荷载效应的组合计算的。
4.钢筋混凝土构件的平均裂缝间距随混凝土保护层厚度的增大而。
用带肋变形钢筋时的平均裂缝间距比用光面钢筋时的平均裂缝间距_______(大、小)些。
5.钢筋混凝土受弯构件挠度计算中采用的最小刚度原则是指在弯矩范围内,假定其刚度为常数,并按截面处的刚度进行计算。
6.结构构件正常使用极限状态的要求主要是指在各种作用下和不超过规定的限值。
7.裂缝间纵向受拉钢筋应变的不均匀系数Ψ是指之比,反映了裂缝间参与工作的程度。
8.平均裂缝宽度是指位置处构件的裂缝宽度。
二、选择题1. 计算钢筋混凝土梁的挠度时,荷载采用()A、平均值;B、标准值;C、设计值。
2. 当验算受弯构件挠度时,出现f>[f]时,采取()措施最有效。
A、加大截面的宽度;B、提高混凝土强度等级;C、加大截面的高度;D、提高钢筋的强度等级。
3. 验算受弯构件裂缝宽度和挠度的目的是()。
A、使构件能够带裂缝工作;B、使构件满足正常使用极限状态的要求;C、使构件满足承载能力极限状态的要求;D、使构件能在弹性阶段工作。
4. 钢筋混凝土轴心受拉构件的平均裂缝间距与纵向钢筋直径及配筋率的关系是()。
A、直径越大,平均裂缝间距越小;B、配筋率越大,平均裂缝间距越大;C、直径越小,平均裂缝间距越小;5. 钢筋混凝土梁截面抗弯刚度随荷载的增加及持续时间增加而()。
A、逐渐减小;B、逐渐增加;C、保持不变;D、先增加后减小。
6. 裂缝间钢筋应变的不均匀系数Ψ的数值越大,说明()。
A、裂缝之间混凝土的应力越大;B、裂缝之间钢筋应力越小;C、裂缝之间混凝土的应力越小;D、裂缝之间钢筋应力为零。
7. 当其他条件完全相同,根据钢筋面积选择钢筋直径和根数时,对裂缝有利的选择是()。
第5章受弯构件的斜截面承载力选择题1.对于无腹筋梁,当1 <,< 3时,常发生什么破坏(B )。
A.斜压破坏;B.剪压破坏;C.斜拉破坏;D.弯曲破坏;2.对于无腹筋梁,当X < 1时,常发生什么破坏(A )。
A.斜压破坏;B.剪压破坏;C.斜拉破坏;D.弯曲破坏;3.对于无腹筋梁,当X > 3时,常发生什么破坏(C )。
A.斜压破坏;B.剪压破坏;C.斜拉破坏;D.弯曲破坏;4.受弯构件斜截面承载力计算公式的建立是依据( B )破坏形态建立的。
A.斜压破坏;B.剪压破坏;C.斜拉破坏;D.弯曲破坏;5.为了避免斜压破坏,在受弯构件斜截面承载力计算中,通过规定下面哪个条件来限制(C )。
A.规定最小配筋率;B.规定最大配筋率;C.规定最小截面尺寸限制;D.规定最小配箍率;6.为了避免斜拉破坏,在受弯构件斜截面承载力计算中,通过规定下面哪个条件来限制(D )。
A.规定最小配筋率;B.规定最大配筋率;C.规定最小截面尺寸限制;D.规定最小配箍率;7. M R图必须包住M图,才能保证梁的(A )。
A.正截面抗弯承载力;B.斜截面抗弯承载力;C.斜截面抗剪承载力;8.《混凝土结构设计规范》规定,纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离,不应小于(C )。
A.B.h 0C.h 0D.h 09.《混凝土结构设计规范》规定,位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率,对于梁、板类构件,不宜大于(A )。
A.25%;B.50%;C.75%;D.100%;10.《混凝土结构设计规范》规定,位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率,对于柱类构件,不宜大于(B )。
A.25%;B.50%;C.75%;D.100%;判断题1.梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。
(V )2.梁剪弯段区段内,如果剪力的作用比较明显,将会出现弯剪斜裂缝。
(X )3.截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。
判断题1.轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。
()2.轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。
()3.实际工程中没有真正的轴心受压构件。
()4.轴心受压构件的长细比越大,稳定系数值越高。
()5.轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋容易压曲,所以钢筋的抗压强度设计值最2大取为。
()/400 mmN6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力,又能提高柱的稳定性。
()第三章轴心受力构件承载力判断题参考答案1.错;2.对;3.对;4.错;5.错;6.错;判断题混凝土保护层厚度越大越好。
( ) 对于X h ;的T 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为 b f'的矩形截面梁,所以其配筋率应按 来计算。
( )b f h o板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。
( )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。
( )双筋截面比单筋截面更经济适用。
( )截面复核中,如果 b ,说明梁发生破坏,承载力为 o 。
( )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。
( )正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第川阶段。
( )适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度 b 的确定依据是平截面假定。
()第四章受弯构件正截面承载力判断题参考答案错;错;错;对;错;错;对;1.2. 3. 4. 5. 6. 7. & 9. 1.2. 3. 4. 5. 6. 7. & 9.错; 对;判断题1.梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。
()2.梁剪弯段区段内,如果剪力的作用比较明显,将会出现弯剪斜裂缝。
()3.截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。
()4.在集中荷载作用下,连续梁的抗剪承载力略高于相同条件下简支梁的抗剪承载力。
()5.钢筋混凝土梁中纵筋的截断位置,在钢筋的理论不需要点处截断。
()第五章受弯构件斜截面承载力判断题参考答案1.对;2.错;3.错;4.错;5.错;判断题1.小偏心受压破坏的的特点是,混凝土先被压碎,远端钢筋没有屈服。
混凝土结构设计原理形考答案混凝土结构设计原理形考参考答案形考一 1、正确答案是:素混凝土梁的破坏形态属延性破坏, 相同截面尺寸的素混凝土梁和钢筋混凝土梁,前者的受弯承载力更高2、正确答案是:承载力高, 耐久性佳, 耐火性好3、正确答案是:抗裂性差, 需用大量模板, 施工受季节性影响4、正确答案是:钢筋和混凝土之间良好的黏结力, 接近的温度线膨胀系数, 混凝土对钢筋的保护作用5、正确答案是:C206、正确答案是:与普通混凝土相比,高强混凝土的弹性极限较高;,与普通混凝土相比,高强混凝土与峰值应力对应的应变值较高;,与普通混凝土相比,高强混凝土在荷载长期作用下的强度以及与钢筋的粘结强度均较高;7、正确答案是:施加的初应力水平, 加荷龄期,养护和使用条件下的温湿度, 混凝土组成成分以及构件的尺寸。
8、正确答案是:可提高但不能提高9、正确答案是:混凝土的立方体抗压强度达到10、正确答案是:安全性, 耐久性, 适用性的概率不小于95%。
11、正确答案是:地震,地基不均匀沉降, 温度变化12、正确答案是:荷载标准值13、正确答案是:结构转变为机动体系, 结构或构件丧失稳定14、正确答案是:施加在结构或构件上的力属于直接作用;, 引起结构变形和产生内力的原因属于间接作用;,结构抗力是指整个结构或结构构件承受作用效应的能力。
15、对 16、对 17、对18、正确答案是:混凝土等级低,同时钢筋等级高,19、正确答案是:受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离;20、正确答案是:21、正确答案是:中和轴附近部分受拉混凝土范围小且产生的力矩很小;22、正确答案是:达到最大值;23、正确答案是:增大截面高度。
裂缝宽度及挠度过大;小。
24、正确答案是:提高钢筋等级效果大;形考二1、正确答案是:箍筋的配筋率及其强度2、正确答案是:斜压破坏形态;3、正确答案是:减小 4、正确答案是:斜拉破坏5、正确答案是:混凝土与受拉钢筋形成的拱6、正确答案是:显著提高抗剪承载力7、正确答案是:保证箍筋发挥作用8、正确答案是:增大混凝土的变形9、正确答案是:可以保证箍筋能够达到屈服强度 10、正确答案是:长细比11、正确答案是:受压构件破坏时,受压钢筋不一定受压屈服;12、正确答案是:偏心距较小,或偏心距较大但受拉钢筋配置过多。
第八章 受扭构件承载力
问答题参考答案
1.钢筋混凝土纯扭构件有几种破坏形式?各有什么特点?计算中如何避免少筋破坏和完全超筋破坏?
答:钢筋混凝土纯扭构件有三种破坏形式。
受力特点如下:
(1)适筋纯扭构件
当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时,在外扭矩作用下,混凝土开裂并退出工作,钢筋应力增加但没有达到屈服点。
随着扭矩荷载不断增加,与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度,同时混凝土裂缝不断开展,最后形成构件三面受拉开裂,一面受压的空间扭曲破坏面,进而受压区混凝土被压碎而破坏,这种破坏与受弯构件适筋梁类似,属延性破坏,以适筋构件受力状态作为设计的依据。
(2)超筋纯扭构件
当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低,会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度,而混凝土先被压碎的现象,这种破坏与受弯构件超筋梁类似,没有明显的破坏预兆,钢筋未充分发挥作用,属脆性破坏,设计中应避免。
为了避免此种破坏,《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制,间接限定抗扭钢筋最大用量。
(3)少筋纯扭构件
当纵向钢筋和箍筋配置过少(或其中之一过少)时,混凝土开裂后,混凝土承担的拉力转移给钢筋,钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段,其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁,破坏扭矩与开裂扭矩接近,破坏无预兆,属于脆性破坏。
这种构件在设计中应避免。
为了防止这种少筋破坏,《混凝土结构设计规范》规定,受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率,并应符合受扭钢筋的构造要求。
2.简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。
答:素混凝土纯扭构件在纯扭状态下,杆件截面中产生剪应力。
对于素混凝土的纯扭构件,当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时,构件即开裂。
第一条裂缝出现在构件的长边(侧面)中点,与构件轴线成45°方向,斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面,形成三面受拉开裂,一面受压的空间斜曲面,直到受压侧面混凝土压坏,破坏面是一空间扭曲裂面,构件破坏突然,为脆性破坏。
3.在抗扭计算中有两个限值,t f 7.0和c c f β25.0,它们起什么作用? 答:当符合下列条件:t t
f W T bh V 7.00≤+ 则不需对构件进行剪扭承载力计算,而根据最小配筋率和构造要求配筋(纵向钢筋和箍筋)。
在受扭构件设计中,为了保证结构截面尺寸及混凝土材料强度不至于过小,为了避免超筋破坏,对构件的截面尺寸规定了限制条件。
《混凝土结构设计规范》在试验的基础上,对h w /b ≤6的钢筋混凝土构件,规定截面限制条件如下式
当h w /b ≤4时 c c t
f W T bh V β25.08.00≤+ 4.在抗扭计算中,配筋强度比的ζ含义是什么?起什么作用?有什么限制?
答:参数ζ反映了受扭构件中抗扭纵筋和箍筋在数量上和强度上的相对关系,称为纵筋和箍筋的配筋强度比,即纵筋和箍筋的体积比和强度比的乘积,
为箍筋的单肢截面面积,S 为箍筋的间距,
对应于一个箍筋体积
的纵筋体积为,其中为截面内对称布置的全部纵筋截面面积,则ζ=;试验表明,只有当ζ值在一定范围内时,才可保证构件破坏时纵筋和箍筋的强度都得到充分利用,《规范》要求ζ值符合0.6≤ζ≤1.7的条件,当ζ>1.7时,取ζ=1.7。
5.从受扭构件的受力合理性看,采用螺旋式配筋比较合理,但实际上为什么采用封闭式箍筋加纵筋的形式?
答:因为这种螺旋式钢筋施工复杂,也不能适应扭矩方向的改变,因此实际工程并不采用,而是采用沿构件截面周边均匀对称布置的纵向钢筋和沿构件长度方向均匀布置的封闭箍筋作为抗扭钢筋,抗扭钢筋的这种布置形式与构件正截面抗弯承载力及斜截面抗剪承载力要求布置的钢筋形式一致。
6. 《混凝土结构设计规范》是如何考虑弯矩、剪力、和扭矩共同作用的?t β的意义是什么?起什么作用?上下限是多少?
答:实际工程的受扭构件中,大都是弯矩、剪力、扭矩共同作用的。
构件的受弯、受剪和受扭承载力是相互影响的,这种相互影响的性质称为复合受力的相关性。
由于构件受扭、受弯、受剪承载力之间的相互影响问题过于复杂,采用统一的相关方程来计算比较困难。
为了简化计算,《混凝土结构设计规范》对弯剪扭构件的计算采用了对混凝土提供的抗力部分考虑相关性,而对钢筋提供的抗力部分采用叠加的方法。
0
5.015.1Tbh VW t t +=β(0.5≤t β≤1.0),t β称为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数,当t β小于0.5时,取t β等于0.5;当t β大于1.0时,取t β等于1.0。
7.受扭构件的配筋有哪些构造要求?
答:有以下构造要求:
(1).截面尺寸要求
在受扭构件设计中,为了保证结构截面尺寸及混凝土材料强度不至于过小,为了避免超筋破坏,对构件的截面尺寸规定了限制条件。
《混凝土结构设计规范》在试验的基础上,对h w /b ≤6的钢筋混凝土构件,规定截面限制条件如下式
当h w /b ≤4时 c c t
f W T bh V β25.08.00≤+ (8-27)
当h w /b=6时 c c t
f W T bh V β20.08.00≤+ (8-28) 当4<h w /b <6时 按线性内插法确定。
计算时如不满足上面公式的要求,则需加大构件截面尺寸,或提高混凝土强度等级。
(2).最小配筋率
构在弯剪扭共同作用下,构件受剪及受扭箍筋最小配筋率为 yv
t sv f f 28.0min ,=ρ;受扭纵筋的最小配筋率为y
t stl tl f f Vb T bh A 6.0min ,min ,==
ρ;纵筋最小配筋率应取抗弯及抗扭纵筋最小配筋率叠加值。
(3).其他构造要求
纵筋间距S l <250m m 或b 箍筋间距S <S m a x >10d 或图8受扭配筋构造要求5
图8-14 受扭配筋构造要求
受扭纵筋构造见图8-14。
沿截面周边布置的受扭纵向钢筋间距S 1不大于200mm 和梁截面短边长度;除应在梁截面四角设置受扭纵向钢筋外,其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀布置。
受扭纵向钢筋应按受拉钢筋锚固在梁支座内。
在弯剪扭构件中,配置在截面弯曲受拉边的纵向受力钢筋,其截面面积不应小于按受弯构件受拉钢筋最小配筋率计算出的钢筋面积与按受扭纵向钢筋配筋率计算分配到弯曲受拉边的钢筋截面面积之和。
箍筋的最大间距和最小直径应符合受剪构件要求。
箍筋必须为封闭式,且应沿截面周边布置;当采用复合箍筋时,位于截面内部箍筋不应计入受扭所需箍筋面积。
受扭所需箍筋的末端应作成135°弯钩,弯头平直段长度不小于10d 。
8.受扭构件中,受扭纵向钢筋为什么沿截面四周对称放置,并且四角必须放置? 答:由受扭构件受力分析可以知道,扭曲面是螺旋形裂缝,至少在3个面上都有,所以这样布置就是利用纵向钢筋的抗拉作用。