水工钢筋砼钢筋混凝土受拉构件承载力计算

水工钢筋混凝土计算题讲解0、承载能力极限状态通用表达式：KS≤RK--承载力安全系数（取值采用教材48页表2-7）S--荷载效应组合设计值R--结构抗力1．1、正截面受弯计算基本思路①确定计算跨度l0。

梁的计算跨度l0的取值一般采用:l0=ln+a/2+b/2；l0=1.05*ln两个公式中的小值确定。

②截面尺寸的选定梁的高度h一般由搞垮比h/l0确定一般为1/8~1/12。

梁宽b一般为梁高h的一半。

③确定使用的钢筋和混凝土等级④根据选定的钢筋查出ξb值⑤使用公式αs=K*M/f c bh02, αs=ξ（1-ξ/2）计算出ξ，比较ξ和ξb的大小。

如果ξ<ξb按照单筋截面进行计算；如果ξ>ξb可以采用：提高混凝土强度等级、重新确定截面尺寸来计算至ξ<ξb按单筋截面计算或者直接按照双筋截面进行计算。

⑥单筋截面计算公式：As=f cξbh0/fy(计算出的钢筋面积应和最小配筋率进行比较，如果小于最小配筋率，按照最小配筋率进行配筋)⑦双筋截面计算公式：以受压区混凝土最大限度参与工作，受压钢筋面积最小为基本原则，令ξ=ξb按，计算出αsb =ξb（1-ξb/2）。

A’s=(K*M- f cαsb bh02)/f’y(h0-a’)；As=(f cξb bh0+ f’y A’s )/ fy。

⑧如果已知受压钢筋A’s，首先根据公式αs=[K*M- f’y A’s (h0-a’)]/f c bh02,计算出αs值后计算ξ值，比较ξ和ξb，如果如果ξ>ξb则按照受压钢筋未知情况计算。

如果ξ<ξb则需要进一步判断，如果x大于等于2a’按照公式：As=(f cξb bh0+ f’y A’s )/ fy 计算；如果x小于2a’按照公式：As=KM/ fy(h0-a’)计算。

⑨T型截面梁的计算：由于T型截面梁受压区混凝土面积较大，一般不存在双筋截面的设计，只讨论单筋截面的计算方法。

T型梁首先根据教材85页表3-2确定翼缘的计算宽度。

水工建筑物的荷载计算水工建筑物上的作用有：重力、水作用、渗透作用力、风及波浪作用、冰及冰冻作用、温度、土及泥沙作用、地震作用等。

一、自重W=V γ一般素砼取23.5~24kN/m 3，钢筋砼取24.5~25kN/m 3，浆砌石取21.5~23kN/m 3，对土石坝的材料重度应根据具体性能及不同部位，分别取湿重度、干重度、饱和重度、浮重度等几种情况计算。

水工建筑物上永久固定设备，如闸门、启闭机等，其自重标准值采用设备标牌重量 作用分项系数：大体积混凝土、土石坝取1.0；对普通水工混凝土、金属结构（设备）取1.05，当自重对结构有利时取0.95。

地下工程的混凝土衬砌取1.1，其对结构有利时取0.9。

二、水压力水体对各种水工结构均发生作用，作用结果是对结构产生水压力，其可分为静水压力和动水压力。

1．静水压力水体静止状态下对某结构表面的作用力称为静水压力（1）作用在坝、闸等结构面上的水压力P H =221H w γ P V =w w V γ（2）管道及地下结构上的水压力计算。

内水压力：作用在管道内壁上的静水压力； 外水压力：作用于管道或衬砌外侧的水压力。

对内水压力，为计算方便，常将其分解成均匀内水压力和非均匀内水压力两部分。

h p w wr γ=')cos 1(''θγ-=i w wr r p对有压隧洞的砼衬砌的外水压强标准值可按式（2-6）计算。

e e ek H p ωγβ= （2-6）式中：ek p ——作用于衬砌上的外水压强标准值（KN/m 2）；e β——外水压力折减系数，可按表2-1采用；e H ——作用水头(m)，按设计采用的地下水位线与隧洞中心线的高差确定。

同内水压力一样，外水压力也可分解成均匀外水压力和非均匀外水压力。

非均匀外水压力的合力方向垂直向上，合力的大小应等于单位洞长排开水体的重量。

2．动水压力（1）渐变流时的时均压强：θρcos gh p w tr =式中：tr p ——过流面上计算点的时均压强代表值（N/m 2）；w ρ——水的密度（kg/m 3）； g ——重力加速度(m/s 2)；h ——计算点A 的水深(m)；θ——结构物底面与平面的夹角。

水工钢筋混凝土结构课程设计计算说明书一、拟定轨道梁的截面尺寸T 型梁截面尺寸：b=600mm ，h=1600mm ，f h =300mm ，f b =1600mm 。

梁的净跨度m 7.6）26.0-7（l n =÷=，支座宽度a=0.6m>0.05m 365.03.705.0l c =⨯=,故计算弯矩时梁的计算跨度0l =1.05n l =1.05⨯6.7=7.035m ，为了简化计算，此处简化为7m ，即0l =7m 。

二、T 型梁所受荷载钢筋混凝土T 形梁的自重：)/（75.2125）6.09.03.01.1（g k m kN =⨯⨯+⨯= 门座起重机的自重：kN N G k 19501019510)10195(43=⨯=⨯⨯= 门座起重机的起重量：kN N Q k 100101010)1010(43=⨯=⨯⨯=混凝土强度等级采用C25（因工作桥纵梁处于露天），纵筋采用ІІ级（HPB335）钢筋，箍筋采用І级(HPB235)钢筋。

由附表可查得材料强度设计值c ƒ=12.5N/2mm ,y ƒ=310N/2mm ,yv ƒ=210N/2mm 。

荷载分项系数G γ=1.05，Q γ=1.5(起重机械荷载)，结构安全级别为ІІ级，结构重要性系数0γ=1.0，正常运营期为持久状况，设计状况系数ψ=1.0，结构系数d γ=1.2。

三、内力计算1. 集中荷载作用下的内力计算梁上作用的集中活荷载是门座起重机自重k G 2和其起重力k Q ，门座起重机自重大小不变位置可变；门座起重机起重量的大小和位置均可变化,但其对梁的荷载作用通过门座起重机的轮子传地到梁上。

活荷载需要考虑各种可能的不利作用方式。

利用书本上附录八可计算出集中荷载作用下各跨十分点截面上的最大与最小弯矩值及支座截面的最大与最小剪力值。

其计算公式为0Ql M α=或0Gl M α=Q V β=或G V β=集中荷载计算值：由于门座起重机有四条腿，每条腿由两个轮子支撑，因此其作用在梁上的集中载荷为（k G +k Q ）/8。

水工钢筋混凝土结构习题集2-2第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、思考题1．钢筋混凝土无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态有何变化其应力重分布表现在哪些方面2．钢筋混凝土无腹筋梁的斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种它们的破坏原因和破坏过程有何不同在设计中采用什么措施加以防止3．何谓剪跨比它对无腹筋梁斜截面承载力及斜截面破坏形态有何影响对有腹筋梁的斜截面破坏形态影响怎样4．钢筋混凝土梁的斜截面承载力的计算公式是建立在哪种破坏形态之下的如何避免其他斜截面破坏形态的发生？5．影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些这些因素对斜截面承载力有什么影响？6．何谓配箍率箍筋在钢筋混凝土受弯构件中的作用是什么？箍筋配箍率有无限制7．梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件？为什么要有这样的限制8．在进行梁的斜截面受剪承载力计算时，其截面位置是怎样确定的9．什么是梁的抵抗弯矩图？它与设计弯矩图是什么关系？抵抗弯矩图是怎样画出的(以伸臂梁为例)10.请解释什么是梁的斜截面受弯承载力在什么情况下才考虑梁的斜截面受弯承载力问题梁的斜截面受弯承栽力是怎样保证的11.纵向受拉钢筋的弯起、截断和锚固应满足哪些要求12.当梁中配有计算所需要的受压钢筋时，其箍筋设置应注意哪些问题为什么13.试述受弯构件斜截面受剪承载力的计算步骤，并写出有关的计算公式。

14．画出图4-1所示钢筋混凝土梁裂缝出现的大致位置和方向。

图4-1二、选择题1．无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，这三种破坏的性质()。

(A)都属于脆性破坏(B)都属于塑性破坏(C)剪压破坏属于塑性破坏，斜拉和斜压破坏属于脆性破坏(D)剪压和斜压破坏属于塑性破坏，斜拉破坏属于脆性破坏2．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。

对同样的构件就其受剪承载力而言()。

(A)斜拉破坏＞剪压破坏＞斜压破坏(B)斜拉破坏＜剪压破坏＜斜压破坏(C)斜压破坏＞剪压破坏＞斜拉破坏(D)剪压破坏＝斜压破坏＞斜拉破坏3．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对于一般梁（hw/b4.0），若V0.25fcbh0/d，可采取的解决办法有()。

第一章钢筋混凝土结构的材料［思考题1-1］钢筋的伸长率和冷弯性能是标志钢筋的什么性能？［思考题1-2］检验钢筋的质量有哪几项要求？［思考题1-3］混凝土的强度等级的怎样确定的？有什么用途？《规范》中混凝土强度等级是如何划分的？［思考题1-4］混凝土的立方体抗压强度f eu是如何测定的？它的标准值的用途是什么？式件尺寸的大小为何影响混凝土的立方体抗压强度？［思考题1-5］混凝土在单向压应力及剪应力共同作用下，混凝土的抗剪强度是如何变化？［思考题1-6］什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土结构有哪些影响？［思考题1-7］什么是混凝土的收缩？如何减少混凝土收缩？［思考题1-8］在大体积混凝土结构中，能否用钢筋来防止温度裂缝或干缩裂缝的出现？［思考题1-9］保证钢筋在混凝土中不被拔出，应使钢筋在混凝土中有足够的锚固长度l a，锚固长度l a是如何确定？［思考题1-10］光面钢筋与变形钢筋粘结机理有何不同？变形钢筋的粘结破坏形式怎样？［思考题1-11］加大保护层厚度和增加横向配筋来提高粘结强度为什么有上限？［思考题1-12］影响粘结强度的主要因素有哪些？《规范》在保证粘结强度方面有哪些构造措施？第二章钢筋混凝土结构设计计算原则［思考题2-1］结构的极限状态的定义？［思考题2-2］以概率论为基础的极限状态设计法的基本思路？目前国际上以概率论为基础的设计方法分为哪三个水准？我国《水工混凝土设计规范》(DL/T5057 —2009)采用了哪一水准的设计方法？［思考题2-3］失效概率的物理意义？失效概率与可靠概率之间有何关系？［思考题2-4］结构在设计基准期内安全、可靠、经济合理。

则失效概率与允许失效概率或可靠指标与目标可靠指标之间应符合什么条件？［思考题2-5］水工建筑物的级别和水工建筑物的结构安全级别与结构重要性系数有什么关系？［思考题2-6］什么是荷载的标准值？它们的保证率是多少？［思考题2-7］什么是荷载的标准值？它们的保证率是多少？［思考题2-8］什么是材料强度的标准值？它们的保证率是多少？［思考题2-9］简述水工混凝土结构设计规范的主要特点？在设计表达式中采用了哪些系数来保结构的可靠度？［习题2-1］已知一轴心受拉构件，轴向拉力N的平均值为122kN，标准差为8kN ;截面承载能力R 的平均值为175kN，标准差为14.5kN(荷载效应N和结构抗力R均为正态分布)。

第四章钢筋混凝土受弯构件斜截面承载力计算一、思考题1．钢筋混凝土无腹筋梁斜裂缝发生前后梁内应力状态有何变化?其应力重分布表现在哪些方面?2．钢筋混凝土无腹筋梁的斜截面受剪破坏的主要形态有哪几种?它们的破坏原因和破坏过程有何不同?在设计中采用什么措施加以防止?3．何谓剪跨比?它对无腹筋梁斜截面承载力及斜截面破坏形态有何影响?对有腹筋梁的斜截面破坏形态影响怎样?4．钢筋混凝土梁的斜截面承载力的计算公式是建立在哪种破坏形态之下的?如何避免其他斜截面破坏形态的发生？5．影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有哪些?这些因素对斜截面承载力有什么影响？6．何谓配箍率?箍筋在钢筋混凝土受弯构件中的作用是什么？箍筋配箍率有无限制?7．梁的斜截面受剪承载力计算公式有什么限制条件？为什么要有这样的限制?8．在进行梁的斜截面受剪承载力计算时，其截面位置是怎样确定的?9．什么是梁的抵抗弯矩图？它与设计弯矩图是什么关系？抵抗弯矩图是怎样画出的(以伸臂梁为例)?10.请解释什么是梁的斜截面受弯承载力?在什么情况下才考虑梁的斜截面受弯承载力问题?梁的斜截面受弯承栽力是怎样保证的?11. 纵向受拉钢筋的弯起、截断和锚固应满足哪些要求?12. 当梁中配有计算所需要的受压钢筋时，其箍筋设置应注意哪些问题?为什么?13. 试述受弯构件斜截面受剪承载力的计算步骤，并写出有关的计算公式。

14．画出图4-1所示钢筋混凝土梁裂缝出现的大致位置和方向。

图4-1二、选择题1．无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，这三种破坏的性质( )。

(A)都属于脆性破坏(B)都属于塑性破坏(C)剪压破坏属于塑性破坏，斜拉和斜压破坏属于脆性破坏(D)剪压和斜压破坏属于塑性破坏，斜拉破坏属于脆性破坏2．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有三种。

对同样的构件就其受剪承载力而言( )。

(A)斜拉破坏＞剪压破坏＞斜压破坏(B)斜拉破坏＜剪压破坏＜斜压破坏(C)斜压破坏＞剪压破坏＞斜拉破坏(D)剪压破坏＝斜压破坏＞斜拉破坏3．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对于一般梁（0.4/≤b h w ），若d c bh f V γ/25.00>，可采取的解决办法有( )。