混凝土基本原理—第四章

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1、思考题4.1试述剪跨比的概念及其对无腹筋梁斜截面受剪破坏形态的影响？答：剪跨比包括计算剪跨比和广义剪跨比；计算剪跨比是承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的距离与截面有效高低的比值，表示为；广义剪跨比是截面上弯矩与剪力和有效高度乘积的比值，表示为；对于无腹筋梁，当剪跨比时，将发生斜压破坏；当剪跨比时，将发生剪压破坏；当剪跨比时，将发生斜拉破坏。4.2梁的斜裂缝是怎样形成的？它发生在梁的什么区段？答：钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用下的剪弯区段，将产生斜裂缝；在剪弯区段内，由于截面上同时作用有弯矩和剪力，在梁的下部剪拉区，因弯矩产生的拉应力和因剪力产生的剪应力形成了斜向的主拉

2、应力，当混凝土的抗拉强度不足时，则开裂，并逐渐形成与主拉应力相垂直的斜向裂缝。4.3斜裂缝有几种类型？有何特点？答：梁的斜裂缝主要包括腹剪斜裂缝和弯剪斜裂缝；腹剪斜裂缝主要发生在梁腹部，也即中和轴附近，此处正应力小，剪应力大，主拉应力方向大致与轴线成45°夹角，当荷载增大，拉应变达到混凝土的极限拉应变值时，混凝土开裂，沿主压应力迹线产生腹部的斜裂缝，称为腹剪斜裂缝，腹剪斜裂缝中间宽，两头细，呈枣核形，常见于I形截面薄腹梁中；弯剪斜裂缝主要出现在梁的剪弯区段，在梁剪弯区段截面下边缘，主拉应力还是水平向的，在这些区段可能首先出现一些较短的竖向裂缝，然后发展成向集中荷载作用点延伸的弯剪斜裂缝

3、，这种裂缝下宽上细，是最常见的。4.4试述梁斜截面受剪破坏的三种形态及其破坏特征。答：梁斜截面破坏的三种形态：斜压破坏、剪压破坏以及斜拉破坏；斜压破坏：破坏时，混凝土被腹剪斜裂缝分割成若干个斜向短柱而压坏，受剪承载力取决于混凝土的抗压强度，属于脆性破坏；剪压破坏：在剪弯区段的受拉区边缘先出现一些竖向裂缝，他们沿竖向延伸一小段长度后，就斜向延伸形成一些裂缝，而后产生一条贯穿的较宽的主要斜裂缝（临界斜裂缝），斜裂缝出现后迅速延伸，使斜截面剪压区的高度缩小，最后导致剪压区的混凝土破坏，使斜截面丧失承载力，也属于脆性破坏；斜拉破坏：当竖向裂缝一出现，就迅速向受压区斜向延伸，斜截面承载力随之丧失

4、，破坏荷载与出现斜裂缝时的荷载很接近，破坏过程急骤，破坏前变形很小，具有明显的脆性。4.5试述简支梁斜截面受剪机理的力学模型。答：简支梁斜截面受剪机理的力学模型有带拉杆的梳形拱模型、拱形桁架模型以及桁架模型；带拉杆的梳形拱模型适用于无腹筋梁，该模型把梁的下部看成是被斜裂缝和竖向裂缝分割成一个个具有自由端的梳形状齿，梁的上部与纵向受拉钢筋则形成带有拉杆的变截面两铰拱；拱形桁架模型适用于有腹筋梁，该模型把开裂后的有腹筋梁看作是拱形桁架，其中拱体是上弦杆，裂缝间的混凝土齿块是受压的斜腹杆，箍筋则是受拉腹杆，受拉纵筋是下弦杆；桁架模型适用于有腹筋梁，该模型把有斜裂缝的钢筋混凝土梁比拟为一个铰接

5、桁架，压区混凝土为上弦杆，受拉纵筋为下弦杆，腹筋为竖向拉杆，斜裂缝间的混凝土则为斜压杆。4.6影响斜截面受剪性能的主要因素有哪些？答：影响斜截面受剪性能的主要因素有剪跨比、混凝土强度、箍筋的配筋率、纵筋配筋率、斜截面上的骨料咬合力以及截面尺寸和形状。4.7写出矩形、T形、I形梁斜截面受剪承载力计算公式。答：，斜截面上受剪承载力系数，对集中荷载作用下（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的75%以上的情况）的矩形梁，取为，其他情况均取为0.7，为计算截面的剪跨比，可取等于，当小于1.5时，取1.5，当大于3时，取3，取集中荷载作用点至支座截面或节点边

6、缘的距离；分别为混凝土抗拉强度设计值、箍筋抗拉强度设计值以及纵筋抗拉强度设计值；分别为梁截面宽度和截面有效高度；配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积；沿构件长度方向的箍筋间距；同一平面内弯起钢筋的截面面积；斜截面上弯起钢筋与构件纵轴线的夹角，一般为45°，当梁截面超过800mm时，通常为60°。4.9计算梁斜截面受剪承载力时应取哪些计算截面？答：①支座边缘处的截面；②受拉区弯起钢筋弯起点处的斜截面；③箍筋截面面积或间距改变处的斜截面；④腹板宽度改变处的斜截面。4.10试述梁斜截面受剪承载力计算的步骤。由正截面设计初步确定：①截面尺寸；②混凝土强度指标；③钢筋强度指标；④纵向钢筋用量答

7、：改变截面尺寸，计算荷载引起的剪力设计值重新确定判别式（1）或式（2）否是判别式（3）或式（4）是仅配箍筋兼配弯起钢筋按式（5）及V≤Vu确定箍筋用量先根据已配纵筋选定Asb，由式（7）及V≤Vu求Vcs，并确定箍筋用量先选定箍筋用量，再按式（6）及V≤Vu求Vsb；按式（7），由Vsb求Asb判别是否满足最小配箍率公式（8）否按构造配箍筋，满足公式（8）取ρsv≥ρsv,min结束结束结束（1）（2）（3）（4）（5）（6）（7）（8）4.1