结构设计原理——第二节(受弯构件强度计算)
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结构设计原理第四章-受弯构件承载力计算第一节概述一、斜截面强度计算原因:在弯曲正应力和剪应力(shearing stress)的共同作用下,受弯构件中会产生与纵轴斜交的主拉应力(tensile principal stress)与主压应力(com stress)。
因为混凝土材料的抗压强度高而抗拉强度较低,当主拉应力达到其抗拉极限强度时,就会出现垂直于主拉应力方向的斜向裂缝,并导致沿斜戴筋混凝土受弯构件除应进行正截面强度计算外,尚需对弯矩和剪力同时作用的区段,进行斜截面强度计算。
二、措施:在梁内设置箍筋和弯起钢筋箍筋(stirrups)、弯起钢筋统称为腹筋(web reinforcement)或剪力钢筋。
三、斜截面承载力计算内容斜截面抗剪承载力计算与斜截面抗弯承载力计算。
第二节受力分析一、影响斜截面抗剪强度(shearing strength)的主要因素1、剪跨比(shear span to effective depth ratio);2、砼标号;3、箍筋及纵向钢筋(longitudinal reinforcement)的配筋率(reinforcemen剪跨比m是指梁承受集中荷载作用时,集中力的作用点到支点的距离与梁的有效高度之比。
剪跨截面的弯矩和剪力的数值比例关系。
试验研究表明,剪跨比越大,抗剪能力越小,当剪跨比m>3以后,抗剪能力基本二、受剪破坏的主要形态1、斜拉破坏a、发生场合无腹筋梁或腹筋配的很少的梁,且m>3;b、破坏情况斜裂缝一出现,很快形成临界斜裂缝,并迅速伸展到手压区边缘,使构件沿斜向被拉断成两部分而是脆性破坏。
c、防止措施:设置一定数量的箍筋,且箍筋面积不大,箍筋配筋率大于最小配箍率。
2、斜压破坏a、发生场合当剪跨比较小(m<1),或者腹筋配置过多,腹板(web plate)很薄时,都会由于主压应力过大b、破坏情况随着荷载的增加,梁腹板被一系列平行的斜裂缝分割成许多倾斜的受压短柱。
《钢结构设计原理》——期末考试参考答案一、单选题1.对于对接焊缝,当焊缝与作用力间的夹角满足( )时,该对接焊缝的可不进行验算。
A.1B.1.5C.2D.0.5正确答案:B2.对于钢结构的局部失稳,一般不采用( )方式。
A.增加翼缘与腹板厚度B.减小翼缘与腹板的宽度C.提高杆件的强度D.设置加劲肋正确答案:C3.钢材拉伸性能试验采用( )进行检测。
A.压力试验机B.弯折仪C.拉拔仪D.万能试验机正确答案:D4.受弯构件的腹板加劲肋设计原则是()。
A.无论如何都要设置腹板加劲肋B.调整腹板的高厚比,尽量不要设置加劲肋C.各种加劲肋的功能是不一样的,要依据情况设置D.要优先设置纵向加劲肋正确答案:C5.为了防止轴心受压构件的局部失稳需( )。
A.规定板件有足够的强度B.规定板件的宽厚比C.规定板件有足够的刚度D.规定板件有足够的厚度正确答案:B6.钢梁腹板局部稳定采用( )准则。
A.腹板局部屈曲应力不小于构件整体屈曲应力B.腹板实际应力不超过腹板屈曲应力C.腹板实际应力不小于板的屈服应力D.腹板局部临界应力不小于钢榭屈服应力正确答案:D7.常用的钢结构连接方法中,广泛应用于可拆卸连接方法是( )。
A.焊接连接B.螺栓连接C.铆接连接D.销键连接正确答案:B8.钢梁腹板加劲肋的主要作用是( )。
A.增强截面的抗扭刚度B.保证腹板的局部稳定性C.提高截面的强度D.提高梁的整体稳定性正确答案:B9.轴的刚度分为( )和扭转刚度。
A.扭矩刚度B.弯曲刚度C.抗震刚度D.机动刚度正确答案:B10.轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于( )。
A.底板的抗弯刚度B.柱子的截面积C.基础材料的强度等级D.底板的厚度正确答案:C11.直角角焊缝连接的计算是根据( )情况不同分类的。
A.焊缝形式B.钢材型号C.受力情况D.结构形式正确答案:C12.钢材塑性破坏的特点是( )。
A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大正确答案:D13.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是( )。
混凝土结构设计原理习题集之二4 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、填空题:1.钢筋混凝土受弯构件正截面破坏有___ 、___ 和___ 三种破坏形态。
2.一配置HRB335 级钢筋的单筋矩形截面梁,该梁所能承受的最大弯矩公式为_________ 。
若该梁所承受的弯矩设计值大于上述最大弯矩,则应___ 或____ 或____ 。
3.正截面受弯计算方法的基本假定是:__ 、__ 、__ _ 、___ 。
4.在适筋梁破坏的三个阶段中,作为抗裂度计算的依据的是_________ ,作为变形和裂缝宽度验算的依据是_____ ,作为承载力极限状态计算的依据是_____ 。
5.双筋矩形截面梁可以提高截面的, 越多,截面的越好。
6.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算公式的适用条件是、。
7.提高受弯构件截面延性的方法,在单筋矩形截面梁受拉钢筋配筋率不宜,在双筋矩形截面梁受压钢筋配筋率不宜.8.适筋梁的破坏始于,它的破坏属于。
超筋梁的破坏始于,它的破坏属于.9.混凝土保护层的厚度主要与有关、和所处的等因素有关。
10.单向板中分布钢筋应板的受力钢筋方向,并在受力钢筋的按要求配置.二、选择题:1.混凝土保护层厚度是指().A.箍筋的外皮至混凝土外边缘的距离B.受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离C.受力钢筋截面形心2.适筋梁在逐渐加载过程中,当正截面受力钢筋达到屈服以后( )。
A.该梁即达到最大承载力而破坏B.该梁达到最大承载力,一直维持到受压混凝土达到极限强度而破坏C.该梁达到最大承载力,随后承载力缓慢下降直到破坏D.该梁承载力略有提高,但很快受压区混凝土达到极限压应变,承载力急剧下降而破坏3.图示中所示五种钢筋混凝土梁的正截面,采用混凝土强度等级为C20;受力钢筋为HRB335 级,从截面尺寸和钢筋的布置方面分析,正确的应是( ) 。
4.双筋矩形截面正截面受弯承载力计算,受压钢筋设计强度规定不超过400N/mm2,因为( )。
1 /171第四章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算本章学习要点:1、掌握单筋矩形截面、双筋矩形截面和T 形截面承载力的计算方法;2、了解配筋率对受弯构件破坏特征的影响和适筋受弯构件在各阶段的受力特点;3、熟悉受弯构件正截面的构造要求。
§4-1 概述一、受弯构件的定义同时受到弯矩M 和剪力V 共同作用,而轴力N 可以忽略的构件(图4—1). 梁和板是土木工程中数量最多,使用面最广的受弯构件。
梁和板的区别:梁的截面高度一般大于其宽度,而板的截面高度则远小于其宽度。
受弯构件常用的截面形状如图4-2所示。
图4-1二、受弯构件的破坏特性正截面受弯破坏:沿弯矩最大的截面破坏,破坏截面与构件的轴线垂直。
斜截面破坏:沿剪力最大或弯矩和剪力都较大的截面破坏。
破坏截面与构件轴线斜交。
进行受弯构件设计时,要进行正截面承载力和斜截面承载力计算。
2 /172图4—3 受弯构件的破坏特性§4—2 受弯构件正截面的受力特性一、配筋率对正截面破坏性质的影响配筋率:为纵向受力钢筋截面面积A s 与截面有效面积的百分比.sA bh 式中 s A —-纵向受力钢筋截面面积。
b -—截面宽度,0h —-截面的有效高度(从受压边缘至纵向受力钢筋截面重心的距离)。
构件的破坏特征取决于配筋率、混凝土的强度等级、截面形式等诸多因素,但配筋率的影响最大。
受弯构件依配筋数量的多少通常发生如下三种破坏形式: 1、 少筋破坏当构件的配筋率低于某一定值时,构件不但承载力很低,而且只要其一开裂,裂缝就急速开展,裂缝处的拉力全部由钢筋承担,钢筋由于突然增大的应力而屈服,构件立即发生破坏。
图4—4 受弯构件正截面破坏形态2、适筋破坏当构件的配筋率不是太低也不是太高时,构件的破坏首先是受拉区纵向钢筋屈服,然后压区砼压碎。
钢筋和混凝土的强度都得到充分利用.破坏前有明显的塑性变形和裂缝预兆。
3、超筋破坏当构件的配筋率超过一定值时,构件的破坏是由于混凝土被压碎而引起的。