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混凝土结构设计原理计算题复习.
[补充例]已知梁截面弯距设计值M=90KNm, 混凝 土强度等级为C30,钢筋采用HRB400,梁的截面 尺寸为200mm×500mm, 环境类别为一类。试 求:所需纵向钢筋截面面积As。 【解】由附表4-3可知,环境类别为一类,混凝土强度等级为
C30时梁的混凝土保护层最小厚度为20mm,故可设
、
as 40mm
40 250
Mu 180 10 6 As 1261mm 2 s f y h0 0.862 360 460
验算适用条件: (1)适用条件(1 1.43 500 1.1% min 45 0.194%且 0.2% bh0 250 460 h0 360 460
[解] (1) 利用计算用表1和计算用表2求As
先假定受力钢筋按一排布置,则
h0=h-40mm=500mm-40mm=460mm
查附表2、附表3和表3-6得
α1=1.0,fc=14.3N/mm2,fy=360N/mm2,ξb=0.518 由式(3-22)得
Mu 180 10 s 0.238 2 2 1 f c bh0 1 14.3 250 460
h0 360 460
选用3 16, As =603mm2 (注意:选用钢筋时应满足 有关间距、直径、及根数等的构造要求),配置见下图。
2Φ 12
h0=460
3 16
40 200
[ 例 3-4] 某 实 验 室 一 楼 面 梁 的 尺 寸 为 250mm×500mm , 跨 中 最 大 弯 矩 设 计 值 为 M=180000N· m , 采 用 强 度 等 级 C30 的 混 凝 土 和 HRB400 级钢筋配筋,求所需纵向受力钢筋的面积。
6
• 由计算用表1查得相应的ξ值或用公式计算为
1 1 2s
• ξ=0.276<ξb=0.518 • 所需纵向受拉钢筋面积为
As
1 f cbh0
fy
1 f cbh0 1 14.3 250 460 0.276 As 1261mm2 fy 360
As 1261 h 1.43 500 1.1% min 45 0.194%且 0.2% bh0 250 460 h0 360 460
As
1 f cbx 114.3 200 74.43
fy 360
591 m m2
(2)验算适用条件
As bh0 200 460
x 74.43 0.16 (b 0.518) h0 460 591 h 1.43 500 0.64% min 45 0.194%且 0.2%
114.3 250 5302
1 1 2 s 0.441 x = h0= 234㎜>2α’s 1 f cbh0 14.3 250 0.441 530 2
fy 360 As = As1 + As2=308+2321=2629㎜2 钢筋的选用情况为: 受拉钢筋6 25 As=2945mm2 受压钢筋2 14 A's=308mm2 截面的配筋情况如例图3-5所示。 As2
[ 例 3-5] 某 库 房 一 楼 面 大 梁 截 面 尺 寸 b×h=250mm×600mm ,混凝土的强度等级为 C30 , 用 HRB400 钢 筋 配 筋 , 截 面 承 受 的 弯 矩 设 计 值 M=4.0×108N· mm,当上述基本条件不能改变时,求截 面所需受力钢筋截面面积。 [解 ] (1) 判别是否需要设计成双筋截面 查附表和表3-5得 α1=1.0,fc=14.3N/mm2,fy=360N/mm2 查计算用P52表3-6 250 ξb=0.518,αs,max=0.384 b=250mm,h0=600-70=530mm(两排布置)。 单筋矩形截面能够承受的最大弯矩为:
M sb bh 1 f c 4 108 3.86108 As 81.52mm2 f yh0 a 360(530 40) s
2 0
由式(3-32)得:
As 1 f cbb h0 f y As fy 360 81.52 14.3 250 0.518 530 2808 m m2 360
M u ,max s ,max f cbh0 0.38414.3 250 5302
2
3.86108 N m m M 4 108 N m m
600
因此应将截面设计成双筋矩形截面。
(2) 计算所需受拉和受压纵向受力钢筋截面面积
设受压钢筋按一排布置,则a’s=40mm 。令x = xb = bh0或αs=αsb使As+As最省。,由式(3-33)得:
81.52mm2 0.2%bh 0.2% 250 600 300 As 受压钢筋2 14, A's=308mm2 M As f y (h0 as ) 4 108 308 360 530 40 或者 0.344
s
1 f cbh0 2
选用4 20(As=1256mm2),一排可以布置得下, 因此不必修改h0重新计算As值。 2.方法2用求As
Mu 180 10 s 0.238 2 2 1 f c bh0 1 14.3 250 460
6
2Φ 12
h0=460
s
1 1 2 s 2
4 20
, 则 h0=500-40=460mm。 根据混凝土和钢筋的等级,查附表2-3、2-11得:
fc=14.3N/mm2, fy=360N/mm2, ft=1.43N/mm2,由表3-5、 、 1 1.0 1 0.8 3-6知: b 0 .518 (1)求x及As值
2M 2 90106 x h0 1 1 4601 1 2 2 1 f cbh0 114.3 200 460 =74.43mm