混凝土结构基本原理计算题复习.docx

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混凝土结构基本原理计算题复习

混凝土结构基本原理计算题复习

作者:

日期:

 

计算题

一•矩形截面梁»=250mm,/?

=700inm,承受弯矩设计值M=300kN・m,纵向

受拉钢筋釆用HRB335级S=300N/mm2),混凝土强度等级为C25

/t=1.27N/inm^),环境类别为一类,偽=35mm,§匸0・550,试求:

(1)画出截面承载力计算简图并标注参数

(2)求受拉钢筋的面积人

1+J1—2a

【解法一】

(1)画出截而承载力计算简图并标注参数

300x10°

h0=700・35=665

a,=—理r==0.2280

aJMdlxlL9x250x665"

=1+Jl-2q=08688,

'2

舀=1一=0.2625<二=0.550

300x10"

Mjsr人丄

人-fjA~300x0.8688x665-

验算适用条件:

4>A.m.n=P』=0.2%X250X700=350/wzz-,满足。

【解法二】画出截而承载力计算简图并标注参数

h0=700-35=665

X=ho-[ho"2-2*M/(al*fc*b)]0.5

=665-[665^2-2*300000000/(1*11.94*250)]"0.5=174mm

相对受压区高度E=X/ho=174/665=0.261Wgb=0.550

纵向受拉钢筋As=al*fC*b*X/fy=1*11.94*250*174/300=1730mm

配筋率P=As/(b*ho)=1730/(250*665)=1.04%>

最小配筋率Pmm=Max{0.20%,0・45ft/fy}=Max{0・20%,0.19%}=0.20%

二.【例4.2】如图所示,某教学楼现浇钢筋混凝土走道板,厚度/FSOmm,板面

定纵向受力钢筋的数量。

做20mm水泥砂浆面层,计算跨度2nb采用C20级混凝土,HPB235级钢筋。

试确

分布钢筋4>6@250/

W受力钢筋e8@i50

1000

图3.2.7例3.2.3附图

【解】査表得楼面均布活荷载=2.5kN/m2,/c=9.6N/mm2,

ft=1.10N/inni2,/y=210N/nun2,=0.614,a1=1.0,

结构重要性系数ro=i.0(教学楼安全等级为二级),可变荷载组合值系数%二0・7

(1)计算跨中弯矩设计值"

钢筋混凝土和水泥砂浆重度分别为25kN/m3和20kN/m3,故作用在板上的恒

荷载标准值为

20mm水泥砂浆面层

0.02X20=0.04应=2.04kN/m2

取Im板宽作为计算单元,即乍1000mm,则或=2.04kN/m,咬=2.5kN/m

rO(1.2或+1.4qk)=1.0(1.2X2.04+1.4X2.5)=5.948kN/m

ZO(1.35^+l・40cqk)=1.0(1.35X2.04+1.4X0.7X2.5)=5.204kN/m

取较大值得板上荷载设计值旷5.948kN/m

板跨中弯矩设计值为

由q702/8=5.948X22/8=2.974kN'ni

(2)计算纵向受力钢筋的数量

A0=A"25=80-25=55mm

=5,95mnVfbA0=0.614X55=33,77mm

不属超筋。

4s二alfzbx/fy=\.0X9.6X1000X5.95/210=272nini2

0.45A/yy=0.45X1.10/210=0.24%>0.2%,取Pmin=0.24%

PminZ?

A=0.24%X1000X80=192mni2

受力钢筋选用8@180(4s=279mm2),分布钢筋按构造要求选用4>6@250

三•一钢筋混凝土矩形截面简支梁,截面尺寸/.x/.=25toHx600zHaH混凝土强度等级

的数量。

附:

斜截面抗剪计算公式(仅配置箍筋)

 

按照构造配

斜截面承载

力计算公式

4

V<0・7fM产人亠瓜

S

175A

最小配箍率

验算

f

PiT05in0・24

Jyv

【解】h复核截面尺寸

"$=20+5+8+22/2=44ntftt;h快.=/j(j=556mm;

hjb=223<4,属于一般梁;

0・25/?

J;Z%=413525N=413・525kN>U=250/W,因此截面尺寸满足要求。

2•计算是否可按照构造配箍

0.7•ft•b•ho=0.7*1271*0.25*0.556=123.7kN

因此需按照计算配箍。

3•计算所需腹筋

由y

得到;

S

A

亠=(V-0.7•ft•b•ho)/(hO*f屮)=(250000-0.7*1.271*250*556)/(270*556)s

—0.842mnf/mm

选用双肢箍08,则Ajv=2*50.3=100.6/w/r;

贝%=牆=119.48讪°选择箍筋间距为100mm。

最后选择箍筋形式为08@100。

4•验算最小配箍率厶=企■=0.4024%>Pn,min=0.24」-=0.131%,满足要求。

bs/vv

四•例题7-1P171(釆用非对称配筋)已知:

有一钢筋混凝土柱子,构件坏境类别为一类,设计使用年限为50年。

柱截

面:

bxh=300x500;N=320KN,柱二端弯矩设计值分别为Ml=224KN・m,

M2=272KN.m;计算长度为Lo=4800mm«乞=";=45曲",混凝土C25,钢筋

HRB335级,求钢筋截面面积人4

(1)基本资料

轴向压力设计值N=320kN,M:

=224kN•m,砥=272kN•m,

构件的讣算长度L„=4800mm,

矩形截面,截面宽度b=SOOmm,截面高度h=500mm

混凝上强度等级为C25,fc=11.94NW:

钢筋抗拉强度设汁值f.=300N/nmi',钢筋抗压强度设汁值f;=300N/nmi',钢筋弹性模量E:

=200000N/nmi<相对界限受压区咼度d=0.5500

纵筋的混凝上保护层疗度C=25mm:

全部纵筋最小配筋率pmin=0.60%

厲=20+5+8+12=45""”儿=500—45=455w»/

采用非对称配筋,即:

A/不等于A.

(2)求弯矩设计值M(考虑二阶效应后)

弯矩设汁值M

山于Ml/M2=224/272=0>82矩形截面面积A=b•h=300*500=150000mm'

轴压比Uc=N/(fc・A)=320000/(11.94*150000)=0.18

i,=4800/144=33.3

-12(Mu/M:

x)=34-12*(224/272)=24.1

/i.>34-12(也/也),应考虑轴向压力产生的附加弯矩影响

=0.5•f,•A/N=2.799>1.0,取*=1.0

附加偏心距e.=Max{20,h/30}=Max{20,17}=20mm

Hnsx=1+(1„/h)'・*/[13OO・(M2x/N+ea)/ho]

=1+(4800/500)-*1/[1300>i=(272000000/320000+20)/455]=1.037考虑纵向挠曲影响后的弯矩设汁值

f=7(77^=^/(l/12)*h=7g7T2)*500=144.3冲n

1„/

34

乂:

J=0.7+a3NL/M:

x=0.7+0.3*224/272=0.947

Cz.•qnsx=0.947*1.037=0.982<1.0,取M=M:

(3)判断大小偏心受压

6=M/N=272r0&/(320*10')=850M”

附加偏心距ea=Max{20,h/30}=Max{20,16.7}=20nmi

轴向压力对截面重心的偏心距e。

=M/N=272000000/320000=850mm初始偏心距61=eo+e.=850+20=870mm

©>0.3几=0.3*455=136.5"”"可先按大偏心受压计算

(4)求AS及AS'

因AS及asm匀未知,取<=3=0.5500且a,=1,0

轴力作用点至受拉纵筋合力点的距离e=e,+h/2-a=870+500/2-45=1073mm

Af_恥一同£阳易(l-0.5§b)320*1051075-1.0*11.9*300*4552*0.55*(1-0.5*0.55)

力认-心)

300*(455-45)

—400.7nun2>0・002bh=300nun2

看启嶽+力"宀"」.01少300*455555+300*4。

0.7-32()*10爲汝

300

=2312mm2

(5)选择钢筋及配筋截面图

选择受压钢筋为2佥16(AsJ402mm2)

受拉钢筋为4佥28(As=2463mm2)

(6)全部纵向钢筋的配筋率为

厂豹筹"OS。

©%满足要求

五.例题7・1P171(采用对称配筋)

已知:

有一钢筋混凝土柱子,构件坏境类别为一类,设计使用年限为50年。

柱截

面:

bxh=300x500;N=320KN,柱二端弯矩设计值分别为Ml=224KN・m,

M2=272KN,m;计算长度为Lo=4800mmo匕=“;.=45咖,混凝土C25,钢筋

HRB335级,求钢筋截面面积人,A

(1)基本资料

轴向压力设讣值N=320kN,M’h=224kN•m,M:

=272kN•m,构件的汁算长度L„=4800mm,

矩形截面,截面宽度b=300mm,截面高度h=500mm

混凝上强度等级为C25,fc=11.94N/mm=:

钢筋抗拉强度设汁值f.=300N/mm\钢筋抗压强度设计值f;=300NW,钢筋弹性模量E.=200000NW;

 

相对界限受压区咼度$三0.5500

纵筋的混凝土保护层片度,C三25mm:

全部纵筋最小配筋率pmin=0.60%

©=20+5+8+12=45""”九=500-45=455/;//;/

采用对称配筋,即:

A/=A.

(2)求弯矩设计值M(考虑二阶效应后)

弯矩设汁值M

山于Ml/M2=224/272=0.82矩形截面面积A=b•h=300*500=150000mm'

轴压比Uc=N/(fc・A)=320000/(11.94*150000)=0.18

i,=4800/144=33.3

-12(Mix/M:

x)=34-12*(224/272)=24.1

/ix>34-12(M,,/MJ,应考虎轴向压力产生的附加弯矩影响

G=0.5・fc・A/N=2.799>1.0,取&=1.0

f=QW=^(1/12)*h=7g7T2)*500=144.3mm

1„/

34

X:

附加偏心距e.=Max{20,h/30}=Max{20,17}=20mmHnsx=1+(1„/h)=-^/[13OO-(M2x/N+ea)/ho]

=1+(4800/500)=*l/[1300*(272000000/320000+20)/455]=1.037考虑纵向挠曲影响后的弯矩设讣值

M=C肿“肿M2

Cn=0.7+a3监/M:

x=0.7+0.3*224/272=0.947

4•中SX=0>947*1.037=0.982<1.0,取M=地

(3)求初始偏心距"Nb,判断大小偏心受压勺=M/N=272*10&/(320*10^)=850皿”

初始偏心距耳

附加偏心距e.=Max{20,h/30}=Max{20,16.7}=20mm

轴向压力对截面重心的偏心距e。

=M/N=272000000/320000=850mm初始偏心距ei=eo+e,=850+20=STOrnm

e->0・3/如=0.3*455=136.5/»n/

山于是对称配筋As=As*fy=fy'

=备九=l・0*ll・9*300*0・55*455=893392・5/V=893・392KN>N=320KN

按大偏心受压计算

(4)求人$及人$'

X=N/Carfc'b)=320000/(1*11.94*300)=89.3mmW&•ho=250.3mm,

X<2a'时按X=2a'=90min计算

—XF严叭875/2+叽门955

300*(455-45)

 

>0.002bh=300mm2

(5)选择钢筋及配筋截面图

受压钢筋和受拉钢筋均采用为4佥25(As=1962・5mm2)

(6)全部纵向钢筋的配筋率为

0=緒=2.616756%满足要求

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