3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H =5.4m,计算长度L0=,混泥土强度等级为C20,HRB400级钢筋。
试求柱截面尺寸及纵筋面积。
『解』查表得:1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm 0l =⨯6.75m 按构造要求取构件长细比::15l b = 即b=l 0=⨯15=450mm 设该柱截面为方形,则b ⨯h=450mm ⨯450mm 查表3-1得:ϑ=S A '=(N-0.9ϑc f A )/0.9ϑy f '=4140100.90.8959.64504500.90.895360⨯-⨯⨯⨯⨯⨯⨯mm<0.1943按照构造配筋取00min 0.6P =(00000.63≤P ≤) ∴S A '=000.6bh =000.64504501215⨯⨯=2mm选配钢筋,查附表11-1得,420(S A '=12562mm )箍筋按构造要求选取,取s=250mm ,d=6mm3-2 由于建筑上使用要求,某现浇柱截面尺寸为250mm ×250mm ,柱高 4.0m ,计算高度L0==2.8m,配筋为416(As/=804mm2)。
C30混泥土,HRB400级钢筋,承受轴向力设计值N=950KN 。
试问柱截面是否安全?『解』查表得:1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm 计算长度0l ==/ 2.8/0.2511.2l b == 查表3-1得:ϑ=考虑轴心受压∴R =ϑ(y f 'S c SA f A '+)=0.90.926(36080414.30.8250250)831.7950KN N KN ⨯⨯⨯+⨯⨯⨯==p ∴该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。
3-3 已知一桥下螺旋箍筋柱,直径为d=500mm ,柱高5.0m,计算高度L0==3.5m,配HRB400钢筋1016(As/=2010mm2),C30混泥土,螺旋箍筋采用R235,直径为12mm ,螺距为s=50mm 。
试确定此柱的承载力。
『解』查表得:1α= , c f =2mm , y f '=360N/2mm y f =210N/2mm0/712l d =<221962504cor dA mm π==22113.044ssl dA mm π==23.14500113.04/503549.456SSLsso dA A mm Sπ==⨯⨯=∴柱的承载力 N=0.9(2)c cor y s y sso f A f A f A a ''++30.9(14.3196250360201022103549.456) 3.39510KN=⨯⨯+⨯+⨯⨯=⨯<×(y f 'S c S A f A '+)4-1、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b × h= 250mm ×500mm ,混泥土强度等级C25, HRB335级钢筋,弯矩设计值M=125KN ·m ,试计算受拉钢筋截面面积,并绘制配筋图。
『解』(1)先假定受力钢筋按一排布置,a s =35mm 0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212510250465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= (2)所需纵筋面积S A :S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=10042mm S A ≥min ρbh=%⨯250⨯500=2502mm选用418,S A =10172mm ,一排可以布置的下,因此不要必修改0h(3)绘配筋图:4-2、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ,弯矩设计值M=120KN ·m ,混泥土强度等级C25,试计算下列三种情况纵三向受力钢筋截面面积As :(1)当选用HPB235级钢筋时,(2)改用HRB335钢筋时;(3)M=180KN ·m 时。
最后,对三种结果进行比较分析。
『解』先假定受力钢筋按一排布置,a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm(1)当选用HPB235钢筋时:查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A :S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9200⨯=14192mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm(2)当选用HRB335钢筋时:查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6212010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A :S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=9932mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm(3)当选用HPB235钢筋M=180 kN ·m 时:查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6218010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A :S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9210⨯=23842mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm(4)当选用HRB335钢筋M=180 kN ·m 时:查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=s α=210c M f bh α=6218010200465 1.011.9⨯⨯⨯⨯=查附表4—1得ξ=<b ξ= 所需纵筋面积S A :S A =ξ0bh 1cyf f α=⨯⨯⨯1.011.9300⨯=16692mm S A ≥min ρbh=%⨯200⨯500=2002mm(5)分析:当选用高级别钢筋时,yf 增大,可减少S A ;当弯矩增大时,S A 也增大。
4-3、某大楼中间走廊单跨简支板(图4-50),计算跨度l =2.18m ,承受均布荷载设计值g+q=6KN/m( 包括自重),混泥土强度等级为C20, HPB235级钢筋,试确定现浇板的厚度h 及所需受拉钢筋截面面积As ,选配钢筋,并画钢筋配置图。
计算时,取b = 1.0m ,a s = 25mm 。
『解』(1)设板厚为60mm ,a s =25mm则 0h =h —a s =60—25=35mm最大弯矩 M=18(g+q )20l =18×6×22.18= kN ·m查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =210N/2mm , b ξ=受压区高度x :x =0h 〔1〕=13mm(2)求受拉钢筋面积S AS A =1c y f bx f α=1.09.6100013210⨯⨯⨯=5942mmS A ≥min ρbh=%⨯1000⨯60=2mm ξ=0x h =1335=<b ξ=选用8@80mm, S A =6292mm (3)绘配筋图:4-5、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b × h= 200mm ×500mm ,混泥土强度等级为C25, HRB335级钢筋(218),As =509mm2,试计算梁截面上承受弯矩设计值M=80KN ·m 时是否安全? 『解』(1)先假定受力钢筋按一排布置,a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ=受压区高度x :χ=1y sc f A f b α=30050911.9200⨯⨯=64.16 mm <b ξ⨯0h =255.75 mm(2)所能承载的弯矩值u M =1αc f b x (0h -2x )=⨯⨯⨯-64.162 kN ·mu M < M=80 kN ·m所以该配筋不安全。
4-9、一简支钢筋混泥土矩形梁(图4-51),b ×h= 250mm ×500mm ,承受均布荷载标准值qk=20KN/m,恒载设计值gk=m, HRB335级钢筋,混泥土强度等级为C25,梁内配有416钢筋。
(荷载分项系数:均布活荷载γQ=,恒荷载γG=,计算跨度L0=4960mm+240mm=5200mm )。
试验算梁正截面是否安全?『解』(1)先计算梁跨中在荷载下 产生的弯矩:荷载:g+q=⨯-⨯ kN/mM 中=18(g+q )2l =18⨯⨯25.2= kN ·m(2)验算416的配筋所能承载的弯矩:先假定受力钢筋按一排布置,a s =35mm0h =h —a s =500—35=465mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , b ξ= ,S A =8042mmξ=10s yc A f bh f α=8043001.020046511.9⨯⨯⨯⨯=<b ξ=s α=ξ-ξ=u M =s α20bh 1αc f =⨯⨯2465⨯⨯u M M 中所以该配筋不安全。
4-12、已知一矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ,弯矩设计值M=216KN ·m ,混泥土强度等级为C30,在受压区配有320的受压钢筋。
时计算受拉钢筋截面面积As(HRB335级钢筋) 『解』(1) 假设受拉和受压钢筋按两排布置a s =s a '=60mm 0h =h —a s =500—60=440mm查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得:1α= , c f = N/2mm , y f =300N/2mm , y f '=300N/2mm , b ξ=受压区高度x :x =0h-=440-又120mm=2s a '<x <b ξ0h =(2) 求受拉钢筋面积S AS A =1y s c yf A f bx f α''+=30094214.320097.0300⨯+⨯⨯=18672mm取620 ,S A =18842mm(3) 绘配筋图:4-13、已知一矩形截面梁截面尺寸b ×h= 200mm ×500mm ,弯矩设计值M=,混泥土强度等级为C20,已配HRB335受拉钢筋620,试复核该梁是否安全。