混凝土结构设计原理 - 课后习题答案(3)

2019-08-30 17:44

As??fcfy??0.518?bh0?As14.3360?250?440?238?2501mm

2由表知,受压钢筋选用2?14,As???308mm2; 受拉钢筋选用8?20,As?2513mm2。 若取??0.8?b,则有 ??AsM?0.8?b(1?0.4?b)fcbh0fy?(h0?a?)62

2?300?10?0.8?0.518?(1?0.4?0.518)?14.3?250?440360?(440?40)fy?fy?504mm2As?0.8fcb?bh0fy???0.8?0.518?As14.3360

?250?440?504?2315mm2此时总用钢量为2315+504=2819mm2,大于前面取???b时计算的总用钢量2501+238=2739mm2。受压钢筋选用2???509mm2;受拉钢筋选用4?20?4?18,As?2273mm2。 18,AS210.已知梁截面尺寸b=200mm,h=400mm,混凝土强度等级为C30,fc?14.3N/mm,钢筋采用HRB400

级,fy?360N/mm222,环境类别为二类b,受拉钢筋采用3?25(AS?1473mm),受压钢筋为2

??402mm),要求承受的弯矩设计值M=90kN·m验算此梁是否安全。 ?16(AS22解:查表或计算得:?1?1.0,fc?14.3N/mm,fy?fy??360N/mm,?b?0.518,混凝土保护层最小厚度

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

x??fyAs?fy?Asa1fcb?360?1473?360?4021.0?14.3?200?134.81mm

?bh0?0.518?352.5?182.6mm?x?134.81mm?2a??2?43?86mm s可见满足基本公式的适用条件。

将x值代入基本公式得

Mu?a1fcbx(h0?x2)?fy?As??(h0?a?)s?1.0?14.3?200?134.81?(352.5?134.81/2) ?360?402?(352.5?43)?154.71?10N?mm6由于M=90kN·m<Mu=154.71KN·m,故此梁安全。

211.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。 2、判别T形截面类

a1fcb?fh?f(h0?h?f2)?1.0?14.3?600?120?(640?1202)

22?597.17?10N?mm?597.17kN?m?M?700kN?m

6故属于第二类T形截面。 3、计算受拉钢筋面积AS。

M?a1fc(b?b)h(h0?as?a1fcbh20'f'fhf2')如图4

1202700?106?1.0?14.3?(600?300)?120?(640?1.0?14.3?300?6402) = =0.228

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

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

?1.0?14.3?300?0.262?640?1.0?14.3?(600?300)?1203602

?3428mm

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

2等级为C30,fc?14.3N/mm,纵向钢筋为HRB400级钢筋,fy?360N/mm,as=70mm。若截面承受的弯

2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/mm?b?0.518;AS=2945mm2。

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

2;fy?360N/mm2;a1=1.0;

2、判别T形截面类型 如图5

a1fcbfhf?1.0?14.3?600?100?858000N''

fyAS?360?2945?1060200N?858000N

故属于第二类T形截面。 3、计算受弯承载力Mu。

fyAS?a1fc(bf?b)hfa1fcb''x?

?360?2945?1.0?14.3?(600?250)?1001.0?14.3?250=156.56mm

x??bh0?0.518?630?326.34mm,满足要求。

Mu?a1fcbx(h0?x2)?a1fc(bf?b)hf(h0?''hf2')

1002?1.0?14.3?250?156.56?(630?156.562)?1.0?14.3?(600?250)?100?(630?)?599.09?10N?mm6=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,

2hf’=90mm;混凝土等级为C20,fc?9.6N/mm,钢筋采用HRB335,fy?300N/mm,环境类别为一类。

2求:受拉钢筋截面面积

解:fc=9.6N/mm2,fy=300N/mm2,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

'??h90?f''???1.0?9.6?1000?90???1fcbfhfh0??540???2?2?? ???427.7?10M6?410?106属于第一种类型的T形梁。以bf’代替b,可得

?s??1fcbfh0'2?410?10621.0?9.6?1000?540?0.146??1?1?2?s?0.159??b?0.55?s?0.5?1?1?2?s?0.921As?Mfy?sh0?410?106??

300?0.921?540?2748mm2选用6φ25,As=2945mm2。

14.某一般环境中的中型公路桥梁中,梁的截面尺寸为b×h=200mm×500mm,混凝土强度等级为C25,

钢筋采用HRB335,fsd?280N/mm,截面弯矩设计值Md=165KN.m。 ftd?1.23N/mm,fcd?11.5N/mm,

求:(1)受拉钢筋截面面积;(2)若是一建筑工程单跨简支梁,情况又如何。

解:(1)查取相关数据

r0?1.0,fcd?11.5N/mm,ftd?1.23N/mm2,fsd?280N/mm2,?b?0.56

222238

ftdfsd?38?1.23280?0.167?0.15,取?min?0.167%

采用绑扎骨架,按两层布置钢筋,假设as=65mm,h0?500?65=435mm。 求受压区高度

相关数据代入式得

r0Md?fcdbx(h0?6x2),有

x2)

165?10?11.5?200x(435?解得x?221.1mm或648.9mm

取x?221.1mm??bh0?0.56?435?243.6mm 求所需钢筋数量AS

有关数据代入公式fcdbx?fsdA

As?fcdfsdbx?11.5280?200?221.1

=1816.2mm2

选配钢筋并满足最小配筋率

由表查得6ф20,AS实=1884mm2,考虑按两层布置,ф20钢筋的外径为22mm,梁侧混凝土保护层采用

c?25mm。

钢筋净间距为

Sn?200?2?25?3?(20?2)3?42mm

满足要求。 实际配筋率??Asbh0?1884200?435?2.2%??min?0.167%

(2)若是建筑工程中单跨简支梁 查取有关数据:

?1?1.0,fc?11.9N/mm,ft?1.27N/mm,fy?300N/mm,?b?0.55

22245ft/fy?45?1.27/300?0.19?0.2取?min?0.2%

按双层布筋as?60mm,h0?500?60?440mm

?s?M/?1fcbh02?165?10/1.0?11.9?200?44062?0.358

??1?1?2??s?0.467??b?0.55

?s?0.5?(1?1?2?s)?0.766

As?M/fy?sh0?165?10/300?0.766?440?1631.8mm

62选配钢筋,查表知3?20?3?18As实?1705mm

配筋率??As/bh0?1705/200?440?1.9%??min?0.2%,满足要求

2第五章受弯构件斜截面承载力

1.一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸250mm×500mm,混凝土强度等级为C20(ft=1.1N/mm2、fc=9.6 N/mm2),箍筋为热轧HPB235级钢筋(fyv=210 N/mm),纵筋为3力最大值为180kN。

求:箍筋和弯起钢筋的数量。 解:

(1)验算截面尺寸

hw?h0?465mm,hwb?465250?1.86?4

2

2

2

2

25的HRB335级钢筋(fy=300 N/mm),支座处截面的剪

属厚腹梁,混凝土强度等级为C20,fcuk=20N/mm<50 N/mm故βc=1

0.25?cfcbh0?0.25?1?9.6?250?465?279000N?Vmax?180000N

截面符合要求。

(2)验算是否需要计算配置箍筋

0.7ftbh0?0.7?1.1?250?465?89512.5N?Vmax(?180000N),故需要进行配箍计算。

(3)只配箍筋而不用弯起钢筋 V?0.7ftbh0?1.25fyv?nAsv1s?h0

nAsv1s?0.741mm2/mm

若选用Φ8@120 ,实有 nAsv1s?2?50.3120?0.838?0.741(可以)

配箍率?sv?nAsv1bs?2?50.3250?120ftfyv?0.335%

最小配箍率?svmin?0.24?0.24?1.1210?0.126%??sv(可以)

(4)既配箍筋又配弯起钢筋

根据已配的325纵向钢筋,可利用125以45°弯起,则弯筋承担的剪力:


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