混凝土结构 第4章计算题及答案(2)

2019-08-20 19:18

As??b?1fcbh0fy?As'fyfy'?0.55?1.0?19.1?200?440300?288.9?300300

?3370.4mm2受拉钢筋选用7φ25mm的钢筋,As=3436mm2。受压钢筋选用2φ14mm的钢筋,

As’=308mm2。

7.已知条件同上题,但在受压区已配置3φ20mm钢筋,As’=941mm2 求:受拉钢筋As

解:M'?fyAsh0?a'?300?941??440?35??114.3?106KN?m

''??则M'?M?M1?330?106?114.3?106?215.7?106 KN?m 已知后,就按单筋矩形截面求As1。设a=60mm、h0=500-60=440mm。

?s?M'?1fcbh02215.7?106??0.292 21.0?19.1?200?440 ??1?1?2?s?1?1?2?0.292?0.355??b?0.55,满足适用条件。?s?0.51?1?2?s?0.5?1?1?2?0.292?0.823

M'215.7?106 As1???1986mm2

fy?sh0300?0.823?440最后得 As?As1?As2?198?6941?292.07mm2 选用6φ25mm的钢筋,As=2945.9mm2

8.已知梁截面尺寸为200mm×400mm,混凝土等级C30,fc?14.3N/mm2,钢筋采用HRB335,fy?300N/mm,环境类别为二类,受拉钢筋为3φ25的钢筋,As=1473mm2,受压钢筋为2φ6的钢筋,A’s = 402mm2;要求承受的弯矩设计值M=90 KN.m。

求:验算此截面是否安全

解:fc=14.3N/mm,fy=fy=300N/mm。

由表知,混凝土保护层最小厚度为35mm,故a?35?h0=400-47.5=352.5mm

由式?1fcbx?fyAs?fyAs,得

''2????2’2

25?47.5mm,2

x?fyAs?fy'As'?1fcb?300?1473?300?402?112.3mm??bh0 1.0?14.3?200?0.55?352.5?194mm?2a'?2?40?80mm代入式

43

x??''Mu??1fcbx?h0???fyAsh0?a'2??112.3???1.0?14.3?200?112.3??352.5???300?402??352.5?40?

2?????132.87?106N.mm?90?106N.mm,安全。注意,在混凝土结构设计中,凡是正截面承载力复核题,都必须求出混凝土受压区高度

x值。

9.已知梁的截面尺寸b=250mm,h=500mm,混凝土为C30级,

ft?1.43N/mm2,fc?14.3N/mm2,采用HRB400级钢筋,fy?360N/mm2,承受弯

距设计值M=300kN·m,试计算需配置的纵向受力钢筋。

解:(1)设计参数

由表查得材料强度设计值,C30级混凝土fc?14.3MPa,HRB400级钢筋,as,fy??fy?360MPa?0.384,?b?0.518,等级矩形图形系数??1.0。

max初步假设受拉钢筋为双排配置,取h0?500?60?440mm。 (2)计算配筋

M300?106?s???0.433?as,max?0.384 22fcbh014.3?250?440故需配受压筋,取a??40mm。

M?as,maxfcbh02300?106?0.384?14.3?250?4402??As??238mm2

fy?(h0?a?)360?(440?40)As??fc14.3??0.518?bh0?As?250?440?238?2501mm2

fy360???308mm2; 由表知,受压钢筋选用2?14,As受拉钢筋选用8?20,As?2513mm2。 若取??0.8?b,则有

2M?0.8?b(1?0.4?b)fcbh0?? Asfy?(h0?a?)300?106?0.8?0.518?(1?0.4?0.518)?14.3?250?4402??504mm2360?(440?40)

?f0.8fcb?bh014.3y??0.8?0.518?As??As?250?440?504?2315mm2fyfy360

44

此时总用钢量为2315+504=2819mm2,大于前面取

???b时计算的总用钢量

??509mm2;受拉钢筋选用2501+238=2739mm2。受压钢筋选用2?18,AS4?20?4?18,As?2273mm2。

10.已知梁截面尺寸b=200mm,h=400mm,混凝土强度等级为C30,fc?14.3N/mm2,钢筋采用HRB400级,fy?360N/mm2,环境类别为二类b,受拉钢筋采用

??402mm2),要求承受的弯矩设计值3?25(AS?1473mm2),受压钢筋为2?16(ASM=90kN·m验算此梁是否安全。

??360N/mm,?b?0.518解:查表或计算得:?1?1.0,fc?14.3N/mm,fy?fy,混

35mm

22as?35?25/2?47.5mm,a?mm,h0?400?47.5?352.5mm。 s?35?16/2?43将以上有关数值代入基本公式,可得

x??fyAs?fy?Asa1fcb?360?1473?360?402?134.81mm

1.0?14.3?200?bh0?0.518?352.5?182.6mm?x?134.81mm?2a?s?2?43?86mm

可见满足基本公式的适用条件。 将x值代入基本公式得

x??(h0?a?Mu?a1fcbx(h0?)?fy?Ass)2?1.0?14.3?200?134.81?(352.5?134.81/2) ?360?402?(352.5?43)?154.71?106N?mm由于M=90kN·m<Mu=154.71KN·m,故此梁安全。

11.已知T形截面梁,截面尺寸如图4所示,混凝土采用C30,fc?14.3N/mm,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,fy?360N/mm,环境类别为一类。若承受的弯矩设计值为M=700kN·m,计算所需的受拉钢筋截面面积AS(预计两排钢筋,as=60mm)。

解:1、确定基本数据

由表查得fc?14.3N/mm2;fy?360N/mm;a1=1.0;?b?0.518。

45

2222、判别T形截面类

a1fcb?fh?f(h0?h?f2)?1.0?14.3?600?120?(640?120) 2?597.17?106N?mm?597.17kN?m?M?700kN?m

故属于第二类T形截面。 3、计算受拉钢筋面积AS。

as?M?a1fc(b'f?b)h'f(h0?a1fcbh02h'f)2 如图4

700?106?1.0?14.3?(600?300)?120?(640? = =0.228

1.0?14.3?300?6402120)2

??1?1?2as?1?1?2?0.228?0.262??b?0.518

AS? ?a1fcb?h0?a1fc(b'f?b)h'ffy

1.0?14.3?300?0.262?640?1.0?14.3?(600?300)?120

3602mm ?3428选用4Ф28?2Ф25(AS=2463+982=3445mm2)

12. 某钢筋混凝土T形截面梁,截面尺寸和配筋情况(架立筋和箍筋的配置情况略)如图5所示。混凝土强度等级为C30,fc?14.3N/mm2,纵向钢筋为HRB400级钢筋,

fy?360N/mm2,as=70mm。若截面承受的弯矩设计值为M=550kN·m,试问此截面承

载力是否足够? 解:1、确定基本数据

由表查得,fc?14.3N/mm2;fy?360N/mm2;a1=1.0;

?b?0.518;AS=2945mm2。

h0?h?as?700?70?630mm

2、判别T形截面类型

如图5

a1fcb'fh'f?1.0?14.3?600?100?858000N

46

fyAS?360?2945?1060200N?858000N

故属于第二类T形截面。 3、计算受弯承载力Mu。

x?fyAS?a1fc(b'f?b)h'fa1fcb

?360?2945?1.0?14.3?(600?250)?100

1.0?14.3?250=156.56mm

x??bh0?0.518?630?326.34mm,满足要求。

h'fx''Mu?a1fcbx(h0?)?a1fc(bf?b)hf(h0?)

22?1.0?14.3?250?156.56?(630?6156.56100)?1.0?14.3?(600?250)?100?(630?)22 ?599.09?10N?mm=599.00kN·m Mu>M=550kN·m

故该截面的承载力足够。

13. 已知肋形楼盖的次梁,弯矩设计值M=410KN.m,梁的截面尺寸为b×h=200mm×600mm,bf’=1000mm,hf’= 90mm;混凝土等级为C20,fc?9.6N/mm2,钢筋采用HRB335,

fy?300N/mm2,环境类别为一类。

求:受拉钢筋截面面积

解:fc=9.6N/mm,fy=300N/mm,α1=1.0,β1=0.8 鉴别类型:

因弯矩较大,截面宽度较窄,预计受拉钢筋需排成两排,故取 h0?h?a?600?60?540mm

'?hf?90???1.0?9.6?1000?90???1fcbfhf?h0??540??? 2?2? ????427.7?106?410?106''22属于第一种类型的T形梁。以bf’代替b,可得

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