混凝土结构基本原理第8章.docx

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1、思索题8-1在实际工程中哪些构件中有扭矩作用？答：框架边梁、雨篷梁8-2矩形截面纯扭构件从加荷直至破坏的过程分哪几个阶段？各有什么特点？答：试件开裂前：性能符合弹性扭转理论，钢筋应力很小，扭矩一一扭转角之间呈线性关系。初始裂缝发生在截面长边的中点四周，其方向与构件呈45度角，此裂缝在后来的加载中向两端进展成螺旋状，并仍与构件呈45度，同时消失很多新的螺旋形裂缝。长边的裂缝方向与构件轴线基本上呈45度角，而短边的裂缝方向则较为不规章些。开裂后，试件的抗扭刚度大幅下降，扭矩一一扭转角曲线消失明显的转折。在开裂后的试件中，混凝土受压，纵筋和箍筋则均应受拉，形成了新的受力机制。随着扭矩的连续增加，此受

2、力机制基本保持不变，而混凝土和钢筋的应力则不断增加，直至试件破坏。8-3矩形截面纯扭构件的裂缝与同一构件的剪切裂缝有哪些相同点和不同点？答：相同点：都会消失与构件轴线有夹角的斜裂缝。不同点：纯扭构件会产生一些螺旋形裂缝，而受剪切不会。8-4矩形截面纯扭构件的裂缝方向与作用扭矩的方向有什么对应关系？答：纯扭裂向底部进展的方向与作用扭矩的方向全都。8-5纯扭构件的破坏形态和破坏特征是什么？答：纵筋和箍筋的配置量适中时，纵筋和箍筋首先达到屈服强度，然后混凝土被压碎而破坏。这种试件呈现较好的延性。纵筋较少、箍筋较多时，破坏时纵筋屈服而箍筋不屈服。反之，箍筋屈服而纵筋不屈服。这两种构件称为超配筋构件。纵

3、筋、箍筋均配得很多时，破坏时二者均不屈服。构件的破坏始于混凝土的压坏，属脆性破坏。纵筋和箍筋均配得较少时，一旦裂缝消失，构件随即破坏。8-6什么是平衡扭转？什么是协调扭转？试举出各自的实际例子。答：当构件所受扭矩大小与该构件的扭转刚度无关时相应的扭转就称为平衡扭转，如阳篷梁。当构件所受扭矩的大小取决于该构件的扭转刚度时，相应的扭转就称为协调扭转，如框架边梁。8-7矩形截面受扭塑形反抗矩是如何导出的？对T形和I形截面如何计算？答：矩形截面：Wt = (3h-b对于T形、I形截面b2, hf hjWtw = -7-(3 - bWtf = -(bf-bwtf = bf- b)U乙乙则T形截面：Wf=

4、Wnv + W中I 形截面：Wt = Wtw wtf + tf。8-8什么是配筋强度比？配筋强度比的范围为什么要加以限制？配筋强度比不同时对破坏形式有何影响？答：配筋强度比 = E达到承载力极限状态时，临界斜裂缝的倾角由配筋强度比掌握。过大过小时，纵筋或箍筋就达不到屈服。时，两种钢筋均能达到屈服强度。8-9矩形截面纯扭构件的第1条裂缝消失在什么位置？答：截面长边中点四周。8-10高强混凝土纯扭构件的破坏形式与一般混凝土纯扭构件的破坏形式相比有何不同？答：在未配抗扭腹筋的状况下，其破坏过程和裂开面形态基本上与一般混凝土构件全都，但斜裂缝比一般混凝土构件陡，裂开面较平整，骨料大部分被拉断。其开裂荷

5、载比较接近破坏荷载，脆性破坏的特征比一般混凝土构件更明显。配有抗扭钢筋的高强度混凝土构件受纯扭时，其裂缝进展与破坏过程与一般混凝土构件基本全都，但斜裂缝的倾角比一般混凝土构件略大。8-11拐角脱落破坏形式的机理是什么?如何防止消失这种破坏形式？答：依据空间模型桁架，受压腹杆会在截面拐角处相交会产生一个把拐角推离截面的径向力U.假如没有密配的箍筋或刚性的角部纵筋来承受此径向力，则当此力足够大时，拐角就会脱落;当扭转剪应力大时，只有使箍筋间距10(7机才能牢靠地防止这类破坏，使用较粗的角部纵筋也能防止此类破坏。8-12什么是部分超配筋构件？答：当纵筋配得较少，箍筋配得较多时,破坏时纵筋屈服箍筋不屈

6、服，反之则破坏时箍筋屈服,纵筋不屈服,这两种类型的构件称为部分超配筋构件。8-13最小扭抗钢筋量应依据什么确定？答：最小抗扭配筋量应依据需要计算构件的极限扭矩确定。8-14变角空间桁架模型的基本假定有哪些？答:L极限状态下原实心截面构件简化为箱形截面构件此时，箱形截面的混凝土被螺旋型裂缝分成一系列倾角为a的斜压杆,与纵筋和箍筋共同组成空间桁架.2 .纵筋和箍筋构成桁架的拉杆.3 .不计钢筋的销栓作用。8-15弯扭构件的抗弯一抗扭承载力相关曲线是怎样的?它随纵筋配置的不同如何变化？答：如课本P208图8-21所示.在受压筋拉屈服段，随纵筋的用量增多，抗扭承载力提高.在受拉筋屈服阶段，随纵筋用量增

7、多，抗扭承载力削减。8-16抗扭承载力计算公式中的的物理意义是什么?其表达式表示了什么关系?此表达式的取值考虑了哪些因素？答：t为剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数，其表达式表示了其为剪扭和纯扭混凝土的受扭承载力之商，考虑了 ,4o,匕，匕。等四项因素。8-17受扭构件中纵向钢筋和箍筋的布置应留意什么？答：应考虑是否大于最小配筋率，受弯纵筋应布置在弯曲受拉区,受扭纵筋应沿截面周边匀称布置。8-18受扭箍筋和受剪箍筋的受力状况和构造要求是否相同?为什么？答:不相同油于两者的受力状况不同,所以两者的构造要求也各不相同。8-19轴向压力和轴向拉力对复合受力构件的剪扭承载力各有何影响?为什么？答：轴向压

8、力在肯定程度上可以抑制斜裂缝的发生与进展，但压力过大又会使构件的破坏形态发生变化,由于轴向压力能使混凝土较好地参与匚作，同时又能改善裂缝处混凝土的咬合作用和纵向钢筋的销栓作用，故肯定程度上提高构件的抗剪承载力，反之，轴向拉力会减弱构件的受剪扭承载力，缘由与上相反。练习题8-1有一矩形截面纯扭构件，已知截面尺寸为bx h = 300mm x 500mm,配有纵筋4014(fy = 300Vnmz),箍筋为 08150 ( fyv = 270Nmm2)o 混凝 土 为 C25(c= 11.9Vmm2 = 1.27/V/W),试求该截面所能承受的扭矩值。解：Ast = 615.75mm2“st?ft

9、a=2.23 10-3 0.28 = 1.32 10e3;bsfyvstlft=4.105 103 0.85 = 3.60 IO-3;bhfyfyAlSb2 = = 1.45iyt = (3 -b) = 1.8 107mm2;t ystlcorTu = 035ftWt + 1.2lT4” = 2.275 107Nmm T = 4.94kNm,可以验算是否按计算配筋7”%=6.68kNm T,故不需按计算配筋按构造配筋纵筋配606配箍06150。8-3己知钢筋混凝土弯扭构件，截面尺寸为b h = 200mm 400mm,弯矩值M=55kNm,扭矩值 T=9kN - m,采纳 C25 级混凝土 (

10、A = n,9Nmmztft = 1.27Vnmz),箍筋用 I 级(v = 270Vmm2),纵筋用 II 级(y = 300N/mm2),是计算其配筋。解：计算抗弯纵向钢筋:f cbx f ysM = fcbx(ho - 0.5%)ho = h - 35 = 365mm(x = 70.03mm解得 s = 555.57mm2计算抗扭钢筋：b2Wt = (3ft -ft) = 6.67 106mm260.2wtfc= 15.87kN m T = 9kN、m,可以。7必(= 5.93kVm 0.28OSJ ypKf yvcor .stl“cor = 10瓶瓶则/$ = f J y S顶部纵筋截

11、面积=st = 121.16nn2中部纵筋截面积=121.16m/底部纵筋截面积=+ 4 = 676.73mm2箍筋用量=丁= 0.3548mms,min = 160mm2 0.7ft = 1.001Nmm2故需计算配置剪扭钢筋，计算抗扭钢筋:1.5氏= 西1 + Q5Tbho1.026 1。故取乩=1。取；=1.0fAcor110000mm2T = 0.35。% + 1.2也AstAcorstl=0.1100mms采纳06配筋，s=257mm,可取。6200245(if(pst = -=1.131 10-3 0.28= 1.483 10-3OSf yV故取经=0.1854mm,可取6100ucor = 1500nwn 则/Is” =Kfyvcor stlfy s=381.64mm2计算抗剪箍筋:由V = 0.7(1.5 - t)ftbh0 + 1.25y含九o得勺=0.1379mm取两支箍”=0.069mm计算抗弯纵向钢筋：x = 75.32mmf次=f yAM = fcbxho - 0.5%)解得= 897.56mm顶部纵筋截面积= = 127.21nn2中部纵筋截面积= 127.21zmn2底部纵筋截面积=st +4=1024.77mm2箍筋用量=r+ r= 0.2544mm验算最小配筋率:Asmin = 0.002bh = 300