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文檔簡介
《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理》
思考題及習(xí)題
(參考答案)
第1章緒論
思考題
1.1鋼筋混凝土梁破壞時的特點(diǎn)是:受拉鋼筋屈服,受壓區(qū)混凝土被壓碎,破壞前變膨較大,有
明顯預(yù)兆,屬于延性破壞類型.在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中,利用混凝土的抗壓能力較強(qiáng)而抗拉能
力很弱,鋼筋的抗拉能力很強(qiáng)的特點(diǎn),用混凝土主要承受梁中和軸以上受壓區(qū)的壓力,鋼筋
士要承受中和軸以下受拉區(qū)的拄力,即使受拉區(qū)的混凝土開裂后梁還能繼續(xù)承受相當(dāng)大的荷
載,直到受拉鋼筋達(dá)到屈服強(qiáng)度以后,荷載再略有增加,受壓區(qū)混凝土被壓碎,梁才破壞。
由于混凝土硬化后鋼筋與混凝土之間產(chǎn)生了良好的粘結(jié)力,且鋼筋與混凝土兩種材料的溫度
線膨脹系數(shù)十分接近,當(dāng)溫度變化時,不致產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力而破壞二者之間的粘結(jié),從
而保證了鋼筋和混凝土的協(xié)同工作。
1.2鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)有:1)經(jīng)濟(jì)性好,材料性能得到合理利用;2)可模性好;3)耐久
性和耐火性好,維護(hù)費(fèi)用低;4)整體性好,且通過合適的配筋,可獲得較好的延性;5)剛
度大,阻尼大;6)就地取材。缺點(diǎn)有:1)自重大;2)抗裂性差;3)承載力有限;4)施
工復(fù)雜;5)加固困難。
1.3本課程主要內(nèi)容分為“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理”和“混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)”兩部分。前者主要講述
各種混凝土基本構(gòu)件的受力性能、截面設(shè)計(jì)計(jì)算方法和構(gòu)造等混凝土結(jié)構(gòu)的基本理論,屬于
專業(yè)基礎(chǔ)課內(nèi)容;后者主要講述梁板結(jié)構(gòu)、單層廠房、多層和高層房屋、公路橋梁等的結(jié)構(gòu)
設(shè)計(jì),屬于專業(yè)課內(nèi)容。學(xué)習(xí)本課程要注意以下問題:1)加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)、實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)并注
意擴(kuò)大知識面:2)突出重點(diǎn),并注意難點(diǎn)的學(xué)習(xí):3)深刻理解重要的概念,熟練掌握設(shè)計(jì)
計(jì)算的基本功,切忌死記硬背。
第2章混凝土結(jié)構(gòu)材料的物理力學(xué)性能
思考題
2.1①混凝土的立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)u,k是根據(jù)以邊長為150mm的立方體為標(biāo)準(zhǔn)試件,在
(20±3)℃的溫度和相對濕度為90%以上的潮濕空氣中養(yǎng)護(hù)28d,按照標(biāo)準(zhǔn)試臉方法測得的具
有95%保證率的立方體抗壓強(qiáng)度確定的。②混凝土的軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值人是根據(jù)以
150mmX150mmX300mm的枝柱體為標(biāo)準(zhǔn)試件,在與立方體標(biāo)準(zhǔn)試件相同的養(yǎng)護(hù)條件下,
按照棱柱體試件試驗(yàn)測得的具有95%保證率的抗壓強(qiáng)度確定的。③混凝土的軸心抗拉強(qiáng)度
標(biāo)準(zhǔn)值亢是采用直接軸心抗拉試驗(yàn)直接測試或通過圓柱體或立方體的劈裂試臉間接測試,
測得的具有95%保證率的軸心抗拉強(qiáng)度。④由于棱柱體標(biāo)準(zhǔn)試件比立方體標(biāo)準(zhǔn)試件的高度
大,試臉機(jī)壓板與試件之間的摩擦力對棱柱體試件高度中部的橫向變形的約束影響比對立方
體試件的小,所以棱柱體試件的抗壓強(qiáng)度比立方體的強(qiáng)度值小,故依低于J;u,k。⑤軸心抗拉
強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)與立方體抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值A(chǔ)u.k之間的關(guān)系為:
幾=0.88乂0.395處?(1-1.6453)°<5乂%。⑥軸心抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為與立方體抗壓強(qiáng)度
標(biāo)準(zhǔn)值啟人之間的關(guān)系為:fct=0.SSa]a2fcuiio
2.2混凝土的強(qiáng)度等級是根據(jù)立方冰抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值確定的。我國新《規(guī)范》規(guī)定的混凝土強(qiáng)度
等級有C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60、C65>C70、C75和C80,
共14個等級。
2.3根據(jù)約束原理,要提高混凝土的抗壓強(qiáng)度,就要對混凝土的橫向變形加以約束,從而限制混凝
土內(nèi)部微裂縫的發(fā)展。因此,工程上通常采用沿方形鋼筋混凝土短柱高度方向環(huán)向設(shè)置密排矩
形箍筋的方法來約束混凝土,然后沿柱四周支模板,澆筑混凝土保護(hù)層,以此改善鋼筋混凝土
短柱的受力性能,達(dá)到提高混凝土的抗壓強(qiáng)度和延性的目的。
2.4單向受力狀態(tài)下,混凝土的強(qiáng)度與水泥強(qiáng)度等級、水灰比有很大關(guān)系,骨料的性質(zhì)、混凝土
的級配、混凝土成型方法、硬化時的環(huán)境條件及混凝土的齡期也不同程度地影響混凝土的強(qiáng)
度。混凝土軸心受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線包括上升段和下降段兩個部分,上升段明分為三段,從
加載至比例極限點(diǎn)A為第1階段,此時,混凝土的變形主要是彈性變形,應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系
接近直線;超過A點(diǎn)進(jìn)入第2階段,至臨界點(diǎn)B,此階段為混凝土裂縫穩(wěn)定擴(kuò)展階段;此
后直至峰點(diǎn)C為第3階段,此階段為裂縫快速發(fā)展的不穩(wěn)定階段,峰點(diǎn)C相應(yīng)的峰值應(yīng)力
通常作為混凝土棱柱體的抗壓強(qiáng)度左,相應(yīng)的峰值應(yīng)變一般在00015?0.0025之間波動,
通常取0.002。下降段亦可分為三段,在峰點(diǎn)C以后,裂縫迅速發(fā)展,內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體受到
愈來愈嚴(yán)重的破壞,應(yīng)力一應(yīng)變曲線向下彎曲,直到凹向發(fā)生改變.曲線出現(xiàn)拐點(diǎn)D:超過
“拐點(diǎn)”,隨著變形的增加,曲線逐漸凸向應(yīng)變軸方向發(fā)展,此段曲線中曲率最大的一點(diǎn)稱
為收斂點(diǎn)E;從“收斂點(diǎn)”開始以后直至F點(diǎn)的曲線稱為收斂段,這時貫通的主裂縫已很寬,
混凝土最終被破壞。常用的表示混凝土單軸向受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有兩種,第一
種為美國E.Hognestad建議的模型:上升段為二次拋物線,下降段為斜直線;第二種為德國
Rusch建議的模型:上升段采用二次拋物線,下降段采用水平直線。
2.5連接混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線的原點(diǎn)至曲線任一點(diǎn)處割線的斜率,即為混凝土的變形模
量。在混凝土受壓應(yīng)力一應(yīng)變曲線的原點(diǎn)作一切線,其斜率即為混凝土的彈性模量。
2.6混凝土在荷載重復(fù)作用下引起的破壞稱為疲勞破壞。當(dāng)混凝土試件的加載應(yīng)力小于混凝土疲
勞強(qiáng)度,f時,其加載即載應(yīng)力一應(yīng)變曲線形成一個環(huán)形,在多次加載卸載作用下,應(yīng)力一
應(yīng)變環(huán)越來越密合,經(jīng)過多次重復(fù),這個曲線就密合成一條直線。當(dāng)混凝土試件的加載應(yīng)力
大于混凝土疲勞強(qiáng)度//時,混凝土應(yīng)力一應(yīng)變曲線開始凸向應(yīng)力軸,在重復(fù)荷載過程中逐
漸變成直線,再經(jīng)過多次重復(fù)加卸載后,其應(yīng)力一應(yīng)變曲線由凸向應(yīng)力軸而逐漸凸向應(yīng)變軸,
以致加卸載不能形成封閉環(huán),且應(yīng)力一應(yīng)變曲線傾角不斷減小。
2.7結(jié)構(gòu)或材料承受的荷載或應(yīng)力不變,而應(yīng)變或變形隨時間增長的現(xiàn)象稱為徐變。徐變對混凝
土結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的工作性能有很大影響,它會使構(gòu)件的變形增加,在鋼筋混凝土截面中引起應(yīng)
力重分布的現(xiàn)象,在預(yù)應(yīng)力混凝土結(jié)構(gòu)中會造成預(yù)應(yīng)力損失。影響混凝土徐變的主要因素有:
1)時間參數(shù);2)混凝土的應(yīng)力大??;3)加載時混凝土的齡期;4)混凝土的組成成分;5)
混凝土的制作方法及養(yǎng)護(hù)條件;6)構(gòu)件的形狀及尺寸;7)鋼筋的存在等。減少徐變的方法
有:1)減小混凝土的水泥用量和水灰比;2)采用較堅(jiān)硬的背料;3)養(yǎng)護(hù)時盡量保持高溫
高濕,使水泥水化作用充分;4)受到荷載作用后所處的環(huán)境盡量溫度低、濕度高。
2.8當(dāng)養(yǎng)護(hù)不好以及混凝土構(gòu)件的四周受約束從而阻止混凝土收縮時,會使混凝土構(gòu)件表面出現(xiàn)
收縮裂縫;當(dāng)混凝土構(gòu)件處于完全自由狀態(tài)時,它產(chǎn)生的收縮只會引起構(gòu)件的縮短而不會產(chǎn)
生裂縫。影響混凝土收縮的主要因素布:1)水泥的品種;2)水泥的用量;3)背料的性質(zhì);
4)養(yǎng)護(hù)條件:5)混凝土制作方法;6)使用環(huán)境;7)構(gòu)件的體積與表面積的比值。減少收
縮的方法有:1)采用低強(qiáng)度水泥;2)控制水泥用量和水灰比;3)采用較堅(jiān)硬的骨料:4)
在混凝土結(jié)硬過程中及使用環(huán)境下盡量保持高溫高濕;5)澆筑混凝土?xí)r盡量保證混凝土澆
搗密實(shí);6)增大構(gòu)件體表比。
2.9軟鋼的應(yīng)力一應(yīng)變曲線有明顯的屈服點(diǎn)和流幅,而硬鋼則沒有。對于軟鋼,取屈服下限作
為鋼筋的屈服強(qiáng)度:對于硬鋼,取極限抗拉強(qiáng)度外的85%作為條件屈服點(diǎn),取條件屈服點(diǎn)
作為鋼筋的屈服強(qiáng)度。熱軋鋼筋按強(qiáng)度可分為HPB235級(I級,符號。)、HRB335級(II
級,符號蟲)、HRB400M(川級,符號曲)和RRB400級(余熱處理川級,符號苴町四
種類型。常用的鋼筋應(yīng)力一應(yīng)變曲線的數(shù)學(xué)模型有以下三種:1)描述完全彈塑性的雙直線
模型:2)描述完全彈塑性加硬化的三折線模型;3)描述彈塑性的雙斜線模型。
2.10鋼筋主要有熱軋鋼筋、高強(qiáng)鋼絲和銅紋線、熱處理鋼筋和冷加工鋼筋等多種形式。鋼筋冷加
工的方法有冷拉和冷拔。冷拉可提高鋼筋的抗拉強(qiáng)度,但冷拉后鋼筋的塑性有所降低。冷拔
可同時提高鋼筋的抗拉及抗壓強(qiáng)度,但塑性降低很多。
2.11鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)對鋼筋性能的要求如下:1)鋼筋的強(qiáng)度必須能保證安全使用;2)鋼筋具有
一定的塑性;3)鋼筋的可焊性較好;4)鋼筋的耐火性能較好;5)鋼筋與混凝土之間有足
夠的粘結(jié)力。
2.12銅筋混凝土受力后會沿鋼筋和混凝土接觸面上產(chǎn)生剪應(yīng)力,通常把這種剪應(yīng)力稱為鋼筋和混
凝土之間的粘結(jié)力。影響鋼筋與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度的主要因素有:混賽土強(qiáng)度、保護(hù)層厚度及
鋼筋凈間距、橫向配筋及側(cè)向壓應(yīng)力、鋼筋表面形狀以及澆筑混凝土?xí)r鋼筋的位置等。保證
鋼筋和混凝土之間有足夠的粘結(jié)力的構(gòu)造措施有:1)對不同等級的混凝土和鋼筋,要保證
最小搭接長度和錨固長度:2)為了保證混凝土與鋼筋之間有足夠的粘結(jié),必須滿足銅筋最
小間距和混凝土保護(hù)層最小厚度的要求:3)在鋼筋的搭接接頭范圍內(nèi)應(yīng)加密箍筋:4)為了
保證足夠的粘結(jié)在鋼筋端部應(yīng)設(shè)置彎鉤。此外,對高度較大的混凝土構(gòu)件應(yīng)分層澆注或二次
澆搗,另外,對于銹蝕鋼筋,一般除重銹鋼筋外,可不必除銹。
第3章接近似概率理論的極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法
思考題
3.1結(jié)構(gòu)在規(guī)定的時間內(nèi),在規(guī)定的條件下,完成預(yù)定功能的能力稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。它包含安
全性、適用性、耐久性三個功能要求。結(jié)構(gòu)超過承載能力極限狀態(tài)后就不能滿足安全性的要
求;結(jié)構(gòu)超過正常使用極限狀態(tài)后就不能保證適用性和耐久性的功能要求。建筑結(jié)構(gòu)安全等
級是根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)破壞時可能產(chǎn)生的后果嚴(yán)重與否來劃分的。
3.2所有能使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力或變形的原因統(tǒng)稱為作用,荷載則為“作用”中的一種,屬于直接作
用,其特點(diǎn)是以力的形式出現(xiàn)的。影響結(jié)構(gòu)可靠性的因素有:1)設(shè)計(jì)使用年限;2)設(shè)計(jì)、
施工、使用及維護(hù)的條件;3)完成預(yù)定功能的能力。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力與構(gòu)件的幾何尺寸、配
筋情況、混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等級等因素有關(guān)。由于材料強(qiáng)度的離散性、構(gòu)件截面尺寸的施
工誤差及簡化計(jì)算時由于近似處理某些系數(shù)的誤差,使得結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗力具有不確定的性質(zhì),
所以抗力是一個隨機(jī)變量。
3.3整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的關(guān)一功能要求,這個特定
狀態(tài)稱為該功能的極限狀態(tài)。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可分為兩類,一類是承載能力極限狀態(tài),即結(jié)
構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到最大承載能力或者達(dá)到不適于繼續(xù)承載的變形狀態(tài)。另一類是正常使用極限狀
態(tài),即結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性能中某項(xiàng)規(guī)定限值的狀態(tài)。
3.4建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足安全性、適用性和耐久性的功能要求。結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)工作壽命是指設(shè)計(jì)規(guī)定
的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修即可按其預(yù)定目的使用的時期,它可按《建筑結(jié)構(gòu)可靠度設(shè)
計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》確定,業(yè)主可提出要求,經(jīng)主管部門批準(zhǔn),也可按業(yè)主的要求確定。結(jié)構(gòu)超過
其設(shè)計(jì)工作壽命并不意味著不能再使用,只是其完成預(yù)定功能的能力越來越差了。
3.5正態(tài)分布^率密度曲線主要有平均值〃和標(biāo)準(zhǔn)差o兩個數(shù)字特征。/越大,表示曲線離縱軸
越遠(yuǎn);。越大,表示數(shù)據(jù)越分散,曲線扃而平;反之,則數(shù)據(jù)越集中,曲線高而窄。正態(tài)分
布概率密度曲線的主要特點(diǎn)是曲線呈鐘形,并以廣〃為對稱軸呈對稱分布,峰點(diǎn)橫座標(biāo)為平
均值〃,峰點(diǎn)兩硼〃土0處各有一個反彎點(diǎn),且曲線以x軸為漸近線。
3.6P(x>xo)=1—P(/Wxo)=1—袈f{x}dxo
3.7保證結(jié)構(gòu)可靠的概率稱為保證率,如95%、97.73%o結(jié)構(gòu)的可表度就是結(jié)構(gòu)可靠性的概率度
量。結(jié)構(gòu)的可靠指標(biāo)£=〃//,它和失效概率一樣可作為衡量結(jié)構(gòu)可靠度的一個指標(biāo)。我
國《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》定義結(jié)構(gòu)可靠度是結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)工作壽命內(nèi),在正常條件下,完
成預(yù)定功能的概率。
3.8設(shè)R表示結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗力,S表示荷載效應(yīng),Z=R-S就是結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)。整個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件
的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)指定的某一功能要求,這個特定狀態(tài)就是該功能
的極限狀態(tài)。Z>0表示結(jié)構(gòu)處于可靠狀態(tài):ZV0表示結(jié)構(gòu)處于失效(破壞)狀態(tài);Z=0表示結(jié)
構(gòu)達(dá)到極限狀態(tài)。
3.9Z=R-SV()(即構(gòu)件失效)出現(xiàn)的概率即為失效概率“f,可靠概率ps=l—pf,目標(biāo)可靠指標(biāo)就
是使結(jié)構(gòu)在按承載能力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時其完成預(yù)定功能的概率不低于某一允許的水平時的葉
靠指標(biāo)??煽恐笜?biāo)£與失效概率pf之間有一一對應(yīng)的關(guān)系,它們都可以用來衡量結(jié)構(gòu)可靠度。
可靠指標(biāo)£可按公式。=〃z/0z=(〃R—〃s)/QbU確定。我國“規(guī)范”采用的概率
極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法是一種近似方法,因?yàn)槠渲杏玫降母怕式y(tǒng)計(jì)特征值只有平均值和均方差,并
非實(shí)際的概率分布,并且在分離導(dǎo)出分項(xiàng)系數(shù)時還作了一些假定,運(yùn)算中采用了一些近似的
處理方法,因而計(jì)算結(jié)果是近似的,所以只能稱為近似概率設(shè)計(jì)法。
3.10我國“規(guī)范”承莪力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)表達(dá)式如下:
1)對由可變荷載效應(yīng)控制的組合,其表達(dá)式一般形式為:
n
XO(/GQJQ+/Ql^QlGlk+Z,QiCQi3ciQik)4穴(.&/Ys,fck//cS…)=./c?ak—)
i=2
2)對由永久荷載效應(yīng)控制的組合,其表達(dá)式一般形式為:
/0(/cQi^k+X/Qi^Qi^CiGik)-R(fsk//先必…)=砥6,々,。1<…)
i=l
式中,/0——結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性系數(shù),與安全等級對應(yīng),對安全等級為一級或設(shè)計(jì)使用年
限為100年及以上的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.1;對安全等級為二級或設(shè)計(jì)使用年
限為50年的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于1.0:對安全等級為三級或設(shè)計(jì)使用年限為5
年及以下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件不應(yīng)小于0.9;在抗震設(shè)計(jì)中,不考慮結(jié)構(gòu)構(gòu)件的重要性
系數(shù):
Gk----永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值;
Qik——最大的一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值;
Qik——其余可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值;
7G、/QI'/Qi一永久荷載、可變荷載的分項(xiàng)系數(shù),當(dāng)永久荷載效應(yīng)對結(jié)構(gòu)不利時,對由可變
荷載效應(yīng)控制的組合一般/G取L2;對由永久荷載效應(yīng)控制的組合一般7G取
1.35,當(dāng)永久荷蒙,效應(yīng)對結(jié)構(gòu)有利時,取了G=L。;可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)/QI、
/Qi一般取1.4:
CG、CQKCQ?—分別為永久荷載、第一種可變荷載、其他可變荷載的荷載效應(yīng)系數(shù),即由荷載
求出荷載效應(yīng)(如荷載引出的彎矩、剪力、軸力和變形等)須乘的系數(shù);
材Ci----可變荷載組合值系數(shù)。
不等式右側(cè)為結(jié)構(gòu)承載力,用承載力函數(shù)R(…)表示,表明其為混凝土和鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值優(yōu)k、
犬k)、分項(xiàng)系數(shù)(7c、%)、幾何尺寸標(biāo)準(zhǔn)值3)以及其他參數(shù)的函數(shù)。式中可靠指標(biāo)體現(xiàn)在了
承載力分項(xiàng)系數(shù)/c、7s及荷載分項(xiàng)系數(shù)/G、7Q中。
3.11荷載標(biāo)準(zhǔn)值是荷載的基本代表值。它是根據(jù)大量荷載統(tǒng)計(jì)資料,運(yùn)用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法確定具
有一定保證率的統(tǒng)計(jì)特征值,這樣確定的荷載是具有一定概率的最大荷載值,稱為荷載標(biāo)準(zhǔn)
值??勺兒奢d的頻遇值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘積稱為荷載的頻遇值,可變荷載的準(zhǔn)
永久值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘積稱為荷載的準(zhǔn)永久值。考慮到兩個或兩個以上可變
荷載同時出現(xiàn)的可能性較小,引入荷載組合值系數(shù)對基本標(biāo)準(zhǔn)值進(jìn)行折減,即可變荷載的組
合值系數(shù)乘以可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值所得乘程即為荷載的組合值。因?yàn)楦鶕?jù)實(shí)際設(shè)計(jì)的需要,常須
區(qū)分荷載的短期作用(標(biāo)準(zhǔn)組合、頻遇組合)和荷載的長期作用(準(zhǔn)永久組合)下構(gòu)件的變形大小
和裂縫寬度計(jì)算,所以,對正常使用極限狀態(tài)臉?biāo)悖床煌脑O(shè)計(jì)目的,區(qū)分荷載的標(biāo)準(zhǔn)
組合和荷載的準(zhǔn)永久組合。按荷載的標(biāo)準(zhǔn)組合時,荷載效應(yīng)組合的設(shè)計(jì)值S取為永久荷載及
第一個可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與其他可變荷載的組合值之和。按荷載的準(zhǔn)永久組合時,荷載效應(yīng)
組合的設(shè)計(jì)值S取為永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值與可變荷載的準(zhǔn)永久值之和。
3.12根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定混凝土強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值取混凝土強(qiáng)度平均值減1.645倍的標(biāo)
準(zhǔn)差?;炷敛牧蠌?qiáng)度分項(xiàng)系數(shù)是根據(jù)軸心受壓構(gòu)件按照目標(biāo)可靠指標(biāo)經(jīng)過可靠度分析而確
定的,混凝土強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)7c規(guī)定取為14?;炷翉?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土強(qiáng)度的分項(xiàng)系
數(shù),即得到混凝土強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。
3.13《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》中取國家冶金局標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的鋼筋廢品限值作為鋼筋的強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。
鋼筋強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以鋼筋強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)即得到鋼筋強(qiáng)度設(shè)計(jì)值?;炷恋牟牧蠌?qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值
是取其強(qiáng)度平均值減1.645倍的標(biāo)準(zhǔn)差所得,其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值則是取強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以混凝土材
料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù):鋼笳的材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是取其強(qiáng)度平均值減2倍的標(biāo)準(zhǔn)差所得,其強(qiáng)度
設(shè)計(jì)值則是取強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值除以鋼筋材料強(qiáng)度的分項(xiàng)系數(shù)。
第4章受彎構(gòu)件的正截面受彎承載力
思考題
4.1混凝土彎曲受壓時的極限壓應(yīng)變先u的取值如下:當(dāng)正截面處于非均勻受壓時,4u的取值
隨混凝土強(qiáng)度等級的不同而不同,F(xiàn)p£cn=O.OO33-O.5(/cu.k-5O)X10-\且當(dāng)計(jì)算的£的值
大于0.0033時,取為0.0033:當(dāng)正截面處于軸心均勻受壓時,&u取為0?°02。
4.2所謂“界限破壞”,是指正截面上的受拉鋼筋的應(yīng)變達(dá)到屈服的同時,受壓區(qū)混凝土邊緣纖
維的應(yīng)變也正好達(dá)到混凝土極限壓應(yīng)變時所發(fā)生的破壞。此時,受壓區(qū)混凝土邊緣纖維的應(yīng)
變%=&u=O.OO33-O.5(/cu,k-5O)XIO5,受拉鋼筋的應(yīng)變Q=%=力/E。
4.3因?yàn)槭軓潣?gòu)件正截面受彎全過程中第I階段末(即Ia階段)可作為受彎構(gòu)件抗裂度的計(jì)算依
據(jù);第II階段可作為使用荷載階段驗(yàn)算變形和裂縫開展寬度的依據(jù);第川階段末(即川a階段)
可作為正棧面受彎承載力計(jì)算的依據(jù)。所以必須掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正棧面受彎全過程
中各階段的應(yīng)力狀態(tài)。正截面受彎承載力計(jì)算公式正是根據(jù)川a階段的應(yīng)力狀態(tài)列出的。
4.4當(dāng)縱向受拉鋼筋配筋率夕滿足夕min?P4Pb時發(fā)生適筋破壞形態(tài);當(dāng)P<Pmin時發(fā)生少
筋破壞形態(tài);當(dāng)月>/?b時發(fā)生超前破壞形態(tài)。與這三■種破壞形態(tài)相對應(yīng)的梁分別稱為適筋
梁、少筋梁和超筋梁。由于少筋梁在滿足承載力需要時的截面尺寸過大,造成不經(jīng)濟(jì),且它
的承載力取決于混凝土的抗拉強(qiáng)度,屬于脆性破壞類型,故在實(shí)際工程中不允許采用。由于
超筋梁破壞時受拉鋼筋應(yīng)力低于屈服強(qiáng)度,使得配置過多的受拉鋼筋不能充分發(fā)揮作用,造
成鋼材的浪費(fèi),且它是在沒有明顯預(yù)兆的情況下由于受壓區(qū)混凝土被壓碎而突然破壞,屬于
脆性破壞類型,故在實(shí)際工程中不允許采用。
4.5縱向受拉鋼筋總截面面積4與正截面的有效面積Rzo的比值,稱為縱向受拉鋼筋的配筋百分
率,簡稱配筋率,用夕表示。從理論上分析,其他條件均相同(包括混凝土和鋼筋的強(qiáng)度等
級與截面尺寸)而縱向受拉鋼筋的配筋率不同的梁將發(fā)生不同的破壞形態(tài),顯然破壞形態(tài)不
同的梁其正截面受彎承載力也不同,通常是超筋梁的正極面受彎承載力最大,適筋梁次之,
少筋梁最小,但超筋梁與少筋梁的破壞均屬于脆性破壞類型,不允許采用,而適筋梁具有較
好的延性,提倡使用。另外,對于適筋梁,縱向受拉鋼筋的配筋率Q越大,截面抵抗矩系
數(shù)&將越大,則由M=4%£:夕若可知,截面所能承擔(dān)的彎矩也越大,即正截面受彎承載
力越大。
4.6單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的最大值Mu,max=a/R^b(l—0.5Jb),由此式分析
可知,Mu.max與混凝土強(qiáng)度等級、鋼筋強(qiáng)度等級及梁截面尺寸有關(guān)。
4.7在雙筋梁計(jì)算中,縱向受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值采用其屈服強(qiáng)度/y,但其先決條件是:
或zK〃o—4,即要求受壓鋼筋位置不低于矩形受壓應(yīng)力圖形的重心。
4.8雙筋截面梁只適用于以下兩種情況:1)彎矩很大,按單筋矩形截面計(jì)算所得的小又大于扁,
而梁截面尺寸受到限制,混凝土強(qiáng)度等級又不能提高時;2)在不同荷載組合情況下,梁截面
承受異號彎矩時。應(yīng)用雙筋梁的基本計(jì)算公式時,必須滿足工石氣瓦和這兩個適用
條件,第一個適用條件是為了防止梁發(fā)生脆性破壞;第二個適用條件是為了保證受壓鋼筋在
構(gòu)件破壞時達(dá)到屈服強(qiáng)度。x22a;的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時達(dá)到屈服強(qiáng)度/y
的情況下,此時正截面受彎承載力按公式:A/”=a/bx(%-x/2)+G4So-a;)計(jì)算;
xV24的雙筋梁出現(xiàn)在受壓鋼筋在構(gòu)件破壞時不能達(dá)到其屈服強(qiáng)度/):的情況下,此時正截
面受彎承載力按公式:Mu=/yA(%一4)計(jì)算。
4.9T形截面采為兩種類型,第一種類型為中和軸在翼緣內(nèi),即xW/?;,這種類型的T形架的受
彎承載力計(jì)算公式與截面尺寸為耳X力的單筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同:
第二種類型為中和軸在梁肋內(nèi),即x>〃;,這種類型的T形梁的受彎承載力計(jì)算公式與截
面尺寸為bX%,as=hf/2,4=41(41滿足公式6Au=a/(4?-6)為)的雙筋矩形截
面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同。
4.10在正截面受彎承載力計(jì)算中,對于混凝土強(qiáng)度等級等于及小于C50的構(gòu)件,由值取為1.0;
對于混凝土強(qiáng)度等級等于及大于C80的構(gòu)件,%值取為0.94;而對于混凝土強(qiáng)度等級在
C50?C80之間的構(gòu)件,內(nèi)值由直線內(nèi)插法確定,其余的計(jì)算均相同。
習(xí)題
4.1查表知,環(huán)境類別為一類,混凝土強(qiáng)度等級為C30時梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為25mm。
—=_
故[殳as=35mm,則/?o=Aas50035=465mm
由混凝土和鋼筋等級,查表得:
^=14.3N/mm2,/=1.43N/mm2,^=3()0N/mm2,
6Z1=1.0,。、=0.8,=0.55
求計(jì)算系數(shù)
M90xl06八一/
(X=---------=--------------------=Q1io
2
$ajcbh-1.0xl4.3x250x465
則2as=1-V5示=0.124〈短=0.55,可以。
1+Jl-2/,——
九=—--------=0.5(1+VO?76)=0.938
3
M90xlQ6
故=688mm2
f/A300x0.938x465
2
>(0.45Jbh=0.45x—x250x500=268mm圖1
L300
且4s>0.002/2〃=0.002x250x500=250mnA滿足要求。
2
選用3生18,As=763mm,配前圖如圖1所示。
4.2梁自重:=25x0.02x0.45=2.25kN/m
則簡支梁跨中最大彎矩設(shè)計(jì)值:
〃
^1=/o(/G^Gk+7Qi“Qlk^/Qi^Ci^Qik)
i=2
=7o%?$Sk+gk)F+々?6縱廠〕
oo
1719
=LOX[1.2X-X(9.5+2.25)X5.22+1.4X-X8X5.22]
88
=85.514kN?m
/o(/G^Gk+Z7'Qi〃CiMQik)
/=1
1.212
=/O[/G-7(5k+<?k+/Q-^ci-1
oo
1919
=I,OX[1.35X-X(9.5+2.25)X5.22+1.4XO.7X-X8X5.22]
88
=80.114kN?m
M=max{Mi,M2}=85.514kN,m
查表知,環(huán)境類別為二類,混凝土強(qiáng)度等級為C40,梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為30mm,
故設(shè)a$=4()mm,則/如=〃一條=450—40=41()mm
由混凝土和鋼筋等級,查表得:
灰=19.1N/mm2,/(=1.71N/mm2,^=360N/mm2,
6Z1=1.0,。、=0.8,彘=0.518
求計(jì)算系數(shù)
M85.514xl06一”
-----------------7=U.133
af限1.0xl9.1x200x4102
則“l(fā)-Jl-2as=0.143〈短=058,可以。
1+Jl-2/八
九二—^--=0.928i
o
Ii
寸
1-18
6
.M85.514X10o,2i16J-
故A=---------=-------------------------=624mm2
"f/Eo360x0.928x410
f171
A>(0.45Jbh=0.45x——x200x450=192mm2
fy360
且>0.002Z?/z=0.002x200x450=180mmn,滿足要求。
2
選用2r16+1業(yè)18,As=657mm,配筋圖如圖2所示。
4.3取板寬b=1000mm的板條作為計(jì)笄單元。
(1)計(jì)算最大彎矩設(shè)計(jì)值M
方法一:
M妙筆=20X0.02X1X1X0.5+20X0.02X1X1X0.5=0.4kN?m
M^=25X0.06X1X1X05+25X1/2X0.02X1X1X(1/3Xl>O.83kN?m
A/Gk=0.4+0.83=1.23kN?m
方法二:
MGk="2.8-0.5x)xdxxixx=(M2.8-0.5x)dx=1.23kN?m
又MQk=PX/=1Xl=lkN?m
故雨篷板根部處的最大彎矩設(shè)計(jì)值:
++W
^l=/0(/G^Gk/QI^QlkZ^CiQik)
/=2
=1.0X(1.2X1.23+1.4X1)=2.876kN?m
^2=/o(rGWGk+E^Qi^CiWQik)
/=1
=1.0X(1.35X1.23+1.4X0.7X1)=2.6405kN?m
A/=max{Mi,Mi}=2.876kN,m
(2)查表知,環(huán)境類別為二類,混凝土強(qiáng)度等級為C25時,板的混凝土保護(hù)層最小厚度為25mm,
故設(shè)=30mm,則加=〃一瓜=80—30=50mm
由腔和鋼筋的強(qiáng)度等級,查表得:
yc=11.9N/mm2,N/mm2,^.=300N/mm2
短
a}=1.(),=().55()
M2.876xio6
則a=----------=----------------------------=0.097
52
ajcbh^1.0xll.9xJ000x50
“l(fā)—Jl—2as=0.102(短=0.518,可以。
1+J]—2a
九=—X--------li=0.949
M2876x106=202*
故A=
于才風(fēng)300x0.949x50
A>(0.45區(qū))bh=0.45x—xlOOOx80=152.4mm2
//300
且4>0.002b%=0.002X1000x80=160mn?,滿足要求。
選用6@120,4=236mm2。
垂直于縱向受拉鋼筋布置。6@250的分布鋼筋。
4.4^=14.3N/mm2,/(=1.43N/mm2,A=300N/mm2,臼=1.0,短=0.55
查表知,環(huán)境類別為一類,混凝土強(qiáng)度等級為C30,梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為25mm,
故設(shè)“s=35mm,則/io=/?—t/s=450—35=415mm
A=804mm2>(0.45k)bh=0.45X—x200x450=193mm
fy300
且A,>0.002/7/2=0.002x200x450=180mm2,滿足要求。
盧fy
=0.0097x3?!?O.2O3</
1.0x14.3%=0。5,53
滿足適用條件。
故Mi加猥(1-0.5J)
=1.0X14.3X200X4152X0.203x(l-0.5x0.203)
=89.84kN-m>A/=70kN-m,安全。
22
4.5fi=11.9N/mm,fy=fy'=3OON/mm,ax=1.0,4=0.8,=0.55
查表知,環(huán)境類別為二類,混凝土強(qiáng)度等級為C25,梁的混凝土保護(hù)層最小厚度為25mm,
故設(shè)Qs=35mm。假設(shè)受拉鋼筋放兩排,itas=60mm,則加=〃一條=500—60=440mm
取4=短,則
A^M-aJcb^h(l-0.5^
力(%-4)
260x106-1.Ox11.9x200x4402x0.55x(1-0.5x0.55)
300x(440-35)
=628mm2
4+2120
JyJy
1.0x11.9x200x440300
=0.55x十628x
300300
=2548mm2
受拉鋼筋選用322+325的鋼筋,4=2613mn】2;圖3
受壓鋼筋選用2至20mm的鋼筋,A;=628mm2o
配筋圖如圖3所示。
4.6(1)選用混凝土強(qiáng)度等級為C40時
fc=19.1N/mnr,/=1.71N/mnr,
2
fy=fy=360N/mm,Ctx=1.0,=0.8,=0.518
鑒別類型:
假設(shè)受拉鋼筋排成兩排,故取依=60mm,則
加=〃一條=750—60=690mm
a}fcbfhf(/?0-=1.0x19.1x550x100x(690-x100)
=672.32kN?m>M=500kN?m
屬于第一種類型的T形梁。以“代替兒可得
4=1.0x1;黑x36902=°-100
則可以。
^=\-yJ}-2as=0.106<(^b=0.518,
1+-2as
=0.947
-2-
M_500x1()6
故=2126mm2
fyYA-360x0.947x690
>(0.454)bh=0.45x—x250x750=401mm2
fy360
且4>0.002Z?/?=0.002x250x750=375mn?,滿足要求。
選用7苴20,As=2200mm2o
(2)選用混凝土強(qiáng)度等級為C60時
222
/c=27.5N/mm,/t=2.04N/mm,fy=于、=360N/mm,
ax=0.98,Jb=0.499
鑒別類型:
假設(shè)受拉鋼筋排成兩排,故取a=60mm,則
ho=//—as=750—60=690mm
a、fFn(%-卜)=0.98x27.5x550x100x(690--x100)
=948.64kN?m>M=500kN?m
仍然屬于第一種類型的T形梁,故計(jì)算方法同(1),最后求得4=209()mm2,選用7t2(),
4=2200mm2。
由此可見,對于此T形梁,選用C40的混凝土即可滿足設(shè)計(jì)需要,表明提高混凝土強(qiáng)度等級
對增大受彎構(gòu)件正截面受彎承載力的作用不顯著。
&.=人。
4.7A=14.3N/mm‘,=300N/mm(X}=1.0,=0.55
鑒別類型:
假設(shè)受拉鋼筋排成兩排,故取%=6()mm,則
/?()=/:—as=500—60=440mm
%£〃可:(%一區(qū))=L0x14.3x400x80x(440-4x80)
22
=183.04kN?mVM=250kN?m
屬于第二種類型的T形梁“
h
M、=a£(b/-b)lt:(ho-中f
=1.0xl4.3x(400-200)x80x(440——x80)
=91.52kN?m
A/2=A/-/Wi=250-91.52=158.48kN-m
6
M2158.48xlO
&二=0.286
%£媚1.Ox14.3x200x4402
則^=1-71^2^=0.346<^=0.55,可以。
=1+Jl-2as
/s=0.827
2
158.48xlQ6
=1452mm2
3氤300x0.827x440
_aj(b-b)h1.Ox14.3x(400-200)x802,
4cff-----------------------------------=/oJmm2
小「r-300
2
A=A+A,2=1452+763=2215mm
2
選用61'22,As=2281mm
第5章受彎構(gòu)件的斜截面承載力
思考題
5.1①集中力到臨近支座的距離。稱為剪跨,剪跨。與梁截面有效高度加的比值,稱為計(jì)算剪跨比,
用4表示,即;1=4/加。但從廣義上來講,剪跨比;I反映了截面上所受彎矩與剪力的相對比值,
因此稱/l=M/WKJ為廣義剪跨比,當(dāng)梁承受集中荷載時,廣義剪跨比a=M/Wft)=a//?o;當(dāng)
梁承受均勻荷載時,廣義剪跨比義可表達(dá)為冷高比//加的函數(shù)。
②剪跨比力的大小對梁的斜截面受剪破壞形態(tài)有著極為重要的影響。對于無腹筋梁,通常
當(dāng);IVI時發(fā)生斜壓破壞;當(dāng)1V4V3時常發(fā)生剪壓破壞:當(dāng);I>3時常發(fā)生斜拉破壞。
對于有腹筋梁,剪跨比/I的大小及箱筋配置數(shù)量的多少均對斜截面破壞形態(tài)有重要影響,
從而使得有腹筋梁的受剪破壞形態(tài)與無腹筋梁一樣,也有斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞三
種。
5.2鋼筋混凝土梁在其剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi),將發(fā)生斜裂縫。在剪彎區(qū)段內(nèi),由于
截面上同時作用有彎矩M和剪力V,在梁的下部剪拉區(qū),因彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)
生的剪應(yīng)力形成了斜向的主拉應(yīng)力,當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足時,則開裂,并逐漸形成與主
拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。
5.3斜裂縫主要有兩種類型:腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫。腹剪斜裂縫是沿#壓應(yīng)力跡線產(chǎn)生于梁
腹部的斜裂縫,這種裂縫中間寬兩頭細(xì),呈棗核形,常見于薄腹梁中。而在剪彎區(qū)段極面的
下邊緣,由較短的垂直裂縫延沖并向集中荷載作用點(diǎn)發(fā)展的斜裂縫,稱為剪彎斜裂縫,這種
裂縫上細(xì)下寬,是最常見的。
5.4梁斜截面受剪破壞主要有三種杉態(tài):斜壓破壞、剪壓破壞和斜拉破壞。斜壓破壞的特征是,
混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個斜向短柱而壓壞,破壞是突然發(fā)生的。剪壓破壞的特征通
常是,在剪毒區(qū)段的受拉區(qū)邊球先出現(xiàn)一些垂直裂縫,它們沿豎向延伸一小段長度后,就斜
向延伸形成一些斜裂縫,而后又產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫,稱為臨界斜裂縫,臨界
斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸,使斜栽面剪壓區(qū)的高度縮小,最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞,使斜
截面喪失承載力。斜拉破壞的特征是當(dāng)垂直裂縫一出現(xiàn),就迅速向受壓區(qū)斜向伸展,斜截面
承載力隨之喪失,破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時的荷載很接近,破壞過程急驟,破壞前梁變形亦
小,具有很明顯的脆性。
5.5簡支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型主要有三種。第一種是帶拉桿的根形拱模型,適用于無腹
筋梁,這種力學(xué)模型把梁的下部看成是被斜裂縫和垂直裂縫分割成一個個具有自由端的梳狀
齒,梁的上部與縱向受拉鋼筋則形成帶有拉桿的變截面兩較拱。第二種是拱形桁架模型,適
用于有腹筋梁,這種力學(xué)模型把開裂后的有腹筋梁看作為拱形桁架,其中拱體是上弦桿,裂
縫間的齒塊是受壓的斜腹桿,推筋則是受拉腹桿。第三種是桁架模型,也適用于有腹筋梁,
這種力學(xué)模型把有斜裂縫的鋼筋混凝土梁比擬為一個較接桁架,壓區(qū)混凝土為上弦桿,受拉
縱筋為下弦桿,腹筋為豎向拉桿,斜裂縫間的混凝土則為斜壓桿。后兩種力學(xué)模型與第一種
力學(xué)模型的主要區(qū)別在于:1)考慮了籟筋的受拉作用;2)考慮了斜裂縫間混凝土的受壓作用。
5.6影響斜截面受剪性能的主要因素有:1)剪跨比;2)混凝土強(qiáng)度;3)推筋配檢率;4)縱筋配筋
率;5)斜截面上的骨料咬合力;6)極面尺寸和形狀。
5.7梁的斜壓和斜拉破壞在工程設(shè)計(jì)時都應(yīng)設(shè)法避免。為避免發(fā)生斜壓破壞,設(shè)計(jì)時,箍筋的用
量不能太多,也就是必須對構(gòu)件的截面尺寸加以驗(yàn)算,控制截面尺寸不能太小。為避免發(fā)生
斜拉破壞,設(shè)計(jì)時,對有腹筋梁,箍筋的用量不能太少,即捷筋的配箍率必須不小于規(guī)定的
最小配箍率;對無腹筋板,則必須用專門公式加以臉?biāo)恪?/p>
5.8(1)在均句荷載作用下(即包括作用有多種荷載,但其中集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)
生的剪力值小于總剪力值的75%的情況),矩形、T形和I形截面的簡支梁的斜截面受剪承
載力的計(jì)算公式為:
匕=@+Kb=D.7ftb%+1.254v?勺?力。+0?8/y4ba%
式中Ks—構(gòu)件斜截面上混凝土和箍筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值,
Vcs=Vc+VS;
Vsb-與斜裂縫相交的彎起鋼筋的受剪承載力設(shè)計(jì)值;
工——混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fy\----箍筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
fy—彎起鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;
Asv——配置在同一截而內(nèi)的各肢轅筋的全部截面面積,Asv=/rAsvi,其中“為在同
一截面內(nèi)的箱筋肢數(shù),Asvl為單肢箍筋的橫面面積;
3——沿構(gòu)件長度方向的箍筋間距;
A$b——與斜裂縫相交的配置在同一彎起平面內(nèi)的彎起鋼筋板面面積;
cts----彎起鋼筋與構(gòu)件縱向軸線的夾角:
b——矩形微面的寬度,T形或I形截面的腹板寬度:
ho---構(gòu)件截面的有效高度。
(2)在集中荷載作用下(即包括作用有各種荷載,且集中荷載對支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣所產(chǎn)生的
剪力值占總剪力值的75%以上的情況),矩形、T形和I形截面的獨(dú)立簡支梁的版面受剪承載
力的計(jì)算公式為:
匕=%+Kb=h呵+1.0/yV?勺.力0+0.8/y4bsin4
式中2—計(jì)算剪跨比,可取丸=。/加,a為集中荷載作用點(diǎn)至支座截面或節(jié)點(diǎn)邊緣的
距離,當(dāng);IVL5時,取4=1.5;當(dāng)4>3時,取4=3。
5.9連續(xù)梁與簡支梁的區(qū)別在于,前者在支座板面附近有負(fù)彎矩,在梁的剪跨段中有反彎點(diǎn),因
此連續(xù)梁斜截面的破壞形態(tài)受彎矩比①二|M[/|M+|的影響很大。對于受集中荷載的連續(xù)
梁,在彎矩和剪力的作用下,由于剪跨段內(nèi)存在有正負(fù)兩向彎矩,因而會出現(xiàn)兩條臨界斜裂
縫。并且在沿縱筋水平位置混解土上會出現(xiàn)一些斷斷續(xù)續(xù)的粘結(jié)裂縫。臨近破壞時,上下粘
結(jié)裂縫分別穿過反彎點(diǎn)向壓區(qū)延伸,使原先受壓縱筋變成受拉,造成在兩條臨界斜裂縫之間
的縱筋都處于受拉狀態(tài),梁截面只剩中間部分承受壓力和剪力,這就相應(yīng)提高了截面的壓應(yīng)
力和剪應(yīng)力,降
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