第四章4-1鋼筋混凝土受彎構件沿斜截面破壞的形態有幾種?各在什麼情況下發生?
答:斜拉破壞,發生在剪跨比比較大()時;
剪壓破壞,發生在剪跨比在時;
斜壓破壞,發生在剪跨比時。
4-2 影響鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗彎能力的主要因素有哪些?
答:主要因素有剪跨比、混凝土強度、縱向受拉鋼筋配筋率和箍筋數量及強度等。
4-3 鋼筋混凝土受彎構件斜截面抗彎承載力基本公式的適用範圍是什麼?公式的上下限物理意義是什麼?
答:適用範圍:1)截面尺寸需滿足
2)按構造要求配置箍筋
物理意義:1)上限值:截面最小尺寸;2)下限值:按構造要求配置鋼筋
4-5 解釋以下術語
答:剪跨比:剪跨比是一個無量綱常數,用來表示,此處m和v分別為剪彎區段中某個豎直截面的彎矩和剪力,為截面有效高度。
配筋率:
剪壓破壞:隨著荷載的增大,樑的剪彎區段內陸續出現幾條斜裂縫,其中一條發展成臨界斜裂縫。臨界斜裂縫出現後,樑承受的荷載還能繼續增加,而斜裂縫伸展至荷載墊板下,直到斜裂縫頂端的混凝土在正應力、剪應力及荷載引起的豎向區域性壓應力的共同作用下被壓酥而破壞。
這種破壞為剪壓破壞。
斜截面投影長度:是縱向鋼筋與斜裂縫底端相交點至斜裂縫頂端距離的水平投影長度,其大小與有效高度和剪跨比有關。
充分利用點:所有鋼筋的強度被充分利用的點
不需要點:不需要設定鋼筋的點
彎矩包絡圖:沿樑長度各截面上彎矩組合設計值的分佈圖
抵抗彎矩圖:又稱材料圖,是沿樑長度各個正截面按實際配置的總受拉鋼筋面積能產生的抵抗彎矩圖,即表示各正截面所具有的抗彎承載力。
4-6 鋼筋混凝土抗剪承載力複核時,如何選擇複核截面?
答:《公路橋規》規定,在進行鋼筋混凝土簡支樑斜截面抗剪承載力複核時,其複核位置應按照下列規定選取:
1)距支座中心h/2處的截面
2)受拉區彎起鋼筋彎起處的截面以及錨於受拉區的縱向受拉鋼筋開始不受力處的截面
3)箍筋數量或間距有改變處的截面
4)樑的肋板寬度改變處的截面
4-7 試述縱向鋼筋在支座處錨固有哪些規定?
答:《公路橋規》有以下規定:
1)在鋼筋混凝土樑的支點處,應至少有兩根且不少於總數1/5的下層受拉主鋼筋通過;
2) 底層兩外側之間不向上彎曲的受拉主鋼筋,伸出支點截面以外的長度應不小於10d;對環氧樹脂塗層鋼筋應不小於12.5d,d為受拉鋼筋直徑。
4-9解:縱向受拉鋼筋:
查附表可得,則彎矩計算值。
採用綁紮鋼筋骨架,按兩層層鋼筋佈置,假設,則有效高度。
單筋截面最大承載能力為:
所以採用雙面配筋。
取, 受壓鋼筋選擇2φ12(),受拉鋼筋選擇3φ22+3φ16()。取受拉鋼筋層距為55mm,淨距為,滿足要求;則
鋼筋間淨距
,取配筋率
箍筋:取混凝土和箍筋共同的抗剪能力,不考慮彎起鋼筋作用,則:
,解得由此可得:
採用直徑φ8的雙肢箍筋,箍筋截面積
跨中截面,
支點截面
由構造要求得:,去,箍筋配筋率,滿足要求,根據要求:
在支座中心向跨徑長度方向的500mm範圍內,設計箍筋間距,爾後至跨中截面統一採用
第六章6-1配有縱向鋼筋和普通鋼筋的軸心受壓短柱與長注的破壞形態有何不同?什麼叫作柱的穩定係數?影響穩定係數的主要因素有哪些?
解:1)短柱:當軸向力p逐漸增加時,試件也隨之縮短,試驗結果證明混凝土全截面和縱向鋼筋均發生壓縮變形。
當軸向力p達到破壞荷載的90%左右時,柱中部四周混凝土表面出現縱向裂縫,部分混凝土保護層剝落,最後是箍筋間的縱向鋼筋發生屈服,向外鼓出,混凝土被壓碎而整個試驗柱破壞。鋼筋混凝土短柱的破壞是材料破壞,即混凝土壓碎破壞。
2)長柱:在壓力p不大時,也是全截面受壓,但隨著壓力增大,長柱不緊發生壓縮變形,同時長柱中部發生較大的橫向撓度,凹側壓應力較大,凸側較小。在長柱破壞前,橫向撓度增加得很快,使長柱的破壞來得比較突然,導致失穩破壞。
破壞時,凹側的混凝土首先被壓碎,混凝土表面有縱向裂縫,縱向鋼筋被壓彎而向外鼓出,混凝土保護層脫落;凸側則由受壓突然轉變為受拉,出現橫向裂縫。
3)穩定係數:鋼筋混凝土軸心受壓構件計算中,考慮構件長細比增大的附加效應使構件承載力降低的計算係數
4)主要影響因素:構件的長細比
6-5解:短邊,計算長細比,查表得
,則滿足承載能力要求。
6-7解:查表得混凝土抗壓強度設計值,hrb335級鋼筋抗壓強度設計值,r235級鋼筋抗拉強度設計值,軸心壓力計算值
1)截面設計
長細比,可按螺旋箍筋柱設計。
(1)計算所需縱向鋼筋截面積
由附表1-8,取縱向鋼筋的混凝土保護層厚度為,則:
核心面積直徑:
柱截面面積:
核心面積:
假定縱向鋼筋配筋率,則可得到:
選用7根16的,
(2)確定箍筋直徑和間距s
取,可得螺旋箍筋換算截面面積為:
選φ10單肢箍筋的截面積,這時箍筋所需的間距為:
,由構造要求,間距s應滿足和,故取
2)截面複核
,, 滿足承載力要求!
檢查混凝土保護層是否會剝落。
故混凝土保護層不會剝落。