第5章受弯构件的斜截面承载力习题集规范标准答案
第5章 受弯构件的斜截面承载力

第5章 受弯构件的斜截面承载力5.1概述上一章讲了钢筋混凝土受弯构件在主要承受弯矩的区段内,会产生垂直裂缝,如果正截面受弯承载力不够,将沿垂直裂缝发生正截面受弯破坏。
钢筋混凝土受弯构件在弯矩和剪力共同作用下,当正截面受弯承载力得到保证时,则有能产生斜截面破坏。
斜截面破坏包括斜截面受剪破坏和斜截面受弯破坏两方面。
因此为了保证受弯构件的承载力,除了进行正截面受弯承载力计算外,还必须进行斜截面受剪承载力计算,同时斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来满足的。
钢筋混凝土受弯构件在出现裂缝前的应力状态,由于它是两种不同材料组成的非均质体,因而材料力学公式不能完全适用。
但是当作用的荷载较小,构件内的应力也较小,其拉应力还未超过混凝土的抗拉极限强度、亦即处于裂缝出现以前的I a 阶段状态时,则构件与均质弹性体相似,应力-应变基本成线性关系,此时其应力可近似按一般材料力学公式来进行分析。
在计算时可将纵向钢筋截面按其重心处钢筋的拉应变取与同一高度处混凝土纤维拉应变相等的原则,由虎克定律换算成等效的混凝土截面,得出一个换算截面,则截面上任意一点的正应力和剪应力分别按下式计算,其应力分布见图5-1。
图5-1 钢筋混凝土简支梁开裂前的应力状态(a )开裂前的主应力轨迹线;(b )换算截面;(c )正应力σ图;(d )剪应力τ图正应力 0I My =σ (5-1) 剪应力 0bI VS =τ (5-2) 式中 I 0——换算截面惯性矩。
由于受弯构件纵向钢筋的配筋率一般不超过2%,所以按换算截面面积计算所得的正应力和剪应力值与按素混凝土的截面计算所得的应力值相差不大。
根据材料力学原理,受弯构件正截面上任意一点在正应力σ和剪应力τ共同作用下,在该点所产生的主应力,可按下式计算主拉应力 2242τσσσ++=tp (5-3)主压应力 2242τσσσcp +-= (5-4) 主应力的作用方向与构件纵向轴线的夹角α可由下式求得:στα22-=tg (5-5)在中和轴附近,正应力很小,剪应力大,主拉应力方向大致为45°。
第五章受弯构件斜截面承载力的计算

第五章受弯构件斜截面承载力的计算内容的分析和总结钢筋混凝土受弯构件有可能在弯矩W和剪力V共同作用的区段内,发生沿着与梁轴线成斜交的斜裂缝截面的受剪破坏或受弯破坏。
因此,受弯构件除了要保证正截面受弯承载力以外,还应保证斜截面的受剪和受弯承载力。
在工程设计中,斜截面受剪承载一般是由计算和构造来满足,斜截面受弯承载力则主要通过对纵向钢筋的弯起、锚固、截断以及箍筋的间距等构造要求来满足的。
学习的目的和要求1.了解斜裂缝的出现及其类别。
2.明确剪跨比的概念。
3.观解斜截面受剪破坏的三种主要形态。
4.了解钢筋混凝土简支梁受剪破坏的机理。
5.了解影响斜截面受剪承载力的主要因素。
6.熟练掌握斜截面受剪承载力的计算方法及适用条件的验算。
7.掌握正截面受弯承载力图的绘削方法,熟悉纵向钢筋的弯起、锚固、截断及箍筋间距的主要构造要求,并能在设计中加以应用。
§5-1 受弯构件斜截面承载力的一般概念一、受弯构件斜截面破坏及腹筋布置1.梁受力特点CD段:纯弯段正截面受弯破坏,配纵向钢筋受剪破坏:配腹筋(箍筋和弯筋)AC段:弯剪段斜截面受弯破坏:构造处理图5-1 无腹筋梁斜裂缝出现前的应力状态2.腹筋的布置·将梁中箍筋斜放与斜裂缝正交时受力状态最佳。
但施工难实现;难以适应由于异号弯矩、剪力导致斜裂缝的改变方向。
·在支座附近弯矩较小之处可采用弯起部分纵筋以抵抗部分剪力。
3.关于腹筋布置的规定⑴梁高h<150mm 的梁可以不设置箍筋。
⑵h=150~300mm 时,可仅在梁端各1/4跨度范围内配置箍筋。
当构件中部1/2跨度范围内有集中荷载时,应沿全长布置箍筋。
⑶h>300mm 时,全跨布置箍筋。
二、钢筋混凝土梁开裂前的应力状态1.应力计算方法:接近弹性工作状态,可根据材力公式计算梁中应力。
钢筋按应变相等、合力大小及作用点不变的原则换算成等效混凝土面积αE A s ,把钢筋混凝土的截面变成混凝土单一材料的换算截面,其几何特征值A 0、I 0、S 0、y 0。
第五章 受弯构件斜截面承载力计算

实验表明,当荷载较小, 裂缝未出现时,可将钢筋混 凝土梁视为均质弹性材料的 梁,其受力特点可用材料力 学的方法分析。随着荷载的 增加,梁在支座附近出现斜 裂缝。取CB为隔离体。
图5-3 隔离体受力
与剪力V平衡的力有:AB面上的混凝土切应力合力Vc;由于开裂面BC 两侧凹凸不平产生的骨料咬合力Va的竖向分力;穿过斜裂缝的纵向钢筋 在斜裂缝相交处的销栓力Vd。
图5-12 斜截面受剪承载力计算位置
①支座边缘处截面。
该截面承受的剪力最大。在计算简图中跨度取至支座中心。但支座和 构件连在一起,可以共同承受剪力,所以受剪控制截面是支座边缘截 面。计算该截面剪力设计值时,跨度取净跨。用支座边缘的剪力设计 值确定第一排弯起钢筋和1-1截面的箍筋。
②受拉区弯起钢筋弯起点处截面。(2-2截面和3-3截面)
(2)截面尺寸要求:
为防止斜压破坏,截面尺寸应满足:
当
hw
b£
4 时, V ?
1 (10 60
l0 h)bc fcbh0
当 hw b ³ 6 时, V ? 1 (7 60
l0 h)bc fcbh0
当 4< hw b < 6 时,按线性内插法取用。
2、构造要求:
(1) 截面宽度: ≥140mm; 当l0/h≥1时,h/b≤25; 当l0/h<1时,l0/b≤25。
(2) 混凝土强度: ≥C20 (3)纵向受力钢筋:
图5-25 单跨深梁的钢筋配置
图5-26 连续深梁的钢筋配置
下部纵筋宜均匀布置在梁的下部0.2h范围内,连续深梁中间 支座上纵筋按下图分配:
图 5-27 不同跨高比时连续深梁中间支座上部纵向受拉钢筋在不同高度范围内的分配比例
(4)深梁宜配双排钢筋网,水平和竖向分布钢筋的直径均不应 小于8mm,间距不应大于200mm,且应满足最小配筋百 分率的要求; 当集中荷载作用于连续深梁上部1/4高度范围内,且 l0/h> 1.5时,竖向分布筋最小配筋百分率应增加0.05。
5第五章受弯构件斜截面承载力计算

0.24 1.27 210
0.145%
故:SV SV,min
⑥求VCS(混凝土与箍筋承担的抗剪承载能力设计值 ) VCS=0.7ft bh0+1.25fyvASVh0 /S
=0.7×1.27×250×515+1.25×210×100.6 ×515/200
=182.8(KN )
⑦求ASb(取弯起角度为450)
nAsv1 V 0.7 ftbh0 0.8 f y Asb sin
s
1.25 f yvh0
nAsv1
V
1.75
1.0
ft bh0
0.8 f y Asb
s in
s
1.0 f yvh0
然后验算弯起点的位置是否满足斜截面承载力的 要求。
例1 如图所示一矩形截面简支梁,b×h=250×550mm2,混凝 土等级C25,纵向受力钢筋HRB400级,承受均布荷载设计值 q=80KN/m,按正截面受弯承载力计算配置的纵向受力钢筋为 4 25。试求箍筋用量。
(2) 剪压破坏
破坏前提:剪跨比适中(λ=1~3), 箍筋配置适量,配箍率ρsv适量;
(3) 斜拉破坏
破坏前提:剪跨比较大(λ>3), 箍筋配置过少,配箍率ρsv较小。
受剪破坏三种形态
(1)斜压破坏
破坏前提:
λ<1,ρsv较大
破坏特征: 首先在梁腹出现若干
条较陡的平行斜裂缝,随 着荷载的增加,斜裂缝将 梁腹分割成若干斜向的混 凝土短柱,最后由于混凝 土短柱达到极限抗压强度 而破坏。
钢筋情况: 箍筋应力达到屈服强度
甚至拉断 破坏性质:属于脆性破坏
防止斜拉破坏: 通过控制最小配箍率。
5.2 受弯构件斜截面受剪承载力计算
5.2.1 斜截面受剪承载力计算公式及适用条件
混凝土结构及砌体结构-第五章受弯构件斜截面承载力计算

Asv 1.75 V Vcs f t bh0 f yv h0 1.0 s
注意:
1.5 3
17
2.公式的适用范围 (1)、上限值--最小截面尺寸和最大配箍率:
hw 当 4 时,V 0.25 c f cbh0 b hw 当 6 时,V 0.2 c f c bh0 b hw 当4 6 时,按线性内插法取用 b
250 300 350 500
150 200
24
3.弯起钢筋的要求
1.画出弯矩图和正截面受弯承载力图; 2.根据各根钢筋面积大小按比例分配受弯承载力图,
弯起的钢筋画在外面; 3.找出要弯起钢筋的充分利用点和不需要点; 4.从充分利用点向外延伸0.5h0,作为弯起点,并 找出弯起钢筋与中和轴的交点。如该点在不需要点 的外面,可以,否则再向外延伸; 5.验算是否满足斜截面受剪承载力要求和其它构造 要求。
las≥15d(光面)
37
(2)中间支座直线锚固:
0.7la ≥l a
l ≥0.a7la
38
(3)中间支座的弯折锚固:
≥0.4la ≥0.4la
15d
39
(4)节点或支座范围外的搭接:
ll
40
5.4.5
箍筋的构造要求
单肢箍n=1
双肢箍n=2
四肢箍n=4
41
梁受扭或承受动荷载时,不得使用开口箍筋
45
46
19
-斜截面上弯起钢筋与构件纵向轴线的夹角。
2. 斜截面承载力计算步骤
⑴ 确定计算截面及其剪力设计值; ⑵ 验算截面尺寸是否足够; ⑶ 验算是否可以按构造配筋;
⑷ 当不能按构造配箍筋时,计算腹筋用量;
⑸ 验算箍筋间距、直径和最小配箍率是否 满足要求。
【精选】结构设计原理 第五章 受扭构件 习题及答案

第五章 受扭构件扭曲截面承载力一、填空题1、素混凝土纯扭构件的承载力0.7u t t T f w =介于 和 分析结果之间。
t w 是假设 导出的。
2、钢筋混凝土受扭构件随着扭矩的增大,先在截面 最薄弱的部位出现斜裂缝,然后形成大体连续的 。
3、由于配筋量不同,钢筋混凝土纯扭构件将发生 破坏、 破坏、 破坏和 破坏。
4、钢筋混凝土弯、剪、扭构件,剪力的增加将使构件的抗扭承载力 ;扭矩的增加将使构件的抗剪承载力 。
5、为了防止受扭构件发生超筋破坏,规范规定的验算条件是 。
6、抗扭纵向钢筋应沿 布置,其间距 。
7、T 形截面弯、剪、扭构件的弯矩由 承受,剪力由 承受,扭矩由 承受。
8、钢筋混凝土弯、剪、扭构件箍筋的最小配筋率,min sv ρ= ,抗弯纵向钢筋的最小配筋率ρ= ,抗扭纵向钢筋的最小配筋率tl ρ= 。
9、混凝土受扭构件的抗扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ应在 范围内。
10、为了保证箍筋在整个周长上都能充分发挥抗拉作用,必须将箍筋做成 形状,且箍筋的两个端头应 。
二、判断题1、构件中的抗扭纵筋应尽可能地沿截面周边布置。
2、在受扭构件中配置的纵向钢筋和箍筋可以有效地延缓构件的开裂,从而大大提高开裂扭矩值。
3、受扭构件的裂缝在总体上成螺旋形,但不是连贯的。
4、钢筋混凝土构件受扭时,核芯部分的混凝土起主要抗扭作用。
5、素混凝土纯扭构件的抗扭承载力可表达为0.7U t t T f w =,该公式是在塑性分析方法基础上建立起来的。
6、受扭构件中抗扭钢筋有纵向钢筋和横向箍筋,它们在配筋方面可以互相弥补,即一方配置少时,可由另一方多配置一些钢筋以承担少配筋一方所承担的扭矩。
7、受扭构件设计时,为了使纵筋和箍筋都能较好地发挥作用,纵向钢筋与箍筋的配筋强度比值ζ应满足以下条件:0.6 1.7ζ≤≤。
8、在混凝土纯扭构件中,混凝土的抗扭承载力和箍筋与纵筋是完全独立的变量。
9、矩形截面钢筋混凝土纯扭构件的抗扭承载力计算公式0.35t t cor T f w A ≤+只考虑混凝土和箍筋提供的抗扭承载力。
混凝土经典题目答案.
第四章 受弯构件正截面承载力选 择 题1.作为受弯构件正截面承载力计算的依据(C )。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态;C. Ⅲa 状态;D. 第Ⅱ阶段;2.作为受弯构件抗裂计算的依据(A )。
A .Ⅰa 状态;B. Ⅱa 状态;C. Ⅲa 状态;D. 第Ⅱ阶段;3.作为受弯构件变形和裂缝验算的依据(D )。
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 )。
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'2s a x ≤,则说明(C )。
第五章--受弯构件斜截面承载力计算分解
河南理工大学土木工程学院
2020/5/18
二、无腹筋梁斜截面受剪性能
(2)斜裂缝出现后,截面B 的钢筋应
力s取决于临界斜裂缝顶点截面A处的
MA,而MA>MB (3)纵筋拉力突增,斜裂缝进一步开 展,受压区面积进一步缩小。
(4)Vd的作用,混凝土沿纵向钢筋 受到撕裂力。
M A Tsd
Vd,TB≈TA
1. 斜裂缝产生前受力性能
tp
2
2 2
4
②
弯腹剪剪斜斜裂裂缝缝
①
A
③
A
2 2
2 cp
4
箍筋 ③
弯起钢筋
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①腹筋
②
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二、无腹筋梁斜截面受剪性能
2. 斜裂缝产生后受力性能
B
Va
Vd Ts
V
c
A Cc
Vc d
MB
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MA
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二、无腹筋梁斜截面受剪性能
B
Va
C
Vd Ts
V
c
A Cc
Vc d
竖向剪力
为简化 力矩平衡
MB
MA
Vd很小
斜裂缝出现前后的应力状态变化:
VA Vc Vay Vd
V V
A
c
M A Tsd Vdc M A Tsd
(1)斜裂缝出现后,受剪面积的减小使受压区混凝土剪应力和压应
力均显著增大(剪压区)
河南理工大学土木工程学院
斜拉破坏 箍筋数量过少或剪跨比较
大时。特点是斜裂缝一出现, 箍筋即屈服。
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三、有腹筋梁斜截面受剪性能
武汉理工大学《混凝土结构设计原理》各章重点习题及答案.
一、判断题(请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打,否则打“X”。
每小题1 分・)第1章钢筋和混凝土的力学性能1.混凝土立方体试块的尺寸越人,强度越高。
()2.混凝土在三向压力作用下的强度可以提高。
()3.普通热轧钢筋受压时的屈服强度与受拉时基本相同。
()4・钢筋经冷拉后,强度和塑性均可提高。
()5.冷拉钢筋不宜用作受压钢筋。
()6.C20 表示/cu=20N/mmo ()7.混凝土受压破坏是由于内部微裂缝扩展的结果。
()8.混凝土抗拉强度随着混凝土强度等级提高而增大。
()9.混凝土在剪应力和法向应力双向作用2抗剪强度随拉应力的增人而增人。
()10.混凝土受拉时的弹性模量与受压时相同。
()11.线性徐变是指压应力较小时,徐变与应力成正比,而非线性徐变是指混凝土应力较大时,徐变増长与应力不成正比。
()12.混凝土强度等级愈高,胶结力也愈人()13.混凝土收缩、徐变与时间有关,且互相影响。
()第3章轴心受力构件承载力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.轴心受斥构件计算中,考虑受压时纵筋容易斥曲,所以钢筋的抗斥强度设计值最人取为400N / lmr o ( )6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承我力,又能捉高柱的稳定性。
()第4章受弯构件正截面承载力1.混凝土保护层厚度越大越好。
()2.对于x<h f的T形截面梁,因为其正截面受弯承载力相肖于宽度为bf的矩形截面梁,所以其配筋率应按p=-^-來计算。
()bfho3.板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下而。
()4.在截面的受压区配置一定数最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,如果歹〉仇,说明梁发生破坏,承载力为0。
()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。
混凝土设计原理第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 /Vh 0,也称广义剪跨比。
对于集中荷载作用下的简支梁,λ=M /Vh 0可表示为λ=a /h 0 ,称a /h 0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。
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第5章 受弯构件的斜截面承载力5.1选择题1.对于无腹筋梁,当31<<λ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1<λ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3>λ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图必须包住M图,才能保证梁的( A )。
RA.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.0.3hB.0.4hC.0.5hD.0.6h9.《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%;5.2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。
(×)5.3问答题1.斜截面破坏形态有几类?分别采用什么方法加以控制?答:(1)斜截面破坏形态有三类:斜压破坏,剪压破坏,斜拉破坏(2)斜压破坏通过限制最小截面尺寸来控制;剪压破坏通过抗剪承载力计算来控制;斜拉破坏通过限制最小配箍率来控制;2.分析斜截面的受力和受力特点?答:(1)斜截面的受力分析:斜截面的外部剪力基本上由混凝土剪压区承担的剪力、纵向钢筋的销栓力、骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成。
(2)受力特点:斜裂缝出现后,引起了截面的应力重分布。
3.简述无腹筋梁和有腹筋梁斜截面的破坏形态。
答:斜截面破坏形态有三类:斜压破坏,剪压破坏,斜拉破坏;影响破坏形态的主要因素无腹筋梁是剪跨比,而有腹筋梁除了剪跨比的影响,还有配置腹筋数量的多少。
4.简述无腹筋梁和有腹筋梁的抗剪性能答:无腹筋梁的抗剪性能主要有混凝土剪压区承担的剪力、纵向钢筋的销栓力、骨料咬合力以及腹筋抵抗的剪力来组成。
而有腹筋梁的抗剪性能主要与腹筋的配置量的多少有关系。
5.影响斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?答:(1)剪跨比的影响,随着剪跨比的增加,抗剪承载力逐渐降低;(2)混凝土的抗压强度的影响,当剪跨比一定时,随着混凝土强度的提高,抗剪承载力增加;(3)纵筋配筋率的影响,随着纵筋配筋率的增加,抗剪承载力略有增加;(4)箍筋的配箍率及箍筋强度的影响,随着箍筋的配箍率及箍筋强度的增加,抗剪承载力增加;(5)斜裂缝的骨料咬合力和钢筋的销栓作用;(6)加载方式的影响;(7)截面尺寸和形状的影响;6.斜截面抗剪承载力为什么要规定上、下限?答:斜截面抗剪承载力基本公式的建立是以剪压破坏为依据的,所以规定上、下限来避免斜压破坏和斜拉破坏。
7.什么叫材料抵抗弯矩图?什么叫荷载效应图?两者之间的关系如何?答:(1)按照纵向钢筋所画出的反映梁正截面的抵抗弯矩图,称为材料抵抗弯矩图;(2)由荷载对梁的各个正截面所产生的弯矩设计值所绘制的图形,称为荷载效应图;(3)材料抵抗弯矩图只有包住荷载效应图才能保证梁正截面抗弯的承载力;8. 如何理解《混凝土结构设计规范》规定弯起点与钢筋充分利用点之间的关系?答:《混凝土结构设计规范》规定弯起点与钢筋充分利用点之间的05.0h 的关系,主要是考虑斜截面抗弯承载力的要求。
9. 钢筋截断时有什么构造要求?答:(1)当剪力较小时,应伸至该钢筋的理论断点以外不小于20d 处截断,且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不小于1.2a l ;(2)当剪力较大时,应伸至该钢筋的理论断点以外大于0h 且不小于20d ,而且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不应小于02.1h l a +(3)当按上述规定的截断点仍位于负弯矩受拉区内,则应延伸至理论断点以外不小于03.1h 且不小于20d 处截断;而且从该钢筋充分利用点以外伸出的长度不应小于07.12.1h l a +10.钢筋在支座的锚固有何要求?答:钢筋混凝土简支梁和连续梁简支端的下部纵向受力钢筋,其伸入梁支座范围内的锚固长度as l 应符合下列规定:当剪力较小(07.0bh f V t ≤)时,d l as 5≥;当剪力较大(07.0bh f V t >)时,d l as 12≥(带肋钢筋),d l as 15≥ (光圆钢筋),d 为纵向受力钢筋的直径。
如纵向受力钢筋伸入梁支座范围内的锚固长度不符合上述要求时,应采取在钢筋上加焊锚固钢板或将钢筋端部焊接在梁端预埋件上等有效锚固措施。
11.什么是鸭筋和浮筋?浮筋为什么不能作为受剪钢筋?答:单独设置的弯起钢筋,两端有一定的锚固长度的叫鸭筋,一端有锚固,另一端没有的叫浮筋。
由于受剪钢筋是受拉的,所以不能设置浮筋。
12.分别写出建筑工程与桥梁工程中的斜截面承载力计算公式。
答:以仅配箍筋为例: 建筑工程:0025.17.0h sA f bh f V svyv t cs += 桥梁工程:sv sv k cu cs f f p bh a a a V ρ,03321)6.02(1045.0+⨯⨯=-5.4计算题1.一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸250mm ×500mm ,混凝土强度等级为C20(f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2),箍筋为热轧HPB235级钢筋(f yv =210 N/mm 2),纵筋为325的HRB335级钢筋(f y =300 N/mm 2),支座处截面的剪力最大值为180kN 。
求:箍筋和弯起钢筋的数量。
解:(1)验算截面尺寸486.1250465,4650<====b h mm h h w w 属厚腹梁,混凝土强度等级为C20,f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故βc =1N V N bh f c c 1800002790004652506.9125.025.0max 0=>=⨯⨯⨯⨯=β截面符合要求。
(2)验算是否需要计算配置箍筋),180000(5.895124652501.17.07.0max 0N V N bh f t =<=⨯⨯⨯=故需要进行配箍计算。
(3)只配箍筋而不用弯起钢筋01025.17.0h snA f bh f V sv yv t ⋅⋅+= 则mm mm snA sv /741.021= 若选用Φ8@120 ,实有可以)(741.0838.01203.5021>=⨯=s nA sv 配箍率%335.01202503.5021=⨯⨯==bs nA sv sv ρ 最小配箍率)(%126.02101.124.024.0min 可以sv yv t sv f f ρρ<=⨯== (4)既配箍筋又配弯起钢筋根据已配的325纵向钢筋,可利用125以45°弯起,则弯筋承担的剪力:Nf A V sy sb sb 5.83308223009.4908.0sin 8.0=⨯⨯⨯==α 混凝土和箍筋承担的剪力:N V V V sb cs 5.966915.83308180000=-=-= 选用Φ6@200 ,实用)(5.966912.1240564652003.28221025.15.8951225.17.0010可以N N h s nA f bh f V sv yvt cs >=⨯⨯⨯⨯+=+=。
2.钢筋混凝土矩形截面简支梁,如图5-27 ,截面尺寸250mm ×500mm ,混凝土强度等级为C20(f t =1.1N/mm 2、f c =9.6 N/mm 2),箍筋为热轧HPB235级钢筋(f yv =210 N/mm 2),纵筋为225和222的HRB400级钢筋(f y =360 N/mm 2)。
求:(1)只配箍筋;(2)配弯起钢筋又配箍筋。
解:(1)求剪力设计值支座边缘处截面的剪力值最大 KN ql V 8.154)24.04.5(6021210max =-⨯⨯==(2)验算截面尺寸486.1250465,4650<====b h mm h h w w 属厚腹梁,混凝土强度等级为C20,f cuk =20N/mm 2<50 N/mm 2故βc =1max 02790004652506.9125.025.0V N bh f c c >=⨯⨯⨯⨯=β截面符合要求。
(3)验算是否需要计算配置箍筋,5.895124652501.17.07.0max 0V N bh f t <=⨯⨯⨯=故需要进行配箍计算。
(4)只配箍筋而不用弯起钢筋46521025.15.8951215480025.17.01010⨯⨯⨯+=⋅⋅+=s nAh snA f bh f V sv sv yv t则mm mm snA sv /535.021= 若选用Φ8@150 ,实有可以)(535.0671.01503.5021>=⨯=s nA sv 配箍率%268.01502503.5021=⨯⨯==bs nA sv sv ρ 最小配箍率)(%126.02101.124.024.0min 可以sv yv t sv f f ρρ<=⨯== (5)既配箍筋又配弯起钢筋根据已配的225+222纵向钢筋,可利用122以45°弯起,则弯筋承担的剪力:Nf A V sy sb sb 1.77406223601.3808.0sin 8.0=⨯⨯⨯==α 混凝土和箍筋承担的剪力:N V V V sb cs 9.773931.77406154800=-=-= 选用Φ8@200 ,实有)(9.773930.1509104652003.50221025.15.8951225.17.0010可以N N h s nA f bh f V sv yvt cs >=⨯⨯⨯⨯+=+=(6)验算弯起点处的斜截面N V 0.15091012600058.248.058.2154800<=-⨯=故满足要求.图5-27 习题5-2图3.上题中,既配弯起钢筋又配箍筋,若箍筋为热轧HPB335级钢筋(f yv =300 N/mm 2),荷载改为100KN/m ,其他条件不变,求:箍筋和弯起钢筋的数量。