混凝土结构设计原理习题集答案

当hw/b≤4时

VT??0.25?cfc bh00.8WtVT??0.20?cfc bh00.8Wt 当hw/b=6时

当4<hw/b<6时 按线性内插法确定。

计算时如不满足上面公式的要求,则需加大构件截面尺寸,或提高混凝土强度等级。 (2)最小配筋率

构在弯剪扭共同作用下,受扭纵筋的最小配筋率为?tl,min?应取抗弯及抗扭纵筋最小配筋率叠加值。 9.答案:

钢筋混凝土纯扭构件裂缝出现前处于弹性工作阶段,变形很小,钢筋的应力也很小,可忽略钢筋对开裂扭矩的影响,按素混凝土纯扭构件计算。纯扭构件的主拉应力数值上等于剪应力τ,故取τ =ft 。由于混凝土既非弹性材料,又非理想塑性材料,为了简化计算,可采用全塑性状态的截面受扭抵抗矩Wt,而将材料的抗拉强度适当降低。根据试验资料,《规范》取混凝土抗拉强度系数为0.7,故0.7ftWt即为钢筋混凝土纯扭构件开裂扭矩Tcr的计算公式。 10.答案:

1)少筋破坏:当纵筋和箍筋中只要有一种配置不足时便会出现。斜裂缝一旦出现,其中配置不足的钢筋便会因混凝土卸载很快屈服,使构件突然破坏,属脆性破坏。设计中通过规定抗扭纵筋和箍筋的最小配筋率来防止少筋破坏。

2)适筋破坏:当纵筋和箍筋中都配置适中时出现。从斜裂缝出现到构件破坏要经历较长一个阶段,有较明显的破坏预兆,属延性破坏。

3)部分超筋破坏:当纵筋或箍筋其中之一配置过多时会出现。破坏时混凝土被压碎,配置过多的钢筋达不到屈服,破坏过程有一定的延性,但较适筋破坏的延性差。

4)超筋破坏:当纵筋和箍筋中都配置过多时出现。破坏时混凝土被压碎,而纵筋和箍筋都不屈服,破坏突然,因而延性差,设计中通过规定最大配筋率或限制截面最小尺寸来避免。 11.答案:

1)弯剪扭构件受扭纵向受力钢筋的最小配筋率应取为 :

Astl,minTft;纵筋最小配筋率?0.6bhVbfy?st,lmin?Ast,lminbh?0.6Tft? Vbfy2)箍筋的构造要求:

?sv?nAsv1f?0.28t bsfyv3)构件截面尺寸的要求:

VT??0.25?cfc bh00.8Wt保证破坏时混凝土不首先被压坏。 12.答案:

《规范》对剪扭构件采用的是箍筋按剪扭构件的受剪承载力和受扭承载力分别计算其所需的箍筋量,用叠加方法配箍。至于混凝土部分为了避免重复利用其强度而使计算的承载力超过了实际承载力,因此需在受剪及受扭承载力计算公式中的混凝土部分分别引用混凝土强度降低系数βt,以考虑其相关关系。即:Vc=0.7(1.5-βt)ftbh0(对均布荷载) 及 Tc=0.35βt ftWt 。

将βt 的计算值界定在0.5?1.0之间可以简化计算。若βt >1.0,则在进行配筋计算时可不考虑剪力对混凝土受扭承载力的影响,故取βt =1.0;

若βt <0.5,则在进行配筋计算时可不考虑扭矩对混凝土受剪承载力的影响,故取βt =0.5

?t?1.5V?Wt1?0.2???1?T?bh0

13.答案:

前者说明在进行构件截面设计时必须进行构件截面的剪扭承载力计算;反之,可根据《混凝土结构设计规范》按照构造要求配置钢筋即可。

后者说明在剪力和扭矩的共同作用下,剪扭构件在破坏时,混凝土首先被压碎,这时必须先要加大截面或者提高混凝土的强度等级,才可进行配筋计算。 14.答案:

对比试验表明,钢筋混凝土矩形截面的极限扭矩,与挖去部分核心混凝土的空心截面的极限扭矩基本相同,因此可近似按箱形截面纯扭构件分析。存在有螺旋形斜裂缝的箱形混凝土管壁通过纵筋和箍筋的联系形成一空间桁架体系,纵筋为受拉弦杆,箍筋为受拉竖向腹杆,斜裂缝间混凝土相当于受压腹杆。假定桁架节点为铰接,在节点处,斜向压力有纵筋和箍筋的拉力所平衡。混凝土斜压杆与构件的轴线的倾斜角?,一般不是45 ? ,而是配筋强度比ζ有关,故称变角空间桁架模型。 15.答案:

与受弯,受剪构件计算公式相似,受扭承载力公式的应用有其配筋率的上限和下限。为了防止出现混凝土先被压碎的超配筋构件的脆性破坏,配筋率的上限以截面限制条件的形式给出为T≤0.25fcWt。《规范》要求纯扭构件的截面必须 符合这个公式的要求。当符合条件T≤0.7ftWt时,说明扭矩设计值尚小于开裂扭矩Tcr,可不需按承载力进行配筋计算,按最小配筋率及构造要求配筋。 16.答案:

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