混凝土结构设计原理-第四章斜截面受弯习题

第四章 受弯构件斜截面承载力一、填空题1、受弯构件的破坏形式有正截面受弯破坏、 斜截面受剪破坏 。

2、受弯构件的正截面破坏发生在梁的最大弯矩值处的截面，受弯构件的斜截面破坏发生在梁的支座附近(该处剪力较大)，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防止梁发生正截面破坏，配置足够的腹筋是为了防止梁发生斜截面破坏。

3、梁内配置了足够的抗弯受力纵筋和足够的抗剪箍筋、弯起筋后，该梁并不意味着安全，因为还有可能发生斜截面受弯破坏；支座锚固不足；支座负纵筋的截断位置不合理；这些都需要通过绘制材料图，满足一定的构造要求来加以解决。

4、斜裂缝产生的原因是：由于支座附近的弯矩和剪力共同作用，产生的 复合主拉应力 超过了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。

5、斜截面破坏的主要形态有 斜压 、 剪压 、 斜拉 ，其中属于材料未充分利用的是 斜拉 、 斜压 。

6、梁的斜截面承载力随着剪跨比的增大而 降低 。

7、梁的斜截面破坏主要形态有3种，其中，以 剪压 破坏的受力特征为依据建立斜截面承载力的计算公式。

8、随着混凝土强度等级的提高，其斜截面承载力 提高 。

9、随着纵向配筋率的提高，其斜截面承载力 提高 。

10、当梁上作用的剪力满足：V ≤ 001.750.7; 1.0t t f bh f bh λ⎡⎤⎢⎥+⎣⎦时，可不必计算抗剪腹筋用量，直接按构造配置箍筋满足max min ,S S d d ≤≥；当梁上作用的剪力满足：V ≤ 001.75[;(0.24)]1.0t t f bh f bh λ++ 时，仍可不必计算抗剪腹筋用量，除满足max min ,S S d d ≤≥以外，还应满足最小配箍率的要求；当梁上作用的剪力满足：V ≥0[t f bh 01.75(0.24)]1.0t f bh λ++ 时，则必须计算抗剪腹筋用量。

11、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大并且剪跨比较大时，发生的破坏形式为 斜拉 ；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的破坏形式为 斜压 。

斜截面受剪承载力计算例题4－1解：1）剪力图见书，支座剪力为V ＝01170 3.6522ql =××=124.6kN2）复合截面尺寸h w =h 0=h -c -25/2=500-30-12.5=457.5 457.52.34200w h b ==<00.250.25 1.09.6200457.5219.6124.6c c f bh kN V kN β=××××=>=满足。

3）验算是否按计算配置腹筋00.70.7 1.1200457.570.5124.6t f bh kN V kN =×××=<=应按计算配置腹筋4）计算腹筋数量①只配箍筋由 000.7 1.25svt yvA V f bh f h s≤+ 得： 3312000.7124.61070.5100.4511.25 1.25210457.5sv t yv nA V f bh s f h −×−×≥==××mm 2/mm 选双肢φ8箍筋 1250.3223.10.4510.451sv nA s mm ×≤== 取 s=200mm验算最小配箍率1,min 250.3 1.10.00250.240.240.0013200200210sv t sv sv yv nA f bs f ρρ×===>==×=× 满足仅配箍筋时的用量为双肢φ8@200②即配箍筋又配弯筋a. 先选弯筋，再算箍筋根据已配的2 25+1 22纵向钢筋，将1 22的纵筋以45°角弯起，则弯筋承担的剪力：0.8sin 0.8380.130064.52sb y sb s V f A kN α==×××= 3330100.70.8sin 124.61070.51064.5101.25 1.25210457.5t y sb s sv yv V f bh f A nA s f h α−−×−×−×≥==××负值 按构造要求配置箍筋并满足最小配箍率要求选双肢φ6@200的箍筋，1,min 228.3 1.10.001420.240.240.0013200200210sv t sv sv yv nA f bs f ρρ×===>==×=× b. 先选箍筋，再算弯筋先按构造要求选双肢φ6@200的箍筋，1,min 228.3 1.10.001420.240.240.0013200200210sv t sv sv yv nA f bs f ρρ×===>==×=× 满足要求。

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1一、选择题A D A DC DBA二、判断题1．× 2．√3.×4.×5．×6．√7．×8．×9．√10．√三、简答题1．钢筋和混凝土这两种物理和力学性能不同的材料，之所以能够有效地结合在一起而共同工作，其主要原因是什么？答：1）钢筋和混凝土之间良好的黏结力；2）接近的温度线膨胀系数；3）混凝土对钢筋的保护作用。

2．试分析素混凝土梁与钢筋混凝土梁在承载力和受力性能方面的差异。

答：素混凝土梁承载力很低，受拉区混凝土一开裂，裂缝迅速发展，梁在瞬间骤然脆裂断开，变形发展不充分，属脆性破坏，梁中混凝土的抗压能力未能充分利用。

钢筋混凝土梁承载力比素混凝土梁有很大提高，受拉区混凝土开裂后，钢筋可以代替受拉区混凝土承受拉力，裂缝不会迅速发展，直到钢筋应力达到屈服强度，随后荷载略有增加，致使受压区混凝土被压碎。

梁破坏前，其裂缝充分发展，变形明显增大，有明显的破坏预兆，结构的受力特性得到明显改善。

同时，混凝土的抗压能力和钢筋的抗拉能力得到充分利用。

3．钢筋混凝土结构设计中选用钢筋的原则是什么？答：1）较高的强度和合适的屈强比；2）足够的塑性；3）可焊性；4）耐久性和耐火性5）与混凝土具有良好的黏结力。

4．什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义是什么？答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计指定的某一功能要求，这个特定状态称为该功能的极限状态。

结构的极限状态可分为承载能力极限状态和正常使用极限状态两类。

结构或构件达到最大承载能力、疲劳破坏或者达到不适于继续承载的变形时的状态，称为承载能力极限状态。

结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态，称为正常使用极限状态。

5．什么是结构上的作用？结构上的作用分为哪两种？荷载属于哪种作用？答：结构上的作用是指施加在结构或构件上的力，以及引起结构变形和产生内力的原因。

《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。

第一章1.1 钢筋混凝土梁破坏时有哪些特点？钢筋和混凝土是如何共同工作的？钢筋混凝土梁破坏时的特点是：受拉钢筋屈服，受压区混凝土被压碎，破坏前变形较大，有明显预兆，属于延性破坏类型。

在钢筋混凝土结构中，利用混凝土的抗压能力较强而抗拉能力很弱，钢筋的抗拉能力很强的特点，用混凝土主要承受梁中和轴以上受压区的压力，钢筋主要承受中和轴以下受拉区的拉力，即使受拉区的混凝土开裂后梁还能继续承受相当大的荷载，直到受拉钢筋达到屈服强度以后，荷载再略有增加，受压区混凝土被压碎，梁才破坏。

由于混凝土硬化后钢筋与混凝土之间产生了良好的粘结力，且钢筋与混凝土两种材料的温度线膨胀系数十分接近，当温度变化时，不致产生较大的温度应力而破坏二者之间的粘结，从而保证了钢筋和混凝土的协同工作。

1.2 钢筋混凝土结构有哪些主要优点和主要缺点？钢筋混凝土结构的优点有：1）经济性好，材料性能得到合理利用；2）可模性好；3）耐久性和耐火性好，维护费用低；4）整体性好，且通过合适的配筋，可获得较好的延性；5）刚度大，阻尼大；6）就地取材。

缺点有：1）自重大；2）抗裂性差；3）承载力有限；4）施工复杂；5）加固困难。

1.3结构有哪些功能要求？简述承载能力极限状态和正常使用极限状态的概念。

结构功能：安全性、适用性、耐久性承载能力极限状态：结构或构件达到最大承载力或者变形达到不适于继续承载的状态，称为承载能力极限状态。

正常使用极限状态：结构或构件达到正常使用或耐久性中某项规定限度的状态称为正常使用极限状态。

第二章2.7什么是混凝土的徐变？徐变对混凝土构件有何影响？通常认为影响徐变的主要因素有哪些？如何减小徐变？结构或材料承受的荷载或应力不变，而应变或变形随时间增长的现象称为徐变。

徐变对混凝土结构和构件的工作性能有很大影响，它会使构件的变形增加，在钢筋混凝土截面中引起应力重分布的现象，在预应力混凝土结构中会造成预应力损失。

影响混凝土徐变的主要因素有：1）时间参数；2）混凝土的应力大小；3）加载时混凝土的龄期；4）混凝土的组成成分；5）混凝土的制作方法及养护条件；6）构件的形状及尺寸；7）钢筋的存在等。

第四章小结1、斜截面强度计算是钢筋混凝土结构的一个重要问题.设计受弯构件时，必须同时解决正截面强度和斜截面强度的计算与构造问题。

2、梁沿斜截面破坏的主要形态有斜压、剪压和斜拉三种.影响斜截面抗剪强度的主要因素有:剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等.3、斜截面抗剪强度的计算公式是以剪压破坏为基础建立的。

对于斜压和斜拉破坏,一般采用截面限制条件和构造措施予以避免。

斜截面抗剪强度的计算图式、基本计算公式和适用条件，斜截面抗剪设计和复核的方法及步骤。

4、斜截面强度有两个方面：一是斜截面抗剪强度，通过计算配置箍筋或配置箍筋和弯起钢筋来保证，一是斜截面抗弯强度，通过采用一定的构造措施来保证。

第四章 受弯构件斜截面承载力计算一、填空题：1、在钢筋混凝土受弯构件中，（ ) 和 ( ）称为腹筋或剪力钢筋。

2、影响受弯构件斜截面抗剪力的主要因素（ ） 、（ ） 、（ ）和（ ）。

3、受弯构件斜截面破坏的主要形态（ )、（ ） 和（ )。

桥规抗剪承载力公式是以（ )破坏形态的受力特征为基础建立的。

4、梁中箍筋的配箍率公式：（ ）。

5、纵筋的配筋率越大,受剪承载力越高，这是由于（ )和（ ）。

6、梁式结构受拉主钢筋应有不少于( ）根并不少于（ )的受拉主钢筋通过支点。

7、支座中心向跨径方向长度在一倍梁高范围内,箍筋间距应不大于（ ）.8、控制最小配箍率的目的（ ），限制截面最小尺寸的目的（ ）。

9、影响有腹筋梁斜截面抗剪能力的主要因素有：（ ）、 （ ） 、 （ )、( ) 。

10、钢筋混凝土梁沿斜截面的主要破坏形态有斜压破坏、斜拉破坏和剪压破坏等。

在设计时，对于斜压和斜拉破坏,一般是采用（ ) 和 （ ） 予以避免，对于常见的剪压破坏形态，梁的斜截面抗剪能力变化幅度较大，故必须进行斜截面抗剪承载力的计算。

《公路桥规》规定，对于配有腹筋的钢筋混凝土梁斜截面抗剪承载力的计算采用下属半经验半理论的公式:ssb sd sv sv k cu u d A f f f p bh V V θραααγsin )1075.0()6.02()1045.0(3,033210∑⨯++⨯=≤--11、对于已经设计好的等高度钢筋混凝土简支梁进行全梁承载能力校核，就是进一步检查梁沿长度上的截面的（ ）、 ( ）和 ( 是否满足要求。

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 ____。

第四章4-1钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种？各在什么情况下发生？答：斜拉破坏，发生在剪跨比比较大（m3）时；剪压破坏，发生在剪跨比在1m3时；斜压破坏，发生在剪跨比m1时。

4-2影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯能力的主要因素有哪些？答：主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等。

4-3钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力基本公式的适用范围是什么？公式的上下限物理意义是什么？答：适用范围：1）截面尺寸需满足30V0.5110f cuk bhd,03 0V0.5110f td bh2）按构造要求配置箍筋20d物理意义：1）上限值：截面最小尺寸；2）下限值：按构造要求配置钢筋4-5解释以下术语MmVh答：剪跨比：剪跨比是一个无量纲常数，用0来表示，此处M和V分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h0为截面有效高度。

AsvsvbS配筋率：v剪压破坏：随着荷载的增大，梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝。

临界斜裂缝出现后，梁承受的荷载还能继续增加，而斜裂缝伸展至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力、剪应力及荷载引起的竖向局部压应力的共同作用下被压酥而破坏。

这种破坏为剪压破坏。

斜截面投影长度：是纵向钢筋与斜裂缝底端相交点至斜裂缝顶端距离的水平投影长度，其大小与有效高度和剪跨比有关。

充分利用点：所有钢筋的强度被充分利用的点不需要点：不需要设置钢筋的点弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图抵抗弯矩图：又称材料图，是沿梁长度各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示各正截面所具有的抗弯承载力。

4-6钢筋混凝土抗剪承载力复核时，如何选择复核截面？答：《公路桥规》规定，在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时，其复核位置应按照下列规定选取：1）距支座中心h/2处的截面2）受拉区弯起钢筋弯起处的截面以及锚于受拉区的纵向受拉钢筋开始不受力处的截面3）箍筋数量或间距有改变处的截面4）梁的肋板宽度改变处的截面4-7试述纵向钢筋在支座处锚固有哪些规定？答：《公路桥规》有以下规定：1）在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过；2)底层两外侧之间不向上弯曲的受拉主钢筋，伸出支点截面以外的长度应不小于10d；对环氧树脂涂层钢筋应不小于12.5d，d为受拉钢筋直径。

第5章受弯构件的斜截面承载力选择题1.对于无腹筋梁，当1 <，< 3时，常发生什么破坏（B ）。

A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏；2.对于无腹筋梁，当X < 1时，常发生什么破坏（A ）。

A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏；3.对于无腹筋梁，当X > 3时，常发生什么破坏（C ）。

A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏；4.受弯构件斜截面承载力计算公式的建立是依据（ B ）破坏形态建立的。

A.斜压破坏；B.剪压破坏；C.斜拉破坏；D.弯曲破坏；5.为了避免斜压破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制（C ）。

A.规定最小配筋率；B.规定最大配筋率；C.规定最小截面尺寸限制；D.规定最小配箍率；6.为了避免斜拉破坏，在受弯构件斜截面承载力计算中，通过规定下面哪个条件来限制（D ）。

A.规定最小配筋率；B.规定最大配筋率；C.规定最小截面尺寸限制；D.规定最小配箍率；7. M R图必须包住M图，才能保证梁的（A ）。

A.正截面抗弯承载力；B.斜截面抗弯承载力；C.斜截面抗剪承载力；8.《混凝土结构设计规范》规定，纵向钢筋弯起点的位置与按计算充分利用该钢筋截面之间的距离，不应小于（C ）。

A.B.h 0C.h 0D.h 09.《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于梁、板类构件，不宜大于（A ）。

A.25%；B.50%；C.75%；D.100%；10.《混凝土结构设计规范》规定，位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率，对于柱类构件，不宜大于（B ）。

A.25%；B.50%；C.75%；D.100%；判断题1.梁侧边缘的纵向受拉钢筋是不可以弯起的。

（V ）2.梁剪弯段区段内，如果剪力的作用比较明显，将会出现弯剪斜裂缝。

（X ）3.截面尺寸对于无腹筋梁和有腹筋梁的影响都很大。

混泥土结构第四版第四章答案混泥土结构第四版第四章答案混泥土结构&lpar;第四版&rpar;第四章答案第4章受弯构件的斜横截面承载力4.1钢筋混凝土简支梁，截面尺寸b⨯h=200mm⨯500mm，as=35mm，混凝土为c30，忍受剪力设计值v=1.4⨯105n，环境类别为一类，缝筋使用hpb235，求所遭疑剪箍筋。

解：查表得：fc=14.3n/mm2、ft=1.43n/mm2、fyv=210n/mm（1）求函数横截面尺寸hw=h0=500-35=465mm=2.325混凝土为c30，故取βc=1.00.25βcfcbh0=0.25⨯1.0⨯14.3⨯200⨯465=332475n>v=140000n横截面符合要求。

（2）验算是否需要按计算配置箍筋0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯200⨯465=93093n故需要进行配箍计算。

（3）计算箍筋缝筋使用6，双肢缝，则asv1=28.3mmv=0.7ftbh0+1.25fyv1.25fyvnasv1h0v-0.7ftbh0nasv11.25⨯210⨯2⨯28.3⨯465140000-93093挑s=120mm故箍筋为6@120，双肢箍。

验算：ρsv=nasv1bs2⨯28.3200⨯120ftfyv=0.236%1.43210ρsvmin=0.24=0.24⨯=0.163%4.2梁横截面尺寸同上题，但v=6.2⨯104n及v=2.8⨯105n，应当如何处置？解：查表得：fc=14.3n/mm2、ft=1.43n/mm2、fyv=210n/mma.当v=6.2⨯104n时（1）求函数横截面尺寸hw=h0=500-35=465mm=2.325混凝土为c30，故取βc=1.00.25βcfcbh0=0.25⨯1.0⨯14.3⨯200⨯465=332475n>v=62000n横截面符合要求。

（2）验算是否需要按计算配置箍筋0.7ftbh0=0.7⨯1.43⨯200⨯465=93093n>v故只需按构造选取配箍即可。

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()。

第四章受弯构件斜截面承载力一、填空题1、受弯构件的损坏形式有、2、受弯构件的正截面损坏发生在梁的。

，受弯构件的斜截面损坏发生在梁的，受弯构件内配置足够的受力纵筋是为了防备梁发生配置足够的腹筋是为了防备梁发生损坏。

损坏，3、梁内配置了足够的抗弯受力纵筋和足够的抗剪箍筋、弯起筋后，该梁并不意味着安全，因为还有可能发生、、；这些都需要经过绘制材料图，知足必定的结构要求来加以解决。

4、斜裂痕产生的原由是：因为支座邻近的弯矩和剪力共同作用，产生的超出了混凝土的极限抗拉强度而开裂的。

5、斜截面损坏的主要形态有、、，此中属于资料未充足利用的是、。

6、梁的斜截面承载力跟着剪跨比的增大而。

7、梁的斜截面损坏主要形态有 3 种，此中，以损坏的受力特点为依照成立斜截面承载力的计算公式。

8、跟着混凝土强度等级的提升，其斜截面承载力。

9、跟着纵向配筋率的提升，其斜截面承载力。

10、当梁上作用的剪力知足：V≤时，可不用计算抗剪腹筋用量，直接按结构配置箍筋知足S S max , d d min；当梁上作用的剪力知足：V≤时，仍可不用计算抗剪腹筋用量，除知足S S max, d d min以外，还应知足最小配箍率的要求；当梁上作用的剪力知足：V≥时，则一定计算抗剪腹筋用量。

11、当梁的配箍率过小或箍筋间距过大而且剪跨比较大时，发生的损坏形式为；当梁的配箍率过大或剪跨比较小时，发生的损坏形式为。

12、关于 T 形、工字形、倒T 形截面梁，当梁上作用着集中荷载时，需要考虑剪跨比影响的截面梁是。

13、对梁的斜截面承载力有有益影响，在斜截面承载力公式中没有考虑。

14、设置弯起筋的目的是、。

15、为了防备发生斜压损坏，梁上作用的剪力应知足：，为了防备发生斜拉损坏，梁内配置的箍筋应知足。

16、梁内需设置多排弯起筋时，第二排弯起筋计算用的剪力值应取当知足 V≤时，可不用设置弯起筋。

，17、当梁内的配筋状况为18、弯起筋应同时知足座负弯矩时，弯起筋应同时知足时，则不需绘制资料图。

《混凝土结构设计原理》2003年8月第4章 受弯构件的正截面受弯承载力习 题4.1 查表知，环境类别为一类，混凝土强度等级为C30时梁的混凝土保护层最小厚度为25mm 。

故设a s ＝35mm ，则h 0＝h －a s ＝500－35＝465mm 由混凝土和钢筋等级，查表得：f c ＝14.3N/mm 2，f t ＝1.43 N/mm 2，f y ＝300N/mm 2，1α＝1.0，1β＝0.8，b ξ＝0.55求计算系数116.04652503.140.1109026201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则55.0124.076.01211b s =<=-=--=ξαξ，可以。

938.0)76.01(5.02211ss =+=-+=αγ故688465938.0300109060s y s =⨯⨯⨯==h f MA γmm 226850025030043.145.0)45.0(y t s =⨯⨯⨯=>bh f f A mm 2 且250500250002.0002.0=⨯⨯=>bh A s mm 2，满足要求。

选用318，A s ＝763mm 2，配筋图如图1所示。

4.2 梁自重：25.245.002.025'k=⨯⨯=g kN/m则简支梁跨中最大弯矩设计值：M 1＝)(2Qik Ci Qi Q1k Q1GkG 0∑=++ni M M M ψγγγγ＝]81)(81[2k Q 2'k k G0l q l g g ⋅++⋅γγγ 465500352503 18图1图2＝1.0×[222.58814.12.5)25.25.9(812.1⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯] ＝85.514kN ·mM 2＝)(1Qik Ci Qi GkG 0∑=+ni M M ψγγγ＝]81)(81[2k Ci Q 2'k k G0l q l g g ψγγγ⋅++⋅ ＝1.0×[222.58817.04.12.5)25.25.9(8135.1⨯⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯]＝80.114 kN ·mM ＝max ｛M 1，M 2｝＝85.514 kN ·m查表知，环境类别为二类，混凝土强度等级为C40，梁的混凝土保护层最小厚度为30mm ，故设a s ＝40mm ，则h 0＝h －a s ＝450－40＝410mm 由混凝土和钢筋等级，查表得：f c ＝19.1 N/mm 2，f t ＝1.71 N/mm 2，f y ＝360N/mm 2，1α＝1.0，1β＝0.8，b ξ＝0.518求计算系数133.04102001.190.110514.8526201=⨯⨯⨯⨯==bh f M c s αα 则518.0143.0211b s =<=--=ξαξ，可以。

《混凝土结构设计原理》作业1、2、3、4参考答案作业1说明：本次作业对应于文字教材1至3章，应按相应教学进度完成。

一、选择题1．下列关于钢筋混凝土结构的说法错误的是（A ）。

A．钢筋混凝土结构自重大，有利于大跨度结构、高层建筑结构及抗震B．取材较方便、承载力高、耐久性佳、整体性强C．施工需要大量模板、工序复杂、周期较长、受季节气候影响大D．耐火性优、可模性好、节约钢材、抗裂性差2．我国混凝土结构设计规范规定：混凝土强度等级依据（ D ）确定。

A．圆柱体抗压强度标准 B．轴心抗压强度标准值C．棱柱体抗压强度标准值D．立方体抗压强度标准值3．混凝土的弹性系数反映了混凝土的弹塑性性质，定义（A）为弹性系数。

A．弹性应变与总应变的比值B．塑性应变与总应变的比值C．弹性应变与塑性应变的比值D．塑性应变与弹应变的比值4．混凝土的变形模量等于（D ）。

A．应力与弹性应变的比值B．应力应变曲线原点切线的曲率C．应力应变曲线切线的斜率D．弹性系数与弹性模量之乘积5．我国混凝土结构设计规范规定：对无明显流幅的钢筋，在构件承载力设计时，取极限抗拉强度的（ C ）作为条件屈服点。

A．75%B．80%C．85%D．70%6．结构的功能要求不包括（ D ）A 安全性B 适用性C 耐久性D 经济性7．结构上的作用可分为直接作用和间接作用两种，下列不属于间接作用的是（ B ）。

A 地震B 风荷载C 地基不均匀沉降D 温度变化8．（A ）是结构按极限状态设计时采用的荷载基本代表值，是现行国家标准《建筑结构荷载规范》（GB 50009-2001）中对各类荷载规定的设计取值。

A 荷载标准值B 组合值C 频遇值D 准永久值二、判断题1．通常所说的混凝土结构是指素混凝土结构，而不是指钢筋混凝土结构。

（×）2．混凝土结构是以混凝土为主要材料，并根据需要配置钢筋、预应力筋、型钢等，组成承力构件的结构。

（√）3．我国《混凝土规范》规定：钢筋混凝土构件的混凝土强度等级不应低于C10。

第4章 受弯构件的斜截面承载力教学要求：1 深刻理解受弯构件斜截面受剪的三种破坏形态及其防止对策。

2 熟练掌握梁的斜截面受剪承载力计算。

3 理解梁内纵向钢筋弯起和截断的构造要求。

4 知道梁内各种钢筋，包括纵向受力钢筋、纵向构造钢筋、架立筋和箍筋等的构造要求。

4.1 概述在保证受弯构件正截面受弯承载力的同时，还要保证斜截面承载力，它包括斜截面受剪承载力和斜截面受弯承载力两方面。

工程设计中，斜截面受剪承载力是由计算和构造来满足的，斜截面受弯承载力则是通过对纵向钢筋和箍筋的构造要求来保证的。

图4-1 箍筋和弯起钢筋图4-2 钢筋弯起处劈裂裂缝工程设计中，应优先选用箍筋，然后再考虑采用弯起钢筋。

由于弯起钢筋承受的拉力比较大，且集中，有可能引起弯起处混凝土的劈裂裂缝，见图4-2。

因此放置在梁侧边缘的钢筋不宜弯起，梁底层钢筋中的角部钢筋不应弯起，顶层钢筋中的角部钢筋不应弯下。

弯起钢筋的弯起角宜取45°或60°。

4.2 斜裂缝、剪跨比及斜截面受剪破坏形态钢筋混凝土梁在剪力和弯矩共同作用的剪弯区段内，将产生斜裂缝。

2224tp σσστ=++主拉应力主压应力2224cp σσστ=−+主拉应力的作用方向与梁轴线的夹角α2tan(2)τασ=−图4-3 主应力轨迹线4.2.1 腹剪斜裂缝与弯剪斜裂缝图4-4 斜裂缝(a)腹剪斜裂缝；(b)弯剪斜裂缝这种由竖向裂缝发展而成的斜裂缝，称为弯剪斜裂缝，这种裂缝下宽上细，是最常见的，如图4-4(b)所示。

4.2.2 剪跨比在图4-5所示的承受集中荷载的简支梁中，最外侧的集中力到临近支座的距离a 称为剪跨，剪跨a 与梁截面有效高度h 0的比值，称为计算截面的剪跨比，简称剪跨比，用λ表示，λ=a/h 0。

图4-5 集中荷载作用的简支梁对于承受集中荷载的简支梁，λ=M/(Vh 0)=a/h 0，即这时的剪跨比与广义剪跨比相同。

对于承受均布荷载的简支梁，设l为梁的跨度，βl为计算截面离支座的距离，则λ可表达为跨高比l/h0的函数：剪跨比λ反映了截面上正应力σ和剪应力τ的相对比值，在一定程度上也反映了截面上弯矩与剪力的相对比值。

绪论1．在混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力.2．混凝土内配置钢筋的主要作用是提高结构或构件的承载能力和变形能力。

3．钢筋混凝土结构的主要缺点有：自重大、抗裂性差以及费模费工等。

第一章混凝土结构的设计方法1．混凝土结构对钢筋主要有强度、塑性、___可焊性____和与混凝土的粘结四个性能要求。

2．钢筋的冷加工包括冷拉和冷拔，其中_____冷拔_____后既可以提高抗拉强度又可以提高抗压强度。

3．有明显屈服点钢筋的主要强度指标是____屈服强度________。

4．伸长率包括断后伸长率和___断裂总伸长率__________。

5．反映钢筋塑性性能的主要指标是____断后伸长率___和冷弯性能（p9)。

6．要使配筋后的混凝土结构能够提高承载能力和变形能力，就要求：①钢筋与混凝土两者变形一致，共同受力；②钢筋的位置和数量等也必须正确.7．混凝土的应力不变,__应变___随时间而增长的现象称为混凝土的徐变。

8．钢筋与混凝土之间的粘结，包括两类问题：①沿钢筋长度的粘结；②钢筋端部的锚固 .9．混凝土强度等级是根据___立方体抗压___强度标准值确定的。

10．结构或构件破坏前没有明显预兆的，属脆性破坏;破坏前有明显预兆的，属_延性_破坏。

11．为了保证可靠锚固，绑扎骨架中受拉光圆钢筋末端应做__半圆弯钩___.12．钢筋的伸长率是反映其___塑性____性能的指标。

13．在钢筋长度保持不变的条件下，钢筋应力随时间增长而逐渐降低的现象称为钢筋的__应力松弛____。

14．钢筋与混凝土之间的粘结力主要由胶着力、摩擦力和__机械咬合力____三部分组成.15．为使钢筋与混凝土变形一致、共同受力,钢筋端部要有足够的__锚固长度____.16．过混凝土应力—应变曲线原点所作切线的斜率为混凝土的_弹性模量_____。

17．混凝土在三向受压下，不仅可提高其____抗压强度______，而且可提高其变形能力。

第四章4-1钢筋混凝土受弯构件沿斜截面破坏的形态有几种？各在什么情况下发生？答：斜拉破坏，发生在剪跨比比较大（3>m ）时；剪压破坏，发生在剪跨比在31≤≤m 时； 斜压破坏，发生在剪跨比1<m 时。

4-2 影响钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯能力的主要因素有哪些？答：主要因素有剪跨比、混凝土强度、纵向受拉钢筋配筋率和箍筋数量及强度等。

4-3 钢筋混凝土受弯构件斜截面抗弯承载力基本公式的适用范围是什么？公式的上下限物理意义是什么？答：适用范围：1）截面尺寸需满足()0,3d 01051.0bh f V k cu -⨯≤γ 2）按构造要求配置箍筋()023d 01051.0bh f V td αγ-⨯≤物理意义：1）上限值：截面最小尺寸；2）下限值：按构造要求配置钢筋 4-5 解释以下术语答：剪跨比：剪跨比是一个无量纲常数，用0m Vh M =来表示，此处M 和V 分别为剪弯区段中某个竖直截面的弯矩和剪力，h 为截面有效高度。

配筋率：v sv sv bS A =ρ剪压破坏：随着荷载的增大，梁的剪弯区段内陆续出现几条斜裂缝，其中一条发展成临界斜裂缝。

临界斜裂缝出现后，梁承受的荷载还能继续增加，而斜裂缝伸展至荷载垫板下，直到斜裂缝顶端的混凝土在正应力、剪应力及荷载引起的竖向局部压应力的共同作用下被压酥而破坏。

这种破坏为剪压破坏。

斜截面投影长度：是纵向钢筋与斜裂缝底端相交点至斜裂缝顶端距离的水平投影长度，其大小与有效高度和剪跨比有关。

充分利用点：所有钢筋的强度被充分利用的点 不需要点：不需要设置钢筋的点弯矩包络图：沿梁长度各截面上弯矩组合设计值的分布图抵抗弯矩图：又称材料图，是沿梁长度各个正截面按实际配置的总受拉钢筋面积能产生的抵抗弯矩图，即表示各正截面所具有的抗弯承载力。

4-6 钢筋混凝土抗剪承载力复核时，如何选择复核截面？答：《公路桥规》规定，在进行钢筋混凝土简支梁斜截面抗剪承载力复核时，其复核位置应按照下列规定选取：1）距支座中心h/2处的截面2）受拉区弯起钢筋弯起处的截面以及锚于受拉区的纵向受拉钢筋开始不受力处的截面3）箍筋数量或间距有改变处的截面 4）梁的肋板宽度改变处的截面 4-7 试述纵向钢筋在支座处锚固有哪些规定？答：《公路桥规》有以下规定：1）在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过；2) 底层两外侧之间不向上弯曲的受拉主钢筋，伸出支点截面以外的长度应不小于10d ；对环氧树脂涂层钢筋应不小于12.5d ，d 为受拉钢筋直径。

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( )。