2023年混凝土结构设计原理复习资料.pdf

《2023年混凝土结构设计原理复习资料.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年混凝土结构设计原理复习资料.pdf（26页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 结 构 设 计 原 理 复 习 资 料 第 一 篇 钢 筋 混 凝 土 结 构 第 一 章 钢 筋 混 凝 土 结 构 的 基 本 概 念 及 材 料 的 物 理 力 学 性 能 二 学 习 重 点 在 本 章 的 学 习 中 应 注 意 以 下 几 个 方 面 的 问 题:（1）混 凝 土 的 强 度 指 标 有 哪 些，以 及 获 得 它 们 的 方 法；（2）混 凝 土 的 应 力 应 变 关 系 曲 线，弹 性 模 量 的 取 值 方 法；（3）混 凝 土 收 缩、徐 变 的 概 念 及 特 性；（4）两 类 钢 材 的 变 形 及 强 度 特 性；（5）锚 固 长 度 的 意 义；

2、（6）钢 筋 混 凝 土 结 构 对 混 凝 土 与 钢 筋 的 基 本 规 定。三、复 习 题（-）填 空 题 1、在 钢 筋 混 凝 土 构 件 中 钢 筋 的 作 用 是 替 混 凝 土 受 拉 或 协 助 混 凝 十.受 压。2、混 凝 土 的 强 度 指 标 有 混 凝 土 的 立 方 体 强 度、混 凝 土 轴 心 抗 压 强 度 和 混 凝 土 抗 拉 强 度。3、混 凝 土 的 变 形 可 分 为 两 类：受 力 变 形 和 体 枳 变 形。4、钢 筋 混 凝 土 结 构 使 用 的 钢 筋，不 仅 要 强 度 高，并 且 要 具 有 良 好 的 塑 性、可 焊 性，同 时 还

3、 规 定 与 混 凝 土 有 较 好 的 粘 结 性 能。5、影 响 钢 筋 与 混 凝 土 之 间 粘 结 强 度 的 因 素 很 多，其 中 重 要 为 混 凝 土 强 度、浇 筑 位 置 _、保 护 层 厚 度 及 钢 筋 净 间 距。6、钢 筋 和 混 凝 土 这 两 种 力 学 性 能 不 同 的 材 料 可 以 有 效 地 结 合 在 一 起 共 同 工 作，其 重 要 因 素 是：钢 筋 和 混 凝 土 之 间 具 有 良 好 的 粘 结 力、钢 筋 和 混 凝 土 的 温 度 线 膨 胀 系 数 接 近 和 混 凝 土 对 钢 筋 起 保 护 作 用。7、混 凝 土 的 变 形

4、 可 分 为 混 凝 土 的 受 力 变 形 和 混 凝 土 的 体 积 变 形。其 中 混 凝 土 的 徐 变 属 于 混 凝 土 的 受 力 变 形.混 凝 土 的 收 缩 和 膨 胀 属 于 混 凝 土 的 体 积 变 形。（二）判 断 题 1、素 混 凝 土 的 承 载 能 力 是 由 混 凝 土 的 抗 压 强 度 控 制 的。X 2、混 凝 土 强 度 愈 高，应 力 应 变 曲 线 下 降 愈 剧 烈，延 性 就 愈 好。.【X】3、线 性 徐 变 在 加 荷 初 期 增 长 不 久,一 般 在 两 年 左 右 趋 以 稳 定，三 年 左 右 徐 变 即 告 基 本 终 止。.V

5、 4、水 泥 的 用 量 愈 多,水 灰 比 较 大，收 缩 就 越 小。.【X】5、钢 筋 中 含 碳 量 愈 高，钢 筋 的 强 度 愈 高，但 钢 筋 的 塑 性 和 可 焊 性 就 愈 差.V（三）名 词 解 释 1、混 凝 土 的 立 方 体 强 度-我 国 公 路 桥 规 规 定 以 每 边 边 长 为 150mm的 立 方 体 试 件,在 20 2 的 温 度 和 相 对 湿 度 在 9 0%以 上 的 潮 湿 空 气 中 养 护 28天,依 照 标 准 制 作 方 法 和 实 验 方 法 测 得 的 抗 压 极 限 强 度 值（以 MP a 计）作 为 混 凝 土 的 立 方

6、体 抗 压 强 度,用 符 号 fcu表 达。2、混 凝 土 的 徐 变-在 荷 载 的 长 期 作 用 下，混 凝 土 的 变 形 将 随 时 间 而 增 长，亦 即 在 应 力 不 变 的 情 况 下，混 凝 土 的 应 变 随 时 间 继 续 增 长，这 种 现 象 被 称 为 混 凝 土 的 徐 变。3、混 凝 土 的 收 缩-混 凝 土 在 空 气 中 结 硬 时 体 积 减 小 的 现 象 称 为 混 凝 土 的 收 缩。（四）简 答 题 1、简 述 混 凝 土 应 力 应 变 曲 线 的 三 个 阶 段？答：在 上 升 段，当 应 力 小 于 0.3倍 的 棱 柱 体 强 度 时

7、，应 力 应 变 关 系 接 近 直 线 变 化，混 凝 土 处 在 弹 性 工 作 阶 段。在 应 力 大 于 等 于 0.3 倍 的 棱 柱 体 强 度 后，随 着 应 力 增 大，应 力 应 变 关 系 愈 来 愈 偏 离 直 线，任 一 点 的 应 变 可 分 为 弹 性 应 变 和 塑 性 应 变 两 部 分。原 有 的 混 凝 土 内 部 微 裂 缝 发 展，并 在 孔 隙 等 薄 弱 处 产 生 新 的 个 别 的 微 裂 缝。当 应 力 达 成 0.8倍 的 棱 柱 体 强 度 后，混 凝 土 塑 性 变 形 显 著 增 大，内 部 微 裂 缝 不 断 延 仰 扩 展，并 有

8、几 条 贯 通，应 力 应 变 曲 线 斜 率 急 剧 减 小。当 应 力 达 成 棱 柱 体 强 度 时，应 力 应 变 曲 线 的 斜 率 已 接 近 于 水 平，试 件 表 面 出 现 不 连 续 的 常 见 裂 缝。在 下 降 段，到 达 峰 值 应 力 后，混 凝 土 的 强 度 并 不 完 全 消 失，随 着 应 力 的 减 少，应 变 仍 然 增 长，曲 线 下 降 坡 度 较 陡,混 凝 土 表 面 裂 缝 逐 渐 贯 通。在 收 敛 段，在 反 弯 点 之 后，应 力 下 降 的 速 度 减 慢，趋 向 于 稳 定 的 残 余 应 力。表 面 纵 向 裂 缝把 混 凝 土 棱

9、 柱 体 提 成 若 干 个 小 柱，荷 载 由 裂 缝 处 的 摩 擦 咬 合 力 及 小 柱 体 的 残 余 强 度 所 承 受。2、简 述 混 凝 土 发 生 徐 变 的 因 素？答:在 长 期 荷 载 作 用 下，混 凝 土 凝 胶 体 中 的 水 份 逐 渐 压 出，水 泥 石 逐 渐 粘 性 流 动，微 细 空 隙 逐 渐 闭 合，细 晶 体 内 部 逐 渐 滑 动，微 细 裂 缝 逐 渐 发 生 等 各 种 因 素 的 综 合 结 果。第 二 章 结 构 按 极 限 状 态 法 设 计 计 算 的 原 则 一、学 习 目 的 本 章 重 要 介 绍 了 关 于 公 路 桥 规 的

10、 计 算 原 则，即 承 载 能 力 极 限 状 态 和 正 常 使 用 极 限 状 态 计 算 原 则，这 是 公 路 桥 涵 设 计 的 基 本 准 则。计 算 理 论 发 展 阶 段：以 弹 性 理 论 为 基 础 的 允 许 应 力 计 算 法 一-考 虑 钢 筋 混 凝 土 塑 性 性 能 的 破 坏 阶 段 计 算 法 一 一 半 经 验、半 概 率 的“三 系 数”极 限 状 态 设 计 法（荷 载 系 数、材 料 系 数、工 作 条 件 系 数）一-以 结 构 可 靠 性 理 论 为 基 础 的 概 率 极 限 状 态 设 计 法（又 分 为 三 个 水 准：水 准 I 半 概

11、 率 设 计 法,水 准 n 近 似 概 率 设 计 方 法，水 准 in 全 概 率 设 计 法）。公 路 桥 规 采 用 的 是 以 结 构 可 靠 性 理 论 为 基 础 的 近 似 概 率 极 限 状 态 设 计 法，其 概 率 反 映 在 荷 载 组 合 与 材 料 取 值 等 方 面。学 习 本 章 的 目 的 是 为 了 使 读 者 了 解 设 计 规 范 的 规 定 及 原 则。二 学 习 重 点 本 章 的 学 习 重 点 为 设 计 方 法 的 演 变 过 程，从 允 许 应 力 法 到 考 虑 塑 性 性 能 的 破 坏 阶 段 计 算 方 法 到 极 限 状 态 法；两

12、 类 极 限 状 态 的 基 本 含 义;材 料 强 度 取 值 的 方 法，特 别 注 意 个 类 强 度 的 区 别 与 联 系；结 合 公 路 桥 规 了 解 荷 载 分 类 及 荷 载 组 合 的 形 式。三 复 习 题（一）填 空 题 1、结 构 设 计 的 目 的，就 是 要 使 所 设 计 的 结 构，在 规 定 的 时 间 内 可 以 在 具 有 足 够 可 靠 性 性 的 前 提 下，完 毕 所 有 功 能 的 规 定。2、结 构 可 以 满 足 各 项 功 能 规 定 而 良 好 地 工 作，称 为 结 构 可 靠，反 之 则 称 为 失 效，结 构 工 作 状 态 是 处

13、 在 可 靠 还 是 失 效 的 标 志 用 极 限 状 态 来 衡 量。3、国 际 上 一 般 将 结 构 的 极 限 状 态 分 为 三 类：承 载 能 力 极 限 状 态、正 常 使 用 极 限 状 态 和“破 坏 一 安 全”极 限 状 态。4、正 常 使 用 极 限 状 态 的 计 算,是 以 弹 性 理 论 或 塑 性 理 论 为 基 础，重 要 进 行 以 下 三 个 方 面 的 验 算：应 力 计 算、裂 缝 宽 度 验 算 和 变 形 验 算。5,公 路 桥 涵 设 计 中 所 采 用 的 荷 载 有 如 下 几 类：永 久 荷 载、可 变 荷 载 和 偶 尔 荷 载。6、结

14、 构 的 安 全 性、合 用 性 和 耐 久 性 通 称 为 结 构 的 可 靠 性。7、作 用 是 指 使 结 构 产 生 内 力、变 形、应 力 和 应 变 的 所 有 因 素.它 分 为 直 接 作 用 和 问 段 作 用 两 种。直 接 作 用 是 指 施 加 在 结 构 上 的 集 中 力 或 分 布 力 如 汽 车、人 群、结 构 自 重 等，间 接 作 用 是 指 引 起 结 构 外 加 变 形 和 约 束 变 形 的 因 素,如 地 震、基 础 不 均 匀 沉 降、混 凝 土 收 缩、温 度 变 化 等。8、结 构 上 的 作 用 按 其 随 时 间 的 变 异 性 和 出 现

15、 的 也 许 性 分 为 三 类：永 久 作 用（恒 载）、可 变 作 用 和 偶 尔 作 用。9、我 国 公 路 桥 规 根 据 桥 梁 在 施 工 和 使 用 过 程 中 面 临 的 不 同 情 况,规 定 了 结 构 设 计 的 三 种 状 况：持 久 状 况、短 暂 状 况 和 偶 尔 状 况。10、公 路 桥 规 根 据 混 凝 土 立 方 体 抗 压 强 度 标 准 值 进 行 了 强 度 等 级 的 划 分,称 为 混 凝 土 强 度 等 级 并 冠 以 符 号 C来 表 达，规 定 公 路 桥 梁 受 力 构 件 的 混 凝 土 强 度 等 级 有 13级，即 C20 C8 0

16、,中 间 以 5 M Pa进 级。C 5 0 以 下 为 普 通 强 度 混 凝 土,C 50及 以 上 混 凝 土 为 高 强 度 混 凝 土。公 路 桥 规 规 定 受 力 构 件 的 混 凝 土 强 度 等 级 应 按 下 列 规 定 采 用:钢 筋 混 凝 土 构 件 不 应 低 于 C20_,用 HRB 4 0 0、KL400级 钢 筋 配 筋 时，不 应 低 于 C 25:预 应 力 混 凝 土 构 件 不 应 低 于 C 4 0。I I、结 构 或 结 构 构 件 设 计 时，针 对 不 同 设 计 目 的 所 采 用 的 各 种 作 用 规 定 值 即 称 为 作 用 代 表

17、值。作 用 代 表 值 涉 及 作 用 标 准 值、准 永 久 值 和 频 遇 值。（二）名 词 解 释 1、结 构 的 可 靠 度-结 构 在 规 定 的 时 间 内，在 规 定 的 条 件 下，完 毕 预 定 功 能 的 概 率。2、结 构 的 极 限 状 态-当 整 个 结 构 或 结 构 的 一 部 分 超 过 某 一 特 定 状 态 而 不 能 满 足 设 计 规 定 的 某 一 功 能 规 定 期，则 此 特 定 状 态 称 为 该 功 能 的 极 限 状 态。第 三 章 受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算一、学 习 重 点 受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 计

18、算 是 全 书 的 重 点 之 一。一 方 面 必 须 掌 握 受 弯 构 件 正 截 面 三 个 工 作 阶 段 各 自 的 特 点，以 及 不 同 配 筋 条 件 下 的 破 坏 形 态，弄 清 夕 m ax、Pm in的 力 学 意 义。单 筋 矩 形、双 筋 矩 形、T 形 截 面 正 截 面 承 载 力 计 算 都 应 以 掌 握 计 算 图 式 为 重 点，三 者 的 基 本 计 算 公 式、区 别 与 联 系 均 表 现 在 计 算 图 式 中。计 算 方 法 上 应 以 灵 活 运 用 基 本 公 式 为 前 提，同 时 注 意 基 本 公 式 的 合 用 条 件。构 造 与

19、计 算 同 等 重 要，必 须 结 合 例 题 与 习 题 掌 握 梁（板）构 造 的 一 些 基 本 内 容，如 配 筋 原 则、净 保 护 层、最 小 净 距 等 概 念。二 复 习 题（-）填 空 题 1、钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 常 用 的 截 面 型 式 有 矩 形、T 形 和 箱 形 等。2、只 在 梁（板）的 受 拉 区 配 置 纵 向 受 拉 钢 筋，此 种 构 件 称 为 单 筋 受 弯 构 件；假 如 同 时 在 截 面 受 压 区 也 配 置 受 力 钢 筋，则 此 种 构 件 称 为 双 筋 受 弯 构 件。3、梁 内 的 钢 筋 有 纵 向 受 拉 钢 筋（

20、主 钢 筋）、弯 起 钢 筋 或 斜 钢 筋、箍 筋、架 立 钢 筋 和 水 平 纵 向 钢 筋 等。4、梁 内 的 钢 筋 经 常 采 用 骨 架 形 式，一 般 分 为 绑 扎 钢 筋 骨 架 和 焊 接 钢 筋 骨 架 两 种 形 式。5、钢 筋 混 凝 土 构 件 破 坏 有 两 种 类 型：塑 性 破 坏 和 脆 性 破 坏。6、受 弯 构 件 正 截 面 承 载 力 计 算 的 截 面 设 计 是 根 据 截 面 上 的 计 算 弯 矩,选 定 材 料、拟 定 截 面 尺 寸 和 配 筋 的 计 算。7、受 压 钢 筋 的 存 在 可 以 提 高 截 面 的 延 性.并 可 减 少

21、 长 期 荷 载 作 用 下 的 变 形。8、将 空 心 板 截 面 换 算 成 等 效 的 工 字 形 截 面 的 方 法，是 根 据 面 积、惯 性 矩 和 形 心 位 置 不 变 的 原 则。9、T 形 截 面 按 受 压 区 高 度 的 不 同 可 分 为 两 类：第 一 类 T 形 截 面 和 第 二 类 T 形 截 面。10、工 字 形、箱 形 截 面 以 及 空 心 板 截 面.在 正 截 面 承 载 力 计 算 中 均 按 T 形 截 面 来 解 决。（二）判 断 题 1、判 断 一 个 截 面 在 计 算 时 是 否 属 于 T 形 截 面，不 是 看 截 面 自 身 形 状

22、，而 是 要 看 其 翼 缘 板 是 否 参 与 抗 压 作 用。.【2、当 梁 截 面 承 受 异 号 弯 矩 作 用 时,可 以 采 用 单 筋 截 面。.【义】3、少 筋 梁 破 坏 是 属 于 塑 性 破 坏。.X 4、水 平 纵 向 钢 筋 其 作 用 重 要 是 在 梁 侧 面 发 生 裂 缝 后，可 以 减 少 混 凝 土 裂 缝 宽 度 5、当 承 受 正 弯 矩 时，分 布 钢 筋 应 放 置 在 受 力 钢 筋 的 上 侧。.【X】（三）名 词 解 释 1、控 制 截 面-所 谓 控 制 截 面，在 等 截 面 构 件 中 是 指 计 算 弯 矩（荷 载 效 应）最 大 的

23、 截 面；在 变 截 面 构 件 中 则 是 指 截 面 尺 寸 相 对 较 小，而 计 算 弯 矩 相 对 较 大 的 截 面。2、最 大 配 筋 率/ax-当 配 筋 率 增 大 到 使 钢 筋 屈 服 弯 矩 约 等 于 梁 破 坏 时 的 弯 矩 时,受 拉 钢 筋 屈 服 与 压 区 混 凝 土 压 碎 几 乎 同 时 发 生，这 种 破 坏 称 为 平 衡 破 坏 或 界 线 破 坏,相 应 的 配 筋 率 称 为 最 大 配 筋 率。3、最 小 配 筋 率-当 配 筋 率 减 少，混 凝 土 的 开 裂 弯 矩 等 于 拉 区 钢 筋 屈 服 时 的 弯 矩 时,裂 缝 一 旦

24、出 现，应 力 立 即 达 成 屈 服 强 度，这 时 的 配 筋 率 称 为 最 小 配 筋 率。备 注:最 小 配 筋 率 夕 min是 少 筋 梁 与 适 筋 梁 的 界 线。当 梁 的 配 筋 率 由 0mM逐 渐 减 小，梁 的 工 作 特 性 也 从 钢 筋 混 凝 土 结 构 逐 渐 向 素 混 凝 土 结 构 过 渡，所 以，可 按 采 用 最 小 配 筋 率 0mM的 钢 筋 混 凝 土 梁 在 破 坏 时,正 截 面 承 载 力 M”等 于 同 样 截 面 尺 寸 同 样 材 料 的 素 混 凝 土 梁 正 截 面 开 裂 弯 矩 标 准 值 的 原 则 拟 定。（四）简

25、答 题 1、设 计 受 弯 构 件 时，一 般 应 满 足 哪 两 方 面 的 规 定？答：由 于 弯 矩 的 作 用，构 件 也 许 沿 某 个 正 截 面（与 梁 的 纵 轴 线 或 板 的 中 面 正 交 时 的 面）发 生 破 坏，故 需 进 行 正 截 面 承 载 力 计 算;由 于 弯 矩 和 剪 力 的 共 同 作 用，构 件 也 许 沿 剪 压 区 段 内 的 某 个 斜 截 面 发 生 破 坏，故 还 需 进 行 斜 截 面 承 载 力 计 算。2、简 述 分 布 钢 筋 的 作 用？答：分 布 钢 筋 的 作 用 是 将 板 面 上 的 荷 载 作 用 更 均 匀 的 传

26、布 给 受 力 钢 筋，同 时 在 施 工 中 可 以 固 定 受 力 钢 筋 的 位 置，并 且 用 它 来 分 担 混 凝 土 收 缩 和 温 度 变 化 引 起 的 应 力。3、简 述 受 弯 构 件 正 截 面 工 作 的 三 个 阶 段？答：在 第 一 阶 段 梁 没 有 裂 缝,在 第 二 阶 段 梁 带 裂 缝 工 作，在 第 三 阶 段 裂 缝 急 剧 开 展，纵 向 受 力 钢 筋 应 力 维 持 在 屈 服 强 度 不 变。4、简 述 钢 筋 混 凝 土 梁 的 受 力 特 点？答：钢 筋 混 凝 土 梁 的 截 面 正 应 力 状 态 随 着 荷 载 的 增 大 不 仅

27、有 数 量 上 的 变 化，并 且 有 性 质 上 的 改 变，即 应 力 分 布 图 形 的 改 变。不 同 的 受 力 阶 段，中 和 轴 的 位 置 及 内 力 偶 臂 是 不 同 的。因 此,无 论 压 区 混 凝 土 的 应 力 或 是 纵 向 受 拉 钢 筋 的 应 力，不 像 弹 性 匀 质 材 料 梁 那 样 完 全 与 弯 矩 成 比 例。梁 的 大 部 分 工 作 阶 段 中，受 拉 区 混 凝 土 已 开 裂。随 着 裂 缝 的 开 展，压 区 混 凝 土 塑 性 变 形 的 发 展，以 及 粘 结 力 的 逐 渐 破 坏，均 使 梁 的 刚 度 不 断 减 少。因 此

28、梁 的 挠 度、转 角 与 弯 矩 的 关 系 也 不 完 全 服 从 弹 性 匀 质 梁 所 具 有 的 比 例 关 系。5、简 述 适 筋 梁、超 筋 梁、少 筋 梁 的 破 坏 特 性？答:适 筋 梁 的 破 坏 特 性 是：受 拉 区 钢 筋 一 方 面 达 成 屈 服 强 度，其 应 力 保 持 不 变 而 产 生 显 著 的 塑 性 伸 长，直 到 受 压 边 沿 混 凝 土 的 应 变 达 成 混 凝 土 的 极 限 压 应 变 时,受 压 区 出 现 纵 向 水 平 裂 缝，随 之 压 碎 而 破 坏。这 种 梁 破 坏 前，梁 的 裂 缝 急 剧 开 展，挠 度 较 大，梁

29、截 面 产 生 较 大 的 塑 性 变 形,因 而 有 明 显 的 破 坏 预 兆。超 筋 梁 的 破 坏 特 性 是；破 坏 时 受 压 区 混 凝 土 被 压 坏，而 拉 区 钢 筋 应 力 远 未 达 成 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 开 展 不 宽，延 伸 不 高，破 坏 是 忽 然 的，没 有 明 显 的 预 兆。少 筋 梁 的 破 坏 特 性 是:梁 拉 区 混 凝 土 一 开 裂,受 拉 钢 筋 达 成 屈 服，并 迅 速 经 历 整 个 流 幅 二 进 入 强 化 阶 段，梁 仅 出

30、现 一 条 集 中 裂 缝，不 仅 宽 度 较 大，并 且 沿 梁 高 延 伸 很 高,此 时 受 压 区 混 凝 土 尚 未 压 坏，裂 缝 宽 度 已 很 宽，挠 度 过 大，钢 筋 甚 至 被 拉 断。破 坏 很 忽 然,少 筋 梁 在 桥 梁 工 程 中 不 允 许采 用。(五 计 算 题 1、已 知 一 钢 筋 混 凝 土 单 筋 矩 形 截 面 梁，截 面 尺 寸 b Xh=250mmX500mm(h()=4 5 5 m m),截 面 处 弯 矩 组 合 设 计 值 M.-115KN m,采 用 C2 0混 凝 土(Ew=9.2Rz,力=1.067%)和 HRB 3 35级 钢 筋

31、(4=280 MPa)。I类 环 境 条 件，安 全 等 级 为 二 级(%=L。)，5=。-56。计 算 所 需 要 的 受 拉 钢 筋 的 截 面 面 积 A,o解：本 题 为 单 筋 矩 形 截 面 梁 截 面 设 计 类 型 题，请 按 照 以 下 三 个 环 节 进 行 计 算：第 一 步：计 算 截 面 抵 抗 矩 系 数 a,a_ Y d _ 1,0 x115x10 _Q 2 1 2,几 媚 9.2x250 x4552,第 二 步：计 算 混 凝 土 受 压 区 相 对 高 度 自 J=1-j _ 2 a,=1-V1-2x0.242=0.282 P m i nbl4 250 x

32、455 1 c、其 中:PmiL111ax=max 45-,0.2=0.2%I fsd f I 280 J于 是，所 需 要 的 受 拉 钢 筋 的 截 面 面 积 A，=l 0 54mm22、已 知 一 钢 筋 混 凝 土 矩 形 截 面 梁，截 面 尺 寸 限 定 为 bXh=200mmX400mm,采 用 C 2 0混 凝 土(加=9.2MPa,ftJ=1.06MP a)和 H RB335 级 钢 筋(九=280 M P a，q=280 M Pa),弯 矩 组 合 设 计 值 Md=8 0KN m。I类 环 境 条 件，安 全 等 级 为 一 级(九=1)，=0.56。试 进 行 配 筋

33、 计 算。解：本 题 为 双 筋 矩 形 截 面 梁 截 面 设 计 的 第 一 种 类 型 题,请 按 照 以 下 环 节 进 行 计 算：说 明:在 不 允 许 增 长 梁 的 截 面 尺 寸 和 提 高 混 凝 土 强 度 等 级 的 情 况 下，如 单 筋 梁 出 现 超 筋，则 可 采 用 按 双 筋 梁 进 行 设 计。受 压 钢 筋 按 一 层 布 置，假 设 生=35m加；受 拉 钢 筋 按 二 层 布 置，假 设 4=6 5 m 机，ho=400-65=33 5 mm 湾 矩 计 算 值 为 M=阳”=L 1 x 80=88KN 加。第 一 步:验 算 是 否 需 要 采 用

34、 双 筋 截 面。单 筋 矩 形 截 面 的 最 大 正 截 面 承 载 力 为=九 优 部(1一 0.55)=9.2X 2 00X 3 352X0.5 6 X(1-0.5X0.5 6)=8 3.26KN m88 KN-m故 需 要 采 用 双 筋 截 面。第 二 步:一 方 面 计 算 单 筋 梁 部 分，让 单 筋 梁 充 足 发 挥 作 用(即 令=280MPa)，承 受 的 弯 矩 组 合 设 计 值 Md=150K N 加，受 压 区 己 经 配 置 了 2 根 直 径 为 16 m m 的 受 压 钢 筋。I类 环 境 条 件，安 全 等 级 为 二 级(%=10)，媒=0.56。

35、试 求 受 拉 钢 筋 的 面 积。解：本 题 为 双 筋 矩 形 截 面 梁 截 面 设 计 的 第 二 种 类 型 题,请 按 照 以 下 环 节 进 行 计 算:受 压 钢 筋 按 一 层 布 置，4=35mm;受 拉 钢 筋 按 二 层 布 置，假 设 4=65inm,h0=4 0 0-6 5=335mm,弯 矩 计 算 值 为 z=1.0 x 150=150 KN m.第 一 步:计 算 单 筋 矩 形 截 面 的 最 大 正 截 面 承 载 力 为 Mu=麻 盘（1-0.5 刍）=13.8X2 0 0X 3 352X 0.56 X（1-0.5x0.5 6）=1 2 4.89KN,m

36、150 KN,m故 需 要 采 用 双 筋 截 面。第 二 步：一 方 面 计 算“钢 筋”梁 部 分（又 称 第 二 部 分 截 面），求 受 拉 钢 筋 的 截 面 面 积 A?d 4/280 x2x-xl62sQs _4九 一 280=402mm2第 三 步:计 算 单 筋 梁 部 分(实 质 上 为 单 筋 矩 形 截 面 截 面 设 计)，求 受 拉 钢 筋 截 面 面 积 A”_%(觞 _ 崎 2)_ L0 x150 xI()6 280 x402x(335-35)区 一 于 匹 13.8x200 x3352“&=171-2cis=1-7 1-2 X 0.375=0.5B=0.56f

37、 10 oAl=幼 a=0.5 X 200 X 335-=1651mm?fsd 280于 是，所 需 要 的 受 拉 钢 筋 的 总 面 积 为 A=+A.2=1651+402=2053 m m24、已 知 翼 缘 位 于 受 压 区 的 钢 筋 混 凝 土 单 筋 T 形 简 支 梁，其 截 面 尺 寸 bXh=l 60mm X 100Omm,6 x 舟=1600nvnxl 1 0 m m,承 受 的 跨 中 截 面 弯 矩 组 合 设 计 值=1800 K N 加，采 用 C 2 5 混 凝 土（九=11.5 M P a,九=1.23MPa）和 HR B 3 3 5 级 钢 筋（4=280

38、MP a,=280M P a）,I类 环 境 条 件，安 全 等 级 为 一 级（为=L 1）,刍=0.56。求 受 拉 钢 筋 截 面 面 积 A,。解：本 题 为 第 二 类 T 形 截 面 截 面 设 计 类 型 题,请 按 照 以 下 环 节 进 行 计 算。设 T 形 截 面 受 拉 钢 筋 为 两 排，取 as=80的，则=1000-80=920 m m。第 一 步：判 别 T形 截 面 的 类 型。从 110 岁“（-卷）=11.5x1600 x llO x（920-）=1750.76 KN m=1.1x1800=1980 KN故 属 于 第 二 类 T 形 截 面。第 二 步:

39、一 方 面 计 算“翼 缘”梁 部 分（也 称 第 二 部 分 截 面），求 受 拉 钢 筋 面 积 A.2。,力 式 乙 一。）11.5x（1600-160）x110，几 280第 三 步:计 算 单 筋 梁 部 分（实 质 上 为 单 筋 矩 形 截 面 截 面 设 计），求 受 拉 钢 筋 截 面 面 积 A.l.Ox 1800 xl06-1 1.5 x（1600-160）x110 x（9 2 0-）a=-L-=0 144 力 力 游 11.5xl60 x92021=-2 4=1-J l-2x0.144=0.156 鼻=0.56f 11 5Ai=幼%2=0.156 x 160 x 920

40、 x=943.13/fsd280于 是，所 需 要 的 受 拉 钢 筋 的 总 面 积 为 A=4+A2=943.13+6505.7=7448.83/WM2第 四 章 受 弯 构 件 斜 截 面 承 载 力 计 算 一、学 习 重 点 通 过 本 章 的 学 习,应 了 解 简 支 梁 剪 弯 区 的 应 力 状 态，斜 截 面 也 许 出 现 的 破 坏 形 态 及 影 响 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 的 重 要 因 素，掌 握 斜 截 面 抗 剪 承 载 力 计 算 图 式 及 其 计 算 原 理，能 运 用 公 路 桥 规 公 式 并 进 行 腹 筋 设 计，进 而 结 合 前 面

41、几 章 所 学 的 内 容 能 完 整 地 设 计 各 类 截 面 的 钢 筋 混 凝 土 简 支 梁。二、复 习 题（一）填 空 题 1、一 般 把 箍 筋 和 弯 起（斜）钢 筋 统 称 为 梁 的 腹 筋，把 配 有 纵 向 受 力 钢 筋 和 腹 筋 的 梁 称 为 有 腹 筋 震,而 把 仅 有 纵 向 受 力 钢 筋 而 不 设 腹 筋 的 梁 称 为 无 腹 筋 梁。2、钢 筋 混 凝 土 受 弯 构 件 沿 斜 截 面 的 重 要 破 坏 形 态 有 斜 压 破 坏、斜 拉 破 坏 和 剪 压 破 坏 等。3、影 响 有 腹 筋 梁 斜 截 面 抗 剪 能 力 的 重 要 因

42、素 有：剪 跨 比、混 凝 土 强 度、纵 向 受 拉 钢 筋 配 筋 率、配 箍 率 和 箍 筋 强 度。4、钢 筋 混 凝 土 梁 沿 斜 截 面 的 重 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 截 面 限 制 条 件 和 一 定 的 构 造 措 施 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

43、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：九%匕=x 10-3)仍 而 砺 后 菽 工+(0 75 x埼 方 九%$亩 9,5、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 正 截 面 抗 弯 承 载 力、斜 截 面 抗 剪 承 载 力 和 斜 截 面 抗 弯 承 载 力 是 否 满 足 规 定。(-)判 断 题 1、在 斜 裂 缝 出 现 前，箍 筋 中 的 应 力 就 很 大，

44、斜 裂 缝 出 现 后，与 斜 裂 缝 相 交 的 箍 筋 中 的 应 力 忽 然 减 小，起 到 抵 抗 梁 剪 切 破 坏 的 作 用。.【X】2、箍 筋 能 把 剪 力 直 接 传 递 到 支 座 上。.X 3、配 置 箍 筋 是 提 高 梁 抗 剪 承 载 力 的 有 效 措 施。.【J J4、梁 的 抗 剪 承 载 力 随 弯 筋 面 积 的 加 大 而 提 高，两 者 呈 线 性 关 系。.【5、弯 筋 不 宜 单 独 使 用，而 总 是 与 箍 筋 联 合 使 用。.【V】6、实 验 表 白,梁 的 抗 剪 能 力 随 纵 向 钢 筋 配 筋 率 的 提 高 而 减 小。.【X】

45、7、连 续 梁 的 抗 剪 承 载 力 比 相 同 广 义 剪 跨 比 的 简 支 梁 抗 剪 承 载 力 要 低。.【(三)名 词 解 释 M1、剪 跨 比 m-剪 跨 比 m 是 一 个 无 量 纲 常 数，用 m 来 表 达，此 处 M 和 V 分 别“为 剪 压 区 段 中 某 个 竖 直 截 面 的 弯 矩 和 剪 力,h0为 截 面 有 效 高 度。2、抵 抗 弯 矩 图-抵 抗 弯 矩 图 又 称 材 料 图，就 是 沿 梁 长 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 达 个 正 截 面 所 具 有 的

46、抗 弯 承 载 力。（四）简 答 题 1、对 于 无 腹 筋 梁，斜 裂 缝 出 现 后，梁 内 的 应 力 状 态 有 哪 些 变 化？答:斜 裂 缝 出 现 前，剪 力 由 梁 全 截 面 抵 抗。但 斜 裂 缝 出 现 后,剪 力 仅 由 剪 压 面 抵 抗，后 者 的 面 积 远 小 于 前 者。所 以 斜 裂 缝 出 现 后,剪 压 区 的 剪 应 力 显 著 增 大；同 时，剪 压 区 的 压 应 力 也 要 增 大。这 是 斜 裂 缝 出 现 后 应 力 重 分 布 的 一 个 表 现。斜 裂 缝 出 现 前，截 面 纵 筋 拉 应 力 由 截 面 处 的 弯 矩 所 决 定，其

47、 值 较 小。在 斜 裂 缝 出 现 后，截 面 处 的 纵 筋 拉 应 力 则 由 剪 压 面 处 弯 矩 决 定。后 者 远 大 于 前 者，故 纵 筋 拉 应 力 显 著 增 大,这 是 应 力 重 分 布 的 另 一 个 表 现。2、简 述 无 腹 筋 简 支 梁 沿 斜 截 面 破 坏 的 三 种 重 要 形 态？答：斜 拉 破 坏：在 荷 载 作 用 下，梁 的 剪 跨 段 产 生 由 梁 底 竖 直 裂 缝 沿 主 压 应 力 轨 迹 线 向 上 延 伸 发 展 而 成 斜 裂 缝。其 中 有 一 条 重 要 斜 裂 缝（又 称 临 界 斜 裂 缝）不 久 形 成，并 迅 速 伸

48、 展 至 荷 载 垫 板 边 沿 而 使 混 凝 土 裂 通，梁 被 撕 裂 成 两 部 分 而 丧 失 承 载 力,同 时，沿 纵 向 钢 筋 往 往 随 着 产 生 水 平 撕 裂 裂 缝。这 种 破 坏 发 生 忽 然，破 坏 面 较 整 齐，无 压 碎 现 象。剪 压 破 坏：梁 在 弯 剪 区 段 内 出 现 斜 裂 缝，随 着 荷 载 的 增 大,陆 续 出 现 几 条 斜 裂 缝，其 中 一 条 发 展 成 为 临 界 裂 缝。临 界 斜 裂 缝 出 现 后，梁 还 能 继 续 增 长 荷 载,斜 裂 缝 伸 展 至 荷 载 垫 板 下，直 到 斜 裂 缝 顶 端（剪 压 区）的

49、 混 凝 土 在 正 应 力、剪 应 力 和 荷 载 引 起 的 竖 向 局 部 压 应 力 的 共 同 作 用 下 被 压 酥 而 破 坏，破 坏 处 可 见 到 很 多 平 行 的 斜 向 短 裂 缝 和 混 凝 土 碎 渣。斜 压 破 坏：当 剪 跨 比 较 小 时，一 方 面 是 加 载 点 和 支 座 之 间 出 现 一 条 斜 裂 缝，然 后 出 现 若 干 条 大 体 相 平 行 的 斜 裂 缝,梁 腹 被 分 割 成 若 干 倾 斜 的 小 柱 体。随 着 荷 载 的 增 大，梁 腹 发 生 类 似 混 凝 土 棱 柱 体 被 压 坏 的 情 况，即 破 坏 时 斜 裂 缝 多

50、 而 密，但 没 有 主 裂 缝。3、在 斜 裂 缝 出 现 后，腹 筋 的 作 用 表 现 在 哪 些 方 面？答：把 开 裂 拱 体 向 上 拉 住，使 沿 纵 向 钢 筋 的 撕 裂 裂 缝 不 发 生，从 而 使 纵 筋 的 销 栓 作 用 得以 发 挥，这 样,开 裂 拱 体 就 能 更 多 地 传 递 主 压 应 力;腹 筋 将 开 裂 拱 体 传 递 过 来 的 主 压 应 力 传 到 基 本 拱 体 上 断 面 尺 寸 较 大 尚 有 潜 力 的 部 位 上 去，这 就 减 轻 了 基 本 拱 体 上 拱 顶 所 承 压 的 应 里，从 而 提 高 了 梁 的 抗 剪 承 载