第4章受弯构件正截面承载力

第4章受弯构件正截面承载力1、对于'fhx的T形截面梁，因为其正截面受弯承载力相当于宽度为'fb的矩形截面梁，所以其配筋率应按0'hbAfs来计算。（）2、板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。（）3、在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。（）4、双筋截面比单筋截面更经济适用。（）5、截面复核中，如果b，说明梁发生破坏，承载力为0。（）6、适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服，然后混凝土受压破坏。（）7、正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第Ⅲ阶段。（）8、适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度b的确定依据是平截面假定。（）1．（）作为受弯构件正截面承载力计算的依据。A．Ⅰa状态；B.Ⅱa状态；C.Ⅲa状态；D.第Ⅱ阶段。2．（）作为受弯构件抗裂计算的依据。A．Ⅰa状态；B.Ⅱa状态；C.Ⅲa状态；D.第Ⅱ阶段。3．（）作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。A．Ⅰa状态；B.Ⅱa状态；C.Ⅲa状态；D.第Ⅱ阶段。4．受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的（）。A.少筋破坏；B.适筋破坏；C.超筋破坏；D界限破坏。5．下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限（）。A．b；B．0hxb；C．'2sax；D．max。6．受弯构件正截面承载力计算中，截面抵抗矩系数s取值为：（）。A．)5.01(；B．)5.01(；C．5.01；D．5.01。7．受弯构件正截面承载力中，对于双筋截面，下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈（）。A．0hxb；B．0hxb；C．'2sax；D．'2sax。8．受弯构件正截面承载力中，T形截面划分为两类截面的依据是（）。A.计算公式建立的基本原理不同；B.受拉区与受压区截面形状不同；C.破坏形态不同；D.混凝土受压区的形状不同。9．提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是（）。A.提高混凝土强度等级；B.增加保护层厚度；C.增加截面高度；D.增加截面宽度；10．在T形截面梁的正截面承载力计算中，假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是（）。A.均匀分布；B.按抛物线形分布；C.按三角形分布；D.部分均匀，部分不均匀分布；11．混凝土保护层厚度是指（）。A.纵向钢筋内表面到混凝土表面的距离；B.纵向钢筋外表面到混凝土表面的距离；C.箍筋外表面到混凝土表面的距离；D.纵向钢筋重心到混凝土表面的距离；12.在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中，若'2sax,则说明（）。A.受压钢筋配置过多；B.受压钢筋配置过少；C.梁发生破坏时受压钢筋早已屈服；D.截面尺寸过大；1、×2、×3、√4、×5、×6、√7、×8、√1.C2.A3.D4.B5.C6.A7.C8.D9.C10.A11.B12.C1．受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏，经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？各个阶段是哪种极限状态的计算依据？答：适筋受弯构件正截面工作分为三个阶段。第Ⅰ阶段荷载较小，梁基本上处于弹性工作阶段，随着荷载增加，弯矩加大，拉区边缘纤维混凝土表现出一定塑性性质。第Ⅱ阶段弯矩超过开裂弯矩Mcrsh，梁出现裂缝，裂缝截面的混凝土退出工作，拉力由纵向受拉钢筋承担，随着弯矩的增加，受压区混凝土也表现出塑性性质，当梁处于第Ⅱ阶段末Ⅱa时，受拉钢筋开始屈服。第Ⅲ阶段钢筋屈服后，梁的刚度迅速下降，挠度急剧增大，中和轴不断上升，受压区高度不断减小。受拉钢筋应力不再增加，经过一个塑性转动构成，压区混凝土被压碎，构件丧失承载力。第Ⅰ阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。第Ⅱ阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。第Ⅲ阶段末的极限状态可作为受弯构件正截面承载能力计算的依据。2．钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？答：钢筋混凝土受弯构件正截面有适筋破坏、超筋破坏、少筋破坏。梁配筋适中会发生适筋破坏。受拉钢筋首先屈服，钢筋应力保持不变而产生显著的塑性伸长，受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变，混凝土压碎，构件破坏。梁破坏前，挠度较大，产生较大的塑性变形，有明显的破坏预兆，属于塑性破坏。梁配筋过多会发生超筋破坏。破坏时压区混凝土被压坏，而拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前梁的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，拉区的裂缝宽度较小，破坏是突然的，没有明显预兆，属于脆性破坏，称为超筋破坏。梁配筋过少会发生少筋破坏。拉区混凝土一旦开裂，受拉钢筋即达到屈服，并迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁即断裂，破坏很突然，无明显预兆，故属于脆性破坏。2．什么叫最小配筋率？它是如何确定的？在计算中作用是什么？答：最小配筋率是指，当梁的配筋率ρ很小，梁拉区开裂后，钢筋应力趋近于屈服强度，这时的配筋率称为最小配筋率ρmin。是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，设计时应当避免。3．单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么？答：单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是（1）平截面假定；（2）混凝土应力—应变关系曲线的规定；（3）钢筋应力—应变关系的规定；（4）不考虑混凝土抗拉强度,钢筋拉伸应变值不超过0.01。以上规定的作用是确定钢筋、混凝土在承载力极限状态下的受力状态，并作适当简化，从而可以确定承载力的平衡方程或表达式。4.确定等效矩形应力图的原则是什么？《混凝土结构设计规范》规定，将实际应力图形换算为等效矩形应力图形时必须满足以下两个条件：（1）受压区混凝土压应力合力C值的大小不变，即两个应力图形的面积应相等；（2）合力C作用点位置不变，即两个应力图形的形心位置应相同。等效矩形应力图的采用使简化计算成为可能。1．什么是双筋截面？在什么情况下才采用双筋截面？答：在单筋截面受压区配置受力钢筋后便构成双筋截面。在受压区配置钢筋，可协助混凝土承受压力，提高截面的受弯承载力；由于受压钢筋的存在，增加了截面的延性，有利于改善构件的抗震性能；此外，受压钢筋能减少受压区混凝土在荷载长期作用下产生的徐变，对减少构件在荷载长期作用下的挠度也是有利的。双筋截面一般不经济，但下列情况可以采用：（1）弯矩较大，且截面高度受到限制，而采用单筋截面将引起超筋；（2）同一截面内受变号弯矩作用；（3）由于某种原因（延性、构造），受压区已配置'sA；（4）为了提高构件抗震性能或减少结构在长期荷载下的变形。7.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？为什么要规定适用条件？答：双筋矩形截面受弯构件正截面承载力的两个基本公式：sysycAfAfbxf''1'0''012ssycuahAfxhbxfMM适用条件：（1）b,是为了保证受拉钢筋屈服，不发生超筋梁脆性破坏，且保证受压钢筋在构件破坏以前达到屈服强度；（2）为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值，应满足'2sax，其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足条件时，则表明受压钢筋的位置离中和轴太近，受压钢筋的应变太小，以致其应力达不到抗压强度设计值。8．双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要规定'2sax？当x＜2a‘s应如何计算？答：为了使受压钢筋能达到抗压强度设计值，应满足'2sax，其含义为受压钢筋位置不低于受压应力矩形图形的重心。当不满足条件时，则表明受压钢筋的位置离中和轴太近，受压钢筋的应变太小，以致其应力达不到抗压强度设计值。此时对受压钢筋取矩)2()('1'0xabxfahAfMscssyux'2sa时，公式中的右边第二项相对很小，可忽略不计，近似取'2sax，即近似认为受压混凝土合力点与受压钢筋合力点重合，从而使受压区混凝土合力对受压钢筋合力点所产生的力矩等于零，因此'0sysahfMA9．第二类T形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？为什么要规定适用条件？答：第二类型T形截面：（中和轴在腹板内）sycffcAfbxfhbbf1''1)()2()()2('0''101fffccuhhhbbfxhbxfM适用条件：b规定适用条件是为了避免超筋破坏,而少筋破坏一般不会发生。10．计算T形截面的最小配筋率时，为什么是用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度bf？答：最小配筋率从理论上是由Mu=Mcy确定的，主要取决于受拉区的形状，所以计算T形截面的最小配筋率时，用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度bf。11．单筋截面、双筋截面、T形截面在受弯承载力方面,哪种更合理？,为什么?答：T形截面优于单筋截面、单筋截面优于双筋截面。12．写出桥梁工程中单筋截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？比较这些公式与建筑工程中相应公式的异同。答：ssdcdAfbxf)2(00xhbxfMcdd适用条件：b；bhAsmin《公路桥规》和《混凝土结构设计规范》中，受弯构件计算的基本假定和计算原理基本相同，但在公式表达形式上有差异，材料强度取值也不同。四、计算题参考答案1．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25,fc=11.9N/mm2，2/27.1mmNft,钢筋采用HRB335，2/300mmNfy截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求：受拉钢筋截面面积解：采用单排布筋mmh465355000将已知数值代入公式sycAfbxf1及)2/(01xhbxfMc得1.011.9200x=300sA165106=1.011.9200x(465-x/2)两式联立得：x=186mmAs=1475.6mm2验算x=186mm0hb0.55465=255.8mm2min200500200%2.06.1475mmbhAs所以选用325As=1473mm22．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C25，22/9.11,/27.1mmNfmmNfct，截面弯矩设计值M=125KN.m。环境类别为一类。求：（1）当采用钢筋HRB335级2/300mmNfy时，受拉钢筋截面面积；（2）当采用钢筋HRB400级2/360mmNfy时，受拉钢筋截面面积.解：（1）由公式得26204652009.110.110125bhfMcs=0.243283.00.243211211s858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0ss2601044465858.030010125/mmhfMAsys选用钢筋421017,18mmAs2min200500200%2.01044mmbhAs（2）2870360/1044300mmAs。3．已知梁的截面尺寸为b×h=250mm×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，2/300mmNfy，As=804mm2；混凝土强度等级为C40，22/1.19,/71.1mmNfmmNfct；承受的弯矩M=89KN.m。环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。解：fc=19.1N/mm2，ft=1.7N/mm2，fy=300N/mm2。由表知，环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm，故设a=35mm，h0=450-35=415mm2min293450250%26.0804mmbhAs则，满足适用条件。55.0121.01.190.13000077.01bcyff，安全。mKNMmKNbhfMcu.89.49.93121.05.01121.04152501.190.15.0122014．已知梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm，混凝土强度等级为C40，22/1.19,/71.1mm