某民用房屋，结构设计使用年限为50年，安全等级为二级。二层楼面上有一带悬臂段的预制钢筋混凝土等截面梁，其计算简图和梁截面如题8-11图所示，不考虑抗震设计。梁的混凝土强度等级为C40，纵筋和箍筋均采用HRB400，as=60mm。未配置弯起钢筋，不考虑纵向受压钢筋作用。假定，作用在梁上的永久荷载标准值qGk=25kN/m（包括自重），可变荷载标准值qQk=10kN/m，组合值系数0.7。试问，AB跨的跨中最大正弯矩设计值Mmax（kN?m）与下列何项数值最为接近？ 提示：假定，跨中弯矩设计值由可变荷载控制

解答：根据题中选项反映的条件，按照四肢箍，箍筋间距100进行计算。
抗扭和抗剪所需的总箍筋面积Asv，t=（0.65×100×2+2.15×100）mm2=345mm2
单肢箍筋面积Asv，t1=345/4mm2 =86.25mm2
外圈单肢抗扭箍筋截面Ast1=0.65×100mm2=65mm2
max（ Asv，t1，Ast1）=86.25mm2
因此，单肢箍筋面积至少应取86.25mm2
经比较选用中12：Asv1=113mm2，满足。

根据《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第7.2.24条规定，跨高比大于1.5的连梁，其纵向刚筋的最小配筋率可按框架梁的要求采用。由



可知，该连梁的纵筋最小配筋率可按框架梁的要求采用。根据第6.3.2条表6.3.2-1可知，由该连梁位于底部加强部位，抗震等级为一级，可知连梁单侧纵筋的最小配筋百分率为0.40及80



的较大值，故为最小配筋率为0.40，则连梁单侧纵筋的配筋面积AS=300×700×0.4％=840mm2，可见CD两项纵筋符合要求。根据第7.2.27条及第6.3.2条表6.3.2-2可知，箍筋最小直径为10mm，双肢箍筋最大间距取



6d=6×20=120mm及100mm三项中最小值，取s=100mm。构造最小配箍取用Φ10@100mm。由此可知，C项符合规范规程最低要求的连梁的纵筋和箍筋配置。

翼缘受拉，按b×h＝350mm×600mm的矩形截面计算配筋，截面有效高度为：h0＝h－as＝600－70＝530mm
根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）式（6.2.10-1）计算，得：
M＝α1fcbx（h0－x/2）
代入数据得：
490×106＝1.0×14.3×350x（530－x/2）＝2652650x－2502.5x2
x2－1060x＋195804＝0
解得混凝土受压区高度：x＝238.3mm＜ξbh0＝0.518×530＝274.5mm。
根据式（6.2.10-2）计算得：



故C项最为接近。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第8.5.1条表8.5.1可知，受拉纵筋的最小配筋率为：



根据第8.5.1条注5规定，纵筋配筋率应按截面扣除受压翼缘面积后的截面面积计算，故最小配筋量为：



由此可知，C项数值最为接近。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第7.2.2条第2款规定，采用荷载准永久组合时，长期作用影响刚度



具体计算如下：
①求考虑荷载长期作用对挠度增大的影响系数：根据第7.2.5条第1款规定，当ρ'=0时，θ=2.0；当ρ'=ρ时，θ=1.6；当ρ'=0.8ρ时，内插得：



②求考虑荷载长期作用影响的刚度：根据式（7.2.2-2）计算，可得：

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）
公式（6.3.4-2），

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）第6.2.11条第1款规定，当满足下列条件时，应按宽度为bf′的矩形截面计算



式中，fyAs＝360×10×491＝1767600N。




不满足第1款要求，应根据第6.2.11条第2款式（6.2.11-3）按下式进行计算：



代入数据的：1.0×14.3×（350x＋300×120）＝360×（10×491－4×314）
解得：x＝160mm＞2as'＝2×40＝80mm且＜ξbh0＝0.518×530＝275mm。
根据式（6.2.11-2）计算，得最大弯矩设计值为



故C项最为接近。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015版）第3.4.3条规定，悬臂构件的计算跨度l0，按实际悬臂长度的2倍取用：l0=3×2=6m<7m。使用上对挠度有较高要求，挠度限值[f]=6000／250=24mm。

支座截面剪力设计值为：
V＝（1.2×7＋1.4×7）×8.0/2＋（1.2×70＋1.4×70）×3/2＝345.8kN
对支座截面，集中荷载产生的剪力与总剪力之比为：
（（1.2×70＋1.4×70）×1.5）/345.8×100%＝79%＞75%
故按集中荷载作用计算。
根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）第6.3.4条规定，当仅配置箍筋时，矩形、T形和I形截面受弯构件的斜截面受剪承载力为：
Vcs＝αcvftbh0＋fyvAsvh0/s
剪跨比



，取λ＝3.0。
式中，斜截面混凝土受剪承载力系数




代入数据，计算得：
345.8×103＝0.4375×1.43×350×530＋270×Asv/150×530
解得：Asv＝241mm2，Asv/4＝60mm2。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）（2015年版）第7.1.2条规定，按荷载标准组合或准永久组合并考虑长期作用影响的最大裂缝宽度可按下列公式计算



查表7.1.2-1可得，构件受力特征系数αcr＝1.9。
对受弯、偏心受压和偏心受拉构件，有效受拉混凝土截面面积为：
Ate＝0.5bh＋（bf－b）hf＝0.5×350×600＋（650－350）×120＝141000mm2
按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋配筋率为：
ρte＝As/Ate＝3927/141000＝0.0279＞0.01
根据式（7.1.2-2）计算，得裂缝间纵向钢筋应变不均匀系数为：
ψ＝1.1－0.65ftk/（ρteσs）＝1.1－0.65×2.01/（0.0279×220）＝0.887
代入数据，计算得



故B项最为接近。