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设计院笔试混凝土结构设计原理总结

钢筋混凝土材料基本性能

1.什么叫做混凝土的强度?

工程中常用的混凝土的强度指标有哪些?

混凝土强度等级是按哪一种强度指标值确定的?

答:

混凝土的强度是其受力性能的基本指标,是指外力作用下,混凝土材料达到极限破坏状态时所承受的应力。

工程中常用的混凝土强度主要有立方体抗压强度、棱柱体轴心抗压强度、轴心抗拉强度等。

混凝土强度等级是按立方体抗压强度标准值确定的。

2.混凝土一般会产生哪两种变形?

混凝土的变形模量有哪些表示方法?

答:

混凝土的变形一般有两种。

一种是受力变形(荷载作用下的变形),另一种是体积变形(混凝土收缩、膨胀、温度变化产生的变形)。

混凝土的变形模量有三种表示方法:

混凝土的弹性模量、混凝土的割线模量、混凝土的切线模量。

3.什么是钢筋的屈强比?

它反映了什么问题?

答:

⑴屈服强度与极限抗拉强度之比称为屈强比

⑵它代表了钢筋的强度储备,也在一定程度上代表了结构的强度储备。

4.什么是混凝土的收缩,影响收缩的因素有哪些?

减小混凝土收缩的有效措施?

答:

⑴混凝土在空气中结硬时体积减小的现象

⑵①水泥用量愈多、水灰比愈大,则混凝土收缩愈大

②集料的弹性模量大、级配好,混凝土浇捣愈密实则收缩愈小

③使用环境温度愈高,收缩愈小

⑶加强混凝土的早期养护、减小水灰比、减小水泥用量,加强振捣

5.什么叫混凝土的徐变?

影响混凝土徐变的因素有哪些?

混凝土徐变对结构有什么影响?

答:

在不变的应力长期持续作用下,混凝土的变形随时间而缓慢增长的现象

①加荷载时混凝土的龄期愈早,则徐变愈大

②持续作用的应力愈大,徐变也愈大

③水灰比大,水泥用量多,徐变大

④使用高质量水泥及强度和弹性模量高、级配好的集料(骨料),徐变小

⑤混凝土工作环境的相对湿度低则徐变大,高温干燥环境下徐变将显著增大

①有利影响:

有利于结构或构件的内力重分布,减少应力集中现象及减少温度应力等;

在某种情况下,徐变有利于防止结构物裂缝的形成。

②不利影响:

由于混凝土的徐变使构件变形增大;在预应力混凝土构件中,徐变会导致预应力损失;徐变使受弯和偏心受压构件的受压区变形加大,故而使受弯构件挠度增加,使偏心构件的附加偏心距增大而导致构件承载力的降低。

6.混凝土结构用的钢筋可分为哪两大类?

钢筋的强度和塑性指标各有哪些?

答:

混凝土结构用的钢筋主要有两大类:

一类是有明显屈服点(流幅)的钢筋;另一类是无明显屈服点(流幅)的钢筋。

钢筋有两个强度指标:

屈服强度(或条件屈服强度)和极限抗拉强度。

钢筋还有两个塑性指标:

延伸率和冷弯性能。

7.有明显屈服点的钢筋和没有明显屈服点的钢筋两者的应力-应变关系有什么不同?

有明显屈服点的钢筋有明显的屈服平台,此时应力应变曲线斜率为0,应变增大时应力不变。

而无明显屈服点的钢筋的应力应变曲线没有屈服平台,一般认为其极限强度的0.8为屈服点

8.钢筋与混凝土之间的粘结强度一般由哪些成分组成?

影响粘结强度的主要因素有哪些?

答:

钢筋与混凝土之间的粘结强度一般由胶着力、摩擦力和咬合力组成。

各种粘结力中,化学胶结力较小;光面钢筋以摩擦力为主;变形钢筋以机械咬合力为主。

①混凝土强度;②混凝土保护层厚度及钢筋净间距;③钢筋外形;④横向配筋;

⑤侧向压应力;⑥受力状态

9.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?

答:

混凝土和钢筋协同工作的条件是:

(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;

(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;

(3)钢筋埋置于混凝土中,混凝土对钢筋起到了保护和固定的作用

结构设计基本原理

1.何谓结构的极限状态?

分为哪两类?

答:

⑴整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求,此特定状态称为该功能的极限状态。

⑵承载能力极限状态:

结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态,称为承载能力极限状态。

正常使用极限状态:

结构或构件达到正常使用或耐久性能中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。

2.什么是结构上的作用、作用效应及结构抗力?

答:

⑴结构上的作用:

施加在结构上的集中力或分布力,以及引起结构外加变形或约束变形的原因。

⑵作用效应:

施加在结构上的作用在结构或其构件上所产生的内力和变形。

⑶结构抗力:

整个结构或结构构件承受作用效应的能力。

3.结构的功能要求包括哪些内容?

答:

①安全性。

建筑物和构筑物承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种作用,以及在偶然事件发生时及发生后,仍然保持必需的整体稳定性;

②适用性。

建筑物和构筑物在正常使用时有良好的工作性能,不出现过大的变形和过宽的裂缝;

③耐久性。

在正常的维护下,不发生锈蚀和风化现象。

4.写出可靠性和可靠度的定义,两者的关系是什么?

答:

⑴安全性、适用性和耐久性总称为结构的可靠性,亦即结构在规定时间(设计基准期)内,规定条件下(正常设计、正常施工、正常使用),完成预定功能的能力。

⑵结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的概率

⑶可靠度是可靠性的概率度量

5.荷载作用按作用时间的长短和性质分为哪些类型?

答:

作用在结构上的荷载,按作用时间的长短和性质,可分为永久荷载、可变荷载和偶然荷载三类

受弯构件正截面性能设计

1.受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏,经历了哪几个阶段?

各阶段的主要特征是什么?

各个阶段是哪种极限状态的计算依据?

答:

适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。

第Ⅰ阶段荷载较小,梁基本上处于弹性工作阶段,随着荷载增加,弯矩加大,拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。

第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩Mcr,梁出现裂缝,裂缝截面的混凝土退出工作,拉力由纵向受拉钢筋承担,随着弯矩的增加,受压区混凝土也表现出塑性性质,当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时,受拉钢筋开始屈服。

第Ⅲ阶段钢筋屈服后,梁的刚度迅速下降,挠度急剧增大,中和轴不断上升,受压区高度不断减小。

受拉钢筋应力不再增加,经过一个塑性转动构成,压区混凝土被压碎,构件丧失承载力。

第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。

第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。

第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。

2.钢筋混凝土受弯构件正截面的几种破坏形态及其破坏特征?

答:

①适筋破坏。

破坏特征:

纵向受拉钢筋的应力首先达到屈服强度,然后受压区混凝土达到极限压应变致使受压区混凝土被压坏,属延性破坏。

②超筋破坏。

破坏特征:

受压区混凝土先被压碎而纵向受拉钢筋应力达不到屈服强度,属脆性破坏。

③少筋破坏。

破坏特征:

破坏时的极限弯矩值颇小,且受拉区混凝土一开裂梁就破坏,属脆性破坏。

3.受弯构件的破坏形态?

答:

正截面破坏:

适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏

斜截面破坏:

斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏

4.包括受弯构件在内的各种混凝土构件正截面承载力计算的基本假定是什么?

答:

①截面应变分布符合平截面假定,即正截面应变按线性规律分布

②截面受拉区的拉力全部由钢筋负担,不考虑混凝土的抗拉作用

③混凝土受压的应力-应变关系曲线是由抛物线上升段和水平段两部分组成

④纵向受拉钢筋的极限拉应变取为0.01

⑤纵向钢筋的应力取钢筋应变与其弹性模量的乘积,但其绝对值不应大于其相应的强度设计值

5.等效矩形应力图的等效原则是什么?

答:

①等效矩形应力图形的面积=曲线应力图形的面积,即混凝土压应力合力的大小相等

②两个应力图形的形心位置相同,即压应力合力的作用点位置不变

6.配筋率?

最小配筋率在计算中的作用?

答:

⑴配筋率指纵向受力钢筋的面积与截面的有效面积之比

⑵配筋率是影响构件受力特征的参数之一,控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态,同时配筋率又是反映经济效果的主要指标。

控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。

7.钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么?

答:

计算梁、板承载力时,因为混凝土开裂后,拉力完全由钢筋承担,力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关,这一距离称为截面有效高度。

8.在受弯构件正截面承载力计算中,

的含义及其在计算中的作用各是什么?

答:

是超筋梁和适筋梁的界限,表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时发生时,受压区高度与梁截面的有效高度之比。

其作用是,在计算中,用

来判定梁是否为超筋梁。

9.什么叫最小配筋率?

它是如何确定的?

在计算中作用是什么?

答:

最小配筋率是指,当梁的配筋率ρ很小,梁拉区开裂后,钢筋应力趋近于屈服强度,这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。

是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。

控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏,少筋破坏是脆性破坏,设计时应当避免。

10.什么叫换算截面法?

答:

为了便于应用材料力学中匀质梁的公式,在钢筋混凝土结构计算中,把由钢筋和混凝土两种弹性模量不同的材料组成的实际截面,换算成由一种拉压性能相同的假想材料组成的与它功能相等的匀质截面,此即所谓换算截面

11.什么是双筋截面?

什么情况下采用双筋截面?

受压钢筋起何作用?

答:

在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面。

⑴采用条件:

①弯矩较大,且混凝土强度和截面高度受到限制,而采用单筋截面将引起超筋

②在不同的荷载组合情况下,梁的同一截面内受异号弯矩作用

③由于某种原因(延性、构造),受压区已配置面积较大的纵向钢筋

④为提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形

⑵作用:

在受压区配置钢筋,可协助混凝土承受压力,提高截面的抗弯承载力;增加了截面的延性,有利于结构抗震;有利于减小混凝土的徐变变形,故可减少受弯构件在荷载长期作用下的挠度。

12.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?

为什么要规定适用条件?

答:

双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的两个基本公式:

适用条件:

(1)

是为了保证受拉钢筋屈服,不发生超筋梁脆性破坏,且保证受压钢筋在构件破坏以前达到屈服强度;

(2)为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值,应满足

,其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。

当不满足条件时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变太小,以致其应力达不到抗压强度设计值。

13.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要规定

当x<2a‘s应如何计算?

答:

受压钢筋的强度能得到充分利用的充分条件是构件达到承载能力极限状态时,受压钢筋应有足够的应变,使其达到屈服强度。

为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值,应满足

,其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。

当不满足条件时,则表明受压钢筋的位置离中和轴太近,受压钢筋的应变太小,以致其应力达不到抗压强度设计值。

此时对受压钢筋取矩

x<

时,公式中的右边第二项相对很小,可忽略不计,近似取

,即近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合,从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所产生的力矩等于零,因此

14.为什么应用T形截面?

使用T形截面的优点?

应用?

矩形截面受弯构件破坏时,大部分受拉区混凝土已开裂退出工作,故可将矩形截面的受拉区混凝土去掉一部分,并将受拉钢筋集中布置,保持钢筋截面重心高度不变。

这种T形截面和原来的矩形截面所能承受的弯矩是相同的,去掉的受拉区混凝土并不影响截面的受弯承载力。

优点:

节省混凝土,减轻结构自重,能取得较好的经济效果。

应用:

现浇整体式肋形楼盖中,梁与楼板浇筑在一起形成T形截面梁。

15.为什么要规定T形截面受压翼缘计算宽度?

翼缘计算宽度与哪些因素有关?

答:

⑴T形截面受压翼缘上的纵向压应力分布是不均匀的,靠近梁肋处翼缘中的压应力较高,而离梁肋越远则翼缘中的压应力越小,故实际上与梁肋共同工作的翼缘宽度是有限的。

⑵与梁的跨度、翼缘高度、受力条件(独立梁、现浇肋形楼盖梁)等因素有关

1.如何区分T形梁类型?

第一类T形截面:

x≤h’f

第一类T形截面:

x>h’f

16.第二类T形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?

为什么要规定适用条件?

答:

第二类型T形截面:

(中和轴在腹板内)

适用条件:

规定适用条件是为了避免超筋破坏,而少筋破坏一般不会发生。

17.计算T形截面的最小配筋率时,为什么是用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度bf?

答:

最小配筋率从理论上是由Mu=Mcy确定的,主要取决于受拉区的形状,所以计算T形截面的最小配筋率时,用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度bf。

18.单筋截面、双筋截面、T形截面在受弯承载力方面,哪种更合理?

为什么?

答:

T形截面优于单筋截面、单筋截面优于双筋截面。

受压构件正截面性能设计

1.在轴心受压柱中配置纵向钢筋的作用是什么?

答:

在轴心受压柱中配置纵向钢筋的作用是为了减小构件截面尺寸,防止柱子突然断裂破坏,增强柱截面的延性和减小混凝土的收缩徐变变形。

2.钢筋混凝土轴心受压构件中箍筋的作用是什么?

答:

固定纵向钢筋的位置,与纵筋形成空间钢筋骨架,并且防止纵筋受力后向外凸,为纵向钢筋提供侧向支撑,同时箍筋还可以约束核心混凝土,改善混凝土的变形性能。

配置在螺旋箍筋柱中的箍筋一般间距较密,这种箍筋能够显著地提高核心混凝土的抗压强度,并增大其纵向变形能力。

3.钢筋混凝土柱中箍筋应当采用封闭式,其原因在于?

答:

采用封闭式箍筋可以保证钢筋骨架的整体刚度,并保证构件在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。

4.配置螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压柱其承载能力提高的原因是什么?

答:

螺旋箍筋可以约束混凝土的横向变形,从而间接提高了混凝土的纵向抗压强度

5.何谓轴心受压构件?

钢筋混凝土轴心受压构件按配筋方式不同可分为哪两种形式?

答:

当荷载的合力通过构件截面重心的受压构件即为轴心受压构件。

钢筋混凝土轴心受压构件按配筋方式不同可分为两种形式:

(1)配有纵向钢筋及箍筋的轴心受压构件,称为普通箍筋柱;

(2)配有纵向钢筋及螺旋箍筋(或焊接环形箍筋)的轴心受压构件,称为螺旋箍筋柱,也称为间接箍筋柱。

6.试述并分析在普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱中,箍筋各有什么作用?

布置原则有哪些要求?

箍筋的主要作用:

1.提高混凝土的抗压强度2.提高结构的延性3.提高构件的抗剪能力4.提高构件的抗扭能力

普通箍筋柱和螺旋式箍筋柱中的箍筋均具有以上的作用。

螺旋式箍筋柱中的箍筋可比普通箍筋柱中的箍筋在提高混凝土抗压强度方面提高更多,它使混凝土在受压时形成三向受压状态还可提高混凝土耐受变形的能力。

7.简述轴心受压构件徐变引起应力重分布?

(轴心受压柱在恒定荷载的作用下会产生什么现象?

对截面中纵向钢筋和混凝土的应力将产生什么影响?

答:

当柱子在荷载长期持续作用下,使混凝土发生徐变而引起应力重分布。

此时,如果构件在持续荷载过程中突然卸载,则混凝土只能恢复其全部压缩变形中的弹性变形部分,其徐变变形大部分不能恢复,而钢筋将能恢复其全部压缩变形,这就引起二者之间变形的差异。

当构件中纵向钢筋的配筋率愈高,混凝土的徐变较大时,二者变形的差异也愈大。

此时由于钢筋的弹性恢复,有可能使混凝土内的应力达到抗拉强度而立即断裂,产生脆性破坏。

8.轴心受压构件的截面破坏特点是什么(分短柱和长柱)?

影响稳定系数的主要因素是什么?

答:

对配有中等强度钢筋(1~Ⅱ级)的短柱在破坏时,总是纵向钢筋先达到屈服点,继而混凝土达到最大压力破坏。

当采用高等强度钢筋时,一般是混凝土先被压碎而钢筋尚未达到屈服强度。

对长柱,其破坏是由于构件丧失纵向稳定所造成。

破坏时,构件产生较大的侧向挠曲,一侧混凝土被压碎,纵向钢筋在箍筋之间向外弯凸,另一侧混凝土发生横向的受拉裂缝。

柱的长细比影响稳定性系数。

9.钢筋混凝土柱偏心受压破坏通常分为哪两种情况?

它们的发生条件和破坏特点是怎样的?

答:

钢筋混凝土柱偏心受压破坏通常分为大偏压破坏和小偏压破坏。

两类偏心受压破坏的根本区别在于破坏时受拉钢筋应力是否达到屈服。

当偏心距较大,且受拉钢筋配置得不太多时,发生的破坏属大偏压破坏。

这种破坏特点是受拉区、受压区的钢筋都能达到屈服,受压区的混凝土也能达到极限压应变。

当偏心距较小或很小时,或者虽然相对偏心距较大,但此时配置了很多的受拉钢筋时,发生的破坏属小偏压破坏。

这种破坏特点是,靠近纵向力一端的钢筋能达到受压屈服,混凝土被压碎,而远离纵向力那一端的钢筋不管是受拉还是受压,一般情况下达不到屈服。

10.判别大、小偏心受压破坏的条件是什么?

大、小偏心受压的破坏特征分别是什么?

答:

(1)

,大偏心受压破坏;

,小偏心受压破坏;

(2)破坏特征:

大偏心受压破坏:

破坏始自于远端钢筋的受拉屈服,然后近端混凝土受压破坏;

小偏心受压破坏:

构件破坏时,混凝土受压破坏,但远端的钢筋并未屈服;

大、小偏心受压构件的根本区别在于:

偏心受压构件破坏时,受拉钢筋是否首先达到屈服强度而导致受压混凝土压碎。

11.简述矩形截面大偏心受压构件正截面承载力计算公式的适用条件?

答:

1)为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度,要求

2)为了保证构件破坏时受压钢筋应力能达到抗压屈服强度设计值,要求满足

12.钢筋混凝土受压柱中为何不应采用过大的配筋率?

答:

若一定的荷载长期持续的作用,由于混凝土的徐变特性,其塑性变形更加显著,以致混凝土应力逐渐减小,而钢筋应力逐渐增大。

这种现象称为应力重分布。

钢筋混凝土轴心受压构件的应力重分布现象特别显著。

由于该现象的影响,卸载后,钢筋受压而混凝土受拉,因此,当配有较多数量的纵向钢筋时,可能导致混凝土拉应力过大而开裂,所以,钢筋混凝土受压柱中不应采用过大的配筋率。

13.什么是偏心受压构件的界限破坏?

答:

具有某个特定配筋率的柱,当远离轴向力一侧的钢筋屈服与受压区混凝土压碎同时发生,我们把柱的这种破坏特征称为“界限破坏”

14.为什么要验算轴心受压构件的局部稳定?

答:

因为,轴心受压构件不仅有丧失整体稳定的可能性,而且也有丧失局部稳定的可能。

当轴心受压构件丧失整体稳定时,会使部分板件退出受力而使其他板件受力增大,也可能使截面不对称,从而降低构件的承载力。

15.偏心受压短柱和长柱有何本质的区别?

偏心距增大系数的物理意义是什么?

答:

偏心受压短柱和长柱有何本质的区别在于,长柱偏心受压后产生不可忽略的纵向弯曲,引起二阶弯矩。

结构工程中的二阶弯矩效应泛指在产生了挠曲变形或层间位移的结构构件中,由轴向压力所引起的附加内力。

偏心距增大系数的物理意义是,考虑长柱偏心受压后产生的二阶弯矩对受压承载力的影响。

16.附加偏心距

的物理意义是什么?

如何取值?

答:

附加偏心距

的物理意义在于,考虑由于荷载偏差、施工误差等因素的影响,

会增大或减小,另外,混凝土材料本身的不均匀性,也难保证几何中心和物理中心的重合。

其值取20mm和偏心方向截面尺寸的1/30两者中的较大者。

17.混凝土的压应力越大则其抗剪强度越高对吗?

混凝土的抗剪强度一开始随压应力的增大而增大,当压应力在0.6fc左右时,抗剪强度达到最大,压应力继续增大,则由于内裂缝发展明显,抗剪强度将随压应力的增大而减小。

受拉构件正截面性能设计

1.在实际工程中,哪些受拉构件可以近似按轴心受拉构件计算,哪些受拉构件可以按偏心受拉构件计算?

答:

在实际工程中,近似按轴心受拉构件计算的有承受节点荷载的屋架或托架的受拉弦杆、腹杆;刚架、拱的拉杆;承受内压力的环形管壁及圆形贮液池的壁筒等。

可按偏心受拉计算的构件有矩形水池的池壁、工业厂房双肢柱的受拉肢杆、受地震作用的框架边柱、承受节间荷载的屋架下弦拉杆等。

2.简述大、小偏心受拉构件的破坏特征。

答:

大偏心受拉构件破坏时,混凝土虽开裂,但还有受压区,破坏特征与

的数量有关,当

数量适当时,受拉钢筋首先屈服,然后受压钢筋应力达到屈服强度,混凝土受压边缘达到极限应变而破坏。

小偏心受拉构件破坏时,一般情况下,全截面均为拉应力,其中

一侧的拉应力较大。

随着荷载增加,

一侧的混凝土首先开裂,而且裂缝很快贯通整个截面,混凝土退出工作,拉力完全由钢筋承担,构件破坏时,

都达到屈服强度。

3.偏心受拉构件划分大、小偏心的条件是什么?

大、小偏心破坏的受力特点和破坏特征各有何不同?

答:

(1)当

作用在纵向钢筋

合力点和

合力点范围以外时,为大偏心受拉;当

作用在纵向钢筋

合力点和

合力点范围之间时,为小偏心受拉;

(2)大偏心受拉有混凝土受压区,钢筋先达到屈服强度,然后混凝土受压破坏;小偏心受拉破坏时,混凝土完全退出工作,由纵筋来承担所有的外力。

4.简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程?

答:

第Ⅰ阶段——加载到开裂前

此阶段钢筋和混凝土共同工作,应力与应变大致成正比。

在这一阶段末,混凝土拉应变达到极限拉应变,裂缝即将产生。

第Ⅱ阶段——混凝土开裂后至钢筋屈服前

裂缝产生后,混凝土不再承受拉力,所有的拉力均由钢筋来承担,这种应力间的调整称为截面上的应力重分布。

第Ⅱ阶段是构件的正常使用阶段,此时构件受到的使用荷载大约为构件破坏时荷载的50%—70%,构件的裂缝宽度和变形的验算是以此阶段为依据的。

第Ⅲ阶段——钢筋屈服到构件破坏

当加载达到某点时,某一截面处的个别钢筋首先达到屈服,裂缝迅速发展,这时荷载稍稍增加,甚至不增加都会导致截面上的钢筋全部达到屈服(即荷载达到屈服荷载Ny时)。

评判轴心受拉破坏的标准并不是构件拉断,而是钢筋屈服。

正截面强度计算是以此阶段为依据的。

斜截面受剪性能设计

1.有腹筋梁斜截面剪切破坏形态有哪几种?

(1)斜压破坏:

剪跨比较小(λ<1),或剪跨比适当(1<λ<3),但截面尺寸过小而腹筋数量过多时,会发生斜压破坏。

首先混凝土在加载点与支座间被斜裂缝分割成若干个斜向短柱,当混凝土中的压应力超过其抗压强度时,混凝土即被压坏。

破坏时,与斜裂缝相交的腹筋往往达不到屈服强度。

受剪承载力主要取决于混凝土斜压柱体的受压承载力。

(2)剪压破坏:

当梁的剪跨比适当(1<λ<3),且梁中腹筋数量不过多;或梁的剪跨比较大(λ>3)但腹筋数量不过少时。

梁破坏时,与斜裂缝相交的腹筋达到屈服强度,同时剪压区的混凝土在压应力和剪应力的共同作用下,达到了复合受力时的极限强度。

减压区混凝土在剪压复合应力作用下达到混凝土复合受力强度而破坏,梁丧失受剪承载力。

(3)斜拉破坏:

当梁的剪跨比较大(λ>3),同时梁内配置的腹筋数量又过少时,将发生斜拉破坏。

在这种情况下,斜裂缝一出现,便很快形成临界斜裂缝,并迅速延伸到集中荷载作用点处,因腹筋数量过少,所以腹筋应力很快达到屈服强度,变形剧增,不能抑制斜裂缝的开展,梁斜向被拉裂成两部分而突然破坏。

斜截面受剪承载力主要取决于混凝土的抗拉强度。

这三种破坏均为脆性破坏,其中斜拉破坏最为突出,斜压破坏次之,减压破坏稍好。

2.什么是剪跨比?

剪跨比λ是一个能反映梁斜截面受剪承载力变化规律和区分发生各种剪切破坏形态的重要参数。

狭义定义:

a/h0,只能用于计算集中荷载作用下,距支座最近的集中荷载作用截面的剪跨比。

广义定义:

M/(Vh0)

3.有腹筋梁中的腹筋能起到改善梁的抗剪切能力的作用,其具体表现在哪些方面?

答:

有腹筋梁中的腹筋能够改善梁的抗剪切能力,其作用具体表现在:

1)腹筋可以承担部分剪力。

2)腹筋能限制斜裂缝向梁顶的延伸和开展,增大剪压区的面积,提高剪压区混凝土的抗剪能力。

3)腹筋可以延缓斜裂缝的开展宽度,从而有效提高斜裂缝交界面上的骨料咬合作用和摩阻作用。

4)腹筋还可以延缓沿纵筋劈裂裂缝的开展,防止混凝土保护层的突然撕裂,提高纵筋的销栓作用。

4.斜截面受剪承载力计算时为何

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