钢筋混凝土梁正截面实验(DOC)
钢筋混凝土梁正截面实验
一、实验目的
1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋
混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。
2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技
能。
3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。
二、实验设备和仪器
1.试件—钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。
混凝土设计强度等级：C25
钢筋：纵筋2φ8，Ⅰ级（实际测得钢筋屈服强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa）箍筋：φ6＠100，Ⅰ级
试件尺寸：
b＝100mm； h＝150mm；
L＝1100mm；
制作和养护特点：常温制作与养护
2．实验所需仪器：
手动油压千斤顶1个，测力仪及压力传感器各1个；静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表座各3个；刻度放大镜、钢卷尺；支座、支墩、分配梁。
三、实验方案
为研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测定其承载力、各级荷载下的挠度
和裂缝开展情况，另外就是测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规律。
1. 加载装置
梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内力值相等。
作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时，应包括试件自重和作用在试件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。
2. 测试内容及测点布置
测试内容钢筋及混凝土应变、挠度和裂缝宽度等。
本次实验测试具体项目：正截面应变；纵向受力钢筋应变；梁挠度；裂缝发展情况；开裂荷载；屈服荷载；破坏荷载。
纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片（自行设计测点位置），实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋各布有电阻应变片1片。
挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2个）。
3. 实验步骤
实验为半开放式：实验前，学生应仔细阅读实验指导书，了解实验过程，在指导教师解答提问、讲明注意事项之后，由学生自己提具体实施方案，经指导教师同意后，分组（每组不多于10人）自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。
具体实验步骤如下：
（1）考察实验场地及仪器设备，听实验介绍，写出实验预习报告。
（2）试件安装及实验装置检查。
a.安装支座、试件。要求位置准确、稳定、无偏斜。
b.贴电阻应变片（程序为：构件表面磨平处理；表面清洗；贴应变片：不
作防护），要求位置准确；粘贴牢固，无气泡等；
c.安装百分表。要求垂直、对准；图3－2加载装置图
d.安装分配梁。分配梁支撑位于梁跨的三分点处。要求位置准确、稳定、
无偏斜。
e.安装手动油压千斤顶和压力传感器。连接传感器和测力仪。要求位置准
确、稳定、无偏斜。
f.最后检查实验装置是否稳定、偏斜及位置是否准确；仪表是否正常工作。（3）测量梁实际跨度、截面尺寸、加载点位置、混凝土应变片位置等。（4）预加载实验（按破坏荷载的20％考虑，）。按1～3级预加载（0-2kN-3kN-4kN），测读数据，观察试件、装置和仪表工作是否正常并及时排除故障。预载值的大小，必须小于构件的开裂荷载值。然后卸载至0。
（5）仪表调零或读仪表初值并记录。画记录图、表，作好记录准备。
（6）正式加载实验。
本次实验加载制度：分级加载，混凝土开裂前，每级加载2kN，开裂后，每级加载4kN，纵向钢筋受力屈服后，按跨中位移控制，每级加载2mm。加载每级停歇时间5分钟，在读数稳定时读数并记录，数据填入记录表内。
4．注意事项
（1）进行破坏实验时，应根据预先估计的可能破坏情况做好安全防范措施，以防损坏仪器设备和造成人员伤亡事故。
（2）随着实验的进行注意仪表及加荷载装置的工作情况，细致观察裂缝的发生、发展和构件的破坏形态。裂缝的发生和发展用眼睛观察，裂缝宽度用刻度放大镜测量，在标准荷载下的最大裂缝宽度测量应包括正截面裂缝和斜截面裂缝。正截面裂缝宽度应取受拉钢筋处的最大裂缝宽度，测量斜裂缝时，应取斜裂缝最大处测量。每级荷载下的裂缝发展情况应随实验的进行在构件上绘出，并注明荷载级别和裂缝宽度值。
当试件达到承载能力极限状态时，注意观察试件的破坏特征并确定其破坏荷
载值。规定：当发现下列情况之一时，即认为该构件已经达承载能力极限状态（破坏）。
依据“钢筋混凝土预制构件质量检验评定标准”，试件的破坏荷载值：
1）正截面强度破坏。
●受压混凝土破损；
●纵向受拉钢筋被拉断；
●纵向受拉钢筋达到或超过屈服强度后致使构件挠度达到跨度的1／50，或
构件纵向受拉钢筋处的最大裂缝宽度达到1.5mm。
2）斜截面强度破坏
●受压区混凝土剪压或斜拉破坏；
●箍筋达到或超过屈服强度后致使斜裂缝宽度达到1.5mm；
●混凝土斜压破坏。
3）受力筋在端部滑脱或其它锚固破坏。
5．实验记录参考图表
(1)应变记录参考表
荷载测点1 测点2 测点3 测点4 测点5 测点6 测点7 0.42 854 791 -135 515 858 323 -375 2.33 862 802 -126 515 839 357 -336 4.32 868 810 -122 510 814 384 -342 6.44 874 817 -117 503 788 415 -316 8.4 874 824 -105 497 754 525 -230 10.41 856 802 -125 509 718 781 76 14.36 835 784 -129 523 665 1102 380 18.45 830 780 -131 519 816 1387 663 22.4 828 779 -131 515 565 1681 950 26.35 828 778 -133 511 505 1966 1258 30.29 828 779 -131 511 442 2278 1501 (2)挠度记录参考表
挠度
荷载1点2点3点
0 5.2 1.07 4.63
0.42 5.01 1.32 4.42
2.33 4.85 1.49 4.32
4.32 4.72 1.59 4.25
6.44 4.67 1.71 4.2
8.4 4.61 1.96 4.17 10.41 4.54 2.59 4.1 14.36 4.39 3.16 4.03 18.45 4.26 3.84 3.95 22.4 4.16 4.61 3.85 26.35 4.08 5.54 3.79 30.29 4.02 7.74 4.04 (3)裂缝记录
主裂缝位置，距左支座54CM处
长度（MM）相应荷载（KN）
0.04 8.41
0.075 10.41
0.1 14.36
0.4 18.45
0.405 22.4
0.6 26.36
1.2 30.29
四实验分析
1、截面应力、应变分析
应力应变成果
应变变量加载
（KN)2.
33
4.32 6.44 8.4 10.4
1
14.3
6
18.4
5
22.4 26.3
5
30.2
9
测点1 8 14 20 20 2 -19 -24 -26 -26 -26 测点2 11 19 26 33 11 -7 -11 -12 -13 -12 测点3 9 13 18 30 10 6 4 4 2 4
测点4 0 -5 -12 -18 -6 8 -4 0 -4 -4 测点5 -19 -44 -70 -104 -140 -193 -42 -293 -353 -416
（2）荷载-钢筋应变结果
应变变量加载
2.33
4.32 6.44 8.4 10.41 14.36 18.45 22.4 26.35 30.29
测点6 34 61 92 202 458 779 1064 1358 1643 1955 测点7 9 33 59 145 451 755 1038 1325 1633 1876 平均22 57 76 174 454 767 1051 1342 1638 1916
2、挠度分析
（1）计算理论值
F
EI Fab EI y A W c w ??=÷=÷=-?107778.1324理论
加载F （KN ）
2.33 4.32 6.44 8.4 10.41 14.36 18.45 22.4 26.35 30.29
0.41 0.77 1.14 1.49 1.85 2.55
3.28
3.98
4.68
5.38
（2）分析各点实测挠度值
由于支座沉降影响2312÷+-
=）（点点点实际W W W W 加载（KN ）
2.33 4.32 6.44 8.4 10.41 14.36 18.45 22.4 26.35 30.29
0.3 0.5 0.67 0.96 1.67 2.34 3.13 4 5 7.1
(3)绘制荷载—挠度曲线（理论、实测曲线）
（4）挠度结果比较 加载F （KN ） 2.33 4.32 6.44 8.4 10.41 14.36 18.45 22.4 26.35 30.29 挠度比值i 0.73 0.65 0.59 0.64 0.9 0.92 0.95 1 1.07 1.32
差异原理：由上表可知，
和
在加载初期就存在一定数值，但随着加载过程
的进行，与
渐渐接近直到相仿，最后随着加载末期，两者的差值又突然
变大。
加载前期
与
不同主要是因为由于百分表的安装和灵敏程度，加
之前期加载程度低，挠度变化不明显，所以致使我们测量的实际值与理论值有差异。
加载后期
与
的不同则主要是因为，加载前后（30.29）混凝土
试件已经破坏，导致挠度变化很大，从而使与
相差较大。
3、开裂荷载、屈服荷载、破坏荷载 荷载大小（KN ） 开裂荷载 屈服荷载 破坏荷载 测点1 8.4 6.44 18.45 测点2 8.4 18.45 测点3 8.4 18.45 测点4 8.4 22.4 测点5 18.45 30.29
差异原因：（1）实验操作过程误差。 （2）仪器误差。 （3）记录误差。
（4）钢筋在加载停止时，可能出现回缩。
4绘制开裂后各级荷载下的裂缝分布图
5用文字叙述梁的破坏形态和特征
梁受到剪切破坏。随着荷载的增大，梁的剪弯区段内陆续出现几条裂缝，其中一条发展为主临界斜裂缝，临街斜裂缝出现后，梁承受的荷载还能继续增加，而斜裂缝伸展至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端（剪压区）的混凝土在正应力бх，剪应力τ及荷载引起的竖向局部压应力бу的共同作用下被压酥而破坏。
五、综合结论
通过本次实验测定的钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数，自己熟悉了钢筋混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深了对书本理论知识的理解。进一步的掌握了常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养自己实验基本技能。学会实验数据的整理、分析和表达方法，提高了自己分析与解决问题的能力。
混凝土结构设计原理试卷之选择题题库
1、混凝土保护层厚度是指（） (B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离 2、单筋矩形截面梁正截面承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是（） (C) 适筋条件下，纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈大 3、少筋梁正截面受弯破坏时，破坏弯矩是（） (A) 小于开裂弯矩 4、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，对同样的构件，其斜截面承载力的关系为（） (B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏 5、混凝土柱的延性好坏主要取决于（） (B) 纵向钢筋的数量 二、选择题 1、单筋矩形截面受弯构件在截面尺寸已定的条件下，提高承载力最有效的方法是（） (A) 提高钢筋的级别 2、在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁(h w/b≤，若V>c f c bh0，可采取的解决办法有（） (B) 增大构件截面尺寸 3、轴心受压构件的纵向钢筋配筋率不应小于(C) % 4、钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而(B) 减少 5、矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令x=b h0，这是为了（） (C) 保证破坏时，远离轴向一侧的钢筋应力能达到屈服强度 二、选择题 1、对构件施加预应力的主要目的是（） (B) 避免裂缝或减少裂缝（使用阶段），发挥高强材料作用 2、受扭构件中，抗扭纵筋应（） (B) 在截面左右两侧放置
3、大偏心受拉构件的破坏特征与（）构件类似。 (B) 大偏心受压 4、矩形截面小偏心受压构件截面设计时A s可按最小配筋率及构造要求配置，这是为了（） (C) 节约钢材用量，因为构件破坏时A s应力s一般达不到屈服强度。 5、适筋梁在逐渐加载过程中，当纵向受拉钢筋达到屈服以后（） (C) 该梁承载力略有所增大，但很快受压区混凝土达到极限压应变，承载力急剧下降而破坏 二、选择题（每题 2 分，共 10 分） 1．热轧钢筋经过冷拉后（）。 A．屈服强度提高但塑性降低 2．适筋梁在逐渐加载过程中，当正截面受力钢筋达到屈服以后（）。 D．梁承载力略有提高，但很快受压区混凝土达到极限压应变，承载力急剧下降而破坏3．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁（h w/b≤），若 V＞βc f c bh0,可采取的解决办法有（）。 B．增大构件截面尺寸 4．钢筋混凝土柱子的延性好坏主要取决于（）D．箍筋的数量和形式 5．长期荷载作用下，钢筋混凝土梁的挠度会随时间而增长，其主要原因是（）。D．受压混凝土产生徐变 二、选择题：（每题 2 分，共 10 分） 1．有三种混凝土受压状态：a 为一向受压，一向受拉，b 为单向受压，c 为双向受压，则 a、b、c 三种受力状态下的混凝土抗压强度之间的关系是（）。 C．c>b>a 2．双筋矩形截面正截面受弯承载力计算，受压钢筋设计强度规定不超过 400N/mm 2 ，因为（）。 C．混凝土受压边缘此时已达到混凝土的极限压应变 3．其它条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比钢筋混凝土构件的延性（）B．小些4．无腹筋梁斜截面的破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种。这三种破坏的性质是（）。 A．都属于脆性破坏
钢筋混凝土梁正截面
钢筋混凝土梁正截面实验 一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋 混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。 2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技 能。 3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。 二、实验设备和仪器 1.试件—钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。 混凝土设计强度等级：C25 钢筋：纵筋2φ8，Ⅰ级（实际测得钢筋屈服强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa）箍筋：φ6＠100，Ⅰ级 试件尺寸： b＝100mm； h＝150mm； L＝1100mm； 制作和养护特点：常温制作与养护 2．实验所需仪器： 手动油压千斤顶1个，测力仪及压力传感器各1个；静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表座各3个；刻度放大镜、钢卷尺；支座、支墩、分配梁。 三、实验方案 为研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测定其承载力、各级荷载下的挠度
和裂缝开展情况，另外就是测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规律。 1. 加载装置 梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内力值相等。 作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时，应包括试件自重和作用在试件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。 2. 测试内容及测点布置 测试内容钢筋及混凝土应变、挠度和裂缝宽度等。 本次实验测试具体项目：正截面应变；纵向受力钢筋应变；梁挠度；裂缝发展情况；开裂荷载；屈服荷载；破坏荷载。 纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片（自行设计测点位置），实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋各布有电阻应变片1片。 挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2个）。 3. 实验步骤 实验为半开放式：实验前，学生应仔细阅读实验指导书，了解实验过程，在指导教师解答提问、讲明注意事项之后，由学生自己提具体实施方案，经指导教师同意后，分组（每组不多于10人）自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。 具体实验步骤如下： （1）考察实验场地及仪器设备，听实验介绍，写出实验预习报告。
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案教学内容
《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案 作业1 一、选择题 A D A DC DBA 二、判断题 1．× 2．√3.×4.×5．×6．√7．×8．×9．√10．√ 三、简答题 1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？ 答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力； 2）接近的温度线膨胀系数； 3）混凝土对钢筋的保护作用。 2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。 答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。 钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。 3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？ 答：1）较高的强度和合适的屈强比； 2）足够的塑性； 3）可焊性； 4）耐久性和耐火性 5）与混凝土具有良好的黏结力。 4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？ 答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。 结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。 结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。 结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。 5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？ 答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。 结构上的作用又分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。 6．什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？ 答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形，称为作用效应。 结构抗力R是指整个结构或构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载力和刚度等。 作业2 一、选择题 ACCCD 二、判断题 1．√2．√3．×4．×5．×6．√7．×8．√ 三、简答题 1．钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？ 答：计算梁、板承载力时，因为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。 2．根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点? 答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临 的含义及其在计算中的作用是什么？ 界斜裂缝，属脆性破坏。3．在受弯构件正截面承载力计算中， b 答：是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比。其作用是，在计算中，用来判定梁是否为超筋梁。
.正截面承载力计算
3.2 正截面承载力计算 钢筋混凝土受弯构件通常承受弯矩和剪力共同作用，其破坏有两种可能：一种是由弯矩引起的，破坏截面与构件的纵轴线垂直，称为沿正截面破坏；另一种是由弯矩和剪力共同作用引起的，破坏截面是倾斜的，称为沿斜截面破坏。所以，设计受弯构件时，需进行正截面承载力和斜截面承载力计算。 一、单筋矩形截面 1.单筋截面受弯构件沿正截面的破坏特征 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏形式与钢筋和混凝土的强度以及纵向受拉钢 筋配筋率ρ有关。ρ用纵向受拉钢筋的截面面积与正截面的有效面积的比值来表示，即ρ＝As/(bh0)，其中A s为受拉钢筋截面面积；b为梁的截面宽度；h0为梁的截面有效高度。 根据梁纵向钢筋配筋率的不同，钢筋混凝土梁可分为适筋梁、超筋梁和少筋梁三种类型，不同类型梁的具有不同破坏特征。 ①适筋梁 配置适量纵向受力钢筋的梁称为适筋梁。 适筋梁从开始加载到完全破坏，其应力变化经历了三个阶段，如图3.2.1。 第I阶段（弹性工作阶段）：荷载很小时，混凝土的压应力及拉应力都很小，应力和应变几乎成直线关系，如图3.2.1a。 当弯矩增大时，受拉区混凝土表现出明显的塑性特征，应力和应变不再呈直线关系，应力分布呈曲线。当受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变εtu时，截面处于将裂未裂的极限状态，即第Ⅰ阶段末，用Ⅰa表示，此时截面所能承担的弯矩称抗裂弯矩M cr，如图3.2.1b。Ⅰa阶段的应力状态是抗裂验算的依据。 第Ⅱ阶段（带裂缝工作阶段）：当弯矩继续增加时，受拉区混凝土的拉应变超过其极限拉应变εtu，受拉区出现裂缝，截面即进入第Ⅱ阶段。裂缝出现后，在裂缝截面处，受拉区混凝土大部分退出工作，拉力几乎全部由受拉钢筋承担。随着弯矩的不断增加，裂缝逐渐向上扩展，中和轴逐渐上移，受压区混凝土呈现出一定的塑性特征，应力图形呈曲线形，如图3.2.1c。第Ⅱ阶段的应力状态是裂缝宽度和变形验算的依据。 当弯矩继续增加，钢筋应力达到屈服强度f y，这时截面所能承担的弯矩称为屈服
矩形截面简支梁综合题答案
已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸h b ?=250mm ×550mm ，混凝土强度等级为C30，配有422受拉钢筋，环境类别为一类。计算跨度0l =6m ，净跨n l ＝5.74m ，箍筋采用HPB235级。试求当纵向钢筋未弯起或截断,采用φ8@200双肢箍时，梁所能承受的均布荷载设计值(含自重)q g +为多少？ 解：（1）正截面抗弯荷载设计值： mm h 510405500=-= %2.0%19.1510 25022)4/14.3(4min 2 0=>=???==ρρbh A s mm h mm b f A f x b c s y 23851055.085.085.06.127250 3.1415203000=??=<=??==ξ m KN x h bx f KM c ?=- ???=-=5.203)2 6.127510(6.1272503.14)2 (0 m KN l K M q g /7.37620.1/5.2038/8220=?==+ （2）斜截面抗剪荷载设计值： %15.0%2.0200 2503.502min =>=??==sv sv sv bs A ρρ 满足要求。 KN h s A f bh f KV sv bv t 9.1943.676.1275102003.50221025.151025043.17.025.17.000=+=??? ?+???=+= 第三章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算 一、填空题： 1、对受弯构件，必须进行正截面承载力 、 抗弯，抗剪 验算。 2、简支梁中的钢筋主要有丛向受力筋 、 架立筋 、 箍筋 、 弯起 四种。 3、钢筋混凝土保护层的厚度与 环境 、 混凝土强度等级 有关。 4、受弯构件正截面计算假定的受压混凝土压应力分布图形中，=0ε 0.002 、=cu ε 0.0033 。 5、梁截面设计时，采用C20混凝土，其截面的有效高度0h ：一排钢筋时ho=h-40 、两排钢筋时 ho=h-60 。 6、梁截面设计时，采用C25混凝土，其截面的有效高度0h ：一排钢筋时 ho=h-35 、两排钢筋时 。 7、单筋梁是指 只在受拉区配置纵向受力筋 的梁。 8、双筋梁是指 受拉区和受拉区都配置纵向受力钢筋 的梁。 9、梁中下部钢筋的净距为 25MM ，上部钢筋的净距为 30MM 和1.5d 。 10、受弯构件min ρρ≥是为了防止 少梁筋 ，x a m .ρρ≤是为了防止 超梁筋 。 11、第一种T 型截面的适用条件及第二种T 型截面的适用条件中，不必验算的条件分别为 b ξξ≤ 和 m i n 0 ρρ≥= bh A s 。 12、受弯构件正截面破坏形态有 少筋破坏 、 适筋破坏 、 超筋破坏 三种。 13、板中分布筋的作用是 固定受力筋 、 承受收缩和温度变化产生的内力 、 承受分布板上局部荷载产生的内力，承受单向板沿长跨方向实际存在的某些弯矩 。 14、双筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 s a x '≥2 。 15、单筋矩形截面的适用条件是 b ξξ≤ 、 min 0 ρρ≥= bh A s 。 16、双筋梁截面设计时，当s A '和s A 均为未知，引进的第三个条件是 b ξξ= 。 17、当混凝土强度等级50C ≤时，HPB235，HRB335，HRB400钢筋的b ξ分别为 0.614 、 0.550 、 0.518 。 18、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m in =ρ 和 y t f f /45m in =ρ较大者。 19、钢筋混凝土矩形截面梁截面受弯承载力复核时，混凝土相对受压区高度b ξξ ，说明 该梁为超筋梁 。 二、判断题： 1、界限相对受压区高度b ξ与混凝土强度等级无关。（ ） 2、界限相对受压区高度b ξ由钢筋的强度等级决定。（ ） 3、混凝土保护层的厚度是从受力纵筋外侧算起的。（ ） 4、在适筋梁中提高混凝土强度等级对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。（ ） 5、在适筋梁中增大梁的截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用很大。（ ） 6、在适筋梁中，其他条件不变的情况下，ρ越大，受弯构件正截面的承载力越大。（ ） 7、在钢筋混凝土梁中，其他条件不变的情况下，ρ越大，受弯构件正截面的承载力越大。（ ） 8、双筋矩形截面梁，如已配s A '，则计算s A 时一定要考虑s A '的影响。（ ） 9、只要受压区配置了钢筋，就一定是双筋截面梁。（ ） 10、受弯构件各截面必须同时作用有弯矩和剪力。（ ） 11、混凝土保护层的厚度是指箍筋的外皮至混凝土构件边缘的距离。（ ） 12、单筋矩形截面的配筋率为bh A s = ρ。（ ） 第一章绪论 思考题 1钢筋混凝土结构有哪些优点、缺点？ 2钢筋与混凝土两种物理力学性能不同的材料，为何能共同工作？3学习本课程要注意哪些问题？ 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 思考题 1混凝土的立方体抗压强度f cu,k是如何确定的？与试块尺寸有什么关系？ 2如已知边长150mm混凝土立方体试件抗压强度平均值 f cu=20N/mm2，试估算下列混凝土强度的平均值： 1．100mm边长立方体抗压强度； 2．棱柱体试件的抗压强度； 3．构件的混凝土抗拉强度。 3绘制混凝土棱柱体试件在一次短期加荷下的应力－应变曲线，并指出曲线的特点及f c、ε0、εmax等特征值。 4混凝土的割线模量、弹性模量有何区别？它们与弹性系数有何关系？ 5什么叫混凝土的徐变、线性徐变、非线性徐变？混凝土的收缩和徐变有何本质区别？ 6绘制有物理屈服点的钢筋的应力－应变曲线，并指出各阶段的特 点及各转折点的应力名称。 7解释条件屈服强度、屈强比、伸长率？ 8受拉钢筋锚固长度l a与哪些因素有关，如何确定？受压钢筋锚固长度为何小于l a，又有哪些要求？ 9如何确定同一、非同一搭接区段，如何确定搭接长度，在同一接区段内的搭接钢筋面积有哪些要求？ 10为何要在受力钢筋搭接处设置箍筋，对该处箍筋的直径和布置有何要求？ 11《规范》对机械连接接头和焊接接头分别提出了哪些要求？ 12一对称配筋的钢筋混凝土构件，其支座之间的距离固定不变。试问由于混凝土的收缩，混凝土及钢筋中将产生哪些应力？ 第三章按近似概率理论的极限状态设计法 思考题 1结构设计的目地是什么？结构应满足哪些功能要求？ 2结构的设计基准期是多少年？超过这个年限的结构是否不能再使用了？ 3何谓结构的极限状态？结构的极限状态有几类？主要内容是什么？ 4何谓结构的可靠性及可靠度？ 5何谓结构上的作用、作用效应？何谓结构抗力？ 6结构的功能函数是如何表达的？当功能函数Z＞0、Z＜0、Z＝0 钢筋混凝土简支梁的正截面破坏实验报告 一、试验目的及要求 1、学习钢弦传感器，荷载传感器和百分表的使用。 2、通过试验理解适筋梁、少筋梁及超筋梁的破坏过程及破坏特征。 3、观察适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。 4、学习如何确定开裂荷载、梁的挠度及极限荷载。 5、掌握试验数据处理的方法并绘制曲线。 二、试验仪器及设备 JMZX-215型钢弦传感器、JMZX-212型钢弦传感器、JMZX-200X综合测试仪、MS-50位移传感器，磁性表座，千斤顶。 三、试验内容及步骤 1、将钢弦传感器的底座黏贴在画好的黏贴的位置，再将钢弦传感器安装在底座上，固定好传感器，调整初始读数，并记录初始读数。 2、将百分表安放好，记录钢弦传感器和百分表的初始读数。 3、加载，并记录每级荷载下的钢弦传感器的读数，每一级荷载下观察裂缝的宽度变化。 四、试验报告 1、计算钢筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载。 开裂荷载计算： 极限荷载计算： 2、简述钢弦传感器的使用步骤，数显百分表的使用方法。 钢弦传感器的使用步骤：1、首先确定测试位置，并画出定位线。2、用标准杆将钢弦底座固定在定位线上。3、将标准杆拆下，并将传感器固定在底座上，并记录初始读数。4、分级加载，记录读数。 数显百分表的使用步骤：1、将数显百分表固定在磁性表座上。2、将磁性表座安放在固定支墩上，调整磁性表座到合适位置，使百分表垂直于被测构件的表面。3、记录初始读数，分级加载，记录读数。 3、实验数据记录（荷载、混凝土应变、跨中位移计读数）。 见试验数据记录表 4、根据实验数据绘制荷载荷载-挠度曲线，荷载-应变曲线，沿截面高度砼应变变化曲线。 5、观察裂缝的发展趋势，并解释原因。 在跨中纯弯段，最先出现裂缝并沿着梁高方向发展，裂缝大致与梁长方向垂直；在支座附近弯剪区域，裂缝大致与梁长方向呈45度角出现并发展延伸。 其原因是：在跨中纯弯段，因为混凝土只承受弯曲应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向平行，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁高方向出现并发展；在支座附近弯剪区域，因为混凝土同时承受弯曲应力和剪切应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向呈45度，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁长方向呈45度角出现并发展延伸。 钢筋混凝土受弯构件正截面的破坏机理截面形式：梁、板常用矩形，T形，Ⅰ形，槽形等。 下面以单筋矩形截面梁为例进行分析，其余截面形状梁可参考单筋矩形截面梁。单筋截面梁又分为适筋梁，超筋梁，少筋梁。 适筋梁正截面受弯承载力的实验： 一、实验装置 二、实验梁 三、弯矩-曲率图 适筋梁正截面受弯的全过程划分为三个阶段——未裂阶段、裂缝阶段、破坏阶段。 第一阶段：从加载开始至混凝土开裂瞬间，也叫整体工作阶段。 荷载很小时，弯矩很小，各纤维应变也小，混凝土基本处于弹性阶段，截面变形符合平截面假设。（垂直 于杆件轴线的各平截面（即杆的横截面）在杆件受拉伸、压缩或纯弯曲而变形后仍然为平面，并且同变形 后的杆件轴线垂直。根据这一假设，若杆件受拉伸或压缩，则各横截面只作平行移动，而且每个横截面的 移动可由一个移动量确定；若杆件受纯弯曲,则各横截面只作转动,而且每个横截面的转动可由两个转角确定。利用杆件微段的平衡条件和应力-应变关系，即可求出上述移动量和转角，进而可求出杆内的应变和应力。如果杆上不仅有力矩，而且还有剪力，则横截面在变形后不再为平面。但对于细长杆，剪力引起的变形远 小于弯曲变形，平截面假设近似可用。）荷载-挠度曲线（弯矩-曲率曲线）基本接近直线。拉力由钢筋和混凝土共同承担，变形相同，钢筋应力很小。受拉受压区混凝土均处于弹性工作阶段，应力、应变分布均为三角形。继续加载，弯矩增大，应变也随之增大。混凝土受拉边缘出现塑性变形，受拉应力图呈曲线，中性轴上移。继续加载，受拉区边缘混凝土达到极限 拉应变，即将开裂。 第二阶段：从混凝土开裂到受拉钢筋应力达到屈服强度，又称带裂工作阶段。 在弯矩作用下受拉区混凝土开裂，退出工作，开裂前混凝土承担的拉力转移到钢筋上，钢筋承担的应力突增，中性轴大幅度上移。随着荷载不断增大，裂缝越来越到，混凝土逐步退出工作，截面抗弯刚度降低，弯矩-曲率曲线有明显的转折。 荷载继续增加，钢筋拉应力、挠度变形不断增大，裂缝宽度也不断开展，受压区混凝土面积不断减小，应力和应变不断增加，受压区混凝土弹塑性特性表现得越来越显著，受压区应力图形逐渐呈曲线分布。当钢筋应力达到屈服强度时，梁的受力性能将发生质变。 正常工作的梁一般都处于第二阶段，该阶段的应力状态为正常使用阶段和裂缝宽度计算的依据。 第三阶段：从受拉筋屈服至受压区混凝土被压碎，又称为破坏阶段。 混凝土结构习题集 3 北京科技大学 土木与环境工程学院 2007年 5月 综合练习 一、 填空题 1 .抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以是 和 。 2.无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有 裂缝和 裂缝。 3.对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁，随着剪跨比λ的 ，斜截面受剪承载力有增高的趋势。当剪跨比对无腹筋梁破坏形态的影响表现在：一般3λ>常为 破坏；当1λ<时，可能发生 破坏；当13λ<<时，一般是 破坏。 4.无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形态。就其受剪承载力而言，对同样的构件， 破坏最低， 破坏较高， 破坏最高；但就其破坏性质而言，均属于 破坏。 5.影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 和 。 6.剪跨比反映了截面所承受的 和 的相对大笑，也是 和 的相对关系。 7.梁沿斜截面破坏包括 破坏和 破坏 8.影响有腹筋梁受剪承载力的主要因素包括 、 、 和 。 9.在进行斜截面受剪承载力的设计时，用 来防止斜拉破坏，用 的方法来防止斜压破坏，而对主要的剪压破坏，则给出计算公式。 10.如按计算不需设计箍筋时，对高度h> 的梁，仍应沿全梁布置箍筋；对高度h= 的梁，可仅在构件端部各 跨度范围内设置箍筋，但当在构件中部跨度范围内有集中荷载作用时，箍筋应沿梁全长布置；对高度为 以下的梁，可不布置箍筋。 11.纵向受拉钢筋弯起应同时满足 、 和 三项要求。 12.在弯起纵向钢筋时，为了保证斜截面有足够的受弯承载力，必须把弯起钢筋伸过其充分利用点至少 后方可弯起。 13.纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断，如必须截断时，应延伸至该钢筋理论截断点以外，延伸长度满足 ；同时，当/c d V V V ≤时，从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度，尚不应小于 ，当/c d V V V >时，从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度尚不应小于 。 14.在绑扎骨架中，双肢箍筋最多能扎结 排在一排的纵向受压钢筋，否则应采用四肢箍筋；或当梁宽大于400㎜，一排纵向受压钢筋多于 时，也应采用四肢箍筋。 15.当纵向受力钢筋的接头不具备焊接条件而必须采用绑扎搭结时，在从任一接头中心 至 1.3倍搭结长度范围内，受拉钢筋的接头比值不宜超过 ，当接头比值为 或 时，钢筋的搭结长度应分别乘以1.2及1.2。受压钢筋的接头比值不宜超过 。 16.简支梁下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度用s l α表示。当/c d V V V ≤时， 受弯构件正截面的破坏形式 前面所研究的时配筋量比较适中的梁的工作特点和破坏特征。试验研究表明，随着配筋量的不同，梁正截面的破坏形式也不同。梁正截面的破坏形式还与混凝土强度等级、钢筋级别，截面形式等并许多因素有关。当材料品种及截面形式选定以后，梁正截面破坏形式主要取决于配筋量的多少，矩形截面配筋量的多少是用配筋率p来衡量的。配筋率是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积的百分比，即： P=As/bho 式中 b 梁的截面宽度： ho 梁截面的有效高度，取受力钢筋截面重心至售压力边缘的距离； As 纵向受力钢筋截面面积； P 梁的截面配筋率。 根据p的大小，梁正截面的破坏形式可以分为下面三种类型。 （1）适筋破坏 当梁的配筋率比较适中时，发生适筋破坏。如前所述，这种破坏的特点是受拉区纵向受力钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。梁完成破坏之前，受拉区纵向受力钢筋要经历较大的塑性变形，沿量跨产生较多的垂直裂缝，裂缝不断开展和延伸，挠度也不断增大，所以能给人以明显的破坏预兆。破坏呈延性性质。破坏时，钢筋和混凝土的强度都得到了充分利用。发生适筋破坏的梁称为适筋梁（a）。 （2）超筋破坏 当梁的配筋率太大时，发生超筋破坏。其特点是破坏时受压区混凝土被压碎而受拉区纵向受力钢筋却没有达到屈服梁破坏时，由于纵向受拉钢筋尚处于弹性阶段，所以，梁受拉区裂缝宽度小，甚至形不成裂缝，破坏没有明显预兆，呈脆性性质。破坏时，混凝土的强度得到了充分利用而钢筋的强度没有得到充分的利用。发生超筋破坏的梁称为超筋梁（b）。 （3）少筋破坏 当梁的配筋率太小时，发生少筋破坏。其特点是一裂即坏。梁受拉区混凝土一开裂，裂截面原来由混凝土承担的拉力转由钢筋承担。因梁的配筋率太小，故钢筋应力立即达到屈服强度，有时可迅速经历整个流幅而进入强化阶段，有时钢筋甚至可能被拉断。裂缝往往只有一条，裂缝宽度很大且沿梁高延伸较高。破坏时，钢筋和混凝土的强度虽然得到了充分利用，但破坏前无明显预兆，呈脆性性质。发生少筋破坏的梁称为少筋梁（c） 例题1：已知：矩形截面钢筋混凝土简支梁，计算跨度为6000mm ， as=35mm 。其上作用均布荷载设计值25 kN/m （不包括梁自重），混凝土强度等级选C20，钢筋HRB335级。（ fc =9.6 N/mm2 ， ft =1.1 N/mm2 ， fy =300 N/mm2 ） 试设计此梁。 [解] (1)基本数据fc=9.6N/mm2，fy=300N/mm2 M=1/8ql 2=25N/mm ×6000mm ×6000mm/8=112500000N.mm (2)假定梁宽b h 一般取为1/10-1/15L ，即600mm-400mm ，取600mm h/b=2.0-3.5 则b=300mm （符合模数要求） (3)假定配筋率 受弯构件 0.2与45ft/fy 较大值 45ft/fy=45×1.1/300=0.165 取0.2 (4)计算有关系数 c y s c y f f bh A f f αραξ=?=0=0.2%×300÷(1×9.6）=0.0625 ])1(1[5.02s ξα--==0.5×[1-(1-0.0625)2]=0.0605 (5)令M=Mu 计算h0 mm 530.803157.645661mm 300/6.910605.011250000010==????==mm N mm N b f M h c s αα (6)计算梁高 h=h0+35=838mm ，取h=900mm 则h/b=3满足h/b=2.0～3.5的要求 (7)计算受拉钢筋 0625.02-1-1==s αξ （第(4)部分已计算结果） 96875.00625.05.015.012211122-11=?-=-=---=+= ξααγs s s 220540900300002.05107.447865 96875.0300112500000mm mm h f M A s y s =??<=??==γ 取2540mm A s = (8)选配钢筋 (9)验算适用条件 (10)这样调整后，截面尺寸b 、h 变为已知情形，再按例题3计算As 。 最小配筋率的确定原则：配筋率 为的钢筋混凝土受弯构件，按Ⅲa 阶段计算的正截面受弯承载力应等于同截面素混凝土梁所能承受的弯矩M cr （M cr 为按Ⅰa 阶段计算的开裂弯矩）。 对于受弯构件， 按下式计算： （2）基本公式及其适用条件 1）基本公式 式中: M —弯矩设计值； f c —混凝土轴心抗压强度设计值； f y —钢筋抗拉强度设计值； x —混凝土受压区高度。 2）适用条件 l 为防止发生超筋破坏，需满足ξ≤ξb 或x ≤ξb h 0； l 防止发生少筋破坏，应满足ρ≥ρmin 或 A s ≥A s ，min=ρmin bh 。 在式（3.2.3）中，取x =ξb h 0，即得到单筋矩形截面所能 min t y max(0.45f /f ,0.2% ) ρ= （3.2.1） s y c 1A f bx f =α（3.2.2） ()20c 1x h bx f M -≤α（3.2.3） () 20y s x h f A M -≤（3.2.4） 或 承受的最大弯矩的表达式： （3）计算方法 1）截面设计 己知：弯矩设计值M ，混凝土强度等级，钢筋级别，构件截面尺寸b 、h 求：所需受拉钢筋截面面积A s 计算步骤： ①确定截面有效高度h 0 h 0=h -a s 式中h —梁的截面高度； a s —受拉钢筋合力点到截面受拉边缘的距离。承载力计算时， 室内正常环境下的梁、板，a s 可近似按表3.2.4取用。 表 3.2.4 室内正常环境下的梁、板a s 的近似值（㎜） ②计算混凝土受压区高度x ，并判断是否属超筋梁 若x ≤ξb h 0，则不属超筋梁。否则为超筋梁，应加大截面尺寸，或 构件种类 纵向受力 钢筋层数 混凝土强度等级 ≤C20 ≥C25 梁 一层 40 35 二层 65 60 板 一层 25 20 中南大学现代远程教育课程考试（专科）复习题及参考答案 钢筋混凝土结构 一、单项选择题 1．下列有关轴心受压构件纵筋的作用，错误的是：（） A 帮助混凝土承受压力； B 增强构件的延性； C 纵筋能减小混凝土的徐变变形； D 纵筋强度越高，越能增加构件承载力； 2．在梁的配筋不变的条件下，梁高与梁宽相比，对正截面受弯承载力Mu（） A 梁高影响小； B 两者相当； C 梁高影响大； D 不一定； 3．四个截面仅形式不同：1、矩形；2、倒Ｔ形；3、T形；4、Ｉ形，它们的梁宽（或肋宽） b 和受拉翼缘宽度f b相同，在相同的正弯距M作用b相同、梁高h相等，受压翼缘宽度f 下，配筋量As（） A As1＝As2＞As3＝As4； B As1＞As2＞As3＞As4； C As1＞As2＝As3＞As4； D As2＞As1＞As3＞As4 4．梁内弯起多排钢筋时，相邻上下弯点间距应≤Ｓmax，其目的是保证：（） A 斜截面受剪能力； B 斜截面受弯能力； C 正截面受弯能力； D 正截面受剪能力 5．《规范》验算的裂缝宽度是指（） A 钢筋表面的裂缝宽度； B 钢筋水平处构件侧表面的裂缝宽度； C 构件底面的裂缝宽度； D 钢筋合力作用点的裂缝宽度； 6．整浇肋梁楼盖中的单向板，中间区格板的弯矩可折减20%，主要是因考虑（） A 板的内拱作用； B 板上荷载实际上也向长跨方向传递一部分； C 板上活载满布的可能性较小； D 节约材料； 7．在双筋梁计算中满足2a'≤x≤ξb h o时，表明（） A 拉筋不屈服，压筋屈服； B 拉筋屈服，压筋不屈服； C 拉压筋均不屈服； D 拉压钢筋均屈服； 8．受扭纵筋与箍筋的配筋强度比ζ在0.6～1.7之间时，（） A 均布纵筋、箍筋部分屈服； B 均布纵筋、箍筋均屈服； C 仅箍筋屈服； D 不对称纵筋、箍筋均屈服； 9．一般板不作抗剪计算，主要因为（） A 板内不便配箍筋； B 板的宽度大于高度； C 板一般承受均布荷载； D 一般板的受剪承载力大于受弯承载力； 10．梁的剪跨比减小时，受剪承载力（） A 减小； B 增加； C 无影响； D 不一定； 5－1 已知某承受均布荷载的矩形截面梁截面尺寸b ×h ＝250mm ×600mm （取a s ＝35mm ），采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋。若已知剪力设计值V ＝150kN ，试采用Φ8双肢箍的箍筋间距s ？ 『解』 （1）已知条件： a s =35mm 0h =h —a s =600—35=565mm SV A =1012mm 查附表1—2、2—3得： c β=1.0 , c f =11.9 N/2mm , t f =1.27 N/2mm ，yv f =210N/2mm （2）复合截面尺寸： w h =0h =565mm w h b =565 250=2.26<4 属一般梁。 00.25c c f bh β=0.25?1.0?11.9?250?565=420.2 kN>150 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： 00.7 t f b h =0.7?1.27?250?565=125.6 kN<150 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋间距： V ≤00.7t f bh +01.25sv yv A f h s s ≤001.250.7sv yv t A f h s V f bh -=()3 1.25210101565150125.610???-?=613.2mm 查表5—2 ，取s=200 mm （5）验算最小配箍率： sv A bs =101250200?=0.202﹪>0.24t yv f f =0.24 1.27 210?=0.145﹪ 满足要求。 （6）绘配筋图： 5－2 图5－51所示的钢筋混凝土简支粱，集中荷载设计值F ＝120kN ，均布荷载设计值（包括梁自重）q=10kN/m 。选用C30混凝土，箍筋为HPB235钢筋。试选择该梁的箍筋（注：途中跨度为净跨度，l n =4000mm ）。 『解』 （1）已知条件： a s =40mm 0h =h —a s =600—40=560mm 查附表1—2、2—3得： c β=1.0 , c f =14.3N/2mm , t f =1.43N/2mm ，yv f =210N/2mm （2）确定计算截面及剪力设计值： 对于简支梁，支座处剪力最大，选该截面为设计截面。 剪力设计值： V=12n ql +F=1 2?10?4+120=140 kN 120 140=85.7﹪>75﹪ 故应考虑剪跨比的影响 a=1500mm λ=0a h =1500 560=2.68<3.0 （3）复合截面尺寸： 钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸b×h =200mm ×450mm ， 计算跨度L 0=6m ，承受均布线荷载：活荷载:楼面板2kN/m ，屋面板1.5 kN/m. 永久荷载标准值：钢筋混凝土的重度标准值为25kN/m 3，故梁自重标 准值为25×0.2×0.45=2.25 kN/m 。墙自重18×0.24×3=12.96 kN/m ，楼板：25×0.08×2.25=4.5kN/m. 楼盖板25×0.06×2.25=3.375kN/m. 查表得f c =12.5N/mm 2，f t =1.3N/mm 2，f y =360N/mm 2，ξb =0.550，α1=1.0，结构重要性系数 γ0=1.0，可变荷载组合值系数Ψc=0.7 １.计算弯矩设计值M 故作用在梁上的恒荷载标准值为： g k =2.25+12.96+4.5+3.375=23.085kN/m 简支梁在恒荷载标准值作用下的跨中弯矩为： M gk =1/8g k l 02=1/8×23.085×62=103.88kN.m 简支梁在活荷载标准值作用下的跨中弯矩为： M qk =1/8q k l 02=1/8×62×(2+1.5*0.4)=11.7kN·m 由恒载控制的跨中弯矩为： γ0（γG M gk + γQ Ψc M qk ）=1.0×（1.35×103.88+1.4×0.7×11.7） =151.70kN·m 由活荷载控制的跨中弯矩为： γ0（γG M gk +γQ M qk ） =1.0×（1.2×13.88+1.4×11.7） 取较大值得跨中弯矩设计值M =151.70kN·m 。 1.确定截面有效高度h 0 假设纵向受力钢筋为单层，则h 0= h -35=450-35=415mm 假设纵向受力钢筋为单层，则h 0=h -35=450-35=415mm 2.计算x ，并判断是否为超筋梁 =4.15-((4.152-2*151.70*106/1.1*12.5*200))^0.5 =166.03mm<0.518*415=214.97 不属超筋梁。 3. =1.0×12.5×200×166.03/360=1153mm 2 0.45f t /f y =0.45×1.3/360=0.16%＜0.2%，取ρmin =0.2% A s ，min =0.2%×200×450=144mm 2＜ A s =1153mm 2 M u =f y A s （h 0-x/2）=360×1153×（415-166.03/2）=137.×106N·mm=111.88kN·m＞M=105kN·m 该梁安全。 4.选配钢筋 选配4Φ20（As=1256mm 2）， 第十章钢筋混凝土梁板结构 一、填空题： 1、钢筋混凝土结构的楼盖按施工方式可分为、、三种形式。 2、现浇整体式钢筋混凝土楼盖结构按楼板受力和支承条件不同，又可分 为、、、等四种形式。 3、从受力角度考虑，两边支承的板为板。 4、现浇整体式单向板肋梁楼盖是由组成、、的。 5、单向板肋梁楼盖设计中，板和次梁采用计算方法，主梁采用计算方法。 6、多跨连续梁、板采用塑性理论计算时的适用条件有两个，一是，二是。 7 、对于次梁和主梁的计算截面的确定，在跨中处按，在支座处按。 8、多跨连续双向板按弹性理论计算时，当求某一支座最大负弯矩时，活荷载按 考虑。 9、无梁楼盖的计算方法有、两种。 10、双向板支承梁的荷载分布情况，由板传至长边支承梁的荷载为分布；传给短边支承梁上的荷载为分布。 11、当楼梯板的跨度不大（3m ），活荷载较小时，一般可采用。 12、板式楼梯在设计中，由于考虑了平台对梯段板的约束的有利影响，在计算梯段 板跨中最大弯矩的时候，通常将1 8 改成。 13、钢筋混凝土雨篷需进行三方面的计算，即、、。 二、判断题： 1、两边支承的板一定是单向板。（） 2、四边支承的板一定是双向板。（） 3、为了有效地发挥混凝土材料的弹塑性性能，在单向板肋梁楼盖设计中，板、次梁、主梁都可采用塑性理论计算方法。（） 4、当求某一跨跨中最大正弯矩时，在该跨布置活载外，其它然后隔跨布置。（） 5、当求某一跨跨中最大正弯矩时，在该跨不布置活载外，其它然后隔跨布置。（） 6、当求某跨跨中最小弯矩时，该跨不布置活载，而在相邻两跨布置，其它隔跨布置。（） 136 7、当求某支座最大负弯矩，在该支座左右跨布置活载，然后隔跨布置。（） 8、当求某一支座最大剪力时，在该支座左右跨布置活载，然后隔跨布置。（） 9、在单向板肋梁楼盖截面设计中，为了考虑“拱”的有利影响，要对所有板跨中截 面及支座截面的内力进行折减，其折减系数为0.8。（） 10、对于次梁和主梁的计算截面的确定，在跨中处按在支座处T 形截面，在支座处 按矩形截面。（） 11、对于次梁和主梁的计算截面的确定，在跨中处按矩形截面，在支座处按T 形截面。（） 12、多跨连续双向板按弹性理论计算时，当求某一支座最大负弯矩时，活荷载按满 布考虑。（） 13、当梯段长度大于3m 时，结构设计时，采用梁板式楼梯。（） 三、选择题： 1、混凝土板计算原则的下列规定中（）不完全正确。 l 2 A 两对边支承板应按单向板计算 B 四边支承板当 2 l 1 时，应按双向板计算 C l 2 四边支承板当 3 l 1 l 2 时，可按单向板计算 D 四边支承板当 2 3 l 1 ，宜按双向板计 算 2、以下（）种钢筋不是板的构造钢筋。 A 分布钢筋 B 箍筋或弯起筋 C 与梁（墙）整浇或嵌固于砌体墙的板，应在板边上 部设置的扣筋 D 现浇板中与梁垂直的上部钢筋 3、当梁的腹板h w 高度是下列（）项值时，在梁的两个侧面应沿高度配纵向 构造筋（俗称腰筋）。 A h w 700mm B h w 450mm C h w 600mm D h w 500mm 4、承提梁下部或截面高度范围内集中荷载的附加横向钢筋应按下面（）配置。 A 集中荷载全部由附加箍筋或附加吊筋，或同时由附加箍筋和吊筋承担 B 附加箍筋可代替剪跨内一部分受剪箍筋 C 附加吊筋如满足弯起钢筋计算面积的要求，可代替 一道弯起钢筋 D 附加吊筋的作用如同鸭筋 5、简支楼梯斜梁在竖向荷载设计值q 的作用下，其承载力计算的下列原则（）项不正确。 A 最大弯矩可按斜梁计算跨度l 0 的水平投影l 0 计算 B 最大剪力为按斜梁水平投影 净跨度 1 l 计算，即V ql cos C 竖向荷载ql0 沿斜梁方向产生轴向压力n n 2 习 题 答 案 4.1 已知钢筋混凝土矩形梁，安全等级为二级，处于一类环境，其截面尺寸b ×h =250mm×500mm ， 承受弯矩设计值M =150kN ?m ，采用C30混凝土和HRB335级钢筋。试配置截面钢筋。 【解】 （1）确定基本参数 查附表1-2和附表1-7及表4.3~4.4可知，C30混凝土f c =14.3N/mm 2，f t =1.43N/mm 2；HRB335级钢筋f y =300N/mm 2；α1=1.0，ξb =0.550。 For personal use only in study and research; not for commercial use 查附表1-14，一类环境，c =25mm ，假定钢筋单排布置，取a s =35mm ，h 0=h –35=565mm 查附表1-18，%2.0%215.030043.1 45.045.0y t min >=?==f f ρ。 （2）计算钢筋截面面积 由式（4-11）可得 ??? ? ??--=20c 10211bh f M h x α 3.1014652509.110.11015021146526=??? ? ? ??????--?=mm 8.25546555.00b =?=第三章__受弯构件正截面承载力计算
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