混凝土结构设计原理 - 课后习题答案(6)

2019-08-30 17:44

l0/b?5000/300?16.7,查表得,??0.85N?0.9?(fcA?fyAs)?0.9?0.85?(11.9?300?400?300?804?300?628)?1421KN?580KN''

4.(矩形不对称小偏心受压的情况)

某一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸b?h?300mm?500mm,计算长度l0?6m,as?as'?40mm,混凝土强度等级为C30,fc=14.3N/mm,?1?1.0,用HRB335级钢筋,fy=fy=300N/mm,轴心压力设计值N = 1512KN,弯矩设计值M = 121.4KN·m,试求所需钢筋截面面积。 解:

⑴求ei、η、e

e0?h302

2

MN50030?121.4?101512?1063?80.3mm

??16.7mm?20mm

ea?20mm

ei?e0?ea?80.3?20?100.3mm

?1?0.5fcAN60005001?0.5?14.3?300?5001512?103?0.709

l0h??12?15,?22?1.0?l0???1????1?ei?h?1400h0?1?11400??1.233100.346022

?12?0.709?1.0e??ei?h2?as?1.233?100.3?500/2?40?334mm

(2)判断大小偏压

?ei?1.233?100.3?124.2mm?0.3h0?0.3?460?138mm

属于小偏压

e?'h2??ei?as?''5002?124.2?40?85.8mm

(3)计算As、As

取As=ρminbh=0.002?300?500?300mm

由公式Ne'??1fcbx(x2?as)?fyAs'2x/h0??1?b??1(h0?as)

'经整理后得出

x?[2a?2's2fyAs(h0?as)'?1fcbh0(?1??b)]x?[2Ne'?1fcb?2?1fyAs?1fcb(?1??b)(h0?as)]?0

'代入已知参数,得

x?73.24x?107426.01?0x1?293.23mm,x2??366.42mm(舍去)2

满足?bh0?x?h

将x代入Ne'??1fcbx(h0?As?''x2')?f'yAs(h0?as)

''Ne??1fcbx?h0?0.5x?fyh0?as3'??得:As?1512?10?347.6?1.0?14.3?300?293.23?(460?0.5?293.23)300?(460?40)2

?1042mm选用

,As?1256mm2

'33由于N?1512?10?fcA?14.3?300?500?2145?10N

因此,不会发生反向破坏,不必校核As。 5.(矩形对称配筋大偏压)

'已知一矩形截面偏心受压柱的截面尺寸b?h?300mm?400mm,柱的计算长度l0?3.0m,as?as?35mm,

混凝土强度等级为C35,fc = 16.7N/mm2,用HRB400级钢筋配筋,fy=f’y=360N/mm2,轴心压力设计值N = 400 KN,弯矩

'设计值M = 235.2KN·m,对称配筋,试计算As?As??

解:⑴求ei、η、e e0?MN?235.2?10400?1036?588mm

ea?20mm

ei?e0?ea?588?20?608mm

?1?0.5fcAN?0.5?16.7?300?400400?103?2.505?1.0

?1?1.0

l0h?30004001?7.5?15,?22?1.0?l0???1????1?ei?h?1400h0?1?11400?60836522

?7.5?1.0?1.0?1.024?1.0??1.024

e??ei?h2?as?1.024?608?40020?35?787.7mm

(2)判别大小偏压

?ei?1.024?608?622.6mm?0.3h0?0.3?365?109.5mm

属于大偏压 (3)求As和As

因为对称配筋,故有N??1fcbh0?

所以??N?400?103'?1fcbh021.0?16.7?300?365?0.219?70365?0.192

As?As?3'Ne??1fcbh0??1?0.5?fyh0?as'??'?

2?400?10?787.7?1.0?16.7?300?365360?(365?35)2'?(0.219?0.5?0.219)

2?2037mm??minbh?0.002?300?400?240mm符合要求, 各选配

,As?As?1964mm2,稍小于计算配筋,但差值在5%范围内,可认为满足要求。

'6.(矩形对称配筋小偏压)

条件同6-4,但采用对称配筋,求As?As?? 解:⑴求ei、η、e

题6-4中已求得:ei?100.3mm,??1.372,?ei?137.6mme??ei?h2?as?137.6?5002?40?347.6mm

'

(2)判别大小偏压

Nb??1fcbh0?b?1.0?14.3?300?460?0.550?1085.4KN

N?1512KN?Nb?1085.4KN,属于小偏压

??N??b?1fcbh0Ne?0.43?1fcbh20??b(?1??b)(h0?a's)?3??1fcbho31512?10?0.550?1.0?14.3?300?4601512?10?347.6?0.43?14.3?300?460(0.8?0.550)?(460?40)2?0.550

?1.0?14.3?300?460?0.681x?0.681?460?313.3mm

(3)计算As、As' As?'Ne??1fcbx?h0?0.5x?fyh0?as3'?'?

?1512?10?347.6?1.0?14.3?300?313.3?(460?0.5?313.3)300?(460?40)22?935.3mm??minbh?0.002?300?500?300mm

选用

2,As?As?1017mm

'2

7.已知某柱子截面尺寸b?h?200mm?400mm,as?as?35mm,混凝土用C25,fc =11.9N/mm,钢筋用

'HRB335级,fy=f’y=300N/mm2,钢筋采用e0=100mm, 求构件截面的承载力设计值N。

h30,对称配筋,As?As?226mm2,柱子计算长度l0=3.6m,偏心距

'解:⑴求ei、η、e

已知e0=100mm

?40030?13.3mm?20mm

取ea?20mm

ei?e0?ea?100?20?120mm

取?1?1.0

l0h?36004001?9?15,?22?1.0?l0???1????1?ei?h?1400h0?1?11400?12036522

?9?1.0?1.0?1.176?1.0??1.176

e??ei?h2?as?1.176?120?4002?35?306.12mm

(2)判别大小偏压

求界限偏心率eob??MbNb?0.5?1fcb?bh0(h??bh0)?0.5(fyAs?fyAs)(h?2as)''?1fcb?bh0?fyAs?fyAs1.0?11.9?200?0.550?365''0.5?1.0?11.9?200?0.550?365?(400?0.550?365)?0.5?(300?226?300?226)?(400?2?35)又因

?146.5mm为

?ei?1.176?120?141.1mm?146.5mm,故为小偏压。

(3)求截面承载力设计值N

N??1fcbx?fyAs?''???1?b??1fyAs

?0.8365?1.0?11.9?200?x?300?226??300?226(A)

0.550?0.8?3123x?149160x又由N?e??1fcbx?h0???x???f'yA's?h0?a's? 2?得:N?306.12?1.0?11.9?200x(365?0.5x)?300?226?(365?35) 整理得:N?2839x?3.889x2?73117

联立(A)(B)两式,解得x?205mm,代入(A)式中得:

N?491060N

(B)

根据求得的N值,重新求出?1、?值:

?1?0.5fcAN?0.5?11.9?200?400491060?0.969

相应?值为1.717,与原来的?1、?值相差不大,故无需重求N值。

'as?as?35mm,8.某I形柱截面尺寸如图6-22所示,柱的计算长度l0= 6.8m 。对称配筋。混凝土等级为C30,

fc=14.3N/mm,钢筋为HRB400, fy=fy=360N/mm,轴向力设计值N = 800KN,弯矩M=246KN·m 求钢筋截面面积。 解:⑴求ei、η、e

h0?h?as?700?35?665mm

2’2

e0?MN?246?10800?1063?307.5mm


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