正截面受弯承载力习题解答
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第4章受弯构件的正截面承载力计算1.具有正常配筋率的钢筋混凝土梁正截面受力过程可分为哪三个阶段,各有何特点?答:第Ⅰ阶段:混凝土开裂前的未裂阶段当荷载很小,梁内尚未出现裂缝时,正截面的受力过程处于第Ⅰ阶段。
由于截面上的拉、压应力较小,钢筋和混凝土都处于弹性工作阶段,截面曲率与弯矩成正比,应变沿截面高度呈直线分布(即符合平截面假定),相应的受压区和受拉区混凝土的应力图形均为三角形。
随着荷载的增加,截面上的应力和应变逐渐增大。
受拉区混凝土首先表现出塑性特征,因此应力分布由三角形逐渐变为曲线形。
当截面受拉边缘纤维的应变达到混凝土的极限拉应变时,相应的拉应力也达到其抗拉强度,受拉区混凝土即将开裂,截面的受力状态便达到第Ⅰ阶段末,或称为Ⅰa阶段。
此时,在截面的受压区,由于压应变还远远小于混凝土弯曲受压时的极限压应变,混凝土基本上仍处于弹性状态,故其压应力分布仍接近于三角形。
第Ⅱ阶段:混凝土开裂后至钢筋屈服前的裂缝阶段受拉区混凝土一旦开裂,正截面的受力过程便进入第Ⅱ阶段。
在裂缝截面中,已经开裂的受拉区混凝土退出工作,拉力转由钢筋承担,致使钢筋应力突然增大。
随着荷载继续增加,钢筋的应力和应变不断增长,裂缝逐渐开展,中和轴随之上升;同时受压区混凝土的应力和应变也不断加大,受压区混凝土的塑性性质越来越明显,应力图形由三角形逐渐变为较平缓的曲线形。
在这一阶段,截面曲率与弯矩不再成正比,而是截面曲率比弯矩增加得更快。
还应指出,当截面的受力过程进入第Ⅱ阶段后,受压区的应变仍保持直线分布。
但在受拉区由于已经出现裂缝,就裂缝所在的截面而言,原来的同一平面现已部分分裂成两个平面,钢筋与混凝土之间产生了相对滑移。
这与平截面假定发生了矛盾。
但是试验表明,当应变的量测标距较大,跨越几条裂缝时,就其所测得的平均应变来说,截面的应变分布大体上仍符合平截面假定,即变形规律符合“平均应变平截面假定”。
因此,各受力阶段的截面应变均假定呈三角形分布。
第四章 受弯构件正截面承载力一、填空题1、当混凝土强度等级≤C50时,受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中,0ε= ,cu ε= 。
2、环境类别为一类时,梁截面设计时,可取截面有效高度:一排钢筋时,0h h =− ;两排钢筋时,0h h =− 。
3、梁下部钢筋的最小净距为 mm 及≥d 上部钢筋的最小净距为 mm 及≥1.5d 。
4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A 、I ;B 、I a ;C 、II ;D 、II a ;E 、III ;F 、III a 。
①抗裂度计算以 阶段为依据;②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以 阶段为依据;③承载能力计算以 阶段为依据。
5、受弯构件min ρρ≥是为了 ;max ρρ≤是为了 。
6、第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的适用条件中,不必验算的条件分别是 及 。
7、T 形截面连续梁,跨中按 截面,而支座边按 截面计算。
8、界限相对受压区高度b ζ需要根据 等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为 。
10、在理论上,T 形截面梁,在M 作用下,f b ′越大则受压区高度x 。
内力臂 ,因而可 受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有 、 、 3种。
12、板内分布筋的作用是:(1) ;(2) ;(3) 。
13、防止少筋破坏的条件是 ,防止超筋破坏的条件是 。
14、受弯构件的最小配筋率是 构件与 构件的界限配筋率,是根据 确定的。
15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是:(1) ,是为了保证 ; (2) ,是为了保证 。
当<2sa χ′时,求s A 的公式为 ,还应与不考虑s A ′而按单筋梁计算的s A 相比,取 (大、小)值。
16、双筋梁截面设计时,s A 、sA ′均未知,应假设一个条件为 ,原因是 ;承载力校核时如出现0>b h χξ时,说明 ,此时u M = ,如u M M ≤外,则此构件 。
《混凝土结构设计原理》 第4章 受弯构件的正截面受弯承载力4.1混凝土弯曲受压时的极限压应变cu ε的取值如下:当正截面处于非均匀受压时,cu ε的取值随混凝土强度等级的不同而不同,即cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,且当计算的cu ε值大于0.0033时,取为0.0033;当正截面处于轴心均匀受压时,cu ε取为0.002。
4.2所谓“界限破坏”,是指正截面上的受拉钢筋的应变达到屈服的同时,受压区混凝土边缘纤维的应变也正好达到混凝土极限压应变时所发生的破坏。
此时,受压区混凝土边缘纤维的应变c ε=cu ε=0.0033-0.5(f cu,k -50)×10-5,受拉钢筋的应变s ε=y ε=f y /E s 。
4.3因为受弯构件正截面受弯全过程中第Ⅰ阶段末(即Ⅰa 阶段)可作为受弯构件抗裂度的计算依据;第Ⅱ阶段可作为使用荷载阶段验算变形和裂缝开展宽度的依据;第Ⅲ阶段末(即Ⅲa 阶段)可作为正截面受弯承载力计算的依据。
所以必须掌握钢筋混凝土受弯构件正截面受弯全过程中各阶段的应力状态。
正截面受弯承载力计算公式正是根据Ⅲa 阶段的应力状态列出的。
4.4当纵向受拉钢筋配筋率ρ满足b min ρρρ≤≤时发生适筋破坏形态;当min ρρ<时发生少筋破坏形态;当b ρρ>时发生超筋破坏形态。
与这三种破坏形态相对应的梁分别称为适筋梁、少筋梁和超筋梁。
由于少筋梁在满足承载力需要时的截面尺寸过大,造成不经济,且它的承载力取决于混凝土的抗拉强度,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
由于超筋梁破坏时受拉钢筋应力低于屈服强度,使得配置过多的受拉钢筋不能充分发挥作用,造成钢材的浪费,且它是在没有明显预兆的情况下由于受压区混凝土被压碎而突然破坏,属于脆性破坏类型,故在实际工程中不允许采用。
4.5纵向受拉钢筋总截面面积A s 与正截面的有效面积bh 0的比值,称为纵向受拉钢筋的配筋百分率,简称配筋率,用ρ表示。
第五章受弯构件正截面承载力计算《建筑结构》第五章习题:共用条件:一类环境使用,结构安全等级为二级。
5-25 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸200mm×500mm,弯矩设计值M=120kN·M。
混凝土强度等级C25,试计算其纵向受力钢筋截面面积:①当选用HPB235级钢筋时;②改用HRB400级钢筋时;最后画出相应配筋截面图。
解:依题意查得参数:γ0=1,fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm,21fy=210N/mm,ξb=0.614;as=65mm。
h0=500-65=435mm ○M120?106先按单筋矩形截面计算,?s???0.266 22?1fcbh011.9?200?435??1??2?s?1??2?0.266?0.32??b?0.614As=M/[fyh0(1-0.5ξ)]=1560.65mm2,选5?20,As=1571mm2>?min=0.45 ftbh/fy=0.45×1.27×200×500*210=272mm22>0.02bh=0.002×200×500=200mm,22 fy=360N/mm,ξb=0.517;as=40mm,h0=500-40=460mm ○M120?106先按单筋矩形截面计算,?s???0.238?1fcbh0211.9?200?4602??1??2?s?1??2?0.238?0.28??b?0.517As=M/[fyh0(1-0.5ξ)]=120×106/[360×460×(1-0.5×0.28)]=842.6 1mm2,选3#20,As=941mm2,或4#18,As=1018mm2>?min=272 mm21 ○2 ○5-26 某大楼中间走廊单跨简支板,计算跨度2.18m,承受均布荷载设计值g +q=6kN/m2(包括自重),混凝土强度等级C20,HPB235级钢筋。
第4章 受弯构件正截面受弯承载力计算一、判断题1.界限相对受压区高度ξb 与混凝土等级无关。
( √ )2.界限相对受压区高度ξb 由钢筋的强度等级决定。
( √ )3.混凝土保护层是从受力钢筋外侧边算起的。
( √ )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.在适筋梁中增大截面高度h 对提高受弯构件正截面承载力的作用不明显。
( × )6.在适筋梁中其他条件不变时ρ越大,受弯构件正截面承载力也越大。
( √ )7.梁板的截面尺寸由跨度决定。
( × )8,在弯矩作用下构件的破坏截面与构件的轴线垂直,即正交,故称其破坏为正截面破坏。
( √ )9.混凝土保护层厚度是指箍筋外皮到混凝土边缘的矩离。
( × )10.单筋矩形截面受弯构件的最小配筋率P min =A s,min /bh 0。
( × )11.受弯构件截面最大的抵抗矩系数αs,max 由截面尺寸确定。
( × )12.受弯构件各截面必须有弯矩和剪力共同作用。
( × )13.T 形截面构件受弯后,翼缘上的压应力分布是不均匀的,距离腹板愈远,压应力愈小。
( √ )14.第一类T 形截面配筋率计算按受压区的实际计算宽度计算。
( × )15.超筋梁的受弯承载力与钢材强度无关。
( × )16.以热轧钢筋配筋的钢筋混凝土适筋粱,受拉钢筋屈服后,弯矩仍能有所增加是因为钢筋应力已进入强化阶段。
( × )17.与素混凝土梁相比钢筋混凝土粱抵抗混凝土开裂的能力提高很多。
( × )18.素混凝土梁的破坏弯矩接近于开裂弯矩。
( √ )19.梁的有效高度等于总高度减去钢筋的保护层厚度。
( × )二、填空题1.防止少筋破坏的条件是___ρ≥ρmin _______,防止超筋破坏的条件是__ρ≤ρmax ____。
5.方茴说:“那时候我们不说爱,爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。
我们只说喜欢,就算喜欢也是偷偷摸摸的。
”6.方茴说:“我觉得之所以说相见不如怀念,是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛,而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。
”7.在村头有一截巨大的雷击木,直径十几米,此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光,变得普普通通了。
8.这些孩子都很活泼与好动,即便吃饭时也都不太老实,不少人抱着陶碗从自家出来,凑到了一起。
9.石村周围草木丰茂,猛兽众多,可守着大山,村人的食物相对来说却算不上丰盛,只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。
1.“噢,居然有土龙肉,给我一块!”2.老人们都笑了,自巨石上起身。
而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂,数落着自己的孩子,拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。
第五章 钢筋混凝土受弯构件正截面承载力计算一、填空题:1、钢筋混凝土受弯构件,随配筋率的变化,可能出现 少筋、 超筋 和 适筋 等三种沿正截面的破坏形态。
2、受弯构件梁的最小配筋率应取 %2.0m i n =ρ 和 y t f f /45min =ρ 较大者。
3、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 。
4.受弯构件min ρρ≥是为了____防止产生少筋破坏_______________;max ρρ≤是为了___防止产生超筋破坏_。
5.第一种T 形截面梁的适用条件及第二种T 形截面梁的试用条件中,不必验算的条件分别是____b ξξ≤___及__min ρρ≥_______。
6.T 形截面连续梁,跨中按 T 形 截面,而支座边按 矩形 截面计算。
7、混凝土受弯构件的受力过程可分三个阶段,承载力计算以Ⅲa 阶段为依据,抗裂计算以Ⅰa 阶段为依据,变形和裂缝计算以Ⅱ阶段为依据。
8、对钢筋混凝土双筋梁进行截面设计时,如s A 与 's A 都未知,计算时引入的补充条件为 b ξξ=。
第三章受弯构件正截面承载力一、填空题1、受弯构件正截面计算假定的受压区混凝土压应力分布图形中,£。
=------ ,εcu = --------- °2、梁截面设计时,可取截面有效高度:一排钢筋时,%=/?-;两排钢筋时,h.=h-o3、梁下部钢筋的最小净距为mm及加上部钢筋的最小净距为_mm 及N1.5do4、适筋梁从加载到破坏可分为3个阶段,试选择填空:A、I; B、h C、II; D、∏" E、III;F, ΠIao①抗裂度计算以阶段为依据;②使用阶段裂缝宽度和挠度计算以阶段为依据;③承载力量计算以阶段为依据。
5、受弯构件/≥/而是为了;P≤Pmax是为了。
6、第一种T形截面梁的适用条件及其次种T形截面梁的适用条件中,不必验算的条件分别是及O7、T形截面连续梁,跨中按截面,而支座边按截面计算。
8、界限相对受压区高度心需要依据等假定求出。
9、单筋矩形截面梁所能承受的最大弯矩为,否则应o10、在理论上,T形截面梁,在M作用下,弓越大则受压区高度%o 内力臂,因而可受拉钢筋截面面积。
11、受弯构件正截面破坏形态有、、3种。
12、板内分布筋的作用是:(1);(2);(3)o13、防止少筋破坏的条件是,防止超筋破坏的条件是。
14、受弯构件的最小配筋率是构件与构件的界限配筋率,是依据确定的o15、双筋矩形截面梁正截面承载力计算公式的适用条件是:(1)保证;⑵保证o当Z<2Q:时,求A,的公式为,还应与不考虑A:而按单筋梁计算的A,相比,取(大、小)值。
16、双筋梁截面设计时,A,、A:均未知,应假设一个条件为,缘由是:承载力校核时如消失力>。
九时,说明,止匕时,如M外≤M,,,则此构件o17、钢筋混凝土梁正截面设计中,J≤5是为了,而A≥∕v∕∕2是为了O二、推断题1、在梁的设计中,避开消失超筋破坏是通过构造措施来实现的。
2、在梁的设计中,避开消失少筋破坏是通过构造措施来实现的。