混凝土结构设计原理(刘文锋)第8章-问答题-答案

混凝土结构设计原理(刘文锋 高等教育出版社)课后问答题答案

第八章 受扭构件承载力

问答题参考答案

1.钢筋混凝土纯扭构件有几种破坏形式?各有什么特点?计算中如何避免少筋破坏和完全超筋破坏?

答:钢筋混凝土纯扭构件有三种破坏形式。受力特点如下:

(1)适筋纯扭构件

当纵向钢筋和箍筋的数量配置适当时,在外扭矩作用下,混凝土开裂并退出工作,钢筋应力增加但没有达到屈服点。随着扭矩荷载不断增加,与主斜裂缝相交的纵筋和箍筋相继达到屈服强度,同时混凝土裂缝不断开展,最后形成构件三面受拉开裂,一面受压的空间扭曲破坏面,进而受压区混凝土被压碎而破坏,这种破坏与受弯构件适筋梁类似,属延性破坏,以适筋构件受力状态作为设计的依据。

(2)超筋纯扭构件

当纵向钢筋和箍筋配置过多或混凝土强度等级太低,会发生纵筋和箍筋都没有达到屈服强度,而混凝土先被压碎的现象,这种破坏与受弯构件超筋梁类似,没有明显的破坏预兆,钢筋未充分发挥作用,属脆性破坏,设计中应避免。为了避免此种破坏,《混凝土结构设计规范》对构件的截面尺寸作了限制,间接限定抗扭钢筋最大用量。

(3)少筋纯扭构件

当纵向钢筋和箍筋配置过少(或其中之一过少)时,混凝土开裂后,混凝土承担的拉力转移给钢筋,钢筋快速达到屈服强度并进入强化阶段,其破坏特征类似于受弯构件的少筋梁,破坏扭矩与开裂扭矩接近,破坏无预兆,属于脆性破坏。这种构件在设计中应避免。为了防止这种少筋破坏,《混凝土结构设计规范》规定,受扭箍筋和纵向受扭钢筋的配筋率不得小于各自的最小配筋率,并应符合受扭钢筋的构造要求。

2.简述素混凝土纯扭构件的破坏特征。

答:素混凝土纯扭构件在纯扭状态下,杆件截面中产生剪应力。对于素混凝土的纯扭构件,当主拉应力产生的拉应变超过混凝土极限拉应变时,构件即开裂。第一条裂缝出现在构件的长边(侧面)中点,与构件轴线成45°方向,斜裂缝出现后逐渐变宽以螺旋型发展到构件顶面和底面,形成三面受拉开裂,一面受压的空间斜曲面,直到受压侧面混凝土压坏,破坏面是一空间扭曲裂面,构件破坏突然,为脆性破坏。

3.在抗扭计算中有两个限值,0.7ft和0.25βcfc,它们起什么作用? 答:当符合下列条件:VT+≤0.7ft 则不需对构件进行剪扭承载力计算,而根据bh0Wt

最小配筋率和构造要求配筋(纵向钢筋和箍筋)。在受扭构件设计中,为了保证结构截面尺寸及混凝土材料强度不至于过小,为了避免超筋破坏,对构件的截面尺寸规定了限制条件。《混凝土结构设计规范》在试验的基础上,对hw/b≤6的钢筋混凝土构件,规定截面限制条件如下式

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