混凝土第五章答案

混凝土第五章答案1，跨高比的大小为什么会影响剪切破坏的位置？答：在均布荷载作用下，跨高比不等的试件发生剪切破坏，其典型破坏形态也分三种，为斜压(l/h04),剪压(l/h0=4~9)和斜拉(l/h0=9~20)破坏。所以跨高比较小时属于斜压破坏，其最终是梁腹中部斜向受压破坏形式，破坏位置接近跨中，跨高比较大时，属于斜拉破坏，其最终使梁的端部沿钢筋上皮把混凝土保护层撕裂，造成最终破坏的斜裂缝是主拉应力控制的混凝土拉断破坏，其破坏位置接近支座处。2，高跨比与斜截面强度的关系？答：A、均布荷载作用下，当破坏截面的广义剪跨比一定时，小跨度梁（跨高比小梁）的抗剪强度高于大跨度梁。B、梁的抗剪强度随着跨高比加大而降低（实验表明l/h0≥12时为最低）；但是跨高比增大到一定数值时（课本上是12），跨高比不再对抗剪强度有明显的影响。***跨高比的关系反映了剪跨比的关系（有具体的公式）。均载梁的抗剪强度随广义剪跨比的增大而降低,其关系与跨高比、抗剪强度关系的曲线相似。这一规律与集中荷载的结果相同。图αβγ破坏剪力与跨高比的关系（参考文献：均布荷载作用下钢筋混凝土弯筋梁斜截面强度的试验研究）3，箍筋的布置形式对受力有何影响？答：梁中箍筋的作用主要是斜截面抗剪和限制斜裂缝发展。箍筋与纵筋成45°角时箍筋利用率最高。斜向布置的箍筋的抗剪性能优于垂直箍筋并且在限制裂缝开展方面的效果斜箍筋比垂直箍筋好得多。当截面形状为矩形时，矩形截面梁的剪切破坏发生在m＝3.0附近的截面，从这位置到支座之间区段内箍筋应力较大。对T形梁，当腹板较薄时，腹剪裂缝向支座方向不断地相继出现。传力模型比拟成梯形桁架(图4-76)，斜裂缝间的混凝土是斜压腹杆，不仅承受箍筋传来的内力同时承受作用于斜压腹杆顶端的荷载。越接近支座的斜压腹杆所受的斜压力越大。因此箍筋应该按剪力图形来布置，使每个斜压腹杆在传递递增的压力情况下都能有相应递增面积的箍筋来接应4，两个斜裂缝的出现对截面抗剪强度降低有何影响？答：粘结开裂裂缝引起受压区压筋变成拉筋，混凝土压力要和上下二排拉筋的拉力相平衡所以压力增大，而且混凝土压区高度减小，压应力和剪应力大大增加降低了抗剪强当荷载继续增加后，随着斜裂缝条数的增多和裂缝宽度变大，骨料要合力下降；沿纵向钢筋的混凝土保护层也可能被劈裂、钢筋的销栓力也逐渐减弱；斜裂缝中的一条发展成为主要裂缝，称为临界斜裂缝。临界斜裂缝是由初始弯曲裂缝发展而成，一旦出现就将梁斜劈成两半。5，分析图4-88上升和下降的原因？答：高，配筋量低于0.083时剪切强度控制区在m=3,因为m3时粘结开裂裂缝对截面应力重分布导致抗剪强度降低，而在m3时发生斜拉破坏，开裂强度即是破坏强度；高于0.083时在m=1时最小，相同配箍筋率时，小剪跨时为斜压破坏，箍筋作用不大，大剪跨时箍筋承担的剪力较多。6，分析连续梁的受力特点？答：梁上作用有正负两个方向的弯矩，m3时，反向弯矩和正向弯矩之比等于1，可能会出现两条临界裂缝，粘结开裂后使原先支座处的压筋变成拉筋使压力变大，混凝土的受压高度减小，可以把无腹筋连续梁的传力模型看做一个连续拱，当m3时斜拉破坏其破坏和以反弯点为支座的简支梁相似，配箍以后传力模型看做是桁架，受压腹杆Ⅰ的刚度很大传递大部分剪力，部分剪力通过Ⅱ、Ⅲ经过箍筋悬吊到Ⅰ忽略反向弯矩的影响。7，塑性铰出现后对它的剪切强度有何影响，为什么？答：形成机构前，塑性铰区的出现不会影响梁的抗剪强度，只是增加剪切强度控制区，垂直裂缝的开展需要和梁的变形相协调反应梁的实际抗剪能力形成机构以后剪切破坏时次生破坏，因为垂直裂缝不断发展受压区高度不断的减小。8，分析正负弯矩的比值对剪切强度影响规律及原因？答：规律：由图4-95可知，即使在不同的l/h0情况下，随M-从零开始加大，抗剪强度是一个先增大再降低的过程。它的峰值在M-/M+=1的附近，它亦是从跨中破坏过渡到支座破坏的转折点。原因：伸臂梁的伸臂长度的变化导致。9，轴力的存在对构件的抗剪强度有何影响，为什么？答：轴向拉力的存在，使得构件的剪压区高度比受弯构件小，甚至没有剪压区，因此，降低了构件的抗剪能力。其降低幅度随轴向拉力的增大而增大，但对箍筋的抗剪能力几乎没有影响。（2）轴向压力对斜截面抗剪是有利的，因此受剪承载力随着轴力的增大而增大。这是因为，轴向力能够延迟斜裂缝的出现并抑制斜裂缝的开展，从而增大了斜裂缝末端混凝土剪压区的高度，因而可以提高混凝土承受的剪力以及咬合力。但是，轴向力对受剪承载力的提高是有限度的，当N/fcbh=0.3-0.5时，受剪承载力最大。若轴压比继续增大，受剪承载力将降低。10，图4-101各个控制区的边界条件是什么？答：在N—Q图上，得知构件的剪切强度线，将构件的垂直截面强度的弯矩化成剪力形式同样表示在N—Q图上，其较低线段构成了破坏强度线。它不仅表示了构件破坏时的N,Q对应的数值关系，还可以判断其破坏类型。图上有垂直截面强度线和斜截面强度线两条曲线，小偏拉强度控制区右边界与剪切强度控制区左边界条件是垂直截面强度线的上升段与斜截面强度线相交，此时构件既不发生小偏拉破坏也不发生剪切破坏；剪切强度控制区右边界与小偏压强度控制区的左边界条件是垂直截面强度线下降段与斜截面强度线相交，此时构件将由剪切状态向小偏压状态转变。11，图4-102两个临界点（上限，下限）是如何确定的？答：作用定值轴压力的构件，纵筋含钢特征值aRp变化时，将其剪切强度线和剪力形式表示的垂直截面强度线表示在aaRpRbhQ0坐标内（图4-102）。轴力构件的剪切强度下限线的计算公式可由抗剪强度公式（4-29）和用剪力形式表示的大偏压强度公式相等的办法得到。随aRp的加大，破坏可分成大偏压、剪切和小偏压三个强度控制区。它们的相交点即是剪切强度控制区的下限值和上限值。12，有轴力的下包线和无轴力的下包线的区别？是有利还是有害？答：轴压力能提高构件的抗剪强度，反映在图上时实验点基本位于下包线上方，但构件的延性降低很多。压杆在工程中常作为立柱和桁架的上弦压杆，在结构中的地位很重要，他们发生脆性破坏将引起整个结构的倒塌。所以最好不要过份发挥它的强度潜力，以保证构件具有良好的延性。轴拉力降低了构件的抗剪强度，拉裂缝的存在使实验结果中实验点有很大的离散性，使部分实验点出现在下包线下方，而且经常出现脆性的斜拉破坏，轴拉力是有害的，无轴力的构件下包线界于以上两种情况之间。13，图4-104，a，b，c，d，e各是什么受力状态？答：a、剪压受力状态b、斜压受力状态c、兼有斜压和小偏压的过渡类型，称为压剪受力状态d、小偏压受力状态e、轴压破坏14，柱的高宽比对柱的破坏形式有什么影响？答：柱的高宽比较大时发生斜拉破坏。柱两端高h范围内出现斜裂缝，从柱的受拉边外缘贯通到受压边外缘，裂缝出现后强度突然下降。高宽比不太大的中长柱则发生剪压破坏。破坏常常伴随很多粘接开裂裂缝，破坏时抗力下降较慢，具有一定的延性。高宽比较大的柱，轴向力不大时，发生斜拉破坏，破坏是低周疲劳引起的。15，箍筋为什么能增加柱的延性？答：箍筋能够改善混凝土的受力性能，有效提高混凝土受压边缘的最大应变，因此，当箍筋含量特征值（λk=psufyv/fc）越高，柱子的延性提高越大。同时柱端的箍筋加密由于提高了混凝土的极限压应变，在轴力较大的不利条件下提高柱端塑性铰的转动能力。16，分析箍筋形式对柱强度影响的原因？答：箍筋的作用是为了防止纵向钢筋受压时压曲，配有螺旋式或焊接环式间接钢筋的柱，由于螺旋箍筋对构件抗压是一种间接作用，通过约束混凝土的横向变形，使混凝土处于三轴受压状态，从而提高了轴心混凝土的抗压强度，从而使构件的承载力有所增加。箍筋还起到抗剪作用，间接限制了斜裂缝的开展，增强了腹部混凝土的骨料咬合力，约束了纵向钢筋对混凝土保护层的撕脱，增大了钢筋的销栓力。17，分析牛腿住三种破坏发生的条件？答：破坏发生条件取决于与h0的比值：当比值小于0.1或值虽较大而边缘高度h1较小时，可能发生沿加载板内侧接近竖直截面的纯剪破坏，其特征是在牛腿与下柱交接面上出现一系列短斜裂缝。最后牛腿柱沿此裂缝从柱上切下而遭破坏当比值介于0.10.75时，可能发生斜压破坏或斜拉破坏18，受扭最大（小）配筋率与哪些因素有关，如何确定？答：讨论抗扭配筋的上下限时，只有在纵筋及箍筋配筋比符合bm时才有意义。其中sasAmkn1，bm是纵筋与箍筋都能屈服的平衡配筋比。总配筋率z的上限为636.9gcRf，因此受扭配筋最大配筋率与混凝土的圆柱强度、钢筋的屈服强度有关；对于受扭配筋总配筋率的下限，近似取100。同时，配筋量的上限还与混凝土的抗压强度及截面有关，配筋量的下限与混凝土的抗拉强度和截面有关。19，对于牛腿强度而言，这三种方式，哪种最有效？答：斜压破坏是最有效的方式，纯剪破坏是a/h0.1，混凝土受剪破坏而钢筋几乎没有受力，承载力不大；0.1a/h0.75，发生斜压或斜拉破坏，斜压破坏是承载力最高的。20，深梁与简支梁和牛腿下包线的不同，原因是什么？答：深梁是高厚比较大，剪跨比较小的梁，其受力性能与普通梁不同，并非属于一维构件，而是更接近于二维构件。受弯前为平面的截面，受弯后不复保持平面，应力分布不再成线性。普通梁中被忽略不计的剪切变形在深梁中要大得多，并影响到受压区的应力分布，使其与普通梁的应力分布显著不同。从而剪切强度下包线不同。牛腿实为一悬臂深梁，亦属于二维受力构件。小剪跨时，剪切强度随剪跨比减小而不断提高，同时弯曲强度有一上限值，所以剪跨比很小时并不总是发生剪切破坏，剪切破坏仅在其强度控制区出现一条下包线。牛腿和深梁剪跨比较小，故其剪切强度下线值（下包线）提高。21，你对三种分析方法的认识是什么，优缺点如何？答：扭面平衡法是类似于斜截面强度法，建立在对构件的直接分析上，优越于桁架模拟。在建立计算公式时还利用一些假设，对假设可利用实验直接考查其有效程度；空间析架模拟法类似于主拉应力计算法；经验公式法是根据近年来国内的研究成果，并参考了国外的经验而建议的抗剪配筋计算公式。扭面平衡法和空间桁架模拟在分析过程中存在着相互渗透的趋势，主要体现在利用空间析架模拟法的某些概念来求解扭面平衡法中的一些问题，经验公式则主要是应用在配筋计算中。，优缺点：前两种方法还不完善，各家理论所取的假设不一致，未能达成统一的分析方法。扭面平衡法的不足之处在于对非矩形截面构件的破坏扭面不易掌握，而空间桁架模拟可很容易的应用于异形截面构件的分析。经验公式在实验条件范围内与实验结果较好的符合。但由于不是建立在对构件受力直接分析的基础上，没有反映构件在受力时内部的平衡状态，因此，将经验公式扩大到实验条件范围之外时，是否可行总是有疑问。22，你认为三种破坏形式哪一种最有可能发生，为什么？答：弯扭共同作用下破坏面是由三个面上的螺旋裂缝与第四个面上的受压所形成的扭面。在正弯矩及扭矩共同作用下形成受压面在构件顶面的破坏称为破坏形态（上），在构件底面称为破坏形态（下），在构件侧面称为破坏形态（侧）。从图5-7可看出，在＞的情况下，当＞M时，发生破坏形态（下），当＜M时，发生破坏形态（上），当=M时，发生破坏形态（侧）。23，压杆的方向为什么是裂缝的方向？答：压杆的受力特点是构件先作用有定值轴压力然后再加横向力。由于压力的影响，垂直裂缝出现较晚且宽度较小，压区高度较大，斜裂缝倾角较小而水平投影长度基本不变，纵筋拉力降低。在集中荷载的作用下，无腹筋简支梁的斜裂缝由已出现的初始弯曲裂缝延伸成弯剪斜裂缝和在梁腹中部出现的腹剪裂缝，斜裂缝的出现又引起次生裂缝的产生，当受的轴压较大时和斜裂缝相交处的纵筋和混凝土之间发生粘结破坏，在混凝土表面出现了粘结开裂裂缝，当剪跨a较大时，裂缝将混凝土分割成为从拱形受压区伸出的梳状齿块体，纵筋穿过齿的自由端，受力和变形过程中相邻的混凝土齿发生相对位移和错动，裂缝两侧的混凝土位移时产生摩擦力和相互咬合，即混凝土骨料咬合力Qy和Qy、，纵筋承担剪力Qx和Qx、而纵筋拉力T和T、分别由相应截面的弯矩所确定，即ΔM确定了ΔT，弯矩差反应了剪力的作用，