已知矩形截面简支梁，跨中弯矩设计值M=100KN.m。该梁的截面尺寸b×h=200mm×400mm,混凝土强度等级C25，钢筋HRB400级。试确定该梁跨中纵筋配筋面积As。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第6.3.4条式（6.3.4-1）计算，0.7ftbh0＝0.7×1.10×200×460＝70840N＜V＝150000N，需要按计算确定腹筋；当V＞0.7ftbh0、300＜H≤500mm，构造要求为：最小配箍面积：Asv，min＝（0.24ft/fyv）×b×s＝（0.24×1.10/270）×200×200＝39.1mm2；箍筋最小直径Dmin＝6mm，箍筋最大间距smax＝200mm；复核截面尺寸为：hw＝h0＝460mm；根据第6.3.1条规定，矩形截面受弯构件，其受剪截面应符合下式条件：当hw/b≤4时，V≤0.25βc×fc×b×h0，即0.25βc×fc×b×h0＝0.25×1.00×9.55×200×460＝219650N≥V＝105336N，满足要求；根据第6.3.4条规定，矩形截面的一般受弯构件，其斜截面受剪承载力按下列公式计算：；代入数据解得，该截面所需的箍筋总面积与间距的比值为：



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）相关条例计算如下：
①



根据第6.4.1条式（6.4.1-1）计算，在弯矩、剪力和扭矩共同作用下的构件应满足条件：



满足规范要求；
②根据第6.4.12条第1款规定，当



时，可仅计算受弯构件的正截面受弯承载力和纯扭构件的受扭承载力。该截面中，



所以计算承载力应考虑剪力影响；
③根据第6.4.8条式（6.4.8-5）计算，集中荷载作用下一般剪扭构件混凝土受扭承载力降低系数为：



故取βt＝1.0；
④根据第6.4.10条式（6.4.10-3）计算，集中荷载作用下剪扭构件的受剪承载力满足条件：



支座截面计算的截面抗剪箍筋面积为：



由此可知，A项数值最为接近。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第6.2.10条式（6.2.10-2）及式（6.2.10-3）计算，相对受压区高度为：



根据第6.2.10条式（6.2.10-1）计算，受弯构件正截面受弯承载力应满足：
M≤α1fcbh02ξ（1－0.5ξ）+fy′A s′ （h0－a s′）
=14.3×250×4552×0.1748×（1－0.5×0.1748）＋300×308×[455－（25+10+7）]
=156.23kN·m；
则弯矩设计值提高值为：（156.23－151.59）/151.59=3.06%。

根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第6.3.4条式（6.3.4-1）计算，0.7ftbh0＝0.7×1.10×200×460＝70840N＜V＝150000N，需要按计算确定腹筋；当V＞0.7ftbh0、300＜H≤500mm，构造要求为：最小配箍面积：Asv，min＝（0.24ft/fyv）×b×s＝（0.24×1.10/270）×200×200＝39.1mm2；箍筋最小直径Dmin＝6mm，箍筋最大间距smax＝200mm；复核截面尺寸为：hw＝h0＝460mm；根据第6.3.1条规定，矩形截面受弯构件，其受剪截面应符合下式条件：当hw/b≤4时，V≤0.25βc×fc×b×h0，即0.25βc×fc×b×h0＝0.25×1.00×9.55×200×460＝219650N≥V＝105336N，满足要求；根据第6.3.4条规定，矩形截面的一般受弯构件，其斜截面受剪承载力按下列公式计算：；代入数据解得，该截面所需的箍筋总面积与间距的比值为：



由此可知，C项数值最为接近。

C20混凝土fc=9.6N/mm2，ft=1.1N/mm2，α1=1.0，fy=300N/mm2，ξb=0.55，根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第4.1.4条表4.1.4-1和第4.2.3条表4.2.3-1可知，弯矩设计值为：M=90kN·m；

由于环境类别为二a类，根据《混凝土结构设计规范》（GB 50010—2010）第8.2.1条表8.2.1可知，纵筋的混凝土保护层最小厚度应为25mm，取as=25+10+10=45mm，有效高度h0=500-45=455mm。
根据第6.2.10条式（6.2.10-2）及式（6.2.10-3）计算，α1fcbh0ξ=fyAs，则相对受压区高度为



根据第7.2.1条式（7.2.1-1）计算，M≤α1fcbh02ξ（1-0.5ξ），则该梁能承受的弯矩设计值为：
M=14.3×250×4552×0.2316×（1-0.5×0.2316）=151.56kN·m。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9.2.5条规定，沿截面周边布置受扭纵向钢筋的间距不应大于200mm及梁截面短边长度；除应在梁截面四角设置纵向钢筋外，其余受扭纵向钢筋宜沿截面周边均匀对称布置。
故该梁截面上、中、下各配置2根抗扭纵筋，Astl／3=280／3=93.3mm2，
顶部和中部选



（As=157.1mm2>93mm2）。
底面纵筋620+93.3=713.3mm2，



（As=763.4mm2>713.3mm2）。



箍筋直径选φ8，



取s=150mm。

（B）解答：根据《混规》第7.1.2条，

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。