?b?xb?h0?11?0.002?cu?fpy??p0Es?cu
而钢筋混凝土受弯构件由于不存在钢筋的预应力?p0,当受拉区混凝土的应力为零时,受拉纵筋的应力亦为零。界限破坏时,受拉纵筋达到屈服强度fy,相应的应变为fy/Es,则截面上受拉纵筋的应变增量仍为fy/Es。因此,根据平截面假定推得,对于有明显屈服点的钢筋,其界限相对受压区高度?b表示为:
?b?xb?h0?11?fyEs?cu
对于无明显屈服点的钢筋,其界限相对受压区高度?b表示为:
?b?xb?h0?11?0.002?cu?fyEs?cu
10.14 对梁底受拉区需配置较多预应力钢筋的大型构件,当梁自重在梁顶产生的压应力不足以抵
'消偏心预压力在梁顶预拉区所产生的预拉应力时,往往在梁顶部也需配置预应力钢筋Ap,
以缓冲受拉区的预应力钢筋Ap在梁顶部引起的拉应力,避免构件因反拱值过大而导致梁顶
'部混凝土产生裂缝。受压预应力钢筋Ap将参与到正截面受弯承载力的计算中。由于随着荷''载的不断增大,在预应力钢筋Ap重心处的混凝土的压应力有所增加,预应力钢筋Ap的拉应'力随之减小,故截面达到破坏时,Ap的应力可能仍为拉应力,也可能变为压应力,但其应'''''力值?pe却达不到抗压强度设计值fpy,而仅为?pe=?p0-fpy。矩形截面预应力混凝土受弯
构件的正截面受弯承载力计算公式如下:
''' ?1fcbx?fyAs?fy'As'?fpyAp?(?p0?fpy)Apx''''M?Mu??1fcbx(h0?)?fy'As'(h0?as')?(?p0?fpy)Ap(h0?ap)
2''''由上式可知:当Ap的应力?pe=?p0-fpy>0,为拉应力时,将降低正截面的受弯承载力Mu;''''但当Ap的应力?pe=?p0-fpy<0,为压应力时,将提高正截面的受弯承载力Mu。
10.15 因为预应力混凝土轴心受拉构件在施工阶段张拉或放松预应力钢筋时,混凝土有可能会因
为承载力不够而被压碎,且后张法构件端部锚具下的混凝土也可能由于承受较大的局部压力而产生裂缝,甚至发生局部受压破坏,因此,必须对预应力混凝土轴心受拉构件进行施工阶段的验算。而预应力混凝土受弯构件由于在制作时,截面上受到了偏心压力,截面下边缘受压,上边缘受拉,而在运输、安装时,搁置点或吊点通常离梁端有一段距离,两端悬臂部分
因自重引起负弯矩,与偏心预压力引起的负弯矩是相叠加的。在截面上边缘,如果混凝土的拉应力超过了混凝土的抗拉强度时,预拉区将出现裂缝,并随时间的增长裂缝不断开展。在截面下边缘,如果混凝土的压应力过大,也会产生纵向裂缝。试验表明,预拉区的裂缝虽可在使用荷载下闭合,对构件的影响不大,但会使构件在使用阶段的正截面抗裂度和刚度降低。因此,必须对预应力混凝土受弯构件的制作、运输及安装等施工阶段进行相关验算。预应力混凝土轴心受拉构件与预应力混凝土受弯构件的正截面承载力均是依据构件破坏状态时的受力情况计算的,不过前者是正截面受拉承载力Nu,后者是正截面受弯承载力Mu,验算公式分别为:N≤Nu和M≤Mu。两者的抗裂度验算都是按照一级和二级两个裂缝控制等级进行的,且验算公式形式完全一样,但两者的验算公式中?ck、?cq及?pcⅡ的计算方法不同。轴心受拉构件?ck=Nk/A0,?cq=Nq/A0,?pcⅡ按预应力混凝土轴心受拉构件的公式计算;而受弯构件?ck=Mk/W0,?cq=Mq/W0,?pcⅡ按预应力混凝土受弯构件的公式计算。
10.16 由于预应力混凝土受弯构件有预加应力的作用,所以它的变形必须要考虑预加应力的反拱
作用。因此,预应力混凝土受弯构件的挠度由两部分叠加而成:一部分是由荷载产生的挠度f1l,另一部分是预加应力产生的反拱f2l,则预应力受弯构件的挠度f=f1l-f2l。而钢筋混凝土受弯构件的变形仅由荷载所引起,所以它的挠度仅为由荷载产生的挠度。
10.17 预应力混凝土构件的主要构造要求有:1)对截面形式和尺寸的要求;2)对预应力纵向钢
筋及端部附加竖向钢筋的布置的要求;3)对非预应力纵向钢筋的布置的要求;4)对钢筋、钢丝、钢绞线的净间距的要求;5)对预应力钢筋的预留孔道的要求;6)对锚具的要求;7)对端部混凝土的局部加强的要求。
11.1 现浇单向板肋梁楼盖中的主梁按连续梁进
行内力分析的前提条件是什么?
答:( 1)次梁是板的支座,主梁是次梁的支座,
柱或墙是主梁的支座。
( 2)支座为铰支座--但应注意:支承在混凝土
柱上的主梁,若梁柱线刚度比<3,将按框架梁计算。板、次梁均按铰接处理。由此引起的误差在计算荷载和内力时调整。
( 3)不考虑薄膜效应对板内力的影响。
( 4)在传力时,可分别忽略板、次梁的连续
性,按简支构件计算反力。
( 5)大于五跨的连续梁、板,当各跨荷载相
同,且跨度相差大10%时,可按五跨的等跨连续梁、板计算。
11.3 为什么连续梁内力按弹性计算方法与按塑
性计算方法时,梁计算跨度的取值是不同的?
答:两者计算跨度的取值是不同的,以中间跨为
例,按考虑塑性内力重分布计算连续梁内
力时其计算跨度是取塑性铰截面之间的距离,即取净跨度
;而按弹性理论方
法计算连续梁内力时,则取支座中心线间的距离作为计算跨度,即取
。
11.4 试比较钢筋混凝土塑性铰与结构力学中的
理想铰和理想塑性铰的区别。
答:1)理想铰是不能承受弯矩,而塑性铰则能
承受弯矩(基本为不变的弯矩);
2)理想铰集中于一点,而塑性铰有一定长度; 3)理想铰在两个方向都能无限转动,而塑性铰
只能在弯矩作用方向作一定限度的转动,是有限转动的单向铰。
11.5 按考虑塑性内力重分布设计连续梁是否在
任何情况下总是比按弹性方法设计节省钢筋?
答:不是的
11.6 试比较内力重分布和应力重分布
答:适筋梁的正截面应力状态经历了三个阶段: 弹性阶段--砼应力为弹性,钢筋应力为弹性; 带裂缝工作阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力
为弹性;
破坏阶段--砼压应力为弹塑性,钢筋应力为塑
性。
上述钢筋砼由弹性应力转为弹塑性应力分布,
称为应力重分布现象。由结构力学知,静定结构的内力仅由平衡条件得,故同截面本身刚度无关,故应力重分布不会引起内力重分布,而对超静定结构,则应力重分布现象可能会导:
① 截面开裂使刚度发生变化,引起内力重分
布;
② 截面发生转动使结构计算简图发生变化,引
起内力重分布。
11.9 选择题
1.计算现浇单向板肋梁楼盖时,对板和次梁可采
用折算荷载来计算,这是考虑到(B)。
(A)在板的长跨方向也能传递一部分荷载 (B)塑性内力重分布的有利影响 (C)支座的弹性转动约束
(D)出现活载最不利布置的可能性较小 2.整浇助梁楼盖中的单向板,中间区格内的弯矩
可折减20%,主要是考虑(A)。
(A)板内存在的拱作用
(B)板上荷载实际上也向长跨方向传递一部分 (C)板上活载满布的可能性较小 (D)板的安全度较高可进行挖潜
3.五等跨连续梁,为使第三跨跨中出现最大弯
矩,活荷载应布置在(C)。
(A)1、2、5跨
(B)1、2、4
跨
(C)1、3、5跨
(D)2、4跨
4.五等跨连续梁,为使边支座出现最大剪力,活
荷载应布置在(C)。
(A)1、2、5跨
(B)1、2、4
跨
(C)1、3、5跨
(D)2、4跨
5.钢筋混凝土超静定结构中存在内分重分布是
因为(C)。
(A)混凝土的拉压性能不同
(B)结构由钢筋、混凝土两种材料组成
(C)各载面刚度不断变化,塑性铰的形成 (D)受拉混凝土不断退出工作
6.下列情况将出现不完全的塑性内力重分布
(C)。
(A)出现较多的塑性铰,形成机构 (B)截面受压区高度系数ξ≤0.35 (C)载面受压区高度系数ξ=ξb (D)斜截面有足够的受剪承载力
7.即使塑性铰具有足够的转动能力,弯矩调幅值
也必须加以限制,主要是考虑到(D)。
(A)力的平衡
(B)施工
方便
(C)正常使用要求
(D)经济性
8.连续梁采用弯矩调幅法时,要求截面受压区高
度系ξ≤0.35,以保证(C)。
(A)正常使用要求
(B)具有足够
的承载力
(C)塑性较的转动能力
(D)发生
适筋破坏
9.次梁与主梁相交处,在主梁上设附加箍筋或吊
筋,这是为了(B)。
(A)补足因次梁通过而少放的箍筋 (B)考虑间接加载于主梁腹部将引起斜裂缝 (C)弥补主梁受剪承载力不足 (D)弥补次梁受剪承载力不足
10.整浇肋梁楼盖板嵌入墙内时,沿墙设板面附
加筋(A)。
(A)承担未计及的负弯矩,减小跨中弯矩 (B)承担示计及的负弯矩,并减小裂缝宽度 (C)承担板上局部荷载 (D)加强板与墙的连结
11.简支梁式楼梯,梁内将产生(C) (A)弯矩和剪力
(B)弯矩
和轴力
(C)弯矩、剪力和扭矩
(D)弯
矩、剪力和轴力
12.板内分布钢筋不仅可使主筋定位,分布局部
荷载,还可(A)。
(A)承担负弯矩
(B)承受
收缩及温度应力
(C)减小裂缝宽度
(D)增加主筋
与混凝土的粘结
13.矩形简支双向板,板角在主弯矩作用下(D)。 (A)板面和板底均产生环状裂缝 (B)均产生对角裂缝
(C)板面产生对角裂缝;板底产生环状裂缝 (D)与C相反
14.按弹性理论,矩形简支双向板(D)
(A)角部支承反力最大
(B)长跨
向最大弯矩位于中点
(C)角部扭矩最小
(D)短跨向最
大弯矩位于中点
15.楼梯为斜置构件,主要承受活荷载和恒载,
其中(A)。
(A)活载和恒载均沿水平分布
(B)均沿
斜向分布
(C)活载沿斜向分布;恒载沿水平分布 (D)
与C相反
16.连续单向板的厚度一般不应小于(B)。
(A)lo/35 (B)lo/40 (C)lo/45 (D)lo/50 17.连续单向板内跨的计算跨度(B)。