【正文】 。 什么是縱向受拉鋼筋的配筋率？它對(duì)梁的正截面受彎的破壞形態(tài)和承載力有何影響？的物理意義是什么，是怎樣求得的？答：縱向受拉鋼筋的配筋率是縱向受拉鋼筋的總面積與正截面的有效面積的比值，即：當(dāng)時(shí)，梁發(fā)生少筋破壞；當(dāng)時(shí)，梁發(fā)生適筋破壞；當(dāng)時(shí)，梁發(fā)生超筋破壞；對(duì)于適筋梁，配筋率越高，梁的受彎承載力越大。稱為相對(duì)受壓區(qū)高度，由知，與縱向受拉鋼筋配筋率相比，不僅考慮了縱向受拉鋼筋截面面積與混凝土有效面積的比值，也考慮了兩種材料力學(xué)性能指標(biāo)的比值，能更全面地反映縱向受拉鋼筋與混凝土有效面積的匹配關(guān)系，因此又稱為配筋系數(shù)； 單筋矩形截面梁的正截面受彎承載力的計(jì)算分為哪兩類問(wèn)題，計(jì)算步驟各是怎樣的，其最大值與哪些因素有關(guān)？答：?jiǎn)谓罹匦谓孛媪旱恼孛媸軓澇休d力的計(jì)算分為截面設(shè)計(jì)和截面復(fù)核； 截面設(shè)計(jì)：⑴已知、 、以及 ，求所需的受拉鋼筋面積：①查表得保護(hù)層最小厚度，假定，得；②按混凝土強(qiáng)度等級(jí)確定，求解，并計(jì)算，并驗(yàn)算適用條件，若不滿足，則需加大截面尺寸，或提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)，或改用雙筋截面；若滿足，則繼續(xù)進(jìn)行計(jì)算；③計(jì)算內(nèi)力臂系數(shù)，并按求解得受拉鋼筋面積，選取鋼筋并確定實(shí)際配筋面積，確保計(jì)算配筋與實(shí)際配筋相差不超過(guò)；④計(jì)算配筋率，并滿足，如果不滿足，則縱向鋼筋應(yīng)按與較大值配置。 ⑵已知、以及 ，求梁截面尺寸 以及所需的受拉鋼筋面積：①假定配筋率以及截面寬度，并求得，并滿足；②由計(jì)算得到，并查表得保護(hù)層最小厚度，假定，反算出；③計(jì)算內(nèi)力臂系數(shù)，并按求解得受拉鋼筋面積，選取鋼筋并確定實(shí)際配筋面積，確保計(jì)算配筋與實(shí)際配筋相差不超過(guò)；④驗(yàn)算適用條件，應(yīng)滿足；并計(jì)算配筋率，并滿足，如果不滿足，則縱向鋼筋應(yīng)按與較大值配置。 截面復(fù)核：已知、 、以及 ，求受彎承載力：①先由計(jì)算；②如果滿足適用條件以及，則按式或計(jì)算承載力；可知，故可知與混凝土強(qiáng)度等級(jí)、截面尺寸、以及鋼筋強(qiáng)度等級(jí)有關(guān)。 雙筋矩形截面受彎構(gòu)件中，受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值是如何確定的？答：當(dāng)受壓區(qū)高度滿足時(shí)，則受壓鋼筋能屈服，這是受壓鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值取其屈服強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，然后求解或者；當(dāng)不滿足上述條件時(shí)，可以利用平截面假定計(jì)算受壓鋼筋所在位置的應(yīng)變大小，然后根據(jù)計(jì)算得到受壓鋼筋的應(yīng)力大小，然后求解或者；也可以不計(jì)算鋼筋的應(yīng)力值，直接利用或者求解或者。 在什么情況下可采用雙筋截面，雙筋梁的基本計(jì)算公式為什么要有適用條件？的雙筋梁出現(xiàn)在什么情況下？這時(shí)應(yīng)當(dāng)如何計(jì)算？答：雙筋截面的使用條件：①?gòu)澗睾艽?，按單筋截面?jì)算所得的大于，而梁截面尺寸受到限制，混凝土強(qiáng)度等級(jí)又不能提高時(shí)；②在不同荷載組合情況下，梁截面承受異號(hào)彎矩；雙筋梁的基本計(jì)算公式中適用條件是為了保證受壓鋼筋能夠達(dá)到屈服；當(dāng)截面中受壓鋼筋配置較多時(shí)，容易出現(xiàn)的情況，此時(shí)可以通過(guò)或者求解或者。 T形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與單筋矩形截面及雙筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式有何異同？答：T形截面梁有兩種類型，第一種類型為中和軸在梁的翼緣內(nèi)，此時(shí)，這種類型的T形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與截面尺寸為的單筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同；第二種類型為中和軸在梁肋內(nèi)，即，這種類型的T形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式與截面尺寸為，的雙筋矩形截面梁的受彎承載力計(jì)算公式完全相同。 在正截面受彎承載力計(jì)算中，對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)小于以及等于C50的構(gòu)件和混凝土強(qiáng)度等級(jí)大于C50的構(gòu)件，其計(jì)算有什么區(qū)別？答：在正截面受彎承載力計(jì)算中，對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)等于以及小于C50的構(gòu)件，，；對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C80的構(gòu)件，，；而對(duì)于混凝土強(qiáng)度等級(jí)在C50~C80之間的構(gòu)件，、以及值由直線內(nèi)插法確定。 已知單筋矩形截面梁，承受彎矩設(shè)計(jì)值，，環(huán)境類別為一類，你能很快估算出縱向受拉鋼筋截面面積嗎？解：查表得，根據(jù)彎矩大小估計(jì)受拉鋼筋得配置雙排，故取，則，對(duì)于單筋截面梁可取其內(nèi)力臂系數(shù)為，則：故可估計(jì)縱向受拉鋼筋截面面積為2148mm2。習(xí)題 已知單筋矩形截面梁的，承受的彎矩設(shè)計(jì)值，采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C30，HRB400鋼筋，環(huán)境類別為一類。求所需縱向受拉鋼筋的截面面積和配筋？解： 由題知：由題可知，彎矩較大，可考慮鋼筋布置兩排，則可取，則：則可得鋼筋面積：選取720，第一層放420，第二層放320，420+325+2(20+8)=211mm250mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；②驗(yàn)算最小配筋率：，同時(shí)，滿足條件。 已知單筋矩形截面簡(jiǎn)支梁，梁的截面尺寸，彎矩設(shè)計(jì)值，采用混凝土強(qiáng)度等級(jí)C40，HRB400鋼筋，環(huán)境類別為二類a。試求所需縱向受拉鋼筋的截面面積。解：由題知：可取，則：則可得鋼筋面積：選取322， ，322+225+2(22+8)=176mm200mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；②驗(yàn)算最小配筋率：，同時(shí)，滿足條件。 圖為鋼筋混凝土雨篷的懸臂板，已知雨篷板根部截面（100mm1000mm）承受負(fù)彎矩設(shè)計(jì)值（陽(yáng)洋老師班：），板采用C30的混凝土，HRB335鋼筋，環(huán)境類別為二類b，求縱向受拉鋼筋。解：葉老師班：根據(jù)圖示和查《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB500092012有：防水砂漿和水泥砂漿的自重標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/m3，鋼筋混凝土的自重標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m3。則恒載：， 活載：，則恒載和活載分別在板根部產(chǎn)生的彎矩標(biāo)準(zhǔn)值為：由可變荷載效應(yīng)控制的基本組合為：由永久荷載效應(yīng)控制的基本組合為：取上述結(jié)果的較大值有：由題知：可取，則：（）（）（）則可得受拉鋼筋面積：（）選取8@200， 并配置分布鋼筋，分布鋼筋選取6@180，且有：滿足要求驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；②驗(yàn)算最小配筋率：，同時(shí)，滿足條件。注：板筋應(yīng)配置在板的上部；受力鋼筋配置在外面，分布鋼筋配置在受拉鋼筋里面且與其垂直布置。 已知梁的截面尺寸，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，配有4根直徑16mm的HRB400鋼筋（），環(huán)境類別為一類。若承受彎矩設(shè)計(jì)值，試驗(yàn)算此梁正截面受彎承載力是否安全。解：由題知：可取箍筋直徑為8mm，則，則：求得受壓區(qū)高度x為：滿足要求滿足最小配筋率要求則此梁受彎承載力為：安全 已知一雙筋矩形截面梁，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C25，HRB335鋼筋，截面彎矩設(shè)計(jì)值，環(huán)境類別為一類。試求縱向受拉鋼筋和縱向受壓鋼筋截面面積。解：由題知：由于彎矩較大，受拉鋼筋可布置雙排，則，對(duì)于強(qiáng)度等級(jí)為335Mpa的鋼筋，有，為節(jié)省鋼筋，可取得 ，滿足要求則綜上，受壓鋼筋取為218+114，受拉鋼筋選取為325+322，第一層配置325，第二層配置322。受壓鋼筋：218+14+230+2(25+8)=176mm200mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)。受拉鋼筋：525+2(25+8)=191mm200mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)。驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；② ，滿足要求③驗(yàn)算最小配筋率：同時(shí)，滿足條件。 T形截面梁，，，承受彎矩設(shè)計(jì)值，選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40，HRB400鋼筋，環(huán)境類別為二類a。試求縱向受力鋼筋截面面積。若選用混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60，鋼筋同上，試求縱向受力鋼筋截面面積，并將兩種情況進(jìn)行對(duì)比。解：當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C40時(shí)：由題知：由于彎矩較大，受拉鋼筋布置兩層，可取，則：屬于第一類T形截面，則以 代替b，可得：則可得鋼筋面積：選取720， ，第一層布置420，第二層布置320；420+325+2(25+8)=221mm250mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；②驗(yàn)算最小配筋率：，同時(shí)，滿足條件。當(dāng)混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60時(shí)：由題知：由于彎矩較大，受拉鋼筋布置兩層，可取，則：屬于第一類T形截面，則以 代替b，可得：則可得鋼筋面積：與混凝土強(qiáng)度C40時(shí)鋼筋計(jì)算面積為相比，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C60時(shí)，鋼筋計(jì)算面積，只能少37mm2，說(shuō)明提高混凝土強(qiáng)度等級(jí)對(duì)提高T形截面梁的正截面受彎承載力貢獻(xiàn)極小，是不經(jīng)濟(jì)的。 已知T形截面梁的尺寸為，，混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，鋼筋為HRB400（陽(yáng)洋老師班：HRB335） ，環(huán)境類別為一類，承受彎矩設(shè)計(jì)值，求該截面所需的縱向受拉鋼筋。解：由題知：由于彎矩較大，受拉鋼筋布置兩層，可取，則：屬于第二類T形截面，則：不滿足要求，此時(shí)采用雙筋截面，取，此時(shí) ，滿足要求則綜上，受壓鋼筋取為212，受拉鋼筋選取為325+320，第一層配置325，第二層配置320。525+2(25+8)=191mm200mm，能放下鋼筋；且實(shí)配鋼筋與計(jì)算配筋相差在177。5%以內(nèi)。驗(yàn)算適用條件：①，滿足條件；② ，滿足要求；③驗(yàn)算最小配筋率：同時(shí)，滿足條件。 已知一T形截面梁的截面尺寸，，梁底縱向受拉鋼筋為822（），混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，環(huán)境類別為一類，承受彎矩設(shè)計(jì)值，試復(fù)核此截面是否安全？解：由題知：可取箍筋直徑為8mm，則，則：屬于第二類T形截面，則滿足要求安全最小配筋率：同時(shí)，滿足條件。雪荷載標(biāo)準(zhǔn)值；屋面積雪分布系數(shù)；基本雪壓，以一般空曠平坦地面上統(tǒng)計(jì)的50年一遇重現(xiàn)期的最大積雪自重給出。第4章思考題 試述剪跨比的概念及其對(duì)無(wú)腹筋梁斜截面受剪破壞形態(tài)的影響？答：剪跨比包括計(jì)算剪跨比和廣義剪跨比；計(jì)算剪跨比是承受集中荷載的簡(jiǎn)支梁中，最外側(cè)的集中力到臨近支座的距離與截面有效高低的比值，表示為；廣義剪跨比是截面上彎矩與剪力和有效高度乘積的比值，表示為；對(duì)于無(wú)腹筋梁，當(dāng)剪跨比時(shí)，將發(fā)生斜壓破壞；當(dāng)剪跨比時(shí)，將發(fā)生剪壓破壞；當(dāng)剪跨比時(shí)，將發(fā)生斜拉破壞。 梁的斜裂縫是怎樣形成的？它發(fā)生在梁的什么區(qū)段？答：鋼筋混凝土梁在剪力和彎矩共同作用下的剪彎區(qū)段，將產(chǎn)生斜裂縫；在剪彎區(qū)段內(nèi)，由于截面上同時(shí)作用有彎矩和剪力，在梁的下部剪拉區(qū)，因彎矩產(chǎn)生的拉應(yīng)力和因剪力產(chǎn)生的剪應(yīng)力形成了斜向的主拉應(yīng)力，當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度不足時(shí)，則開(kāi)裂，并逐漸形成與主拉應(yīng)力相垂直的斜向裂縫。 斜裂縫有幾種類型？有何特點(diǎn)？答：梁的斜裂縫主要包括腹剪斜裂縫和彎剪斜裂縫；腹剪斜裂縫主要發(fā)生在梁腹部，也即中和軸附近，此處正應(yīng)力小，剪應(yīng)力大，主拉應(yīng)力方向大致與軸線成45176。夾角，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I形截面薄腹梁中；彎剪斜裂縫主要出現(xiàn)在梁的剪彎區(qū)段，在梁剪彎區(qū)段截面下邊緣，主拉應(yīng)力還是水平向的，在這些區(qū)段可能首先出現(xiàn)一些較短的豎向裂縫，然后發(fā)展成向集中荷載作用點(diǎn)延伸的彎剪斜裂縫，這種裂縫下寬上細(xì)，是最常見(jiàn)的。 試述梁斜截面受剪破壞的三種形態(tài)及其破壞特征。答：梁斜截面破壞的三種形態(tài)：斜壓破壞、剪壓破壞以及斜拉破壞；斜壓破壞：破壞時(shí)，混凝土被腹剪斜裂縫分割成若干個(gè)斜向短柱而壓壞，受剪承載力取決于混凝土的抗壓強(qiáng)度，屬于脆性破壞；剪壓破壞：在剪彎區(qū)段的受拉區(qū)邊緣先出現(xiàn)一些豎向裂縫，他們沿豎向延伸一小段長(zhǎng)度后，就斜向延伸形成一些裂縫，而后產(chǎn)生一條貫穿的較寬的主要斜裂縫（臨界斜裂縫），斜裂縫出現(xiàn)后迅速延伸，使斜截面剪壓區(qū)的高度縮小，最后導(dǎo)致剪壓區(qū)的混凝土破壞，使斜截面喪失承載力，也屬于脆性破壞；斜拉破壞：當(dāng)豎向裂縫一出現(xiàn)，就迅速向受壓區(qū)斜向延伸，斜截面承載力隨之喪失，破壞荷載與出現(xiàn)斜裂縫時(shí)的荷載很接近，破壞過(guò)程急驟，破壞前變形很小，具有明顯的脆性。 試述簡(jiǎn)支梁斜截面受剪機(jī)理的力學(xué)模型。答：簡(jiǎn)支梁斜截面受