受弯构件正截面承载力

1、第四章 受弯构件正截面承载力问答题参考答案1建筑工程中的梁在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求？答：梁的截面尺寸应满足承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。一般根据刚度条件由设计经验决定，根据跨度的1/101/15确定梁的高度。高层建筑混凝土结构技术规程规定框架结构主梁的高跨比为1/101/18。矩形截面梁高宽比取23.5，T形截面梁取2.54.0。梁中的钢筋有纵向钢筋、弯起钢筋、纵向构造钢筋（腰筋）、架立钢筋和箍筋，箍筋、纵筋和架立钢筋绑扎（或焊）在一起，形成钢筋骨架。纵向钢筋有强度等级一般宜采用HRB400或RRB400级和HRB335级钢筋。直径是10、12、14、16、

2、18、20、22、25mm，根数一般不少于3根。间距梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和钢筋直径；梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm 和1.5倍钢筋直径。保护层厚度根据环境类别一般为254 0mm。布筋方式有分离式配筋和弯起式配筋。箍筋有强度等级宜采用HPB235级、HRB335级和HRB400级。直径一般为6mm10mm。当梁高大于800mm时，直径不宜小于8mm；当梁高小于或等于800mm时，直径不宜小于6mm；且不应小于d/4（d为纵向受压钢筋的最大直径）。箍筋间距由构造或由计算确定，且不应大于15d（d为纵向受压钢筋的最小直径），和400mm，当一层内的纵向受压钢筋多于

3、5根且直径大于18mm时，箍筋的间距不应大于l0d。计算不需要箍筋的梁，仍需按构造配置箍筋。箍筋有开口和闭口、单肢和多肢、螺旋箍筋等形式。箍筋应做成封闭式，当梁的宽度大于400 mm且一层内的纵向受压钢筋多于3根时，或当梁的宽度不大于400mm但一层内的纵向受压钢筋多于4根时，应设置复合箍筋(如四肢箍)。架立钢筋的直径，当梁的跨度小于4m时，不宜小于8mm ;当梁的跨度在46m范围时，不宜小于10mm；当梁的跨度大于6m时，不宜小于12mm。当梁截面高度大于或等于450mm时，梁的两侧应配置纵向构造钢筋，纵向构造钢筋的间距不宜大于200mm，直径为1014 mm。每侧纵向构造钢筋的截面面积不应

4、小于扣除翼缘厚度后的梁截面面积的0.1%。2建筑工程中的板在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求？答：混凝土结构设计规范规定了现浇钢筋混凝土板的最小厚度为60150 mm。板中有两种钢筋：受力钢筋和分布钢筋。受力钢筋常用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋，常用直径是6、8、10、12mm，其中现浇板的板面钢筋直径不宜小于8mm。受力钢筋间距一般为70200mm，当板厚h150mm ，不应大于200mm，当板厚h>150mm ，不应大于1.5h且不应大于250mm。分布钢筋宜采用HPB235级、HRB335级和HRB400级钢筋，常用直径是6mm和8mm。单位长

5、度上分布钢筋的截面面积不宜小于单位宽度上受力钢筋截面面积的15%，且不应小于该方向板截面面积的0.15%，分布钢筋的间距不宜大于250mm。保护层厚度根据环境类别一般为153 0mm。3混凝土保护层的作用是什么？梁、板的保护层厚度按规定应取多少？答：保护层是为了保证钢筋和混凝土之间的黏结、防止钢筋过早锈蚀。梁、板受力构件混凝土保护层最小厚度（mm）环境类别梁板C20C25C45C50C20C25C45C50一302525201515二a-3030-2020b-3530-2520三-4035-3025 4梁内纵向受拉钢筋的根数、直径及间距有何具体规定？纵向受拉钢筋什么情况下多层布筋？答：纵向钢筋

6、有强度等级一般宜采用HRB400或RRB400级和HRB335级钢筋。直径是10、12、14、16、18、20、22、25mm，根数一般不少于3根。间距梁下部钢筋水平方向的净间距不应小于25mm和钢筋直径；梁上部钢筋水平方向的净间距不应小于30mm 和1.5倍钢筋直径。当梁底部钢筋较多，无法满足要求时，梁的纵向受力钢筋可置成两层或两层以上，梁的下部纵向钢筋配置多于两层时，从第三层起，钢筋的中距应比下面两层的中距增大一倍。各层钢筋之间净间距不应小于25mm和钢筋直径d。5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

7、截面工作分为三个阶段。第阶段荷载较小，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，当梁处于第阶段末a时，受拉钢筋开始屈服。第阶段钢筋屈服后，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。第阶段末的极限状态可作为其抗裂度计算的依据。第阶段可作为构件在使用阶段裂缝宽度和挠度计算的依据。第阶段末的极限状态可作为受弯构件

8、正截面承载能力计算的依据。6什么叫纵向受拉钢筋的配筋率？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：配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比（轴心受压构件为全截面的面积）。 ， 为配筋率；As为受拉区纵向钢筋的截面面积；b为矩形截面的宽度；h0为截面的有效高度。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

9、。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。7什么是延性的概念？受弯构件破坏形态和延性的关系如何？影响受弯构件截面延性的因素有那些？如何提高受弯构件截面延性？答：延性是指组成结构的材料、组成结构的构件以及结构本身能维持承载能力而又具有较大塑性变形的能力。因此延性又包括材料的延性、构件的延性以及结构的延性。适筋破坏

10、是延性破坏，超筋破坏、少筋破坏是脆性破坏。在单调荷载下的受弯构件，延性主要取决于两个综合因素，即极限压应变cu以及受压区高度x。影响受弯构件截面延性的因素包括，如混凝土强度等级和钢筋级别、受拉钢筋配筋率、受压钢筋配筋率、混凝土极限压应变、箍筋直径和间距、截面形式等。在设计混凝土受弯构件时，承载力问题与延性问题同样重要。主要措施是：1）抗震设计时，限制纵向受拉钢筋的配筋率，一般不应大于2.5%；受压区高度x（0.250.35）h0；2）双筋截面中，规定受压钢筋和受拉钢筋的最小比例，一般使受压钢筋与受拉钢筋面积之比保持为0.30.5；在弯矩较大的区段适当加密箍筋。8什么是受弯构件纵向钢筋配筋率？什

11、么叫最小配筋率？它们是如何确定的？它们在计算中作用是什么？答：配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力钢筋的面积与构件的有效面积之比（轴心受压构件为全截面的面积）。，其中，为配筋率；As为受拉区纵向钢筋的截面面积；b为矩形截面的宽度；h 0为截面的有效高度。配筋率是反映配筋数量的一个参数。最小配筋率是指，当梁的配筋率很小，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min。是根据Mu=Mcy时确定最小配筋率。配筋率是影响构件受力特征的一个参数，控制配筋率可以控制结构构件的破坏形态，不发生超筋破坏和少筋破坏，配筋率又是反映经济效果的主要指标。控制最小配筋率是防止构件发生少筋破坏，少筋

12、破坏是脆性破坏，设计时应当避免。9单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么？等效矩形应力图的基本假定是什么？它们作用是什么？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。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。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

13、应力图形的形心位置应相同。等效矩形应力图的基本假定使简化计算成为可能。10单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：单筋矩形受弯构件正截面承载力应符合下列规定或 适用条件：（1） ，保证这一条件，防止发生超筋破坏，超筋破坏是脆性破坏；（2），保证这一条件，防止发生少筋破坏，少筋破坏是脆性破坏，若，应按构造配置As，即取。11什么是双筋截面？在什么情况下才采用双筋截面？双筋截面中的受压钢筋和单筋截面中的架立钢筋有何不同？双筋梁中是否还有架立钢筋？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

14、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；（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。单筋截面中的架立钢筋是根据构造配置，计算时不参与受力，双筋截面中的受压钢筋是根据计算确定的。双筋截面中配置了受压钢筋就没有必要配置架立钢筋。12双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本

15、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：适用条件：（1）， 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， 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。13双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要？当x2as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， 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

16、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x<时，公式中的右边第二项相对很小，可忽略不计，近似取，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14 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：基本公式： 第一类型T形截面：（中和轴在翼缘内） 第二类型T形截面：（中和轴在腹板内） 适用条件： 规定适用条件是为了避免超筋破坏和少筋破坏。15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 。16单筋截面、双筋截面、T形截面在承载力计算方面有何异同