结构设计原理 第三章 受弯构件 习题及答案(4)

2025-08-13

小厚度为25mm,取a=45mm,h=h0+a=564+45=609mm,实际取h=600mm,h0=600-45=555mm。 ?s?M?1fcbh02270?106??0.115 20.96?31.8?250?555 ??1?1?2?s?1?1?2?0.115?0.12 3 ?s?0.5?1?1?2?s?0.5?1?1?2?0.115?0.939

????270?106 As???1439mm2

fy?sh0360?0.939?555M选配3φ25,As=1473mm2,见图3

验算适用条件:

⑴ 查表知ξb=0.481,故ξb=0.481>ξ=0.123,满足。

⑵As?1473??minbh?0.26%?250?600?390mm2,满足要求。 3. 解:(1)由公式得

M125?106?=0.243 21.0?11.9?200?465?s??fcbh02??1?1?2?s?1?1?2?0.243?0.283

?s?0.5?(1?1-2??s)?0.5?(1?1?2?0.243)?0.858

125?106As?M/fy?sh0??1044mm2

300?0.858?465 选用钢筋4?18,As?1017mm2

As?1044??mibhmm2 n?0.2%?200?500?200 (2)采用双排配筋 h0?h?60?440mm

125?106?0.271 ?s?M/?1fcbh0=

1.0?11.9?200?44022 ??1?1?2?s=1?1?2?0.271?0.323

?s?0.5?(1?1-2?s)?0.5?(1?1?2?0.271)?0.838

125?106?161mm42 As?M/fy?sh0?21?00.83?8440 - 16 -

选用钢筋8?16

As=1608mm2

2 As?1614??mibh ?0.27%?20?0500?27mm0n (3)假定受拉钢筋放两排 a?60 h0?500?60?440mm

225?106?0.488 ?s?M/?1fcbh0=21.0?11.9?200?4402 ??1?1?2?s=1-1?2?0.488?0.845?0.55 故采用双筋矩形截面

取???b M1??1fcbh0?b(1?0.5?b)

?1.0?11.9?200?4402?0.55?(1?0.5?0.55) =183.7KN?m

2225?106?183.7?106 As?M/fy(h0?a)??33.99mm2

300?(440?35)'''

As??b?1fcbh0/fy?Asfy/fy?0.55?1.0?11.9?20?0440/300?33.99 =2260mm2 故受拉钢筋选用6?22 As=2281mm2

受压钢筋选用2?16 As=402mm2,满足最小配筋率要求。

'''4. 解:fc=19.1N/mm2,ft=1.7 N/mm2,fy=300 N/mm2。由表知,环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm,故设a=35mm,h0=450-35=415mm As?804??mibhmm2 n?0.26%?250?450?293则 ???fy?1fc?0.0077?2300?0.121??b?0.55,满足适用条 件。1.0?19.1

?Mu??1fcbh0??1?0.5???1.0?19.1?250?4152?0.121??1?0.5?0.121?93.49KN.m?M?89KN.m,安全。5. 解:fc=19.1N/mm2,fy’=fy=300N/mm2,α1=1.0,β1=0.8。假定受拉钢筋放两

排,设a=60mm,则h0=h-a=500-60=440mm

?s?M?1fcbh02330?106??0.446 21?19.1?200?440??1?1?2?s?0.671??b?0.55

- 17 -

这就说明,如果设计成单筋矩形截面,将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸,又不能提高混凝土等级,则应设计成双筋矩形截面。 取???b,由式得

M1??1fcbh0?b?1?0.5?b?2 ?1.0?19.1?200?4402?0.55??1?0.5?0.55?

?294.9KN?m As?'fyh0?as'?M'?'330?106?294.9?106??28.89mm2

300??440?35?fyfy'As??b?1fcbh0fy?As?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。

6. 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???198mm62

fy?sh030?00.82?3440最后得 As?As1?As2?198?6941?292.07mm2 选用6φ25mm的钢筋,As=2945.9mm2

7. 解:fc=14.3N/mm2,fy=fy’=300N/mm2。

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

''????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

- 18 -

代入式

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。

8. 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

fy??fy?360MPa,as,max?0.384,?b?0.518,等级矩形图形系数??1.0。 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)fc14.3??0.518?As??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)

0.8fcb?bh0fy?14.3??0.8?0.518?As??As?250?440?504?2315mm2fyfy360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,AS

- 19 -

4?20?4?18,As?2273mm2。

9. 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

a1fcb'fh'f?1.0?14.3?600?100?858000N fyAS?360?2945?10602N0?08580N0 0故属于第二类T形截面。 3、计算受弯承载力Mu。

x??

图4

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?156.56100)?1.0?14.3?(600?250)?100?(630?)22 ?599.09?106N?mm=599.00kN·m Mu>M=550kN·m 故该截面的承载力足够。

10. 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

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