第三章受弯构件正截面承载力计算

11、什么叫钢筋混凝土受弯构件受拉钢筋的配筋率？答：所谓配筋率是指所配置的钢筋截面面积与规定的混凝土截面面积的比值。（化为百分数表达）。2、为什么钢筋要有足够的混凝土保护层厚度？钢筋的最小保护层厚度的选择应考虑哪些因素？答：混凝土保护层是具有足够厚度的混凝土层，取钢筋边缘至构件截面表面之间的最短距离。设置保护层是为了保护钢筋不直接受到大气的侵蚀和其他环境因素作用，也是为了保证钢筋和混凝土有良好的粘结。（不小于钢筋的公称直径）普通钢筋和预应力直线形钢筋最小混凝土保护层厚度（mm）序号构件类别环境条件1基础、桩基承台（1）基坑底面有垫层或者侧面有模板（受力钢筋）（2）基坑底面无垫层或者侧面无模板ⅠⅡⅢ、Ⅳ4060507560852墩台身、挡土结构、涵洞、梁、板、拱圈、拱上建筑（受力钢筋）3040453人行道构件、栏杆（受力钢筋）2025304箍筋2025305缘石、中央分隔带、护栏等行车道构件3040456收缩、温度、分布、防裂等表层钢筋152025注意：Ⅰ类环境是指非寒冷或者寒冷地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土接触的环境条件。Ⅱ类环境是指严寒地区的大气环境，与无侵蚀性的水或土接触的环境，使用除冰盐环境，滨海环境条件。Ⅲ类环境是指海水环境。Ⅳ类环境是受人为或者自然侵蚀性物质影响的环境。3、钢筋混凝土梁内有哪五种钢筋？每种钢筋的作用是什么？答：梁内的钢筋有纵向受拉钢筋（主钢筋）、弯起钢筋或者斜钢筋、箍筋、架立钢筋和水平纵向钢筋等。作用：梁:架力筋,构成钢筋骨架,为通长,纵向受力钢筋,设置在梁受拉一侧,构造钢筋,梁高度.450时设置,防止混凝土在梁中间部位产生裂缝,一般为通长,梁两侧的纵向构造钢筋宜用拉筋联系,2箍筋,防止梁发生斜截面破坏,如有必要,还应设置弯起钢筋,承受梁内产生主拉应力，弯起钢筋和箍筋统称腹筋，抗剪，有时候支座位置还布置加强筋，增强框架承受荷载。分布筋，垂直于受力筋布置，将板的承受荷载均匀传递给受力钢筋，也抵抗拉应力，另外双层钢筋还设置马镫，使上部筋和下部筋分开，楼板的的转角还有放射筋。水平纵向钢筋主要是在梁侧面发生混凝土裂缝后，可以减小混凝土裂缝宽度。4、钢筋混凝土梁正截面破坏形态有哪几种？每种破坏形态的特征是什么?答：（1）适筋梁破坏——塑性破坏特征：梁的受拉区钢筋首先达到屈服强度，其应力保持不变而应变显著地增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏。这种梁破坏前，梁的裂缝急剧开展，挠度较大，梁截面产生较大的塑性变形，因而有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。（2）超筋梁破坏——脆性破坏特征：当梁截面配筋率增大，钢筋应力增加缓慢，受压区混凝土应力有较快的增长，越大，则纵向钢筋屈服时的弯矩y越趋近梁破坏时的弯矩u，这意味着第Ⅲ阶段缩短。当增大到使uy时，受拉钢筋屈服与受压区混凝土压碎几乎同时发生，这种破坏称为平衡破坏或者界限破坏，相应的值被称为最大配筋率max。当实际配筋率max时，梁的破坏是受压区混凝土被压坏，而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度以及截面曲率曲线没有明显的转折点，受拉区的裂缝开展不宽，延伸不高，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋梁破坏。（3）少筋梁破坏——脆性破坏特征：当梁的配筋率很小，梁受拉区混凝土开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，即开裂弯矩cr趋近于受拉区钢筋屈服时的弯矩y，这意味着第Ⅱ阶段的缩短，当减小到使cr=y时，裂缝一旦出现，钢筋应力立即达到屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率min。梁中实际配筋率小于min时，梁受拉区混凝土一开裂，受拉钢筋达到屈服点，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受压区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。由于破坏很突然，属于脆性破坏。这种具有破坏形态的梁称为少筋梁。35、什么叫钢筋混凝土受弯构件的截面相对受压区高度和相对界限受压区高度？答：钢筋混凝土受弯构件的截面相对受压区高度：钢筋混凝土受弯构件受到荷载作用时，荷载作用在构件中产生的效应是弯矩和剪力，构件抵抗弯矩的能力是靠钢筋的合力与相对位置的混凝土抗压合力组成的力偶矩来完成，这个力偶矩与荷载产生的弯矩，大小值相等，方向相反，以保持平衡。这里“相对位置的混凝土抗压合力”等于受压区面积乘砼的抗压强度，受压区面积就是梁的宽度乘高度X的面积，这里的‘高度X’就叫受压区高度。要说明这不是梁中线以上的全部截面积，是中和轴以上的部分截面积。当钢筋混凝土梁的受拉区钢筋达到屈服应变y而开始屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应变cu而破坏，此时被称为极限破坏。根据给定的cu和平截面假定可以做出截面应变分布的直线ab，这就是梁截面发生界限破坏的应变分布。受压区高度为0hbb，b被称为相对界限混凝土受压区高度。6、何谓钢筋混凝土双筋截面梁？在什么情况下可采用双筋截面梁？答：钢筋混凝土双筋截面梁：在截面受压区配置钢筋来协助混凝土承担压力且将减小到b，破坏时受拉区钢筋应力可达到屈服强度，而受压区混凝土不致过早压碎。当截面承受的弯矩组合设计值d较大，而梁截面尺寸受到使用条件限制或者混凝土强度又不宜提高的情况下，又出现b而承载能力不足时，则应改用双筋截面。此外，当梁截面承受异号弯矩时，则必须采用双筋截面。有时，由于结构本身受力图式的变化，例如连续梁的内支点处截面，将会产生事实上的双筋截面。7、何谓T形截面？何谓T形截面受压翼缘板的有效宽度?其取值是如何规定的？答：在正弯矩的作用下，翼板位于受压区的T形梁截面，称为T形截面。根据等效受力的原则，把与梁肋共同工作的翼板宽度限制在一定的范围内，称为受压翼板的有效宽度fb。《公路桥规》规定，T形截面梁（内梁）的受压翼板有效宽度fb用下列三者最小值。（1）简支梁计算跨径的1/3。对连续梁各中间跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.2倍，边跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.27倍，各中间支点负弯矩区段，则取该支点相邻两跨计算跨径之和的0.07倍。（2）相邻两梁的平均间距。4（3）fhhbb122。当3/1/hhbh时，取（fhhhb126）。其中，hh为承托根部厚度。边梁受压翼板的有效宽度取相邻内梁翼缘有效宽度之半加上边梁肋宽度之半，再加6倍的外侧悬臂板平均厚度或者外侧悬臂板实际宽度两者中的较小者。《公路桥规》还规定，计算超静定梁内力时，T形梁受压翼缘的计算宽度取实际全宽度。8、在截面设计和截面复核时，分别如何判断是单筋截面还是双筋截面？答：请看课件，公式太复杂了。9、在截面设计和截面复核时，分别如何判断是第一类T形截面还是第二类T形截面？答：（1）截面设计：由基本公式可见，当中和轴恰好位于受压翼板与梁肋交界处，即fh，为两类T形截面的界限情况。显然，若满足：)2(0fffcdhhhbf，即弯矩计算值M小于或等于全部翼板高度fh受压混凝土合力产生的力矩，则fh，属于第一类T形截面，否则属于第二类T形截面。（2）截面复核：这时，若满足：ssdffcdfhbf。即钢筋所承受的压力ssdf小于或等于全部受压翼板高度fh内混凝土压应力合力ffcdhbf，则fh，属于第一类T形截面，否则属于第二类T形截面。10、计算题：习题3-16、3-19、3-23。