发布时间 : 星期六 文章《结构设计原理》习题集更新完毕开始阅读63a79575eefdc8d376ee32c6
为了方便使用，对于常用的有明显屈服点的HPB235、HRB335、HRB400和RRB400钢筋，将其抗拉强度设计值fy和弹性模量Es代入式（4-12）中，可算得它们的相对界限受压区高度ξb如表4-4所示，设计时可直接查用。当ξ≤ξb时，受拉钢筋必定屈服，为适筋构件。当ξ>ξb时，受拉钢筋不屈服，为超筋构件。
建筑工程受弯构件有屈服点钢筋配筋时的ξb值 表4-4
HPB235 HRB335 HRB400 0.518 0.508 0.499 0.490 0.481 0.472 0.463 RRB400 ≤C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 0.614 0.606 0.594 0.584 0.575 0.565 0.555 0.550 0.541 0.531 0.522 0.512 0.503 0.493 图4-15 无明显屈服点钢筋的应力—应变曲线式中 fy——无明显屈服点钢筋的抗拉强度设计值； Es——无明显屈服点钢筋的弹性模量。
(4－13)
根据截面平面变形等假设，可以求得无明显屈服点钢筋受弯构件相对界限受压区高度
ξb的计算公式为： (4－14)
截面相对受压区高度ξ与截面配筋率ρ之间存在对应关系。ξb求出后，可以求出适筋受弯构件截面最大配筋率的计算公式。由式（4-8）可写出：
(4－15)
(4－16)
式（4-16）即为受弯构件最大配筋率的计算公式。为了使用上的方便起见，将常用的具有明显屈服点钢筋配筋的普通钢筋混凝土受弯构件的最大配筋率ρ建筑工程受弯构件的截面最大配筋率ρ钢筋等max
max
列在表4-5中。
（%） 表4-5
混凝土的强度等级 级 C15 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 HPB235 2.10 2.81 3.48 4.18 4.88 5.58 6.19 6.75 7.23 7.62 8.01 8.36 8.64 8.92 HRB335 1.32 1.76 2.18 2.62 3.07 3.51 3.89 4.24 4.52 4.77 5.01 5.21 5.38 5.55 HRB400 1.03 1.38 1.71 2.06 2.40 2.74 3.05 3.32 3.53 3.74 3.92 4.08 4.21 4.34 RRB400
当构件按最大配筋率配筋时，由（4-9a）可以求出适筋受弯构件所能承受的最大弯矩为：
(4-17)
式中 αsb——截面最大的抵抗矩系数，αsb=ξb(1-ξb/2) 。
对于具有明显屈服点钢筋配筋的受弯构件，其截面最大的抵抗矩系数见表4-6。 建筑工程受弯构件截面最大的抵抗矩系数αsb 表4-6 钢筋种类 HPB235 HRB335 HRB400 0.3838 0.3790 0.3745 0.3700 0.3653 0.3606 0.3558 RRB400
由上面的讨论可知，为了防止将构件设计成超筋构件，既可以用式（4-11）进行控制，也可以用：
(4-18) ≤C50 C55 C60 C65 C70 C75 C80 0.4255 0.4224 0.4176 0.4135 0.4096 0.4054 0.4010 0.3988 0.3947 0.3900 0.3858 0.3809 0.3765 0.3715 (4-19)
进行控制。式（4-11 ）、式（4-18）和式（4-19）对应于同一配筋和受力状况，因而三者是等效的。
设计经验表明，当梁、板的配筋率为：实心板: ρ=0.4%~0.8%；矩形梁: ρ=0.6%~1.5%；T形梁: ρ=0.9%~1.8%时，构件的用钢量和造价都较经济，施工比较方便，受力性能也比较好。因此，常将梁、板的配筋率设计在上述范围之内。梁、板的上述配筋率称为常用配筋率，也有人称它们为经济配筋率。
由于不考虑混凝土抵抗拉力的作用，因此，只要受压区为矩形而受拉区为其它形状的受弯构件（如倒T形受弯构件），均可按矩形截面计算。
3-10 在什么情况下可采用钢筋混凝土双筋截面梁? 为什么双筋截面梁一定要采用封闭式箍筋？ 截面受压区的钢筋设计强度是如何确定的？
答：当截面承受的弯矩组合设计值Md较大，而截面尺寸收到使用条件限制或混凝土强度又不宜提高的情况下，又出现ξ>ξ b 而承载力不足时，则可改用双筋截面。
若钢筋刚度不足或箍筋间距过大，受压钢筋会过早向外侧向凸出，反而会引起受压钢筋的混凝土保护层开裂，使受压区混凝土过早破坏，因此双筋截面梁一定要采用封闭式箍筋。
<<公路桥规>>取受压钢筋应变ε’s=0.002，这时对R235级钢筋σ’s=ε’s *E’s=0.002*2.1*100000=420MPa>f’sk(=235MPa) 对HRB335. HRB400和KL400级钢筋 σ’s=ε’s *E’s=0.002*2*100000=400MPa≧f’sk(=335MPa及400MPa)
3-11 3-12
3—13 什么叫T形梁受压翼板的有效宽度？ 《公路桥规》对T形梁的受压翼板有效宽度取值有何规定？
答：在设计计算中，为了便于计算，根据等效受力原则，把与梁肋共同工作的翼板宽度限制在一定的范围内，称为受压翼板的有效宽度。《公路桥规》规定，T形截面梁的受压翼板有效宽度用下列三者中最小值。
1）简支梁计算跨径的1/3。对连续梁各中间跨正弯矩区段，取该跨计算跨径的0.2倍；边跨正弯矩区段，取该跨径的0.27倍；各中间支点负弯矩区段，则取该支点相邻两跨计算跨径之和的0.07倍。
2）相邻两梁的平均间距。b+2b(h)+12b’(f)。当h(h)/b(h)<1/3时，取（b+6h(h)+h’(f)）。
3-14.在截面设计时，如何判别两类T形截面？在截面复核时有如何判别？
答：截面设计当M小于或等于全部翼板高度hf一瞥时，属于第一类T形截面，否则属于第二类T形截面。截面复合时，钢筋所承受的拉力小于等于全部受压翼板高度hf一撇内混凝土压应力合理，则x<=hf一撇，属于第一类T形截面，否则属于第二类T形截面。
第4章 受弯构件斜截面承载力计算
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：破坏形态有：斜拉破坏，剪压破坏，斜压破坏。
斜拉破坏发生于剪跨比较大（m>3）情况下；剪压破坏发生于1<=m<=3的情况下；斜压破坏发生于剪跨比较小（m<1）的情况下。
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：影响有腹筋梁斜截面抗弯能力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。
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？公式的上下限值物理意义的什么？
答：在进行晚期钢筋布置时，为满足斜截面抗弯强度的要求，弯起钢筋的弯起点位置应设在按正截面抗弯承载力计算该钢筋的强度全部被利用的截面以外，其距离不小于0.5h0. 上限值---截面最小尺寸；下限值---按构造要求配置箍筋。
4-4 为什么把图4-12称为“腹筋初步设计计算图”？
答：考虑到梁支座处的支承反力较大以及纵向受拉钢筋的锚固要求，《公路桥规》规定，在钢筋混凝土梁的支点处，应至少有两根并且不少于总数1/5的下层受拉主钢筋通过。就是说，这部分纵向受拉钢筋不能在梁间弯起，而其余的纵向受拉钢筋可以在满足规范要求的条件下弯起。根据梁斜截面抗剪要求，所需的第i排弯起钢筋的截面面积，要根据图4-12分配的、应由第i排弯起钢筋承担的计算剪力值来决定。《公路桥规》还规定：取离支点中心线梁高一半处的剪力设计值；其中不少于60%由混凝土和箍筋共同承担；不超过40%由弯起
钢筋（按45°角弯起）承担，并且用水平线将剪力设计值包络图分割。
4-5 试解释下列术语：
剪跨比：剪跨比是一个无量纲常数，用m=M/Vho表示，此处M和V分别为剪压区段的某个竖直截面的弯矩和剪力。
配筋率：用配筋率是钢筋混凝土构件中纵向受力（拉或压）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）。
剪压破坏：剪压破坏衡量的是受弯构件斜截面承载能力。在这种破坏形态中，先