混凝土设计原理第5章作业题解答(共18页).doc

精选优质文档-倾情为你奉上 混凝土结构设计原理作业题 第5章 受压构件正截面的性能与设计51（基本题目） 已知某四层四跨现浇框架结构的底层内柱，截面尺寸为，轴心压力设计值，混凝土强度等级为C40,钢筋用HRB400级。求纵向钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。解答：按混凝土结构设计规范规定，按式,查表5-1，得按式（5-1）求As如果采用4根直径20mm纵筋，As=1256,故上述A的计算中没有减去是正确的，且由附表18知，可以。截面每一侧配筋率，可以。故满足受压纵筋最小配筋率（全部纵向钢筋的；一侧纵向钢筋的）的要求。选用4根直径20mm纵筋，As=1256。52（基本题目）根据建筑要求，某现浇柱截面尺寸定为，由两端支承情况决定其计算高度；柱内配有4根直径为22的HRB400级钢筋作为纵筋；构件混凝土强度等级为C40，柱的轴向力设计值。试问截面是否安全。解答： 由, 查表5-1，得按式（5-1），得故截面是安全的。53（基本题目）已知：某旅馆底层门厅内现浇钢筋混凝土柱，一类环境，承受轴心压力设计值，从基础顶面至二层楼面高度为。混凝土强度等级为C40，由于建筑要求柱截面为圆形，直径为。柱中纵筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB300级钢筋。求柱中配筋。解答： 先按配有普通纵筋和箍筋柱计算。 （1）求计算长度取底层钢筋混凝土现浇框架底层柱的计算长度（2）求计算稳定系数查表5-1得（3）求纵筋已知圆形混凝土截面积为由式（5-1）得（4）求配筋率，不可以。配筋率太高，若混凝土强度等级不再提高，并因<12,可采用螺旋箍筋柱。下面再按螺旋箍筋柱来计算。（5）假定纵筋配筋率，则得，选用16根直径25mm纵筋，。混凝土保护层厚度取用20mm,估计箍筋直径10mm,得：（6）混凝土强度等级小于C50，；按式（5-9）求螺旋箍筋的换算截面面积得，满足构造要求。(7)假定螺旋箍筋直径d=10mm，则单肢螺旋箍筋面积。螺旋箍筋的间距s可通过式( 5-5)求得：取s=40mm，以满足不小于40mm，并不大于80mm及0.2，的要求。(8)根据所配置的螺旋箍筋d=l0mm，s=40mm，重新用式(5-5)及式(5-6)求得间接配筋柱的轴向力设计值Nu如下：且满足要求。54（基本题目）已知，荷载作用下柱的轴压力设计值，柱端弯矩设计值，截面尺寸，；混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级；。求钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。解答：因，故需考虑P-效应。1则因，先按大偏压情况计算由式（5-22）得由式（5-21）得受拉钢筋选用3根直径22mm及2根直径20m纵筋（），受压钢筋选用2根直径18mm及1根直径14mm纵筋（）。补充：我认为必要，但是教材中没有这一步，是不妥的。由式（5-18），求出,估前面假设大偏心受压是正确的。垂直于弯矩作用平面的承载力验算满足要求，此处从略，请自己补充完善。55（基本题目）已知条件同54题，并已知配有3根直径20mm的受压钢筋。求受拉钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造钢筋）。解答：令,由式（522）知由式（5-21）得= 选用220+2225 （=1610） 比较题5-4与题5-5可看出，当时，总的用钢量计算值为660+1782=2442,比题5-5求得的总用钢量942+1606=2548少。56（基本题目）已知，杆端弯矩设计值，截面尺寸，受压钢筋为4根直径为22mm的HRB400级钢筋，混凝土强度等级C30，构件计算长度为。求受拉钢筋截面面积并绘制该次梁跨中截面配筋示意图（含构造配筋）。【解】由式（5-14）:故需考虑P-效应 取 ， 可先按大偏心受压情况计算。 说明假定大偏心受压是正确的。按式（5-27）计算值如果按不考虑受压钢筋的情况进行计算 说明：本题如果不考虑受压钢筋，受拉钢筋会得到较大数值。因此，本题取来配筋，选用422（）。57（基本题目）已知：，杆端弯矩设计值，截面尺寸，采用HRB400级钢筋，混凝土强度等级为C40，构件计算长度。试计算钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。解答： 由式（5-14）, 故需考虑P-效应. 取 可先按大偏心受压情况计算。由式(5-22)得： 取 选用412（）,这样,该题就变成已知受压钢筋,求受拉钢筋的问题,下面计算从略，请同学们自行补充。58（基本题目）已知：，混凝土强度等级为C40，钢筋采用HRB400级，选用4根直径为20mm的；选用4根直径22mm的钢筋。构件计算长度，两杆端弯矩设计值的比值为。求截面在h方向能承受的弯矩设计值。解答：因：/=0.850.9 故不考虑P-效应。 令，由式（5-21）得： 属于大偏心受压情况。 且说明受压钢筋能达到屈服强度。 由式（5-19）得： 由： 则 该截面在h方向能承受弯矩设计值为：。59（基本题目）已知：框架柱截面尺寸，混凝土强度等级为C35，采用HRB400级钢筋，选用6根直径为25mm钢筋，选用4根直径为25mm的钢筋。构件计算长度，轴向力的偏心距为。求截面能承受的轴向力设计值。解答：框架柱的反弯点在柱间，故不考虑P-效应。e0=600mm，ea=700/30=23mm（>20mm） 则ei= e0+ea=600+23=623mm 由图5-18，对N点取矩，得 代入数据，则 移项求解： 故由式（5-18）得 该截面能承受的轴向力设计值为：。510（基本题目）已知柱的轴向压力设计值，杆端弯矩设计值，截面尺寸为：，混凝土强度等级为C35，钢筋采用HRB400，。求钢筋截面面积。解答：轴压比，故要考虑P-效应。 故弯矩设计值为： 故初步按小偏心受压计算，并分为两个步骤。（1）确定，按反向破坏的式（5-39）、式（5-40）求。 因此，取作为补充条件。（2）求（就是教材542式，只是符号不同，注）， 确实是最小偏压。， 故属于小偏心受压的第一种情况：。 由力的平衡方程式得：对采用3根直径16mm纵筋，对采用4根直径25mm纵筋，。截面总配筋率，满足要求。再验算垂直于玩具作用平面的轴心受压承载力：以上是理论计算的结果，与相差不大，为了实用，可加大，使减小，但（）的用量将增加。511（基本题目）已知：在荷载作用下框架柱的轴向力设计值，柱截面尺寸，混凝土强度等级为C40，采用HRB400级钢筋，选用4根直径为16mm钢筋，选用4根直径为25mm的钢筋。构件计算长度，.求该截面h方向能承担的弯矩设计值。解答：因，反弯点在框架柱间，此时不考虑P-效应。先按大偏心受压计算式（5-18），求算x值属于小偏心受压破坏情况。可先验算垂直于弯矩作用平面的承载力是否安全，该方向可视为轴心受压。由已知条件l0/b=7200/300=24，查表5-1得，下面再求该截面在h方向能承受的弯矩设计值。由式（5-18）求算x值属于小偏心受压情况。重求x值，假定属于第一种小偏压，采用式（5-28）：由式（5-19）求e值 故 则该截面在h方向能承受的弯矩设计值： 。 512（基本题目）已知条件同54，设计成对称配筋。求钢筋截面面积，并画截面配筋图。解答：由5-4的已知条件，可求得，属于大偏心受压情况。由式（5-50）及式（5-51）得每边配置3根直径20mm和1根直径18mm纵筋（） 注：本题与5-4比较可以看出，当采用对称配筋时，钢筋用量需要多一些。 计算值的比较为：5-4中，本题中。 可见，采用对称配筋时，钢筋用量稍大一些。513（基本题目）已知：轴向力设计值，弯矩，柱截面尺寸，混凝土强度等级为C40，采用HRB400级钢筋。构件计算长度。求钢筋截面面积。解答：因故，不考虑P-效应属于小偏心受压。按简化计算方法（近似公式法）计算。由和式（5-59），求 取配筋。同时满足整体配筋率不小于0.55%的要求，每边选用2根直径14mm和2根直径18mm的纵筋，。此外，还需以轴心受压验算垂直于弯矩作用方向的承载能力。由 查表5-1得按式（5-1）计算，得：验算结果安全。514（选做题）已知：I形截面柱，柱截面控制内力：，柱截面尺寸如图所示，混凝土强度等级为C40，采用HRB400级钢筋。对称配筋。求钢筋截面面积。（提示：计算时可近似地把a图简化成b图）。（514题图）解答：在计算时，可近似地图5-28（）简化成图5-28（b）。由于，要考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响，即需要计算。取，则。先按大偏心受压计算，用式（5-75）求出受压区计算高度此时中和轴在腹板内，应由式（5-77）重新求算x值得可用大偏心受压公式计算钢筋由式（5-78），求得每边选用4C16，。515（选做题）已知条件同514题的柱，柱的截面控制内力设计值为，。求所需要钢筋截面面积（对称配筋）。解答：先按大偏心受压考虑。中和轴进入模板，应由式（5-77）重新x值应按小偏心受压公式计算钢筋。由于，要考虑挠度的二阶效应对偏心距的影响。即需要计算，取，则。，用近似公式法计算。对于形小偏心受压，如果采用近似公式时，求的公式可改写成下式把本题的数据代入求得如下：=0.734代入上式得，每边实取3根直径18mm的纵筋，。垂直于弯矩平面方向需要以轴心受压进行验算。由图5-28计算得得查表5-1得按式（5-1）计算，得：验算结果安全。 专心-专注-专业