建筑結(jié)構(gòu)第四五章

1、答案： 第四章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面承載力計(jì)算第五章 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件斜截面承載力計(jì)算（ 401 分）一、填空（每空 1 分，共 29 分）1. 鋼筋混凝土板，除配置受力鋼筋外，還應(yīng)在垂直與受力鋼筋的方向上布置構(gòu)造鋼筋，該鋼 筋叫做 分布鋼筋 。2. 梁、板、柱的保護(hù)層厚度與 環(huán)境類別 和 混凝土強(qiáng)度 有關(guān)。3. 適筋梁正截面破壞時(shí)，受壓區(qū)邊緣小于C50 混凝土的極限壓應(yīng)變?yōu)?0.0033 。4. 受彎構(gòu)件的抗裂度是以 a 階段作為計(jì)算依據(jù)；承載力的計(jì)算依據(jù)是a；變形和裂縫寬度計(jì)算以 階段為計(jì)算依據(jù)。5. 平衡配筋梁破壞時(shí) ,s= _fy/Es,受壓區(qū)邊緣砼的應(yīng)變?yōu)?_ cu6.當(dāng) b

2、時(shí)，矩形截面單筋梁的正截面承載力為1 fcbh02 b（1 0.5 b） ，最大配筋率為1fc b / f y 。7為提高梁的受彎承載力，提高鋼筋等級(jí)與提高混凝土等級(jí)相比，提高鋼筋更有效。8梁的配筋率不變的條件下， h 與 b 相比，增大 h 對(duì)梁的受彎承載力更有效。9無(wú)腹筋梁的破壞形態(tài)主要與剪跨比 有關(guān)，其中斜壓破壞靠 限制截面尺寸 來(lái)避免，斜拉破壞靠 最小配箍率 來(lái)避免。10梁內(nèi)箍筋過(guò)多時(shí)，將發(fā)生斜壓 破壞。11一般板不作抗剪計(jì)算，主要因?yàn)橐话惆宓氖芗舫休d力大于受彎承載力。12. 對(duì)于薄腹梁，截面限制條件要嚴(yán)些，是為了防止斜壓 破壞。13. 梁內(nèi)彎起多排鋼筋時(shí)，相鄰上下彎起點(diǎn)間距應(yīng)小于Sm

3、ax ，是為了保證 斜截面抗剪承載力 。14. 當(dāng)梁高超過(guò) 450 時(shí)，應(yīng)設(shè)腰筋，這是為了防止混凝土不均勻收縮 。15. 受彎構(gòu)件適筋梁破壞時(shí)，壓區(qū)邊緣混凝土應(yīng)變等于 （大于，小于，等于）峰值時(shí)的應(yīng)變，應(yīng)力 小于 （大于，小于，等于）峰值時(shí)應(yīng)力；受拉鋼筋的應(yīng)變 大于 （大于，小于，等于）屈服時(shí)的應(yīng)變。16. 梁的抵抗彎矩圖不切入設(shè)計(jì)彎矩圖，是為了保證正截面抗彎 承載力。17. 梁內(nèi)縱筋彎起時(shí)，規(guī)定彎起點(diǎn)應(yīng)在鋼筋充分利用截面之外0.5h0 處。18. 規(guī)范規(guī)定的鋼筋錨固長(zhǎng)度隨混凝土等級(jí)的提高而減小 （增大，減小，不變） ，隨鋼筋等級(jí)提高而 增大 （增大，減小，不變） 。二、選擇題（每個(gè) 2 分，

4、共 86 分）1-10 ADBBA DACBA11-20 CACBA ABAAB21-30 BDBCC ABDBC31-40 BACBB ADDCC41-43 BCB三、判斷題（每個(gè) 2 分，共 20分）1-10 T F F F F F F T F T四、簡(jiǎn)答題 （每題 6 分,共 126 分）1. 進(jìn)行正截面承載力計(jì)算時(shí)引入了哪些基本假設(shè)?答： 1）截面在變形的過(guò)程中保持平面；2）不考慮混凝土抵抗拉力；3）混凝土軸心受壓的應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為拋物線，其極限應(yīng)變0取 0.002，相應(yīng)的最大壓應(yīng)力取為混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值fc；對(duì)非均勻受壓構(gòu)件，當(dāng)壓應(yīng)變 c 0.002 時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為拋物線

5、，當(dāng)壓應(yīng)變 c0.002 時(shí)，應(yīng)力與應(yīng)變關(guān)系為水平線，其極限應(yīng)變 cu 取 0.0033，相應(yīng)的最大壓應(yīng)力取為混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1fc。4）鋼筋應(yīng)力取等于鋼筋應(yīng)變與其彈性模量的乘積，但不大于其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。受拉鋼筋極限 應(yīng)變?nèi)?0.01。2. 什么叫少筋梁、適筋梁和超筋梁 ?在實(shí)際工程中為什么應(yīng)避免采用少筋梁和超筋梁?答：當(dāng)縱向配筋率適中時(shí)， 縱向鋼筋的屈服先于受壓區(qū)混凝土被壓碎， 梁是因鋼筋受拉屈服 而逐漸破壞的，破壞過(guò)程較長(zhǎng)，有一定的延性，稱之為適筋破壞，相應(yīng)的梁稱為適筋梁。當(dāng) 縱向配筋率過(guò)高時(shí)， 縱向鋼筋還未屈服， 受壓區(qū)混凝土就被壓碎， 梁是因混凝土被壓碎而破 壞的，破壞過(guò)程較短，

6、延性差，破壞帶有明顯的脆性，稱之為超筋破壞，相應(yīng)的梁稱為超筋 梁。當(dāng)縱向配筋率過(guò)低時(shí)，梁一旦開(kāi)裂，縱向鋼筋即屈服，甚至進(jìn)入強(qiáng)化階段，梁的承載力 與同截面的素混凝土梁相當(dāng)，梁是因配筋率過(guò)低而破壞的，破壞過(guò)程短，延性差， 稱之為少 筋破壞，相應(yīng)的梁稱為少筋梁。 超筋梁配置了過(guò)多的受拉鋼筋，造成鋼材的浪費(fèi)， 且破壞前 沒(méi)有預(yù)兆； 少筋梁的截面尺寸過(guò)大， 故不經(jīng)濟(jì)，且是屬于脆性破壞，故在實(shí)際工程中應(yīng)避免 采用少筋梁和超筋梁。3. 適筋梁受彎破壞的幾個(gè)階段是如何劃分的？受彎構(gòu)件正常工作在那個(gè)階段？抗裂及強(qiáng)度 計(jì)算分別以哪個(gè)階段為計(jì)算依據(jù)？答：在第階段，混凝土沒(méi)有開(kāi)裂， 受壓區(qū)混凝土的應(yīng)力圖形位直線， 受

7、拉區(qū)混凝土應(yīng)力圖 形前期是直線， 后期為曲線；受拉鋼筋的應(yīng)力較??；梁的彎矩與截面曲率成直線關(guān)系， 撓度 很小。在第 II 階段，梁是帶裂縫工作的。 在裂縫截面處， 受拉區(qū)大部分混凝土推出工作，拉力 由縱向鋼筋承擔(dān)， 鋼筋沒(méi)有屈服； 受壓區(qū)混凝土已有塑性變形； 梁的彎矩與截面曲率成曲線 關(guān)系，撓度還不明顯。在第 III 階段，縱向受拉鋼筋屈服，裂縫處，受拉區(qū)大部分混凝土退出工作；受壓區(qū)混凝土 應(yīng)力圖形比較豐滿， 到壓區(qū)邊緣混凝土壓應(yīng)變達(dá)到極限壓應(yīng)變時(shí)， 構(gòu)件破壞； 梁的彎矩與截 面曲率成接近水平的直線，撓度大。受彎構(gòu)件正常工作在第II 階段；抗裂以 Ia 為計(jì)算依據(jù)，強(qiáng)度計(jì)算以 IIIa 為計(jì)算

8、依據(jù)。4. 什么要掌握鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面受彎全過(guò)程中各階段的應(yīng)力狀態(tài)，它與建立正截面受彎承載力計(jì)算公式有何關(guān)系 ?答 ：進(jìn)行受彎構(gòu)件截面受力工作階段的分析， 不但可以使我們?cè)敿?xì)地了解截面受力的全過(guò)程， 而且為裂縫、變形以及承載力的計(jì)算提供了依據(jù)。截面抗裂驗(yàn)算是建立在第 a 階段的基礎(chǔ) 之上，構(gòu)件使用階段的變形和裂縫寬度驗(yàn)算是建立在第階段的基礎(chǔ)之上， 而截面的承載力 計(jì)算則是建立在在第 a 階段的基礎(chǔ)之上的。5. 什么叫配筋率，它對(duì)梁的正截面受彎承載力有何影響?答 ：縱向受拉鋼筋總截面面積與正截面的有效面積的比值，成為縱向受拉鋼筋的配筋百分率，或簡(jiǎn)稱配筋率。 隨著配筋率的由小到大變化， 梁

9、的破壞由少筋破壞轉(zhuǎn)變?yōu)檫m筋破壞以致于超 筋破壞。6. 鋼筋混凝土受彎構(gòu)件正截面破壞的三種破壞形態(tài)和破壞特征。 答：少筋破壞、適筋破壞和超筋破壞。少筋破壞：，梁一旦開(kāi)裂，縱向鋼筋即屈服，甚至進(jìn)入強(qiáng)化階段，梁的承載力與同截面的素 混凝土梁相當(dāng)，梁是因配筋率過(guò)低而破壞的，破壞過(guò)程短，延性差；適筋破壞：縱向鋼筋的屈服先于受壓區(qū)混凝土被壓碎，梁是因鋼筋受拉屈服而逐漸破壞的， 破壞過(guò)程較長(zhǎng)，有一定的延性；超筋破壞： 縱向鋼筋還未屈服， 受壓區(qū)混凝土就被壓碎， 梁是因混凝土被壓碎而破壞的，破 壞過(guò)程較短，延性差，破壞帶有明顯的脆性。7. 如何防止將受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件和超筋構(gòu)件?答：1）為了防止將受彎構(gòu)件

10、設(shè)計(jì)成少筋構(gòu)件，要求構(gòu)件的配筋量不得低于最小配筋率的配 筋量，即： min2）為了防止將受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)成超筋構(gòu)件，要求構(gòu)件截面的相對(duì)受壓 區(qū)高度不得超過(guò)其相對(duì)界限受壓區(qū)高度，即：b。8. T形截面如何分類？怎樣判別第一類 T 形截面和第二類 T 形截面？ 答：進(jìn)行 T 形截面正截面承載力計(jì)算時(shí)， 首先需要判別 T形截面是屬于第一類 T 形截面還是 第二類 T 形截面。當(dāng)中和軸位于翼緣內(nèi)時(shí)，為第一類T 形截面；當(dāng)中和軸位于腹板內(nèi)時(shí)，為第二類 T 形截面；當(dāng)中和軸位于翼緣和腹板交界處時(shí)， 為第一類 T 形截面和第二類 T形截面 的分界線。9. 什么叫界限破壞，此時(shí)混凝土和鋼筋的應(yīng)變分別是多少,相對(duì)受

11、壓區(qū)高度多大？答：受彎構(gòu)件正截面破壞時(shí)， 鋼筋應(yīng)力到達(dá)屈服強(qiáng)度時(shí)， 受壓邊緣的纖維應(yīng)變恰好到達(dá)極限 壓應(yīng)變。混凝土的應(yīng)變?yōu)?cu,鋼筋的應(yīng)變?yōu)?fy/Es,相對(duì)受壓區(qū)高度為 b。10. 在什么條件下要采用雙筋截面？雙筋梁的計(jì)算公式中為什么要有適用條件？ 答：下列條件：1）彎矩很大，按單筋計(jì)算時(shí)超筋，而梁的截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級(jí)又不能 提高時(shí)；2）在不同荷載組合下，梁截面承受異號(hào)彎矩。適用條件 x 2as 是為了保證受壓鋼筋屈服；x bh0 是為了保證受拉鋼筋屈服。11. 簡(jiǎn)述受彎構(gòu)件無(wú)腹筋梁斜截面的三種破壞特征，在設(shè)計(jì)中如何避免。 答：有三種破壞形態(tài)：斜壓破壞，剪壓破壞，斜拉破壞。在

12、設(shè)計(jì)中，用限制構(gòu)件截面尺 寸的條件來(lái)防止斜壓破壞；用滿足最小配箍率條件及構(gòu)造要求來(lái)防止斜拉破壞；通過(guò)計(jì) 算來(lái)防止剪壓破壞。12. 試述剪跨比的概念及其對(duì)斜截面破壞的影響。 答：剪跨比為集中荷載到支座的距離與梁有效高度地比值，某截面的廣義剪跨比為該截 面彎矩與剪力和截面有效高度乘積的比值，它們都反映了梁中正應(yīng)力與剪應(yīng)力的比值。 隨著剪跨比的增大， 斜截面破壞形態(tài)的變化趨勢(shì)是從斜壓破壞轉(zhuǎn)變?yōu)榧魤浩茐囊灾列崩?破壞。當(dāng)剪跨比較大（3）時(shí)，梁會(huì)出現(xiàn)斜拉破壞；當(dāng)剪跨比較小（1）時(shí)，梁會(huì)出現(xiàn)斜壓破壞；當(dāng)剪跨比一般（ 1 3）時(shí)，梁會(huì)出現(xiàn)剪壓破壞。13. 梁上斜裂縫是怎樣形成的？它發(fā)生在梁的什么區(qū)段內(nèi)？ 答

13、：對(duì)于鋼筋混凝土梁，由于混凝土的抗拉強(qiáng)度很低，因此隨著荷載的增加，當(dāng)主拉應(yīng) 力值超過(guò)混凝土抗拉強(qiáng)度時(shí)，將首先在達(dá)到該強(qiáng)度的部位產(chǎn)生裂縫，其裂縫走向與主拉 應(yīng)力的方向垂直，故稱為斜裂縫。斜裂縫的出現(xiàn)和發(fā)展使梁內(nèi)應(yīng)力的分布和數(shù)值發(fā)生變 化，最終導(dǎo)致在剪力較大的近支座區(qū)段內(nèi)不同部位的混凝土被壓碎或混凝土拉壞而喪失 承載能力，即發(fā)生斜截面破壞。它發(fā)生在梁的剪力和彎矩共同作用的剪彎區(qū)段內(nèi)。14. 斜裂縫有幾種類型 ?有何特點(diǎn) ? 答：斜裂縫主要有兩類：腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫。在中和軸附近，正應(yīng)力小，剪應(yīng)力 大，主拉應(yīng)力方向大致為 45 。當(dāng)荷載增大，拉應(yīng)變達(dá)到混凝土的極限拉應(yīng)變值時(shí)，混 凝土開(kāi)裂，沿主壓

14、應(yīng)力跡線產(chǎn)生腹部的斜裂縫，稱為腹剪斜裂縫。腹剪斜裂縫中間寬兩 頭細(xì)， 呈棗核形， 常見(jiàn)于薄腹梁中。 在剪彎區(qū)段截面的下邊緣， 主拉應(yīng)力還是水平向的， 所以，在這些區(qū)段仍可能首先出現(xiàn)一些較短的垂直裂縫，然后延伸成斜裂縫，向集中荷 載作用點(diǎn)發(fā)展，這種由垂直裂縫引伸而成的斜裂縫的總體，稱為彎剪斜裂縫。這種裂縫 上細(xì)下寬。15. 影響斜截面受剪性能的主要因素有哪些?答：影響斜截面受剪性能的主要因素有：剪跨比、混凝土強(qiáng)度、箍筋配筋率、縱筋配筋 率、斜截面上的骨料咬合力、截面尺寸和形狀。16. 在設(shè)計(jì)中采用什么措施來(lái)防止梁的斜壓和斜拉破壞?答： 1）截面最小尺寸：為了防止斜壓破壞，當(dāng) hw/b4 時(shí)（厚腹

15、梁，即一般梁） V 0.25c fcbh0當(dāng) hw/b 6 時(shí)（薄腹梁） V 0.20 c fcbh0當(dāng) 4hw/b3）時(shí)，或箍筋配置不足時(shí)出現(xiàn)。此破壞系由梁中主拉應(yīng)力 所致， 其特點(diǎn)是斜裂縫一出現(xiàn)梁即破壞， 破壞呈明顯脆性， 類似于正截面承載力中的少筋破 壞。斜壓破壞：當(dāng)剪跨比較?。?0.726 滿足。2 分）若選用 8120,則 ngAsv1 2 50.3 s 120配箍率svngAsv1 2 50.3bs 200 1200.419%2 分）f1.1最小配箍率 sv,min 0.24 t 0.240.126 svsv,min f yv210sv滿足要求。8受均布荷載作用的矩形簡(jiǎn)支梁，截面尺

16、寸、支承情況如圖所示。均布荷載設(shè)計(jì)值q 90kN/m ， 縱 筋 為 熱 軋 HRB335 級(jí) 鋼 筋 （fy=300N/mm2） ， 混 凝 土 強(qiáng) 度 等 級(jí) 為 C20 級(jí) （ ft=1.1N/mm2,fc=9.6N/mm2 ），箍筋為熱軋 HPB235 級(jí)鋼筋 （fyv=210N/mm2） 。設(shè)箍筋配置 為雙肢 6200 。求：此梁需配置的彎起鋼筋并驗(yàn)算全梁的承載力。（15 分）解：（ 1）求 VcsngAsv1Vcs 0.7 ftbh0 1.25fyvgsv1 gh0s 2 28.3 （ 3 分） 0.7 1.1 200 4651.25 210 465 106154 N200（2）求

17、彎起鋼筋的截面面積Vcb設(shè)Asbs450 ，則 V Vcs0.8f y sin s160200 1061540.8 300 0.7072318.5mm（2 分 ）根據(jù)已配的縱筋，可將中間一根直徑為 22mm 的鋼筋彎起，則實(shí)有：22Asb 380.1mm 分） 318.5mm 2 , 滿足要求。 （2 分） （3）驗(yàn)算全梁斜截面承載力驗(yàn)算全梁斜截面承載力，主要是驗(yàn)算受力和配筋有突變的點(diǎn)，故本題只驗(yàn)算彎筋彎起點(diǎn)即 可。如右圖所示，該處的剪力設(shè)計(jì)值為： V117000N 106154N ，不 滿足要求。（2 分）方案一：加密箍筋重選 6150 ，則實(shí)有n gAsv1Vcs 0.7 ftbh0 1.

18、25f yvgsv1 gh0s2 28.30.7 1.1 200 4651.25 210 465（4 分 ）150117668 N 117000 N （滿足）方案二：?jiǎn)为?dú)設(shè)置彎起鋼筋 如圖所示，可以在彎起點(diǎn)的位置焊接一根鴨筋，也可滿足要求， 具體計(jì)算過(guò)程略。（ 2 分）9 已知一矩形截面簡(jiǎn)支梁，荷載及支承情況如下圖所示。截面尺寸 bh=200mm 450mmHPB235 級(jí)鋼筋 （fyv=210N/mm2） 。（15 分） 求：此梁需配置的箍筋。解：1）求支座邊緣截面剪力設(shè)計(jì)值VA12ql042 3P168.8kN12 103.76 3 20042 分）VB1ql0 1 P204103.76 1420068.8kN（h0440mm），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為 C25級(jí)（ ft=1.27N/mm2, fc=11.9N/mm