混凝土第五章答案

1、混凝土第五章答案1， 跨高比的大小為什么會影響剪切破壞的位置？答：在均布荷載作用下，跨高比不等的試件發(fā)生剪切破壞，其典型破壞形態(tài)也分三種，為斜壓(l/h0<4),剪壓(l/h0=49)和斜拉(l/h0=920)破壞。所以跨高比較小時屬于斜壓破壞，其最終是梁腹中部斜向受壓破壞形式，破壞位置接近跨中，跨高比較大時，屬于斜拉破壞，其最終使梁的端部沿鋼筋上皮把混凝土保護層撕裂，造成最終破壞的斜裂縫是主拉應力控制的混凝土拉斷破壞，其破壞位置接近支座處。2， 高跨比與斜截面強度的關系？答：A、均布荷載作用下，當破壞截面的廣義剪跨比一定時，小跨度梁（跨高比小梁）的抗剪強度高于大跨度梁。B、梁的抗剪強度

2、隨著跨高比加大而降低（實驗表明l/h0 12時為最低）；但是跨高比增大到一定數值時（課本上是12），跨高比不再對抗剪強度有明顯的影響。*跨高比的關系反映了剪跨比的關系（有具體的公式）。均載梁的抗剪強度隨廣義剪跨比的增大而降低, 其關系與跨高比、抗剪強度關系的曲線相似。這一規(guī)律與集中荷載的結果相同。圖 破壞剪力與跨高比的關系（參考文獻：均布荷載作用下鋼筋混凝土彎筋梁斜截面強度的試驗研究）3， 箍筋的布置形式對受力有何影響？答：梁中箍筋的作用主要是斜截面抗剪和限制斜裂縫發(fā)展。箍筋與縱筋成 45°角時箍筋利用率最高 。斜向布置的箍筋的抗剪性能優(yōu)于垂直箍筋并且在限制裂縫開展方面的效果斜箍筋比

3、垂直箍筋好得多。當截面形狀為矩形時，矩形截面梁的剪切破壞發(fā)生在3.0附近的截面，從這位置到支座之間區(qū)段內箍筋應力較大。對形梁，當腹板較薄時，腹剪裂縫向支座方向不斷地相繼出現。傳力模型比擬成梯形桁架(圖4-76)，斜裂縫間的混凝土是斜壓腹桿，不僅承受箍筋傳來的內力同時承受作用于斜壓腹桿頂端的荷載。越接近支座的斜壓腹桿所受的斜壓力越大。因此箍筋應該按剪力圖形來布置，使每個斜壓腹桿在傳遞遞增的壓力情況下都能有相應遞增面積的箍筋來接應4， 兩個斜裂縫的出現對截面抗剪強度降低有何影響？答：粘結開裂裂縫引起受壓區(qū)壓筋變成拉筋，混凝土壓力要和上下二排拉筋的拉力相平衡所以壓力增大，而且混凝土壓區(qū)高度減小，壓應

4、力和剪應力大大增加降低了抗剪強當荷載繼續(xù)增加后，隨著斜裂縫條數的增多和裂縫寬度變大，骨料要合力下降；沿縱向鋼筋的混凝土保護層也可能被劈裂、鋼筋的銷栓力也逐漸減弱；斜裂縫中的一條發(fā)展成為主要裂縫，稱為臨界斜裂縫。臨界斜裂縫是由初始彎曲裂縫發(fā)展而成，一旦出現就將梁斜劈成兩半。5， 分析圖4-88上升和下降的原因？答：高，配筋量低于0.083時剪切強度控制區(qū)在m>=3,因為m<3時粘結開裂裂縫對截面應力重分布導致抗剪強度降低，而在m>3時發(fā)生斜拉破壞，開裂強度即是破壞強度；高于0.083時在m=1時最小，相同配箍筋率時，小剪跨時為斜壓破壞，箍筋作用不大，大剪跨時箍筋承擔的剪力較多。

5、6， 分析連續(xù)梁的受力特點？答：梁上作用有正負兩個方向的彎矩，m<3時，反向彎矩和正向彎矩之比等于1，可能會出現兩條臨界裂縫，粘結開裂后使原先支座處的壓筋變成拉筋使壓力變大，混凝土的受壓高度減小，可以把無腹筋連續(xù)梁的傳力模型看做一個連續(xù)拱，當m>3時斜拉破壞其破壞和以反彎點為支座的簡支梁相似，配箍以后傳力模型看做是桁架，受壓腹桿的剛度很大傳遞大部分剪力，部分剪力通過、經過箍筋懸吊到忽略反向彎矩的影響。7， 塑性鉸出現后對它的剪切強度有何影響，為什么？答：形成機構前，塑性鉸區(qū)的出現不會影響梁的抗剪強度，只是增加剪切強度控制區(qū)，垂直裂縫的開展需要和梁的變形相協(xié)調反應梁的實際抗剪能力形成

6、機構以后剪切破壞時次生破壞，因為垂直裂縫不斷發(fā)展受壓區(qū)高度不斷的減小。8， 分析正負彎矩的比值對剪切強度影響規(guī)律及原因？答：規(guī)律：由圖4-95可知，即使在不同的l/h0情況下，隨M-從零開始加大，抗剪強度是一個先增大再降低的過程。它的峰值在M-/M+=1的附近，它亦是從跨中破壞過渡到支座破壞的轉折點。原因：伸臂梁的伸臂長度的變化導致。9， 軸力的存在對構件的抗剪強度有何影響，為什么？答：軸向拉力的存在，使得構件的剪壓區(qū)高度比受彎構件小，甚至沒有剪壓區(qū)，因此，降低了構件的抗剪能力。其降低幅度隨軸向拉力的增大而增大，但對箍筋的抗剪能力幾乎沒有影響。（2）軸向壓力對斜截面抗剪是有利的，因此受剪承載力

7、隨著軸力的增大而增大。這是因為，軸向力能夠延遲斜裂縫的出現并抑制斜裂縫的開展，從而增大了斜裂縫末端混凝土剪壓區(qū)的高度，因而可以提高混凝土承受的剪力以及咬合力。但是，軸向力對受剪承載力的提高是有限度的，當N/fcbh=0.3-0.5時，受剪承載力最大。若軸壓比繼續(xù)增大，受剪承載力將降低。10， 圖4-101各個控制區(qū)的邊界條件是什么？答：在NQ圖上，得知構件的剪切強度線，將構件的垂直截面強度的彎矩化成剪力形式同樣表示在NQ圖上，其較低線段構成了破壞強度線。它不僅表示了構件破壞時的N,Q對應的數值關系，還可以判斷其破壞類型。圖上有垂直截面強度線和斜截面強度線兩條曲線，小偏拉強度控制區(qū)右邊界與剪切強

8、度控制區(qū)左邊界條件是垂直截面強度線的上升段與斜截面強度線相交，此時構件既不發(fā)生小偏拉破壞也不發(fā)生剪切破壞；剪切強度控制區(qū)右邊界與小偏壓強度控制區(qū)的左邊界條件是垂直截面強度線下降段與斜截面強度線相交，此時構件將由剪切狀態(tài)向小偏壓狀態(tài)轉變。11， 圖4-102兩個臨界點（上限，下限）是如何確定的？答：作用定值軸壓力的構件，縱筋含鋼特征值變化時，將其剪切強度線和剪力形式表示的垂直截面強度線表示在坐標內（圖4-102）。軸力構件的剪切強度下限線的計算公式可由抗剪強度公式（4-29）和用剪力形式表示的大偏壓強度公式相等的辦法得到。隨的加大，破壞可分成大偏壓、剪切和小偏壓三個強度控制區(qū)。它們的相交點即是剪

9、切強度控制區(qū)的下限值和上限值。12， 有軸力的下包線和無軸力的下包線的區(qū)別？是有利還是有害？答：軸壓力能提高構件的抗剪強度，反映在圖上時實驗點基本位于下包線上方，但構件的延性降低很多。壓桿在工程中常作為立柱和桁架的上弦壓桿，在結構中的地位很重要，他們發(fā)生脆性破壞將引起整個結構的倒塌。所以最好不要過份發(fā)揮它的強度潛力，以保證構件具有良好的延性。軸拉力降低了構件的抗剪強度，拉裂縫的存在使實驗結果中實驗點有很大的離散性，使部分實驗點出現在下包線下方，而且經常出現脆性的斜拉破壞，軸拉力是有害的，無軸力的構件下包線界于以上兩種情況之間。13， 圖4-104，a，b，c，d，e各是什么受力狀態(tài)？答：a、剪

10、壓受力狀態(tài) b、斜壓受力狀態(tài) c、兼有斜壓和小偏壓的過渡類型，稱為壓剪受力狀態(tài) d、小偏壓受力狀態(tài) e、軸壓破壞14， 柱的高寬比對柱的破壞形式有什么影響？答：柱的高寬比較大時發(fā)生斜拉破壞。柱兩端高h范圍內出現斜裂縫，從柱的受拉邊外緣貫通到受壓邊外緣，裂縫出現后強度突然下降。高寬比不太大的中長柱則發(fā)生剪壓破壞。破壞常常伴隨很多粘接開裂裂縫，破壞時抗力下降較慢，具有一定的延性。高寬比較大的柱，軸向力不大時，發(fā)生斜拉破壞，破壞是低周疲勞引起的。15， 箍筋為什么能增加柱的延性？答：箍筋能夠改善混凝土的受力性能，有效提高混凝土受壓邊緣的最大應變，因此，當箍筋含量特征值（k=psufyv/fc）越高，

11、柱子的延性提高越大。同時柱端的箍筋加密由于提高了混凝土的極限壓應變，在軸力較大的不利條件下提高柱端塑性鉸的轉動能力。16， 分析箍筋形式對柱強度影響的原因？答：箍筋的作用是為了防止縱向鋼筋受壓時壓曲，配有螺旋式或焊接環(huán)式間接鋼筋的柱，由于螺旋箍筋對構件抗壓是一種間接作用，通過約束混凝土的橫向變形，使混凝土處于三軸受壓狀態(tài)，從而提高了軸心混凝土的抗壓強度，從而使構件的承載力有所增加。箍筋還起到抗剪作用，間接限制了斜裂縫的開展，增強了腹部混凝土的骨料咬合力，約束了縱向鋼筋對混凝土保護層的撕脫，增大了鋼筋的銷栓力。17， 分析牛腿住三種破壞發(fā)生的條件？答：破壞發(fā)生條件取決于與h0的比值：當比值小于0

12、.1或值雖較大而邊緣高度h1較小時，可能發(fā)生沿加載板內側接近豎直截面的純剪破壞，其特征是在牛腿與下柱交接面上出現一系列短斜裂縫。最后牛腿柱沿此裂縫從柱上切下而遭破壞當比值介于0.1 0.75時，可能發(fā)生斜壓破壞或斜拉破壞18， 受扭最大（?。┡浣盥逝c哪些因素有關，如何確定？答：討論抗扭配筋的上下限時，只有在縱筋及箍筋配筋比符合時才有意義。其中，是縱筋與箍筋都能屈服的平衡配筋比。總配筋率的上限為636.9 ，因此受扭配筋最大配筋率與混凝土的圓柱強度、鋼筋的屈服強度有關；對于受扭配筋總配筋率的下限，近似取1。同時，配筋量的上限還與混凝土的抗壓強度及截面有關，配筋量的下限與混凝土的抗拉強度

13、和截面有關。19， 對于牛腿強度而言，這三種方式，哪種最有效？答：斜壓破壞是最有效的方式，純剪破壞是a/h<0.1，混凝土受剪破壞而鋼筋幾乎沒有受力，承載力不大；0.1<a/h<0.75，發(fā)生斜壓或斜拉破壞，斜壓破壞是承載力最高的。20， 深梁與簡支梁和牛腿下包線的不同，原因是什么？答：深梁是高厚比較大，剪跨比較小的梁，其受力性能與普通梁不同，并非屬于一維構件，而是更接近于二維構件。受彎前為平面的截面，受彎后不復保持平面，應力分布不再成線性。普通梁中被忽略不計的剪切變形在深梁中要大得多，并影響到受壓區(qū)的應力分布，使其與普通梁的應力分布顯著不同 。從而剪切強度下包線不同。牛腿實

14、為一懸臂深梁，亦屬于二維受力構件。小剪跨時，剪切強度隨剪跨比減小而不斷提高，同時彎曲強度有一上限值，所以剪跨比很小時并不總是發(fā)生剪切破壞，剪切破壞僅在其強度控制區(qū)出現一條下包線。牛腿和深梁剪跨比較小，故其剪切強度下線值（下包線）提高。21， 你對三種分析方法的認識是什么，優(yōu)缺點如何？答：扭面平衡法是類似于斜截面強度法，建立在對構件的直接分析上，優(yōu)越于桁架模擬。在建立計算公式時還利用一些假設，對假設可利用實驗直接考查其有效程度；空間析架模擬法類似于主拉應力計算法；經驗公式法是根據近年來國內的研究成果，并參考了國外的經驗而建議的抗剪配筋計算公式。扭面平衡法和空間桁架模擬在分析過程中存在著相互滲透的

15、趨勢，主要體現在利用空間析架模擬法的某些概念來求解扭面平衡法中的一些問題，經驗公式則主要是應用在配筋計算中。，優(yōu)缺點：前兩種方法還不完善，各家理論所取的假設不一致，未能達成統(tǒng)一的分析方法。扭面平衡法的不足之處在于對非矩形截面構件的破壞扭面不易掌握，而空間桁架模擬可很容易的應用于異形截面構件的分析。經驗公式在實驗條件范圍內與實驗結果較好的符合。但由于不是建立在對構件受力直接分析的基礎上，沒有反映構件在受力時內部的平衡狀態(tài)，因此，將經驗公式擴大到實驗條件范圍之外時，是否可行總是有疑問。22， 你認為三種破壞形式哪一種最有可能發(fā)生，為什么？答 ：彎扭共同作用下破壞面是由三個面上的螺旋裂縫與第四個面上

16、的受壓所形成的扭面。在正彎矩及扭矩共同作用下形成受壓面在構件頂面的破壞稱為破壞形態(tài)（上），在構件底面稱為破壞形態(tài)（下），在構件側面稱為破壞形態(tài)（側）。從圖5-7可看出，在的情況下，當M時，發(fā)生破壞形態(tài)（下），當M時，發(fā)生破壞形態(tài)（上），當=M時，發(fā)生破壞形態(tài)（側）。 23， 壓桿的方向為什么是裂縫的方向？答：壓桿的受力特點是構件先作用有定值軸壓力然后再加橫向力。由于壓力的影響，垂直裂縫出現較晚且寬度較小，壓區(qū)高度較大，斜裂縫傾角較小而水平投影長度基本不變，縱筋拉力降低。在集中荷載的作用下，無腹筋簡支梁的斜裂縫由已出現的初始彎曲裂縫延伸成彎剪斜裂縫和在梁腹中部出現的腹剪裂縫，斜裂縫的出

17、現又引起次生裂縫的產生，當受的軸壓較大時和斜裂縫相交處的縱筋和混凝土之間發(fā)生粘結破壞，在混凝土表面出現了粘結開裂裂縫，當剪跨a較大時，裂縫將混凝土分割成為從拱形受壓區(qū)伸出的梳狀齒塊體，縱筋穿過齒的自由端，受力和變形過程中相鄰的混凝土齒發(fā)生相對位移和錯動，裂縫兩側的混凝土位移時產生摩擦力和相互咬合，即混凝土骨料咬合力Qy和Qy、，縱筋承擔剪力Qx和Qx、而縱筋拉力T和T、分別由相應截面的彎矩所確定，即M確定了T，彎矩差反應了剪力的作用，所以這時梁的剪力主要由齒的作用來承擔。齒根部的混凝土承受m、q和n所產生的應力，當斜向的主拉應力值達到和超過混凝土的抗拉強度時，混凝土開裂，這時彎曲裂縫斜向發(fā)展成

18、彎剪裂縫。荷載加大后其中一條裂縫首先急劇開展而成臨界斜裂縫，當m較大時，斜裂縫一出現就延伸到梁頂，使梁失去承載力。故壓應力的方向即是斜裂縫的發(fā)展方向。24， 彎扭剪作用和彎扭作用有何區(qū)別?答：在受力情況下：彎扭構件是在彎矩和扭矩共同作用下，而彎剪扭構件是在彎矩，剪力，扭矩共同作用下。 在破壞特征及承載力上看：彎扭構件與扭彎比，截面尺寸，配筋形式及數量等因素有關，而彎剪扭構件與扭彎比，扭剪比，截面尺寸，配筋及材料強度等因素有關在破壞形態(tài)上看：彎扭構件有三種破壞形態(tài)，彎型破壞，扭型破壞和彎扭型破壞 而彎剪扭構件則也有三種破壞形態(tài)，彎型破壞，扭型破壞和剪扭破壞在配筋方面看：彎扭構件采用受彎和受扭分別

19、計算其縱筋和箍筋，然后將相應鋼筋截面面積疊加而成。而彎剪扭構件則是：縱筋由抗彎和抗扭縱筋疊加確定，箍筋由抗扭和抗剪箍筋疊加確定。25， 錨固和局部粘結的受力狀態(tài)有何差異？答：裂縫間的局部粘接應力，他是在相鄰兩個開裂界面之間產生的，鋼筋應力的變化受到粘結應力的影響是相鄰兩個裂縫之間混凝土參與受拉，局部粘接應力的喪失會影響構件剛度的降低和裂縫的開展。裂縫端部的錨固粘接應力，鋼筋伸進支座或在連續(xù)梁承擔負彎矩的上部鋼筋在跨中截斷時需要延伸一段長度，要使鋼筋承受所需的拉力就要求受拉鋼筋有足夠的錨固長度，以累積足夠的粘接力局部粘結力主要是摩擦力錨固主要是擠壓力26， 光圓鋼筋錨固小于變形鋼筋錨固，為什么？

20、答：1、光圓鋼筋的粘結機理由于鋼筋同混凝土間的膠著強度很小，在小鋼筋應變下，就足以產生使膠著力失效的局部滑動。一旦出現相對滑移，鋼筋同混凝土脫開，粘結力就有摩擦咬合作用來承擔。在加載過程中，相對滑動由加載端逐步向自由端發(fā)展，膠著長度不斷變小，應力峰值內移，最終鋼筋被拔出，而混凝土一般不發(fā)生劈裂或破碎，呈剪切破壞形態(tài)。當相對埋長較大，且混凝土強度較高時，鋼筋也可能在粘結破壞之前就已經屈服。對光圓鋼筋，由于其化學膠著力很小，其粘結強度即取決于摩擦咬合作用。雖然輕度的表面銹蝕有利于增加鋼筋同混凝土間的摩擦力，但其增大作用也很有限；同時，光圓鋼筋表面的自然凹凸度很小，其機械咬合作用也不大，因此光圓鋼筋同混凝土間的粘結強度也較低，是其粘結的主要問題。2、變形鋼筋的粘結機理對變形鋼筋來說，其粘結性能同光圓鋼筋有很大區(qū)別，由于縱橫肋的存在，改變了鋼筋同混凝土間相互作用的方式，大大改善了粘結效用。雖然膠著力與摩擦力作用仍然存在，但變形鋼筋