3-4、参照图3-7，试说明规定各主钢筋横向净距和层与层之间的竖向净距的原因。
答：1）为了保证钢筋与混凝土之间的握裹力，增强两者的粘结力；2）保
证钢筋之间有一定间隙浇注混凝土；3）方便钢筋的布置。
3-5钢筋混凝土适筋梁正截面受力全过程可划分为几个阶段？各阶段受力主要特点是什么？
答：第Ⅰ阶段：混凝土全截面工作，混凝土的压应力和拉应力基本上都呈三角形分布。
第Ⅰ阶段末：混凝土受压区的应力基本上仍是三角形分布。但由于受拉区混凝土塑性变形的发展，拉应变增长较快，根据混凝土受拉时的应力—应变图曲线，拉区混凝土的应力图形为曲线形。这时，受拉边缘混凝土的拉应变临近极限拉应变，拉应力达到混凝土抗拉强度，表示裂缝即将出现，梁截面上作用的弯矩用Mcr表示。
第Ⅱ阶段：荷载作用弯矩到达
Mcr后，在梁混凝土抗拉强度最弱截面上出现
了第一批裂缝。这时，在有裂缝的截面上，拉区混凝土退出工作，把它原承担的拉力传递给钢筋，发生了明显的应力重分布，钢筋的拉应力随荷载的增加而增加；混凝土的压应力不再是三角形分布，而是形成微曲的曲线形，中和轴位置向上移动。
第Ⅱ阶段末：钢筋拉应变达到屈服值时的应变值，表示钢筋应力达到其屈服强度，第Ⅱ阶段结束。
第Ⅲ阶段：在这个阶段里，钢筋的拉应变增加的很快，但钢筋的拉应力一般仍维持在屈服强度不变。这时，裂缝急剧开展，中和轴继续上升，混凝土受压区不断缩小，压应力也不断增大，压应力图成为明显的丰满曲线形。
第Ⅲ阶段末：这时，截面受压上边缘的混凝土压应变达到其极限压应变值，压应力图呈明显曲线形，并且最大压应力已不在上边缘而是在距上边缘稍下处，这都是混凝土受压时的应力—应变图所决定的在第Ⅲ阶段末，压区混凝土的抗压强度耗尽，在临界裂缝两侧的一定区段内，压区混凝土出现纵向水平裂缝，随即混凝土被压碎，梁破坏，在这个阶段，纵向钢筋的拉应力仍维持在屈服强度。
3-6 什么叫钢筋混凝土少筋梁、适筋梁和超筋梁？各自有什么样的破坏形态？为什么吧少筋梁和超筋梁都成为脆性破坏？
答：实际配筋率小于最小配筋率的梁称为少筋梁；大于最小配筋率且小于
最大配筋率的梁称为适筋梁；大于最大配筋率的梁称为超筋梁。
少筋梁的受拉区混凝土开裂后，受拉钢筋达到屈服点，并迅速经历整个
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流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受压区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已经很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。
适筋梁受拉区钢筋首先达到屈服，其应力保持不变而应变显著增大，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏。
超筋梁的破坏是受压区混凝土被压坏，而受拉区钢筋应力尚未达到屈服强度。破坏前的挠度及截面曲率曲线没有明显的转折点，受拉区的裂缝开展不宽，破坏突然，没有明显预兆。
少筋梁和超筋梁的破坏都很突然，没有明显预兆，故称为脆性破坏。 3-7钢筋混凝土适筋梁当受拉钢筋屈服后能否再增加荷载？为什么？少筋梁能否这样？
答：适筋梁可以再增加荷载，因为当受拉区钢筋屈服后，钢筋退出工作，
受压区混凝土开始受压，直到受压区边缘混凝土的应变达到极限压应变时，受压区出现纵向水平裂缝，随之因混凝土压碎而破坏，这时不能再增加荷载。
少筋梁裂缝出现在钢筋屈服前，此时构件已不再承受荷载，若继续增加
荷载，迅速经历整个流幅而进入强化阶段，梁仅出现一条集中裂缝，不仅宽度较大，而且沿梁高延伸很高，此时受拉区混凝土还未压坏，而裂缝宽度已经很宽，挠度过大，钢筋甚至被拉断。 3-8
答：基本假定有：1）平截面假定 2）不考虑混凝土的抗拉强度 3）材料应力与物理关系
对于钢筋混凝土受弯构件，从开始加荷到破坏的各个阶段，截面的平均应变都能较好地符合平截面假定。对于混凝土的受压区来讲，平截面假定是正确的。而对于混凝土受压区，裂缝产生后，裂缝截面处钢筋和相邻的混凝土之间发生了某些相对滑移，因此，在裂缝附近区段，截面变形已不能完全符合平截面假定。
3-9 什么叫做钢筋混凝土受弯构件的截面相对受压区高度和相对界限受压区高度?b？?b在正截面承载力计算中起什么作用？?b取值与哪些因素有关？
答：①相对受压区高度：相对受压区高度?i?为截面有效高度。
相对界限受压区高度：当钢筋混凝土梁受拉区钢筋达到屈服应变?y而开始
xi，其中xi为受压区高度，h0h0 7 / 31
屈服时，受压区混凝土边缘也同时达到其极限压应?cu变而破坏，此时受压区高度为xb??bh0，?b被称为相对界限混凝土受压区高度。
②作用：在正截面承载能力计算中通常用?b?截面的破坏类型，是始筋破坏还是少筋破坏。
③相关因素：受拉区钢筋的抗拉强度值fsd；受拉区钢筋的弹性模量Es；混凝土极限压应变?cu以及无量纲参数?有关。 3-16
解：基本公式法：
查附表可得fcd?11.5MPa,ftd?1.23MPa,fsd?280MPa,?b?0.56,?0?1.0，则弯矩计算值M??0Md?1.0?145?145kN?m。
采用绑扎钢筋骨架，按一层钢筋布置，假设
xb来作为界限条件，来判断has?40mm，则有效高度
h0?h?as?500?40?460mm。
（1）求受压区高度x 有公式3-14得：1?145?106x?11.5?200x(460?)
2115x2?105800x?14500000?0
x1?167.6mm??bh0?0.56?460?258,x2?752.4mm(舍)
（2）求所需钢筋数As
As?钢筋布置可选2φ32（Asfcdbx11.5?200?167.6??1377mm2 fsd280?1608mm2）
混凝土保护层厚度c?30mm?d?22mm，且满足附表要求
as?30?25.1?42.6mm，取45mm 2Sn?200?2?30?2?35.8?68.4mm?30mm及d
最小配筋率计算：45(ftd/fsd)?45(1.23/280)?0.2，所以配筋率不应小于0.2%，实
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际配筋率??As1388??1.5% bh0200?455查表法：
查附表可得fcd?11.5MPa,ftd?1.23MPa,fsd?280MPa,?b?0.56,?0?1.0
假设as?40mm，则有效高度h0?h?as?500?40?460mm。
M1.0?145?106A0???0.298,查附表1-5得??0.37??b,?0?0.815
fcdbh0211.5?200?4602As?3-17
解：
查附表可得fcd?9.2MPa,ftd?1.06MPa,fsd?280MPa。
最小配筋率计算：45(ftdM145000000??1381mm2
?0fsdh00.815?280?460/fsd)?45(1.06/280)?0.17，故取?min?0.2%
由配筋图计算得混凝土保护层厚度：
c?as?d/2?40?18.4/2mm?30.8?d?16mm 200?30.8?2?3?18.4?41.6mm，满足
2603?0.74%，满足 实际配筋率：??200?410钢筋净距Sn?求受压区高度：x?抗弯承载能力
fsdAs280?603??91.8mm??bh0?0.56?410?230mm fcdb9.2?200x91.8Mu?fcdbx(h0?)?9.2?200?91.8?(410?)22
?61500859N?mm?61.5kN?m?M不满足承载能力要求。
3-18
解：
查附表可得fcd?11.5MPa,ftd?1.23MPa,fsd?280MPa,?b?0.56,?0?1.0。 弯矩计算值M??0Md?1.0??12.9??12.9kN?m，上侧受拉。
取1m宽来进行截面配筋，即b=1000mm
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采用绑扎钢筋骨架，按一层钢筋布置，假设
as?25mm，则有效高度
h0?h?as?140?25?115mm。
（1）求受压区高度x 有公式3-14得：1?12.9?106x?11.5?1000x(115?)
211.5x2?2645x?25800?0
x1?10.2mm??bh0?0.56?100?56,x2?219.8mm(舍)
（2）求所需钢筋数As
As?钢筋布置可选4φ12（As拉一侧，即上缘。
fcdbx11.5?1000?10.2??419mm2 fsd2802?452mm2），或者6φ10（As?471mm），钢筋布置在受
混凝土保护层厚度c?30mm?d?12mm，且满足附表要求
as?25?13.9?32mm，取35mm 2最小配筋率计算：45(ftd际配筋率??/fsd)?45(1.23/280)?0.2，所以配筋率不应小于0.2%，实
As452??0.45%, bh01000?1003-19
解：
查附表可得fcd?9.2MPa,ftd?1.06MPa,fsd?fsd'?280MPa,?b?0.56,?0?1.0，则弯矩计算值M??0Md?1.1?190?209kN?m。
设
as'?35mm，受拉钢筋按两层钢筋布置，假设as?65mm，则有效高度
。 h0?h?a500?65?435mms?取???b?0.56
M?fcdbh02?(1?0.5?)209?106?9.2?200?4352?0.56(1?0.5?0.56)As'???612.6mmfsd'(h0?as')280?(435?35) 10 / 31