课程设计
一、设计资料
有一矩形截面钢筋混凝土伸臂梁，如图1所示，简支跨A—B的计算跨度为=6m，伸臂跨B—C的计算跨度为=2.5m，全梁承受均布外荷载标准值为=100KN/m；构件的截面尺寸自拟；混凝土强度等级自拟，纵向受力钢筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。
图1 结构布置图（m）
二、梁的内力计算和内力图
1. 截面尺寸选择
按参考尺寸取b=300mm h=700mm则h/b=2.3。截面中布置两排钢筋，则h0=700mm-60mm=640mm。
2. 荷载计算。
梁恒载（自重）设计值：
AB段：gk1=1.0×1.2×0.3m×0.7m×25KN/m3＝6.3KN/m
BC段：gk2=1.0×1.0×0.3m×0.7m×25KN/m3＝5.25KN/m
梁活载设计值：
AC段：q=1.0×1.4×100KN/m1＝140KN/m
3. 梁的内力计算和内力包络图
本梁中恒载和活载的位置均是固定不变的！
AB段总荷载设计值q1=gk1+q=146.3KN/m
BC段总荷载设计值q2=gk2+q=145.25KN/m
计算简图如下：
梁的弯矩图
在距离A支座2.48m处AB段有最大正弯矩。MMAX=450.96KN*m
梁的剪力图
由于支座和构件连在一起,可以共同承受剪力，因此受剪控制截面应是支座边缘截面！剪力图中只标出了支座处三个控制前力值！分别为FSA右=336.18KN FSB左=487.49KN FSB右=336.25KN
三、配筋计算
1. 已知条件
α1 β1 fc（MP）ft(MP) ftk(MP) EC(MP)
砼C30 1 0.8 14.3 1.43 2.01 30000
fy(MP) f′y(MP) Es(MP) ξb αsb ρmin
HRB400级钢筋360 360 200000 0.518 0.3838 0.002
b（mm）h（mm）h/b h0 b*h0 hw/b
截面300 700 2.333333 640 192000 2.133333333
2. 截面尺寸验算
VMAX=487.49 KN, hw/b=h0/b=640mm/300mm=2.3<4该梁属于一般梁。
0.25fcbh0=0.25×14.3MP×0.3m×0.64m＝686.4 KN > VMAX= FSB左=487.49 KN截面尺寸满足要求！
3、纵筋计算（采用单筋梁）
AB段：
αs= = =0.25<αsb=0.38
ξ=1- =0.3<ξb=0.5
As=ξbh0α1fc/fy=2305.9mm2
选用4 16+5 20的钢筋。AS=2375.04mm2>2261.9mm2
ρ= = =0.012>ρmin=0.002
配纵筋后ξ＝＝=0.28<ξb=0.5
BC段：
αs= = =0.26<αsb=0.38
ξ=1- =0.3<ξb=0.5
As=ξbh0α1fc/fy= 2324.2mm2
选用4 16+5 20的钢筋。AS=2375.04mm2>2261.9mm2
ρ= = =0.012>ρmin=0.002
配纵筋后ξ＝＝=0.28<ξb=0.5
4.腹筋计算
（1）可否可按构造配筋
0.7 ft bh0=0.7×1.43MP×0.3m×0.64m＝192.2KN （2）箍筋计算 方案一：梁上某些部分无弯起钢筋，此部分梁对斜剪面抭剪只能由箍筋独自承受，设计时考虑无弯起钢筋的部分为梁的外伸的部分！则此时V= FSB右=336.25KN V≦0.7 ft bh0+1.25fyvρsvh0=192.2KN+1.25×210MP×ρsv×0.64 ρsv≧＝0.86mm2/mm 故可选用四肢箍筋8@100,则 ρsv= = =1.0 mm2/mm﹥ρsvmin=0.24 ＝0.24×1.43÷210＝0.0016 且S 主方案二：当梁上有弯起钢筋时，可由弯起钢筋和箍筋共同承受斜截面上的剪力。 按ρsv≧ρsvmin和Smax≦350mm，选用8@250双肢钢筋，则 ρsv= = = 0.40mm2/mm>ρsvmin=0.0016 Vcs=0.7 ft bh0+1.25fyvρsvh0=259.7KN 对于B对座右边附近 V –Vcs= FSB左–Vcs≦0.8Asbfysina V= FSB左=487.5KN Asb≧= =1118.3mm2 选用4 20纵筋作弯起钢筋！实际弯起钢筋面积AS= 1256.3mm2 验算是否需要第二排弯起钢筋： 计算起弯点处剪力值，取弯完点到支座边缘距离为250mm，计算弯起钢筋水平投影长度时，上下部纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度均取25mm，Sb=h-150mm-16mm=700mm-150mm-16mm =609mm 截面2-2的剪力可由相似三角形关系求得 V2 =V(1- ) =487.5KN×(1- )=368.4KN> Vcs=259.7KN 故需要第二排弯起钢筋,且第二排弯起钢筋的面积： Asb≧= =499.9 mm2 选用4 16纵筋作弯起钢筋！实际弯起钢筋面积AS= 804.2mm2 验算是否需要第三排弯起钢筋： 第二排弯起钢筋弯完点到第一排弯起钢筋弯起点距离取250mm则相似三角形关系求得V3=V(1- ) =487.5KN(1- )=249.9KN < Vcs=259.7KN 故不需要第三排弯起钢筋！ 对于A对座右边附近 V - Vcs≦0.8Asbfysina 此时V=FSA右=336.18KN Asb≧= =375.3mm2 选用4 16纵筋作弯起钢筋！实际弯起钢筋面积AS= 804.2mm2 验算是否需要第二排弯起钢筋： 取弯完点到支座边缘距离为250mm，计算弯起钢筋水平投影长度时，上下部纵向受力钢筋的混凝土保护层厚度均取25mm，Sb=h-150mm-20mm=700mm-150mm-16mm =605mm 截面2-2的剪力可由相似三角形关系求得 V2 =V(1- ) =336.2KN×(1- )=220.4KN 不需要配第二排弯起钢筋！ 四、进行钢筋布置和作材料图 材料图 钢筋图和材料图见上！ 1.材料图的绘制 确定各钢筋所能承担的弯矩！ξ＝ ＝＝0.2 MU＝fy×As×h0×（1－0.5×ξ） =360MPa×2375mm2×0.64m×（1－0.5×0.28）＝513.3KN*m 故单位面积钢筋能承担的弯矩为：M＝＝ 故4 16纵筋能承担的弯矩为M16＝AS16×M＝804.2mm2×＝174KN*m 故5 20纵筋能承担的弯矩为M16＝AS20×M＝1571mm2×＝339KN*m 根据比例绘出每根钢筋所能承担的弯矩。 2.确定钢筋的弯起位置！ 绘每根钢筋承担的弯矩时，在负弯矩部分将⑦号钢筋的所能承担的弯矩画在最下面！对于A支座附近的弯起钢筋全部由4 16钢筋充当。在画材料图时将其承担的弯矩画在正弯矩的最下面，同时确定弯起点的位置时，由材料图内最靠内的一根钢筋的弯起点确定4 16钢筋的弯起点。弯起点到强度充分利用截面的距离为495mm>h0/2=320mm. 同理确定4 20的钢筋的弯起点位置！ 3.确定受负弯矩钢筋的剪断位置！ ⑦号钢筋在B支座左边剪断时，由1.2la＋h0=1486mm,20d=400mm.中较大的确定，显然由1486mm确定！ 4.确定钢筋的锚固长度！ ①②号钢筋全部伸入A支座，其锚固长度las>=12d=240mm，实际中考虑施工方便均 取为370mm-30mm=340mm.其中⑦号钢筋伸入B支座的锚固长度也取为340mm！ 5.钢筋长度详见钢筋图！ 五、裂缝宽度验算 将荷载效应按标准组合算得： q=1.0×0.3×0.7m×25KN/m3+100KN/m=105.25KN/m FA＝＝＝260.9KN 跨内最大弯矩到A支座距离为：X＝FA/q=260.9KN/105.25KN/m=2.5m 跨内Mk= FA×X－q×X2/2 ＝260.9KN×2.5m－105.25KN/m×2.5m2/2=323.4KN*M σsk= = =244.6MPa ρte=As/Ate=2375.04mm2/(0.5×700mm×300mm)＝0.022 ψ=1.1- =1.1- =0.86 deq＝＝＝18.4mm 可得跨内ωmax=αcrψ(1.9c+0.08 ) =2.1×0.86× (1.9×25mm+0.08 )=0.25mm <ωlim=0.3mm 同理可得伸臂部分ωmax=0.25mm<ωlim=0.3mm 综上裂缝宽度符合要求！ 六、挠度验算 构件短期刚度Bs＝＝ ＝＝1.15E＋14MPa*mm 由前知在跨内部分MK=323.4KN*M Mq=169.7KN*M θ=2 此时BL= Bs = ×1.15E＋14＝7.56E+13 MPa*mm 对外伸部分MK= 328.9KN*M Mq= 172.7KN*M θ=2 此时BB= Bs = ×1.15E＋14＝7.54E+13 MPa*mm 为了简化计算，梁的刚度统一取为跨内和伸臂部分的较小者，为 EI＝BB＝7.54E+13 MPa*mm 跨内挠度 根据材料力学知识有：ω″（x）=-M(x)/ EI 故：θ= ∫M(x)dx M(x)=FA×X－q×X2/2 故：θ= ∫M(x)dx= ( －＋C) ω（x）= ∫θ(x)dx= ( －＋CX+D) 又已知当x=0,ω（x）=0 故D＝0 当x=6时－＋CX＝0 代入FA＝261.0KN q=105.25KN/m 故C＝-618.342KN*m2 将C代入θ= －＋C=0 X= 2.74m 当θ＝0时ω有最值！ 将X= 2.74m C＝-618.342KN*m2 代入ω（x）= ∫θ(x)dx= ( －＋CX) 故ωmax=13.9mm<30mm= = 伸臂挠度 容知伸臂部分产生最大挠度在梁的最右边缘，取EI= BB＝7.54E+13 MPa*mm 采用图乘法，在伸臂最右边C点虚加上一单位力！如下图 故EIωc=S1×h1-S2×h2+ S3×h3-S4×h4 =328.906KN/m×2.5m×0.5×2.5×－×2.5×× ＋328.906KN/m×6×0.5×－×6×× ＝－209.6792KN*m3 将EI＝BB＝7.54E+13 MPa*mm 代入上式：得ωc=－2.8mm ︱ωc︳=2.8mm <25mm= = 故挠度满足要求！ 1、混凝土保护层厚度是指（） (B) 受力钢筋的外皮至混凝土外边缘的距离 2、单筋矩形截面梁正截面承载力与纵向受力钢筋面积A s的关系是（） (C) 适筋条件下，纵向受力钢筋面积愈大，承载力愈大 3、少筋梁正截面受弯破坏时，破坏弯矩是（） (A) 小于开裂弯矩 4、无腹筋梁斜截面受剪破坏形态主要有三种，对同样的构件，其斜截面承载力的关系为（） (B) 斜拉破坏<剪压破坏<斜压破坏 5、混凝土柱的延性好坏主要取决于（） (B) 纵向钢筋的数量 二、选择题 1、单筋矩形截面受弯构件在截面尺寸已定的条件下，提高承载力最有效的方法是（） (A) 提高钢筋的级别 2、在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁(h w/b≤，若V>c f c bh0，可采取的解决办法有（） (B) 增大构件截面尺寸 3、轴心受压构件的纵向钢筋配筋率不应小于(C) % 4、钢筋混凝土剪扭构件的受剪承载力随扭矩的增加而(B) 减少 5、矩形截面大偏心受压构件截面设计时要令x=b h0，这是为了（） (C) 保证破坏时，远离轴向一侧的钢筋应力能达到屈服强度 二、选择题 1、对构件施加预应力的主要目的是（） (B) 避免裂缝或减少裂缝（使用阶段），发挥高强材料作用 2、受扭构件中，抗扭纵筋应（） (B) 在截面左右两侧放置 3、大偏心受拉构件的破坏特征与（）构件类似。 (B) 大偏心受压 4、矩形截面小偏心受压构件截面设计时A s可按最小配筋率及构造要求配置，这是为了（） (C) 节约钢材用量，因为构件破坏时A s应力s一般达不到屈服强度。 5、适筋梁在逐渐加载过程中，当纵向受拉钢筋达到屈服以后（） (C) 该梁承载力略有所增大，但很快受压区混凝土达到极限压应变，承载力急剧下降而破坏 二、选择题（每题 2 分，共 10 分） 1．热轧钢筋经过冷拉后（）。 A．屈服强度提高但塑性降低 2．适筋梁在逐渐加载过程中，当正截面受力钢筋达到屈服以后（）。 D．梁承载力略有提高，但很快受压区混凝土达到极限压应变，承载力急剧下降而破坏3．在进行受弯构件斜截面受剪承载力计算时，对一般梁（h w/b≤），若 V＞βc f c bh0,可采取的解决办法有（）。 B．增大构件截面尺寸 4．钢筋混凝土柱子的延性好坏主要取决于（）D．箍筋的数量和形式 5．长期荷载作用下，钢筋混凝土梁的挠度会随时间而增长，其主要原因是（）。D．受压混凝土产生徐变 二、选择题：（每题 2 分，共 10 分） 1．有三种混凝土受压状态：a 为一向受压，一向受拉，b 为单向受压，c 为双向受压，则 a、b、c 三种受力状态下的混凝土抗压强度之间的关系是（）。 C．c>b>a 2．双筋矩形截面正截面受弯承载力计算，受压钢筋设计强度规定不超过 400N/mm 2 ，因为（）。 C．混凝土受压边缘此时已达到混凝土的极限压应变 3．其它条件相同时，预应力混凝土构件的延性通常比钢筋混凝土构件的延性（）B．小些4．无腹筋梁斜截面的破坏形态主要有斜压破坏、剪压破坏和斜拉破坏三种。这三种破坏的性质是（）。 A．都属于脆性破坏 钢筋混凝土梁正截面实验 一、实验目的 1.通过对钢筋混凝土梁的承载力、应变、挠度及裂缝等参数的测定，熟悉钢筋 混凝土受弯构件正截面破坏的一般过程及其特征，加深对书本理论知识的理解。 2.进一步学习常规的结构实验仪器的选择和使用操作方法，培养实验基本技 能。 3.掌握实验数据的整理、分析和表达方法，提高学生分析与解决问题的能力。 二、实验设备和仪器 1.试件—钢筋混凝土简支梁1根、尺寸及配筋如图所示。 混凝土设计强度等级：C25 钢筋：纵筋2φ8，Ⅰ级（实际测得钢筋屈服强度为390Mpa，极限抗拉强度为450 Mpa）箍筋：φ6＠100，Ⅰ级 试件尺寸： b＝100mm； h＝150mm； L＝1100mm； 制作和养护特点：常温制作与养护 2．实验所需仪器： 手动油压千斤顶1个，测力仪及压力传感器各1个；静态电阻应变仪一台；百分表及磁性表座各3个；刻度放大镜、钢卷尺；支座、支墩、分配梁。 三、实验方案 为研究钢筋混凝土梁的受力性能，主要测定其承载力、各级荷载下的挠度 和裂缝开展情况，另外就是测量控制区段的应变大小和变化，找出刚度随荷载变化的规律。 1. 加载装置 梁的实验荷载一般较大，多点加载常采用同步液压加载方法。构件实验荷载的布置应符合设计的规定，当不能相符时，应采用等效荷载的原则进行代换，使构件实验的内力图与设计的内力图相近似，并使两者的最大受力部位的内力值相等。 作用在试件上的实验设备重量及试件自重等应作为第一级荷载的一部分。确定试件的实际开裂荷载和破坏荷载时，应包括试件自重和作用在试件上的垫板，分配梁等加荷设备重量（本实验梁的跨度小，这些影响可忽略不计）。 2. 测试内容及测点布置 测试内容钢筋及混凝土应变、挠度和裂缝宽度等。 本次实验测试具体项目：正截面应变；纵向受力钢筋应变；梁挠度；裂缝发展情况；开裂荷载；屈服荷载；破坏荷载。 纯弯区段混凝土表面布置5个电阻应变片（自行设计测点位置），实验前完成应变片粘贴工作。另外梁内受拉主筋各布有电阻应变片1片。 挠度测点三个：跨中点，支座沉降点（2个）。 3. 实验步骤 实验为半开放式：实验前，学生应仔细阅读实验指导书，了解实验过程，在指导教师解答提问、讲明注意事项之后，由学生自己提具体实施方案，经指导教师同意后，分组（每组不多于10人）自行操作实验。教师给出实验所需的仪器设备并实时指导。 具体实验步骤如下： （1）考察实验场地及仪器设备，听实验介绍，写出实验预习报告。 三．计算题 1、.如下图所示简支梁，混凝土C30，P=100KN ，不计自重，环境类别为一类，试求： （1） 所需纵向受拉钢筋（采用HRB335级钢筋， 2 /300mm N f y =） （2） 求受剪箍筋（无弯起钢筋）（箍筋采用：HPB235级， 2 /210mm N f y =） C30：22/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==，箍筋采用：双肢箍，φ8（2 13.50mm A sv =） 1、 解：（1）由公 式得 2 6 2 0465 2009.110.110125????== bh f M c s αα=0.243 283.00.243211211=?--=--=s αξ 858.0)243.0211(5.0)2-1(15.0s =?-+?=?+?=αγs 26 01044465 858.030010125/mm h f M A s y s =???==γ 选用钢筋421017,18mm A s =Φ 2min 200500200%2.01044mm bh A s =??=>=ρ （2）采用双排配筋 mm h h 440600=-= 2 01/bh f M c s αα== 271.04402009.110.1101252 6 =???? s αξ211--==323.0271.0211=?-- =+?=)2-1(15.0s αγs 0.50.838271.0211(=?-+?） 26 01614440 838.021010125/mm h f M A s y s =???= =γ 选用钢筋8Φ16 A s =1608mm 2 2min 270500200%27.01614mm bh A s =??=>=ρ (3)假定受拉钢筋放两排 60=a mm h 440605000=-= 2 01/bh f M c s αα==488.0440 2009.110.1102252 6 =???? s αξ211--==1-55.0845.0488.021>=?- 故采用双筋矩形截面 取b ξξ= M )5.01(2 011b b c bh f ξξα-= )55.05.01(55.04402009.110.12?-?????= =183.7KN m ? 26 6' 0' ' 9.339) 35440(300107.18310225)(/mm a h f M A y s =-??-?= -= 9.339300/4402009.110.155.0//' '01+????=+=y y s y c b s f f A f bh f A αξ =2260mm 2 故受拉钢筋选用622Φ A s =2281mm 2 受压钢筋选用216Φ A ' s =402mm 2,满足最小配筋率要求。 2、某钢筋混凝土矩形截面简支梁承受荷载设计值如图所示。其中集中荷载F=92kN ，均布荷载g +q =7.5kN/m （包括自重）。梁截面尺寸b ×h =250mm×600mm，配有纵筋4 25，混凝土强度等级为C25，箍筋为I 级钢筋，试求所需箍筋数量 并绘配筋图。 梁截面尺寸的一般规定-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN 梁截面尺寸的一般规定 简支多跨连续悬臂 次梁 h大于等于1/15L h等于(1/18~1/12)L h大于等于1/8L 现浇整体肋形梁 主梁 h大于等于1/12L h等于(1/14~1/8)L h大于等于1/6L 现浇整体肋形梁 独立梁 h大于等于1/12L h等于1/15L h大于等于1/6L 框架梁 h等于(1/10~1/12)L 现浇整体式框架梁 框架梁 h等于(1/8~1/10)L 装配式整体或装配式框架梁 框架扁梁 h等于(1/16~1/22)L 现浇整体式钢筋混凝土框架扁梁 框架扁梁 h等于(1/20~1/25)L 预应力混凝土框架扁梁 h为梁的截面高度，b为梁的截面宽度，L为梁的计算跨度。 b/h对于矩形截面梁一般为1/2~1/ 对于T形梁为1/~1/4 如构件计算跨度L大于等于9M时，表中数值应乘以系数 b：120,150,180,200,220,250,300mm 大于250mm时，一般应以50mm为模数。 圈梁的截面宽度按墙厚确定。 h：250,300,350…，750,800,900. 如h大于800mm时，一般应以100mm为模数。 现浇钢筋混泥土结构中 主梁的截面宽度不小于200mm。次梁的截面宽度不小于150mm。 如主梁下部钢筋为单层配筋时，一般主梁至少应比次梁高50mm。 框架扁梁的截面高度除满足表中规定的数值外还应满足刚度要求。 跨度较大时截面高度h取值较大值，跨度较小时截面高度h宜取值较小值。 同时扁梁的截面高度h不宜小于倍板的厚度。 《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。 结构上的作用又分为直接作用和间接作用。荷载属于直接作用。 6．什么叫做作用效应？什么叫做结构抗力？ 答：直接作用和间接作用施加在结构构件上，由此在结构内产生内力和变形，称为作用效应。 结构抗力R是指整个结构或构件承受作用效应（即内力和变形）的能力，如构件的承载力和刚度等。 作业2 一、选择题 ACCCD 二、判断题 1．√2．√3．×4．×5．×6．√7．×8．√ 三、简答题 1．钢筋混凝土受弯构件正截面的有效高度是指什么？ 答：计算梁、板承载力时，因为混凝土开裂后，拉力完全由钢筋承担，力偶力臂的形成只与受压混凝土边缘至受拉钢筋截面重心的距离有关，这一距离称为截面有效高度。 2．根据配筋率不同，简述钢筋混凝土梁的三种破坏形式及其破坏特点? 答：1）适筋破坏；适筋梁的破坏特点是：受拉钢筋首先达到屈服强度，经过一定的塑性变形，受压区混凝土被压碎，属延性破坏。2）超筋破坏；超筋梁的破坏特点是：受拉钢筋屈服前，受压区混凝土已先被压碎，致使结构破坏，属脆性破坏。3）少筋破坏；少筋梁的破坏特点是：一裂即坏，即混凝土一旦开裂受拉钢筋马上屈服，形成临 的含义及其在计算中的作用是什么？ 界斜裂缝，属脆性破坏。3．在受弯构件正截面承载力计算中， b 答：是超筋梁和适筋梁的界限，表示当发生界限破坏即受拉区钢筋屈服与受压区砼外边缘达到极限压应变同时发生时，受压区高度与梁截面的有效高度之比。其作用是，在计算中，用来判定梁是否为超筋梁。 第二章梁柱截面估算 -、梁柱截面估算 (1)梁:h b=(1/8 ?1/12)1 b b=(1/2 ?1/3) h b 《建筑抗震设计规范》规定： 梁的截面尺寸，宜符合下列各项要求： 1、截面宽度不宜小于200mm 2、截面高宽比不宜大于4； 3、净跨与截面高度之比不宜小于4。 (2)柱：柱的截面尺寸一般由满足抗震要求的柱轴压比确定 c c 柱轴压力设计值：N Fg e n :考虑地震作用组合柱轴力增大系数，边柱 1.3，不等跨内柱 1.25，等跨内柱1.2 F:按简支状态柱的受荷面积 g e：楼面荷载近似取值12?15KN/m n：验算截面以上楼层层数 A:柱估算截面面积 c ：柱轴压比限值，按抗震等级确定。 《建筑抗震设计规范》规定： 柱的截面尺寸，宜符合下列各项要求： 1、截面的宽度和高度均不宜小于300mm圆柱直径不宜小于350mm 2、剪跨比宜大于2。 3、截面长边与短边的边长比不宜大于3 、柱网尺寸，层高和梁柱截面尺寸的确定 1框架结构柱网布置图 图2.1 柱网布置图 2. 计算高度确定 计算简图中的杆件以计算轴线表示，柱取截面形心线，梁取截面形心线。框架计算高度：除底层外的其余各层都取建筑层高。底层高度取基础顶面到二层楼面梁顶的距离，框架梁的跨度取柱轴线之间的距离。 3、梁柱界面尺寸的确定 （1）柱 中柱的截面估算 按中柱的负荷面积估算底层柱的轴力： 恒载12 0.5 0.5 7.8 7.2 7.8 3.0 5 2430kN 活载 2 0.5 0.5 7.8 7.2 7.8 3.0 5 405kN 估算柱轴力设计值N v 1.2 2430 1.4 405 3483kN 中柱的截面尺寸为600mm 600mm 边柱的截面估算： 1轴：按边柱的负荷面积估算底层柱的轴力: A》1.2N v c f c 3 1.2 3483 10 0.85 14.3 3.44 105mm2 已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁，截面尺寸h b ?=250mm ×550mm ，混凝土强度等级为C30，配有422受拉钢筋，环境类别为一类。计算跨度0l =6m ，净跨n l ＝5.74m ，箍筋采用HPB235级。试求当纵向钢筋未弯起或截断,采用φ8@200双肢箍时，梁所能承受的均布荷载设计值(含自重)q g +为多少？ 解：（1）正截面抗弯荷载设计值： mm h 510405500=-= %2.0%19.1510 25022)4/14.3(4min 2 0=>=???==ρρbh A s mm h mm b f A f x b c s y 23851055.085.085.06.127250 3.1415203000=??=<=??==ξ m KN x h bx f KM c ?=- ???=-=5.203)2 6.127510(6.1272503.14)2 (0 m KN l K M q g /7.37620.1/5.2038/8220=?==+ （2）斜截面抗剪荷载设计值： %15.0%2.0200 2503.502min =>=??==sv sv sv bs A ρρ 满足要求。 KN h s A f bh f KV sv bv t 9.1943.676.1275102003.50221025.151025043.17.025.17.000=+=??? ?+???=+= 钢筋混凝土梁课程设计 目录 混凝土的配合比--------------------------------------------------------------1 几种方案的比较--------------------------------------------------------------2 正截面抗弯承载能力计算--------------------------------------------------3 箍筋配置-----------------------------------------------------------------------4 斜截面抗剪、抗弯承载力复核--------------------------------------5 裂缝宽度W fk的验算-------------------------------------------------------6 挠度的验算--------------------------------------------------------------------7 1．配合比设计 材料： 普通水泥：强度等级为32.5 （实测28d 强度35.0Mpa ） 细沙:os ρ=2670Kg/m 3 卵石:最大粒径20mm 3 2660ρm k g g = 水：自来水 （1） 计算配制强度 o cu f , 查表得 C25时 Mpa 5=σ Mpa k cu co f f 225.335645.125σ645.1,=×+=+= （2） 计算水灰比 （C W ） 已知水泥实测强度： Mpa f ce 35= 所用粗集料为卵石，回归系数为： 48.0a α= 33.0α=b 43 .035 33.048.0225.333548.0αα,=××+×==×+×ce o cu ce a f f f c w b 查表最小水灰比规定为0.65 所以43 .0=c w （3） 确定单位用水量 wo m 1.根据轴向力作用位置不同，受压柱可以分为哪两种类型？ 2.矩形截面偏心受压柱截面长短边之比一般为多少？ 3.先浇柱的边长不宜小于多少？ 4.柱内纵向受力钢筋的经济配筋率范围？最大配筋率不宜超过多少？ 5.为什么受压钢筋不宜采用高强度钢筋？ 6.柱内纵向受力钢筋的直径范围通常是多少？ 7.圆形柱中纵向钢筋根数不宜少于多少？不应少于多少？ 8.现浇柱内纵向受力钢筋的净距不应少于多少？不应大于多少？ 9.柱内何种情况需要设置纵向构造钢筋？ 10.柱内什么情况下需要设置复合箍筋？ 11.柱内箍筋的作用是什么？ 12.柱内箍筋的直径是如何规定的？ 13.柱内箍筋的间距是如何规定的？ 14.什么事短柱和长柱？ 15.什么是主内应力重分布？ 16.影响柱延性好坏的主要因素是什么？ 17.影响柱稳定系数的主要因素是什么？ 18.大偏心受压破坏的主要特征是什么？ 19.小偏心受压破坏的主要特征是什么？ 20.大小偏心受压的本质区别是什么？ 21.大偏心受压破坏发生的条件是什么？ 22.小偏心受压破坏发生的条件是什么？ 23.大偏心受压计算公式的适用条件是什么？ 24.对称配筋的优缺点是什么？ 25.柱的正常使用极限状态验算包括哪些内容？ 26.如何判别大小偏心受压？ 27.如何判别大小偏心受压构件？ 28.什么是牛腿？ 29.牛腿内什么情况下需要设置弯起钢筋？ 30.牛腿内箍筋的间距是如何规定的？ 31.牛腿内受力钢筋的垂直弯钩长度应取多少？ 32.e代表什么距离？ 33.e＇代表什么距离？ 34.轴心受压柱全部纵向受力钢筋的配筋率不得小于多少？ 35.复合箍筋的分布原则是什么？ 梁柱设计经验 一、梁的设计 1．梁尺寸确定。 该工程定为纵横向承重，主要为横向承重，根据梁尺寸初步确定： 主梁高h : (1/8—1/12)L, 宽b(1/3—1/2)h 连系梁高h : (1/10-1/15)L, 宽b(1/3-1/2)h 次梁高h : (1/12-1/18)L, 宽b(1/3-1/2)h 2我这里引用一些梁设计的经验： (1).梁上有次梁处(包括挑梁端部)应附加箍筋和吊筋，宜优先采用“附加箍筋”。 梁上小柱和水箱下, 架在板上的梁, 不必加附加筋。 可在结构设计总说明处画一节点，有次梁处两侧各加三根主梁箍筋，荷载较大处详施工图。 (2).当外部梁跨度相差不大时，梁高宜等高，尤其是外部的框架梁。 当梁底距外窗顶尺寸较小时，宜加大梁高做至窗顶。 外部框架梁尽量做成梁外皮与柱外皮齐平。 当建筑有要求时：梁也可偏出柱边一较小尺寸。梁与柱的偏心可大于1/4柱宽，并宜小于1/3柱宽。(3).折梁阴角在下时纵筋应断开，并锚入受压区内La，还应加附加箍筋 (4).梁上有次梁时，应避免次梁搭接在主梁的支座附近，否则应考虑由次梁引起的主梁抗扭，或增加构造抗扭纵筋和箍筋。（此条是从弹性计算角度出发）。当采用现浇板时，抗扭问题并不严重。 (5).原则上梁纵筋宜小直径小间距，有利于抗裂，但应注意钢筋间距要满足要求，并与梁的断面相应。箍筋按规定在梁端头加密。布筋时应将纵筋等距，箍筋肢距可不等。小断面的连续梁或框架梁，上、下部纵筋均应采用同直径的，尽量不在支座搭接。 (6).端部与框架梁相交或弹性支承在墙体上的次梁，梁端支座可按简支考虑，但梁端箍筋应加密。 (7).考虑抗扭的梁，纵筋间距不应大于300和梁宽，即要求加腰筋，并且纵筋和腰筋锚入支座内La。箍筋要求同抗震设防时的要求。 第一章绪论 思考题 1钢筋混凝土结构有哪些优点、缺点？ 2钢筋与混凝土两种物理力学性能不同的材料，为何能共同工作？3学习本课程要注意哪些问题？ 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 思考题 1混凝土的立方体抗压强度f cu,k是如何确定的？与试块尺寸有什么关系？ 2如已知边长150mm混凝土立方体试件抗压强度平均值 f cu=20N/mm2，试估算下列混凝土强度的平均值： 1．100mm边长立方体抗压强度； 2．棱柱体试件的抗压强度； 3．构件的混凝土抗拉强度。 3绘制混凝土棱柱体试件在一次短期加荷下的应力－应变曲线，并指出曲线的特点及f c、ε0、εmax等特征值。 4混凝土的割线模量、弹性模量有何区别？它们与弹性系数有何关系？ 5什么叫混凝土的徐变、线性徐变、非线性徐变？混凝土的收缩和徐变有何本质区别？ 6绘制有物理屈服点的钢筋的应力－应变曲线，并指出各阶段的特 点及各转折点的应力名称。 7解释条件屈服强度、屈强比、伸长率？ 8受拉钢筋锚固长度l a与哪些因素有关，如何确定？受压钢筋锚固长度为何小于l a，又有哪些要求？ 9如何确定同一、非同一搭接区段，如何确定搭接长度，在同一接区段内的搭接钢筋面积有哪些要求？ 10为何要在受力钢筋搭接处设置箍筋，对该处箍筋的直径和布置有何要求？ 11《规范》对机械连接接头和焊接接头分别提出了哪些要求？ 12一对称配筋的钢筋混凝土构件，其支座之间的距离固定不变。试问由于混凝土的收缩，混凝土及钢筋中将产生哪些应力？ 第三章按近似概率理论的极限状态设计法 思考题 1结构设计的目地是什么？结构应满足哪些功能要求？ 2结构的设计基准期是多少年？超过这个年限的结构是否不能再使用了？ 3何谓结构的极限状态？结构的极限状态有几类？主要内容是什么？ 4何谓结构的可靠性及可靠度？ 5何谓结构上的作用、作用效应？何谓结构抗力？ 6结构的功能函数是如何表达的？当功能函数Z＞0、Z＜0、Z＝0 钢筋混凝土简支梁的正截面破坏实验报告 一、试验目的及要求 1、学习钢弦传感器，荷载传感器和百分表的使用。 2、通过试验理解适筋梁、少筋梁及超筋梁的破坏过程及破坏特征。 3、观察适筋梁纯弯段在使用阶段的裂缝宽度及裂缝间距。 4、学习如何确定开裂荷载、梁的挠度及极限荷载。 5、掌握试验数据处理的方法并绘制曲线。 二、试验仪器及设备 JMZX-215型钢弦传感器、JMZX-212型钢弦传感器、JMZX-200X综合测试仪、MS-50位移传感器，磁性表座，千斤顶。 三、试验内容及步骤 1、将钢弦传感器的底座黏贴在画好的黏贴的位置，再将钢弦传感器安装在底座上，固定好传感器，调整初始读数，并记录初始读数。 2、将百分表安放好，记录钢弦传感器和百分表的初始读数。 3、加载，并记录每级荷载下的钢弦传感器的读数，每一级荷载下观察裂缝的宽度变化。 四、试验报告 1、计算钢筋混凝土梁的开裂荷载和极限荷载。 开裂荷载计算： 极限荷载计算： 2、简述钢弦传感器的使用步骤，数显百分表的使用方法。 钢弦传感器的使用步骤：1、首先确定测试位置，并画出定位线。2、用标准杆将钢弦底座固定在定位线上。3、将标准杆拆下，并将传感器固定在底座上，并记录初始读数。4、分级加载，记录读数。 数显百分表的使用步骤：1、将数显百分表固定在磁性表座上。2、将磁性表座安放在固定支墩上，调整磁性表座到合适位置，使百分表垂直于被测构件的表面。3、记录初始读数，分级加载，记录读数。 3、实验数据记录（荷载、混凝土应变、跨中位移计读数）。 见试验数据记录表 4、根据实验数据绘制荷载荷载-挠度曲线，荷载-应变曲线，沿截面高度砼应变变化曲线。 5、观察裂缝的发展趋势，并解释原因。 在跨中纯弯段，最先出现裂缝并沿着梁高方向发展，裂缝大致与梁长方向垂直；在支座附近弯剪区域，裂缝大致与梁长方向呈45度角出现并发展延伸。 其原因是：在跨中纯弯段，因为混凝土只承受弯曲应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向平行，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁高方向出现并发展；在支座附近弯剪区域，因为混凝土同时承受弯曲应力和剪切应力，混凝土承受的主应力方向与梁长方向呈45度，故此区域的混凝土因主应力而出现的裂缝方向与主应力方向垂直，沿梁长方向呈45度角出现并发展延伸。 四、计算题（要求写出主要解题过程及相关公式，必要时应作图加以说明。每题15分。） 第3章 轴心受力构件承载力 1．某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度m H l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mm N f y =），环境类别为一类。确定柱截面积尺寸及纵筋面积。（附稳定系数表） 2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高l 0=H =，混凝土用C30（f c =mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。确定该柱截面尺寸及纵筋面积。（附稳定系数表） 3．某无侧移现浇框架结构底层中柱，计算长度m l 2.40=，截面尺寸为300mm ×300mm ，柱内配有416纵筋（2'/300mm N f y =），混凝土强度等级为C30（f c =mm 2），环境类别为一类。柱承载轴心压力设计值N=900kN ，试核算该柱是否安全。（附稳定系数表） 第4章 受弯构件正截面承载力 1．已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25,f c =mm 2， 2/27.1mm N f t =, 钢筋采用HRB335，2/300mm N f y =截面弯矩设计值M=。环境类别 为一类。求：受拉钢筋截面面积。 2．已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C25， 22/9.11,/27.1mm N f mm N f c t ==，截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。 3．已知梁的截面尺寸为b ×h=250mm ×450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm 的HRB335钢筋，即Ⅱ级钢筋，2 /300mm N f y =，A s =804mm 2；混凝土强度等级为C40， 22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==；承受的弯矩M=。环境类别为一类。验算此梁截面 是否安全。 < 4．已知梁的截面尺寸为b ×h=200mm ×500mm ，混凝土强度等级为C40， 22/1.19,/71.1mm N f mm N f c t ==，钢筋采用HRB335，即Ⅱ级钢筋，2 /300mm N f y =， 截面弯矩设计值M=。环境类别为一类。受压区已配置3φ20mm 钢筋，A s ’=941mm 2,求受拉钢筋A s 5．已知梁截面尺寸为200mm ×400mm ，混凝土等级C30，2 /3.14mm N f c =，钢筋 采用HRB335，2 /300mm N f y =，环境类别为二类，受拉钢筋为3φ25的钢筋，A s =1473mm 2，受压钢筋为2φ6的钢筋，A ’s = 402mm 2；承受的弯矩设计值M=。试验算此截面是否安全。 6．已知T 形截面梁，截面尺寸如图所示，混凝土采用C30， 2/3.14mm N f c =，纵向钢筋采用HRB400级钢筋， 钢筋混凝土梁设计 钢筋混凝土梁课程设计 目录 混凝土的配合比--------------------------------------------------------------1 几种方案的比较--------------------------------------------------------------2 正截面抗弯承载能力计算--------------------------------------------------3 箍筋配置-----------------------------------------------------------------------4 斜截面抗剪、抗弯承载力复核--------------------------------------5 裂缝宽度W fk的验算-------------------------------------------------------6 挠度的验算--------------------------------------------------------------------7 （1） （2） 确定单位用水量 wo m 所用卵石最大粒径20mm 坍落度要求为35~50 则180wo m kg = 计算水泥用量 1804180.43 wo co kg w c m m = == （3） 确定砂率 所用卵石最大粒径mm 40 水灰比 0.43 查表取%30=s β （4） 计算粗、细集料用量 go m ，so m cp wo so go co m m m m m =+++ ① %100β×+=so go so m m m s ② 代入数据： 4181802500 go so m m + ++= ① % 100%30×+=mso m m go so ② 最终得: 1331.4go kg m = 570.6so kg m = 按重量法算得该混凝土配合比为; :::418:570.6:1331.4:1801:1.36:3.18:0.43 co so go wo m m m m == 已知条件：纵向受拉钢筋（HRB335.4Φ 12） 混凝土强度为C25, ξb=0.56 计算跨径为L=1.9m 查表知：f sd =f sd '=280MPa ，； f cd =11.5MPa 一、面、尺寸的调整 设计人员根据教科书建议的梁、柱截面尺寸的取值范围，结合自己的经验先对所有构件的大小初步确定一个尺寸。此时须注意尽可能使柱的线刚度与梁的线刚度的比值大于1.这是为了实现在罕遇地震作用下，让梁端形成塑性铰时，柱端仍可处于非弹性工作状态而没有屈服，但节点还处于弹性工作阶段的目的。即“强柱弱梁强节点”。将初步确定的尺寸输入计算机进行试算，一般可得到下述三种结果：1）部分梁柱仅为构造配筋。此时可根据电算显示的梁的裂缝宽度和柱的轴压比大小，适当减小梁、柱的截面尺寸再试算。2）部分梁显示超筋或裂缝宽度>0.3mm，部分柱的轴压比超限或配筋过大（试算时可控制柱的配筋率不大于3%）。此时可适当放大这部分梁、柱的截面尺寸再试算。3）梁、柱的截面尺寸均合适，勿需调整，此时要进一步观察梁、柱的配筋率是否合适。 二、梁、柱的适宜配筋率 原则：掌握配筋率“适中”为宜。这个“适中”指在规范规定的区域内取中间段，其值约相当于定额含钢量。规范规定框架梁的纵向受拉钢筋最小配筋率为0.2%，最大配筋率为2.5%；框架柱的纵向钢筋配筋率区间为0.6%~5%。 建议：对于框架梁，其纵向受拉钢筋的配筋率取 0.4%-1.5%较适宜。对于框架柱，其全部纵向受力钢筋的配筋率取1%~3%较适宜。梁、柱配筋率的上限在试算在试算阶段宜留有一定余地，因为下一部梁、柱配筋的调整还需要一定空间。 三、框架梁配筋的调整 框架梁显示的配筋是梁按强度计算的配筋量，调整的目的是解决梁的裂缝宽度超限和“强剪弱弯”的问题。 （一）缝宽度超限问题 在配筋率一定时，选用小直径的钢筋可以增加混凝土的握裹面积、减少梁的裂缝宽度。增大配筋率是减小梁裂缝宽度的直接方法。提高混凝土的强度等级，亦可减小梁的裂缝宽度，但影响较小。设计人如不注意框架梁的裂缝宽度是否超限即出施工图，这样的图纸存在有不符合规范的缺陷。仔细检查梁的裂缝宽度，如果改用小直径的钢筋后梁的裂缝宽 混凝土结构习题集 3 北京科技大学 土木与环境工程学院 2007年 5月 综合练习 一、 填空题 1 .抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以是 和 。 2.无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有 裂缝和 裂缝。 3.对梁顶直接施加集中荷载的无腹筋梁，随着剪跨比λ的 ，斜截面受剪承载力有增高的趋势。当剪跨比对无腹筋梁破坏形态的影响表现在：一般3λ>常为 破坏；当1λ<时，可能发生 破坏；当13λ<<时，一般是 破坏。 4.无腹筋梁斜截面受剪有三种主要破坏形态。就其受剪承载力而言，对同样的构件， 破坏最低， 破坏较高， 破坏最高；但就其破坏性质而言，均属于 破坏。 5.影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 和 。 6.剪跨比反映了截面所承受的 和 的相对大笑，也是 和 的相对关系。 7.梁沿斜截面破坏包括 破坏和 破坏 8.影响有腹筋梁受剪承载力的主要因素包括 、 、 和 。 9.在进行斜截面受剪承载力的设计时，用 来防止斜拉破坏，用 的方法来防止斜压破坏，而对主要的剪压破坏，则给出计算公式。 10.如按计算不需设计箍筋时，对高度h> 的梁，仍应沿全梁布置箍筋；对高度h= 的梁，可仅在构件端部各 跨度范围内设置箍筋，但当在构件中部跨度范围内有集中荷载作用时，箍筋应沿梁全长布置；对高度为 以下的梁，可不布置箍筋。 11.纵向受拉钢筋弯起应同时满足 、 和 三项要求。 12.在弯起纵向钢筋时，为了保证斜截面有足够的受弯承载力，必须把弯起钢筋伸过其充分利用点至少 后方可弯起。 13.纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断，如必须截断时，应延伸至该钢筋理论截断点以外，延伸长度满足 ；同时，当/c d V V V ≤时，从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度，尚不应小于 ，当/c d V V V >时，从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度尚不应小于 。 14.在绑扎骨架中，双肢箍筋最多能扎结 排在一排的纵向受压钢筋，否则应采用四肢箍筋；或当梁宽大于400㎜，一排纵向受压钢筋多于 时，也应采用四肢箍筋。 15.当纵向受力钢筋的接头不具备焊接条件而必须采用绑扎搭结时，在从任一接头中心 至 1.3倍搭结长度范围内，受拉钢筋的接头比值不宜超过 ，当接头比值为 或 时，钢筋的搭结长度应分别乘以1.2及1.2。受压钢筋的接头比值不宜超过 。 16.简支梁下部纵向受力钢筋伸入支座的锚固长度用s l α表示。当/c d V V V ≤时， 幻灯片1 5.4柱 钢筋混凝土受压构件在荷载作用下其截面上一般作用有轴力,弯矩和剪力.在计算受压构件时,常常作用在街面上的弯矩化为等效的,偏离截面重心的轴向力考虑. 轴心受压构件:当轴向力作用线与构件截面重心重合时; 偏心受压构件:当弯矩和轴力共同作用与构件上或当轴向力作用线与构件截面重心轴不重合时. 幻灯片 2 柱计算长度其中及003025l b l h l o ≤≤ 图6-1 偏心受压构件的力的作用位置 钢筋混凝土偏心受压构件多采用矩形截面(截面宽度不宜小于250mm(抗震300mm)，截面尺寸较大的预制柱可采用工字形截面和箱形截面(图6-3)。偏心受拉构件多采用矩形截面。 幻灯片3 幻灯片4 5.4.1 受压构件的基本构造要求 受压构件除满足承载力计算要求外,还应满足相应的构造要求. (1)材料强度等级 混凝土强度对受压构件的承载力影响较大，故宜采用强度等级较高的混凝土≥C20，如C25，C30，C40等。在高层建筑和重要结构中，尚应选择强度等级更高的混凝土。 钢筋与混凝土共同受压时，若钢筋强度过高，则不能充分发挥其作用，故不宜用高强度钢筋作为受压钢筋。同时，也不得用冷拉钢筋作为受压钢筋。 幻灯片5 (2)截面形式和尺寸 轴心受压构件以方形为主，根据需要也可采用矩形截面、圆形截面或正多边形截面；截面最小边长不宜小于250mm，构件长细比l0/b一般为15左右，不宜大于30。 (3)纵向钢筋 ①纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，为便于施工宜选用较大直径钢筋，以减少纵向弯曲，并防止在临近破坏时钢筋过早压曲。圆柱中纵向钢筋的根数不宜少于8根，且不应少于6根。 ②全部纵向钢筋的配筋率ρ’不宜超过5%。 ③纵向钢筋应沿截面周边均匀布置，钢筋净距不应小于50mm，钢筋中距亦不应大于300mm，混凝土保护层最小厚度一般为25mm。 ④当钢筋直径d≤32mm时，可采用绑扎搭接接头，但接头位置应设在受力较小处。 幻灯片6 (4)箍筋 ①应当采用封闭式箍筋，以保证钢筋骨架的整体刚度并保证构作在破坏阶段箍筋对混凝土和纵向钢筋的侧向约束作用。 ②箍筋的间距s不应大于横截面短边尺寸，且不大于400mm。同时不应大于15d(d为纵向钢筋的最小直径)。 ③箍筋采用热轧钢筋时，其直径不应小于6mm，且不应小于d/4；采用冷拔低碳钢里时 例题1：已知：矩形截面钢筋混凝土简支梁，计算跨度为6000mm ， as=35mm 。其上作用均布荷载设计值25 kN/m （不包括梁自重），混凝土强度等级选C20，钢筋HRB335级。（ fc =9.6 N/mm2 ， ft =1.1 N/mm2 ， fy =300 N/mm2 ） 试设计此梁。 [解] (1)基本数据fc=9.6N/mm2，fy=300N/mm2 M=1/8ql 2=25N/mm ×6000mm ×6000mm/8=112500000N.mm (2)假定梁宽b h 一般取为1/10-1/15L ，即600mm-400mm ，取600mm h/b=2.0-3.5 则b=300mm （符合模数要求） (3)假定配筋率 受弯构件 0.2与45ft/fy 较大值 45ft/fy=45×1.1/300=0.165 取0.2 (4)计算有关系数 c y s c y f f bh A f f αραξ=?=0=0.2%×300÷(1×9.6）=0.0625 ])1(1[5.02s ξα--==0.5×[1-(1-0.0625)2]=0.0605 (5)令M=Mu 计算h0 mm 530.803157.645661mm 300/6.910605.011250000010==????==mm N mm N b f M h c s αα (6)计算梁高 h=h0+35=838mm ，取h=900mm 则h/b=3满足h/b=2.0～3.5的要求 (7)计算受拉钢筋 0625.02-1-1==s αξ （第(4)部分已计算结果） 96875.00625.05.015.012211122-11=?-=-=---=+= ξααγs s s 220540900300002.05107.447865 96875.0300112500000mm mm h f M A s y s =??<=??==γ 取2540mm A s = (8)选配钢筋 (9)验算适用条件 (10)这样调整后，截面尺寸b 、h 变为已知情形，再按例题3计算As 。 钢筋混凝土原理习题 第一章绪论 1.1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？ 1.2钢筋混凝土有哪些优点和缺点？ 1.3本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？ 第二章混凝土结构材料的物理力学性能 2.1 混凝土的立方抗压强度。轴心抗压强度和抗拉强度是如何确定的？为什么低于？与有何关系？与有何关系？ 2.2 混凝土的强度等级是根据什么确定的？我国新《规范》规定的混凝土强度等级有哪些？ 2．3 某方形钢筋混凝土短柱浇筑后发现混凝土强度不足，根据约束混凝土原理如何加固该柱？ 2.4 单向受力状态下，混凝土的强度与哪些因素有关？混凝土轴心受压应力-应变曲线有何特点？常用的表示应力-应变关系的数学模型有哪几种？ 2.5 混凝土的变形模量和弹性模量是怎样确定的？ 2.6什么是混凝土的疲劳破坏？疲劳破坏时应力-应变曲线有何特点？ 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？如何减少徐变？ 2.8 混凝土收缩对钢筋混凝土构件有何影响？收缩与哪些因素有关？如何减少收缩？ 2.9 软钢和硬钢的应力-应变曲线有何不同？二者的强度取值有何不同？我国新规范中将钢筋按强度分为哪些类型？了解钢筋的应力-应变曲线的数学模型。 2．10 钢筋有哪些形式？钢筋冷加工的方法有哪几种？冷拉和冷拔后钢筋的力学性能有何变化？ 2.11 钢筋混凝土结构对钢筋的性能有哪些要求？ 2．12 什么是钢筋和混凝土之间的粘结力？影响钢筋和混凝土粘结强度的主要因素有哪些？为保证钢筋和混凝土之间有足够的粘结力要采取哪些措施？ 第三章按近似概率理论的极限状态设计法 3．l 结构可靠性的含义是什么？它包含哪些功能要求？结构超过极限状态会产生什么后果？建筑结构安全等级是按什么原则划分的？ 3．2 “作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？结构构件的抗力与哪些因素有关？为什么说构件的抗力是一个随机变量？ 3．3 什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？ 3．4 建筑结构应该满足哪些功能要求？结构的设计工作寿命如何确定？结构超过其设计工作寿命是否意味着不能再使用？为什么？ 3．5 正态分布概率密度曲线有哪些数字特征？这些数字特征各表示什么意义？正态分布概率密度曲线有何特点？ 3．6 材料强度是服从正态分布的随机变量，其概率密度为，怎样计算材料强度大于某一取值的概率P（＞）？ 3．7 什么是保证率？什么叫结构的可靠度和可靠指标？我国《建筑结构设计统一标准》对结构可靠度是如何定义的？混凝土结构设计原理试卷之选择题题库
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