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/b?4.0），若

V?0.25fcbh0/?d，可采取的解决办法有( )。

(A)箍筋加密或加粗 (B)增大构件截面尺寸 (C)加大纵筋配筋率 (D)提高混凝土强度等级

4．当hw/b?4.0时，对一般梁截面尺寸符合V?0.25fcbh0/?d是为了（ ）。 (A)防止发生斜压破坏 (B)防止发生剪压破坏

(C)避免构件在使用阶段过早地出现斜裂缝 (D)避免构件在使用阶段斜裂缝开展过大

5．纵筋弯起时弯起点必须设在该钢筋的充分利用点以外不小于0.5h0的地方，这一要求是为了保证( )。 (A)正截面抗弯强度 (B)斜截面抗剪强度 (C)斜截面抗弯强度 (D)钢筋的锚固要求

6．承受均布荷载的钢筋混凝土悬臂梁，可能发生弯剪裂缝的是( )。

图4-2

三、填空题

1．抗剪钢筋也称作腹筋，腹筋的形式可以采用 和 。 2．无腹筋梁中典型的斜裂缝主要有 裂缝和 裂缝。

3．无腹筋梁斜截面受剪主要破坏形态有 破坏、 破坏和 破坏。 4．影响无腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 和 。 5．影响有腹筋梁斜截面受剪承载力的主要因素有 、 、 及 。

四、计算题

1．一承受均布荷载的钢筋混凝土简支梁，截面尺寸b×h＝200mm×500mm(As＝465mm2)，混凝土强度等级为C 20，箍筋采用I级钢筋。当该梁支座截面的剪力设计值分别为：a)V＝42kN；b)V＝70kN；c)V＝90kN时，试分别配置该梁的箍筋。

2．已知一钢筋混凝土矩形截面简支粱，其截面尺寸b×h＝250mm×550mm，支座处的剪力设计值V＝136kN，采用C20混凝土，箍筋采用I级钢筋。若不设弯起钢筋，试确定箍筋的直径、肢数和间距。

3．T形截面钢筋混凝土简支梁，截面尺寸如图4-3所示。集中荷载设计值Q=450kN(自重已折算成集中荷载)，混凝土采用C30，箍筋用I级钢筋，试求箍筋数量。

图4-3

4．钢筋混凝土矩形截面简支梁(图4-4)，截面尺寸为b×h＝250mm×650mm，集中荷载设计值为170kN(不包括自重)，采用C25混凝土，纵筋用Ⅱ级钢筋，箍筋用I级钢筋，试确定纵向钢筋和腹筋的数量(安全级别Ⅱ级，环境条件二类)。

5．已知一矩形截面简支梁(一类环境条件)，两端支承在240mm厚的砖墙上，梁的计算跨度l0＝5.74m，净跨ln＝5.5m，截面尺寸b×h＝250mm×550mm，承受均布荷载设计值g＝50kN/m(包括自重)，混凝土强度等级为C20，箍筋为I级钢筋。按正截面受弯承载力计算，已配有8Φ20的纵向Ⅱ级受拉钢筋。求：①只配箍筋，要求选出箍筋的直径和间距；②按构造要求配置较少数量的箍筋(要满足最小配箍率要求，如双肢φ6＠150)，计算所需的弯起钢筋的排数和数量，并选定直径和根数。

6．一钢筋混凝土外伸梁如图4-5所示，承受均布荷载及集中荷载(设计值)，截面尺寸b×h＝200mm×500mm(h0＝465mm)，混凝土强度等级为C20，箍筋用I级钢筋。求：①不配弯筋，求箍筋数量；②全梁配置双肢φ6＠150mm的箍筋，试配置该梁的弯起钢筋。

图4-5

7．已知图4-6为一矩形等截面外伸梁(一类环境条件)，b×h＝250mm×700mm ，混凝土强度等级为C20，纵向受力钢筋为Ⅱ级，箍筋用I级钢筋。求：①由正截面受弯承载力，选择纵向受拉钢筋；②由斜截面受剪承载力，选择箍筋和弯起钢筋。

图4-6

第五章钢筋混凝土受压构件承载力计算

一、思考题

1． 受压构件内的受压钢筋采用高强度钢筋或冷拉钢筋是否合适?为什么?

2．受压构件中的纵向钢筋为什么不能太少即不小于最小配筋率?也不宜过大即全部纵向钢筋的配筋率不宜超过5％?通常柱中全部纵向钢筋的合适配筋率是多少?

3．钢筋混凝土柱中配置箍筋的主要作用是什么?其直径和间距是如何要求的?在什么情况下要设置复合箍筋?为什么不能采用有内折角的箍筋?

4．钢筋混凝土轴心受压柱的破坏特征如何?柱子的延性好坏主要取决于什么?

5．轴心受压普通箍筋柱正截面受压承载力计算公式中的系数φ有何物理意义?它主要与什么因素有关?

6．钢筋混凝土轴心受压柱破坏时，为什么混凝土的应力能达到混凝土轴心抗压强度，对于Ⅱ、Ⅲ级钢筋应力能达到受压时的屈服强度吗？ 7．偏心受压构件的破坏特征如何?主要取决于什么因素?

8．钢筋混凝土柱大小偏心受压破坏的本质区别是什么?在承载力计算时如何来判别? 9．在偏心受压构件承载力计算中，为什么要考虑偏心距增大系数η的影响? η主要与什 么因素有关?

10．矩形截面偏心受压构件截面设计时，如何判别构件属于大偏心受压还是小偏心受压? 11．矩形截面小偏心受压构件截面设计时，远离轴向力一侧的钢筋为什么可按最小配筋率及构造要求配筋？

12．为什么小偏心受压构件除弯矩作用平面应进行承载力计算外，一般还需要验算垂直于弯矩作用平面的轴心受压承载力?此时纵向弯曲的影响如何考虑?

13．偏心受压构件在什么情况下可采用对称配筋?对称配筋时有什么优缺点?

l 4．偏心受压构件在不同荷载作用下，同一截面可能遇到的最不利组合有哪些?设计计算时如何从中选择最危险的情况?

15．当偏心受压构件的轴向力设计值N增加时，构件截面所能承受的破坏弯矩Mu如何变化?其原因是什么？

16．非对称配筋的偏心受压构件，当ηe0＞0.3h0时，为什么有时会出现x＞ξbh0的情况?这究竟是大偏心受压还是小偏心受压?设计这样的截面是否合理?为什么?

17．有两个对称配筋的偏心受压柱，其截面尺寸相同，均为矩形截面，l0也相同。但所承受的轴向力N和弯矩M大小不同，(a)柱承受N1，M1；(b)柱承受N2、M2。试指出： (1)当N1＝N2而M1＞M2时，(a)，(b)截面中哪个截面需配钢筋较多?为什么? (2)当M1=M2而N1＞N2时，(a)，(b)截面中哪个截面需配钢筋较多?为什么?

4．某多层现浇钢筋混凝土框架结构房屋，底层中柱按轴心受压构件计算，承受轴心压力设计值N＝1600kN，柱子高度H＝4.6m，两端按不移动铰支座考虑，混凝土强度等级为C20， Ⅱ级钢筋。试设计柱子的截面尺寸及配筋。

5．有一钢筋混凝土轴心受压柱，安全等级为Ⅰ级，截面为圆形，直径D＝450mm，柱子高度H＝10m，两端为弹性固接(l0＝0.7H)，混凝土强度等级采用C20，配有Ⅱ级钢筋8Ф20。求该柱在使用阶段实际所能承受的轴心压力N最大是多少? (二)偏心受压构件 非对称配筋：

1．某单层厂房钢筋混凝土铰接排架柱，矩形截面尺寸为b×h＝300mm×400mm，承受轴心压力设计值N＝300kN，弯矩设计值M＝159kN·m；采用强度等级为C20的混凝土和Ⅱ级钢筋，柱高H＝4.2m。取a?a＝40mm，求该柱的纵向钢筋截面面积，并选配钢筋。 2．已知一矩形截面偏心受压柱，截面尺寸b×h＝300mm×600mm，a?a＝40mm，承受轴向压力设计值N＝400kN，弯矩设计值M＝140kN·m，混凝土强度等级C20，钢筋采用Ⅱ级钢；柱子计算长度H＝4.2m。试对该柱进行配筋计算，并绘出配筋图。

3．某抽水站厂房钢筋混凝土偏心受压柱，矩形截面尺寸b×h＝400mm×600mm，柱高为H＝6.5m，底端固定，顶端铰接，承受轴向力设计值N＝980kN，弯矩设计值M＝392kN·m，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。试计算纵向受力钢筋截面积，并选配钢筋。 4．已知条件同计算题3)，并己知As＝l 963mm2(4Ф25)。试确定受拉钢筋截面面积As。 5．矩形截面偏心受压构件截面尺寸b×h＝300mm×400mm，构件长度l0＝3.2m，两端按不动铰支座考虑，承受轴向压力设计值N＝320kN，弯矩设计值M＝64kN·m，采用混凝土等级为C25，Ⅱ级钢筋，已配有受压钢筋As＝308mm2 (2Ф14)。试计算受拉钢筋截面面积。

6．某钢筋混凝土偏心受压构件，矩形截面尺寸为b×h＝400mm×600mm，截面中己配有Ⅱ级受拉钢筋，4Ф25，受压钢筋4Ф22，a?a＝40mm，混凝土强度等级为C20，若承受轴向压力设计值N＝l000kN，轴向力沿长边方向的偏心距为e0＝450mm，柱的计算长度为

'''''l0＝4m。试复核该柱承载力是否满足要求?

7．已知某抽水站厂房边柱系钢筋混凝土偏心受压构件，矩形截面尺寸b×h＝300mm×500mm，a?a＝40mm，柱计算长度l0＝3.6m，混凝土强度等级C20，截面中配有Ⅱ级受拉钢筋为3Ф22，受压钢筋为2Ф20。当轴向压力偏心距e0＝60mm时，求该柱所能承受的轴向压力设计值N。 对称配筋：

1．某水电站厂房钢筋混凝土排架，Ⅱ级安全级别，在荷载基本组合作用下，经内力计算，使用阶段，柱底截面上作用一偏心压力(自重标准值引起的轴向压力NGk＝150kN，活荷载

'标准值引起的轴向压力NQk＝135kN)，偏心距为e0＝440mm，下柱截面尺寸b×h＝400mm×500mm，高H＝5m，计算长度取为l0＝1.5H，采用混凝土强度等级为C20，Ⅱ级钢筋。由于受风荷载控制，要求采用对称配筋，试配置该柱钢筋。

2．已知一钢筋混凝土偏心受压柱，矩形截面尺寸b×h＝400mm×500mm，a?a＝40mm，柱计算长度l0＝5m，控制截面承受的轴向力设计值N＝500kN，弯矩设计值M＝250kN·m，采用混凝土强度等级C25, Ⅱ级钢筋；若采用对称配筋，试确定纵向钢筋的面积,并画出配筋图(包括纵筋和箍筋)。

3．已知钢筋混凝土偏心受压柱，矩形截面尺寸b×h＝300mm×500mm，a?a＝40mm，设计荷载作用下所产生的轴向力设计值为N＝860kN，弯矩设计值M＝172kN·m，混凝土强度等级C20，Ⅱ级钢筋；柱的计算长度l0＝3.6m。求采用对称配筋时所需的纵向钢筋截面面积。

4．某钢筋混凝土工字形截面柱，截面尺寸b×h＝100mm×1000mm，bf?bf=500mm，

'''h'f?hf＝120mm，a?a'＝40mm，承受设计荷载产生的轴向力设计值N＝1700kN，弯矩

设计值M＝700kN·m，采用混凝土强度等级C30和Ⅱ级钢筋；柱的计算长度l0＝24m，当采用对称配筋时，需要多少纵向钢筋面积?

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