钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算试题.docx
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钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算试题
钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算
[填空题]
1受弯构件斜截面受剪有哪几种破坏形态？
各自破坏特点是什么？
如何防止各种破坏形态的发生？
参考答案：
⑴受弯构件斜截面受剪破坏有斜压、剪压和斜拉三种破坏形式。
⑵各自的破坏特点是：
①斜压破坏的破坏特点是：
梁的腹部出现若干条大体相互平行的斜裂缝，随着荷载的增加，梁腹部混凝土被斜裂缝分割成几个倾斜的受压柱体，在箍筋应力尚未达到屈服强度之前，斜压柱体混凝土已达极限强度而被压碎。
②斜拉破坏的破坏特点是：
斜裂缝一旦出现，箍筋应力立即屈服，不能够限制斜裂缝的发展，立即形成临界斜裂缝，使梁沿斜向被拉裂为两部分而突然破坏。
③剪压破坏的破坏特点是：
斜裂缝产生后，原来由混凝土承受的拉力转由与斜裂缝相交的箍筋承受，由箍筋限制和延缓了斜裂缝的开展，使荷载仍能有较大的增长，直至与临界斜裂缝相交的箍筋应力达到屈服强度，已不能再控制斜裂缝山西建筑职业技术学院的开展，从而导致斜截面末端剪压区不断缩小，剪压区混凝土在正应力和剪应力共同作用下达到极限状态而破坏。
⑶《规范》通过限制截面（即最大配箍率）来防止发生斜压破坏；通过控制箍筋的最小配筋率来防止发生斜拉破坏。
而剪压破坏，则通过受剪承载力的计算配置箍筋来避免。
[填空题]
2什么是配筋率？
配筋量对梁的正截面承载力有何影响？
参考答案：
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
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受压边缘的距离；
As——纵向受力钢筋截面面积；
p——梁的截面配筋率。
当材料强度及截面形式选定以后，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：
适筋破坏、超筋破坏和少筋破坏。
[填空题]
3在什么情况下可采用双筋截面？
其计算应力图形如何确定？
其基本计算公式与单筋截面有和不同？
在双筋截面中受压钢筋起什么作用？
其适应条件除了满足
之外为什么还要满足
？
参考答案：
（1）双筋截面主要应用于下面几种情况：
①截面承受的弯矩设计值很大，超过了单筋矩形截面适筋梁所能承担的最大弯矩，而构件的截面尺寸及混凝土强度等级大都受到限制而不能增大和提高；②结构或构件承受某种交变作用，使构件同一截面上的弯矩可能变号；③因某种原因在构件截面的受压区已经布置了一定数量的受力钢筋。
（2）其计算应力图形与单筋截面相比，只是在受压区多了受压钢筋项。
（3）双筋矩形截面基本计算公式：
与单筋截面相比，右边均多了受压钢筋项。
（4）在双筋截面中受压区钢筋起协助受压的作用。
（5）对于双筋矩形截面中，只要能满足
的条件，构件破坏时受压钢筋一般均能达到其抗压强度设计值
。
[填空题]
4超筋梁破坏
参考答案：
如截面配筋过多，破坏则开始于截面的受压区的混凝土，即受压区边缘纤维应变先达到混凝土极限压应变，受拉区钢筋的应力未达到屈服极限受压区边缘应变即达到εμ，混凝土被压碎并导致混凝土整个构件破坏。
[填空题]
5截面配筋率
参考答案：
是指纵向受力钢筋截面面积与截面有效面积之比。
[填空题]
6大偏心破坏
参考答案：
破坏是由于受拉钢筋首先达到屈服，而导致的受压区混凝土压坏的破坏。
[填空题]
7影响梁斜截面承载力的主要因素有哪些？
参考答案：
剪跨比、混凝土强度、箍筋的配筋率、箍筋的强度、纵向钢筋的配筋率。
[填空题]
8钢筋混凝土大偏心与小偏心受压构件破坏的破坏特有什么不同？
参考答案：
大偏心：
破坏始于受拉钢筋屈服；远离偏心压力一侧钢筋受拉屈服；属于延性破坏。
小偏心：
破坏始于受压区边缘混凝土应变达到极限压应变；远离偏心压力一侧钢筋可能受拉也可能受压但不屈服；属于脆性破坏。
[填空题]
9计算题：
某钢筋混凝土简支梁截面尺寸
，跨中最大弯矩设计值
，混凝土强度等级C2O，采用HRB335钢筋配筋。
受压区已配好2Φ18受压钢筋。
环境类别为一类。
求截面所需配置的受拉钢筋面积As。
参考答案：
[填空题]
10计算题：
某钢筋混凝土双筋矩形截面梁，截面尺寸
，混凝土强度等级C2O，采用钢筋配筋。
受拉钢筋为4Φ20，受压钢筋为2Φ18。
承受弯矩设计值
，环境类别为一类，求验算梁的正截面承载力是否足够。
参考答案：
[填空题]
11计算题：
某钢筋混凝土梁截面尺寸
，承受弯矩设计值
，混凝土强度等级C2O，采用HRB335钢筋，受压区已配好2Φ25的受压钢筋。
环境类别为一类。
求截面所需的受拉钢筋面积。
参考答案：
[填空题]
12计算题：
已知矩形梁的截面尺寸b=200mm，h=450mm，受拉钢筋为3Φ20，混凝土强度等级为C20，承受的弯矩设计值M=70kN.m，环境类别为一类，试计算此截面的正截面承载力是否足够？
参考答案：
[填空题]
13计算题：
有一混凝土简支梁，计算跨度，承受均布荷载，其中永久荷载标准值为（不包括梁自重）。
可变荷载标准值为，采用C30混凝土，HRB335钢筋，环境类别为二（a）类。
试确定梁的截面尺寸和纵向受拉钢筋面积。
（钢筋混凝容重为，结构重要性系数取1.0）。
参考答案：
[填空题]
14计算题：
一钢筋混凝土矩形截面梁，截面尺寸为b=250mm，h=500mm，混凝土强度等级C20，钢筋为HRB335，弯矩设计值M=120kN.m，环境类别为一类。
试计算受拉钢筋截面的面积As。
参考答案：
[填空题]
15什么是冲切破坏？
参考答案：
冲切破坏为双向剪切破坏，两个方向的斜截面形成一个截头锥体，锥体斜面倾角约为45度。
[填空题]
16抵抗弯矩图与弯矩图关系如何？
参考答案：
抵抗弯矩图必须将弯矩图包在里边，不得切入弯矩图之内。
[填空题]
17箍筋的作用是什么？
参考答案：
增强斜截面受剪承载力；与纵筋形成钢筋骨架，保证各类钢筋在施工中的正确位置；防止纵筋受压后屈曲；对核芯混凝土形成一定的约束作用，改善构件受力性能。
[填空题]
18什么是计算剪跨比？
参考答案：
是剪跨a与截面有效高等的比值，只能用于在集中荷载作用下的梁。
[填空题]
19长期刚度
参考答案：
钢筋混凝土梁在荷载的长期效应组合作用下的截面刚度。
[填空题]
20短期刚度
参考答案：
钢筋混凝土梁在荷载的短期效应组合作用下的截面刚度。
[填空题]
21小偏心破坏
参考答案：
破坏是由于受压区混凝土达到其抗压强度，距轴力较远一侧的钢筋，无论受压或受拉，一般均未达到屈服的破坏。
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[填空题]
22材料图
参考答案：
按实际配置的纵向受力钢筋绘制的梁上各正截面所能承受的弯矩图。
[填空题]
23相对界限受压区高度
参考答案：
是指构件截面混凝土界限受压区高度与截面有效高度的比值。
[填空题]
24相对受压区高度
参考答案：
是指构件截面混凝土受压区高度与截面有效高度的比值。
[填空题]
25截面有效高度
参考答案：
从受压区边缘至纵向受力钢筋合力点的距离。
[填空题]
26少筋梁的破坏
参考答案：
截面配筋过少，受拉区混凝土一旦开裂，裂缝截面的钢筋应力突然增加，很快达到屈服极限，并经过流幅而进入强化阶段，这种配筋过少的梁在破坏前往往只有一条裂缝，裂缝开展很宽挠度增长也很大，即使受压区混凝土未被压碎，实用上已认为梁已被破坏。
[填空题]
27界限破坏
参考答案：
两类破坏的界限为受拉区钢筋和受压区混凝土同时破坏，受拉区钢筋达到应变εy达到屈服时的应变εs的同时，受压区混凝土边缘纤维应变也恰好达到极限压应变εu，这种破坏称为界限破坏。
[填空题]
28脆性破坏
参考答案：
梁在破坏之前钢筋仍处于弹性阶段，延伸不多，梁体的裂缝及挠度均很小，在没有明显的破坏预兆下突然发生破坏，这种破坏叫做脆性破坏。
[填空题]
29适筋梁破坏
参考答案：
配筋量适中的截面，其破坏开始于受拉区钢筋的屈服，钢筋应力达到屈服强度时，产生很大塑性变形，引起裂缝向上发展延伸，使受压区高度减少，从而迫使受压区边缘纤维应变达到混凝土的极限压应变而破坏。
[填空题]
30双筋截面
参考答案：
同时在混凝土梁受拉区和受压区配置受力钢筋的截面。
[填空题]
31单筋截面
参考答案：
仅在混凝土梁受拉区配置受力钢筋的截面。
[填空题]
32计算题：
在进行T型截面的截面设计和承载力校核时，如何分别判别T型截面的类型？
其判别式是依据什么原理确定的？
参考答案：
（1）在进行截面设计时，
（2）其依据是：
当中和轴在翼缘内，即
为第一类T型截面；
当中和轴在梁助内，即
，为第一类T型截面。
而当时
，则为分界情况。
由平衡条件得：
；
由此推出上面的各判别公式。
[填空题]
33单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形如何确定？
受压区混凝土等效应力图形的等效原则是什么？
参考答案：
单筋矩形截面梁正截面承载力的计算应力图形以Ⅲa应力状态为依据，基本假定确定。
受压区混凝土等效应力图形的等效原则是：
等效后受压区合力大小相等、合力作用点位置不变。
[填空题]
34什么是最小配筋率，最小配筋率是根据什么原则确定的？
参考答案：
为了防止将构件设计成少筋构件，要求构件的配筋面积As。
不得小于按最小配筋率所确定的钢筋面积
。
即要求：
《规范》规定，受弯构件受拉钢筋的最小配筋率
。
按构件全截面面积扣除位于受压边的翼缘面积后的截面面积计算。
对于常用的矩形截面、T形截面和I形截面，其最小配筋率要求的计算如图3—2。
《规范》规定：
对受弯构件，
取0.2％和0.45ft／fy中的较大值。
最小配筋率
的数值是根据钢筋混凝土受弯构件的破坏弯矩等于同样截面的素混凝土受弯构件的破坏弯矩确定的。
[填空题]
35适筋梁、超筋梁和少筋梁的破坏特征有何区别？
参考答案：
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钢筋首先屈服，然后受压区混凝土被压碎。
梁完全破坏之前，受拉区纵向受力钢筋要经历较大的塑性变形，沿梁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。
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没有达到屈服。
粱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，形不成主裂缝，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利用。
发生超筋破坏的梁称为超筋梁。
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，裂缝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。
由于超筋受弯构件和少筋受弯构件的破坏均呈脆性性质，破坏前无明显预兆，一旦发生破坏将产生严重后果。
因此，在实际工程中不允许设计成超筋构件和少筋构件，只允许设计成适筋构件，具体设计时是通过限制相对受压区高度和最小配筋率的措施来避免。
[填空题]
36适筋梁从加载到破坏经历哪几个阶段？
各阶段的主要特征是什么？
每个阶段是哪个极限状态的计算依据？
参考答案：
适筋梁的破坏经历三个阶段：
第Ⅰ阶段为截面开裂前阶段，这一阶段末Ⅰa，受拉边缘混凝土达到其抗拉极限应变时，相应的应力达到其抗拉强度ft，对应的截面应力状态作为抗裂验算的依据；第Ⅱ阶段为从截面开裂到受拉区纵筋开始屈服Ⅱa的阶段，也就是梁的正常使用阶段，其对应的应力状态作为变形和裂缝宽度验算的依据；第Ⅲ阶段为破坏阶段，这一阶段末Ⅲa，受压区边缘混凝土达到其极限压应变
，对应的截面应力状态作为受弯构件正截面承载力计算的依据。
[填空题]
37在外荷载作用下，受弯构件任一截面上存在哪些内力？
受弯构件有哪两种可能的破坏？
破坏时主裂缝的方向如何？
参考答案：
在外荷载作用下，受弯构件的截面产生弯矩和剪力。
受弯构件的破坏有两种可能：
一是可能沿正截面破坏，即沿弯矩最大截面的受拉区出现正裂缝[图3—1（a）]；二是可能沿斜截面破坏，即沿剪力最大或弯矩和剪力都比较大的截面出现斜裂缝[图3—1（b）]。
[填空题]
38在长期荷载作用下，钢筋混凝土构件的裂缝宽度、挠度为何会增大？
主要影响因素有哪些？
参考答案：
在长期荷载作用下，由于受压混凝土的徐变、受拉混凝土的收缩以及滑移徐变等影响，均导致梁的挠度随时间而不断增大，抗弯刚度随时间而不断降低，这一过程往往要持续很长时间。
主要影响因素混凝土的徐变、变形，应力松弛以及滑移。
[填空题]
39在计算腹筋（箍筋、弯起钢筋）时，剪力V的计算位置应如何选取？
参考答案：
进行受弯构件斜截面承载力计算时，计算截面的位置应为其受剪承载力较为薄弱的截面。
在设计中，计算截面的位置应按下列规定采用：
①支座边缘处的斜截面；
②箍筋直径或间距改变处的斜截面；
③弯起钢筋弯起点处的斜截面；
④腹板宽度或截面高度改变处的截面。
[填空题]
40整浇梁板结构中的连续梁，其跨中截面和支座截面应按哪种截面梁计算？
为什么？
参考答案：
⑴在跨中截面处应按T形截面梁计算。
在支座截面处应按肋宽为b的矩形截面梁计算。
⑵因为在跨中截面处，楼板与梁浇筑在一起形成T形截面梁。
而在支座截面处承受负弯矩，翼缘（板）受拉，故仍应按肋宽为b的矩形截面计算。
[填空题]
41为什么双筋截面的箍筋必须采用封闭式？
双筋截面对箍筋的直径、间距有何规定？
参考答案：
⑴为防止纵向受压钢筋在纵向压力作用下发生压屈而侧向凸出，保证受压钢筋充分发挥其作用，《规范》要求，必须配置封闭箍筋。
⑵箍筋间距不应大于15倍受压钢筋中的最小直径或400mm；箍筋直径不应小于受压钢筋最大直径的1/4。
当受压钢筋多于3根时，应设复合箍筋。
[填空题]
42何谓等效矩形应力图形？
确定等效矩形应力图形的原则是什么？
参考答案：
为了简化计算，用来代替受压区混凝土理论应力图形的矩形应力图形为等效矩形应力图形。
确定等效矩形应力图形的原则是：
①混凝土压应力的合力大小相等；
②两图形中受压区合力的作用点位置不变。
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