混凝土结构设计原理 - 课后习题答案(8)

2019-08-30 17:44

300?10?1225?9.6?1000x(175?x/2)?360?5702??175?25?3整理后得到x?350x?23106.3?0解得x?88.3mm?2as?50mm又?x?88.3mm??bh0?91mm'2

则As??1fcbh0?b?fyAs?Nfy''

?9.6?1000?88.3?300?5702?300?1030023

?9527.6mm可选用

30@70mm(As?10603mm2)

2.某混凝土偏心拉杆, b×h=250mm×400mm,as=as’=35mm,混凝土C20,fc=9.6N/mm2,钢筋HRB335,fy’=fy=300 N/mm2,已知截面上作用的轴向拉力N=550KN,弯矩M=60KN·m ,求:所需钢筋面积。 解:

1)判别大小偏心 e0?MN?60?1063550?10?109.1mm?h2?as?200?35?165mm

轴向力作用在两侧钢筋之间,属小偏拉。 2)求所需钢筋面积 e?e'?h2h2?e0?as??e0?as'?Nefy?h0?as'?Ne'fy?h0'?as?40024002??109.1?35?55.9mm?109.1?35?274.1mm3As'?550?10?55.7300??365?35?550?10?274.1300??365?35?3?310.6mm2??min'bh?0.002?250?400?200mm22

As?'?'?1522.8mmAs选用214 As?308mm

2As选用422As?1520mm

2第八章受扭构件承载力

1。钢筋混凝土矩形截面构件,截面尺寸b?h?250?450mm,扭矩设计值T?10kN?m,混凝土强度等

级为C30(fc?14.3N/mm(fyv?fy?210N/mm22,ft?14.3N/mm2),纵向钢筋和箍筋均采用HPB235级钢筋

),试计算其配筋。

解:(1)验算构件截面尺寸 Wt?TWt16b(3h?b)?66225062?(3?450?250)?11.46?1062mm

?10?1011.46?10?0.87N/mm2?0.25?cfc

2?0.25?1.0?14.3?3.58N/mm

满足

TWt?0.25?cfc是规范对构件截面尺寸的限定性要求,本题满足这一要求。

(2)抗扭钢筋计算

TWt?10?106611.46?10?0.87N/mm2?0.7ft

按构造配筋即可。

22.已知矩形截面梁,截面尺寸300×400mm,混凝土强度等级C20(fc?9.6N/mm,ft?1.1N/mm2),

箍筋HPB235(fyv?210N/mm2),纵筋HRB335(fy?300N/mm)。经计算,梁弯矩设计值M?14kN?m,

2剪力设计值V?16kN,扭矩设计值T?3.8kN?m,试确定梁的配筋。 解:(1)按hw/b≤4情况,验算梁截面尺寸是否符合要求 Wt?b26(3h?b)?30062(3?400?300)?135?10mm

3552Vbh0?T0.8Wt?16000300?365?3800?100.8?135?102?0.49N/mm2

?0.25fc?0.25?9.6?2.4N/mm截面尺寸满足要求。

(2)受弯承载力

?s?M?1fcbh02?14?10621?9.6?300?365?0.036??1?1?2?s?0.037??b?0.55?s?0.5?1?1?2?s?0.982As?Mfy?sh0?14?106??

300?0.982?365?130mm2?min?45As=ρ

ftfy?45?1.1300?0.165%?0.2%;取0.2%

2

min×bh=0.2%×300×400=240mm

(3)验算是否直接按构造配筋 由公式(8-34)

Vbh0?TWt?16000300?365?380000013500000?0.428?0.7ft?0.7?1.1?0.77

直接按构造配筋。

(4)计算箍筋数量

选箍筋φ8@150mm,算出其配箍率为

?sv?nA*sv1bs?2?50.3300?150?0.0022

最小配箍率 ?sv,min?0.28ftfyv?0.28?1.1210?0.0015

满足要求。

(5)计算受扭纵筋数量

根据公式(8-10),可得受扭纵筋截面面积 Astl???fyvAst1ucorfy?s

ucor?2(bcor?hcor)?2(250?350)?1200mm Astl?1.2?210?50.3?1200300?150?338mm

2(6)校核受扭纵筋配筋率

?tl,min?0.6TftVbfy?0.6Astlbh3800?10316000?300338300?400?1.1300?0.0020

实际配筋率为?tl???0.0028??tl,min?0.0020

满足要求。

(7)纵向钢筋截面面积

2按正截面受弯承载力计算,梁中钢筋截面面积为As?240mm,故梁下部钢筋面积应为240+338/3=353㎜2,

实配216(402㎜2)

腰部配210,梁顶配210。

第九章钢筋混凝土构件的变形和裂缝

1.承受均布荷载的矩形简支梁,计算跨度l0=4.0m,活荷载标准值qk=16kN/m,其准永久系数ψq=0.5,混凝土强度等级为C25,钢筋为HRB400级。环境类别为一类,安全等级为二级。试进行梁的截面设计,并验算梁的挠度。如混凝土强度等级改为C40,其他条件不变,重新计算并将结果进行对比分析。 解:根据跨度,初步选定截面尺寸为250mm×500mm。 可得恒载gk?250?0.25?0.5?31.25kN/m 活荷载qk?16 kN/m

M?18ql0?218(1.2?31.25?1.4?16)42?119.8kN?m

查表可知C30以上时,梁的最小保护层厚度为25mm。故设a = 35mm,则

h0?500?35?465mm

由混凝土和钢筋等级查表,

222

得fc?14.3N/mm;fy?300 N/mm;ft?1.43 N/mm

?1?1.;?1?0.8;?b?0.55

?sM?119.8?1062?1fcbh201.0?14.3?250?465?0.155

??1?1?2?s?0.17??b

?s?0.5(1?1?2?s?0.915

故As?Mfy?sh0?119.8?106300?0.915?465?939mm

2

选用As(941 mm2)

0.45ftfyA?0.451.43300?250?500?268 mm2<941 mm2

满足要求。

该用C40混凝土,配筋不变,计算其承载力。fc?19.1N/mm2 ??fyAs?300?9411.0?19.1?250?465?0.127

?1fcbh0Mu??1fcbh0?(1?0.5?)?1.0?19.1?250?46522?0.127(1?0.5?0.127)?122.8KN?m

进行抗裂验算 ⑴求Mk和Mq

MMk??1818(gk?qk)l0?2218(31.25?16)4182?94.5 KN?m

2q(gk?0.5qk)l0?(31.25?8)4?78.5 KN?m

45222

对于C30混凝土:Ec?3.0?10N/mm;Es?2.0?10 N/mm;ftk?2.01 N/mm

?E??EsAsEcbh0?2.0?103.0?1054941250?465?0.054

?te?AsAteM?9410.5?250?50094.5?10?0.0151

6?sk?k?h0As?0.87?465?941?248 N/mm2

ψ?1.1-0.65ftk?te?sk21.1?0.652.010.0151?2483?0.751

Bs?EsAsh01.15ψ?0.2?6?E?Mkk?200?10?941?46521.15?0.751?0.2?6?0.05494.513?2.93?1013N?mm2

B?Mq(??1)?M?78.5?94.56?2.93?10?1.6?1013 N?mm

2

f?5M48Bkl20?594.5?10?4000481.6?10132?9.84?1200l0?20mm

满足要求。

对于C40混凝土:Ec?3.25?104N/mm2;Es?2.0?105 N/mm2;ftk?2.4 N/mm2 ?E??EsAsEcbh0?2.0?103.25?1054941250?465?0.0498

?te?AsAteM?9410.5?250?50094.5?10?0.0151

6?sk?k?h0As?0.87?465?941?248 N/mm

2

ψ?1.1-0.65ftk?te?sk2?1.1?0.652.400.0151?2483?0.683

Bs?EsAsh01.15ψ?0.2?6?E?Mkk?200?10?941?46521.15?0.683?0.2?6?0.049894.513?3.166?1013N?mm2

B?Mq(??1)?M?78.5?94.56?3.166?10?1.73?1013 N?mm2

f?5M48Bkl20?594.5?10?4000481.73?10132?9.1?1200l0?20mm

满足要求。

从以上算例可以看出,当截面尺寸及配筋不变时,混凝土强度等级提高,其极限承载力和计算挠度变化不大,换句话说,如果挠度验算不满足,通过提高混凝土强度等级的方法效果不明显。

2.承受均布荷载的矩形简支梁,计算跨度l0=6.0m,活荷载标准值qk=12kN/m,其准永久系数ψq=0.5;截面尺寸为b×h=200mm×400 mm,混凝土等级为C25,钢筋为HRB335级,4最大挠度是否符合挠度限值。 解:

gk?250?0.2?0.4?20kN/m;qk?12kN/m M?18(gk?qk)l0?2 16,环境类别为一类。试验算梁的跨中

18k(20?12)62?144 KN?m


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