混凝土结构设计原理课后题解答(沈浦生主编)(共62页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上3-1 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm250mm，柱高4.0m，计算高度L0=0.7H=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：=1.0 , =14.3N/ , =360N/ 计算长度=0.7H2.8m 查表3-1得：=0.962考虑轴心受压R0.9（）= 该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。3-2 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm，柱高5.0m,计算高度L0=0.7H=3.5m,配HRB400钢筋1016（As/=2010mm2），C3

2、0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：=1.0 , =14.3N/ , =360N/ =210N/ 柱的承载力 N= 1.50.9（）41、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b h= 250mm500mm，混泥土强度等级C25， HRB335级钢筋，弯矩设计值M=125KNm，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，as=35mm =has=50035=465mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550=0.1943查附表41得=0.2177=0.

3、550（2）所需纵筋面积：=0.=1004bh=0.2%=250选用418，=1017，一排可以布置的下，因此不要必修改（3）绘配筋图：42、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸bh= 200mm500mm，弯矩设计值M=120KNm，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=180KNm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，as=35mm=has=50035=465mm（1）当选用HPB235钢筋时：查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =21

4、0N/ , =0.614=0.2330查附表41得=0.2692=0.614所需纵筋面积：=0.=1419bh=0.2%=200（2）当选用HRB335钢筋时：查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550=0.2330查附表41得=0.2692=0.550所需纵筋面积：=0.=993bh=0.2%=200（3）当选用HPB235钢筋M=180 kNm时：查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =210N/ , =0.614=0.350查附表41得=0.4523=0.614所需纵筋面积：=0.=2384bh=0

5、.2%=200（4）当选用HRB335钢筋M=180 kNm时：查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550=0.350查附表41得=0.4523=0.550所需纵筋面积：=0.=1669bh=0.2%=200（5）分析：当选用高级别钢筋时，增大，可减少；当弯矩增大时，也增大。43、某大楼中间走廊单跨简支板（图450），计算跨度l2.18m，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

6、s= 25mm。解（1）设板厚为60mm，as=25mm则 =has=6025=35mm最大弯矩 M=（g+q）=6=3.56 kNm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6 N/ , =210N/ , =0.614受压区高度：=1=13mm(2)求受拉钢筋面积=594bh=0.236%=141.6=0.371=0.614选用880mm, =629（3）绘配筋图：44、一钢筋混泥土矩形梁，承受弯矩设计值M=160KNm，混泥土强度等级为C25， HPB235级钢筋，试按正截面承载力要求确定截面尺寸及配筋。解 （1）设b=250mm, h=500mm先假定受力钢筋按一排布置，as

7、=35mm=has=50035=465mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550=0.249查附表41得=0.2915=0.550(2)求受拉钢筋面积=0.=1344bh=0.2%=250选用220 + 222,=628 + 760=1388，一排可以布置的下，因此不要必修改（3）绘配筋图：45、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b h= 200mm500mm，混泥土强度等级为C25， HRB335级钢筋（218），As509mm2，试计算梁截面上承受弯矩设计值M=80KNm时是否安全？解（1）先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=

8、has=50035=465mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550受压区高度：=64.16 mm =255.75 mm（2）所能承载的弯矩值=b()=11.14(465)=66.11 kNm M=80 kNm所以该配筋不安全。46、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b h= 250mm600mm，配置425的HRB335级钢筋分别选用C20、 C25、 C30 、C35、与 C40强度等级混泥土，试计算梁能承担的最大的最大弯矩设计值，并对计算结果进行分析。解(1)C20混凝土先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=60035

9、=565mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1964=0.543=0.550=(10.5)=0.396=0.09.6=242.5 kNm(2)C25混凝土先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=60035=565mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1964=0.438=0.550=(10.5)=0.342=0.011.9=259.9kNm(3)C30混凝土先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=60035=565mm查附表12

10、、23、表42、44得：=1.0 , =14.3N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1964=0.365=0.550=(10.5)=0.298=0.014.3=272.5kNm(4)C35混凝土先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=60035=565mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =16.7N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1964=0.312=0.550=(10.5)=0.263=0.016.7=280.7kNm(5)C40混凝土先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=60035=565mm查附表12、23、表42、44

11、得：=1.0 , =19.1N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1964=0.265=0.550=(10.5)=0.230=0.019.1=280.5kNm(6)分析：单纯提高混凝土等级不一定能提高梁的正截面承载能力！47、计算表414所示钢筋混泥土矩形梁能承受的最大弯矩设计值，并对计算结果进行讨论。 项目截面尺寸bh（mm）混凝土强度等级钢筋级别钢筋截面面积（）最大弯矩设计值M/（kNm）1200400C20HPB23541866.13kNm2200400C20HPB235620103.54kNm3200400C20HRB33541887.25kNm4200400C25HPB2

12、3541868.41kNm5200500C25HPB23541889.74kNm6300400C30HPB23541872.43kNm解(1) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6N/ , =210N/ , =0.614由题设的=1017=0.305=0.614=(10.5)=0.259=0.09.6=66.13kNm(2) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6N/ , =210N/ , =0.614由题设的=1

13、884=0.564=0.614=(10.5)=0.405=0.09.6=103.54kNm(3) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6N/ , =300N/ , =0.550由题设的=1017=0.435=0.550=(10.5)=0.341=0.09.6=87.25kNm(4) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9N/ , =210N/ , =0.614由题设的=1017=0.246=0.614=(10.5)

14、=0.216=0.011.9=68.41kNm(5) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=50035=465mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9N/ , =210N/ , =0.614由题设的=1017=0.193=0.614=(10.5)=0.174=0.011.9=89.74kNm(6) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =14.3N/ , =210N/ , =0.614由题设的=1017=0.136所以取为设计弯矩，（2）初步设计梁截面为200mm400mm先假定

15、受力钢筋按一排布置，as=35mm=has=40035=365mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9N/ , =300N/ , =0.550=0.242查附表41得=0.2817=0.550（3）所需纵筋面积：=0.=815.7bh=0.2%=160选用216 + 218,=402 + 509=911，一排可以布置的下，因此不要必修改。（4）绘配筋图：49、一简支钢筋混泥土矩形梁（图451），bh= 250mm500mm，承受均布荷载标准值qk=20KN/m,恒载设计值gk=2.25KN/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

16、数：均布活荷载Q=1.4，恒荷载G=1.2，计算跨度L04960mm+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=1.22.251.420=30.7 kN/m=（g+q）=30.7=103.766 kNm（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，as=35mm=has=50035=465mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ，=804=0.174=0.550=(10.5)=0.159=0.011.9=62.95kNm所以该配筋不安全。410、

17、如图453所示雨蓬板，板厚h= 60mm，板面上于上有20mm厚防水砂浆，板底摸20mm厚混合砂浆，。板上活荷载标准值考虑500KN/。HPB235级钢筋，混泥土强度等级为C20。试求受拉钢筋截面面积As，并绘制配筋图。解（1）求设计弯矩：恒载：20mm厚防水沙浆： 0.02m20kN/=0.4 kN/20mm厚混合沙浆： 0.02m17kN/=0.34 kN/结构自重：0.06m25kN/=1.5 kN/合计：G=0.4+0.34+1.5=2.24 kN/活载：Q=0.5 kN/取1m长为计算单元，则换算线荷载设计值：g=2.24 kN/1.0m1.2=2.688 kN/m q=0.5 kN

18、/1.0m1.4=0.7kN/m g+q=2.688 kN/m+0.7kN/m=3.388 kN/m=（g+q）=3.388 =3.249 kNm（2）配筋计算：as=20mm=has=6020=40mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =9.6 N/ , =210N/ , =0.614 ，=0.212查附表41得=0.2411=0.614所需纵筋面积：=0.=441取8110配筋，=457（3）绘配筋图：411、如图454所示试验梁，截面尺寸b h= 120mm250mm，其混泥土的立方体抗压强度fcu=21.8N/,配有216钢筋，钢筋试件的实测屈服强度为fy=385N/。试

19、计算试验梁破坏时的荷载（应考虑自重）。解（1）先计算该配筋能承载的弯矩：as=35mm=has=25035=215mm由题设得：=1.0 , =21.8 N/ , =385N/ , =402=0.275=(10.5)=0.237=0.021.8=28.66kNm（2）计算由结构自重产生的弯矩： 自重线荷载：g=0.120.2525=0.75 kN/m=g=0.75=0.844 kNm（3）则试验加载的破坏荷载F： = =28.66kNm0.844 kNm =27.816 kNm=F0.9m则 F=30.91 kN412、已知一矩形截面梁截面尺寸bh= 200mm500mm，弯矩设计值M=216

20、KNm，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as=60mm =has=50060=440mm查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =14.3 N/ , =300N/ , =300N/, =0.550受压区高度：= =440=97.0mm 又120mm=2=0.550取=0.550=(10.5)=0.3987=0.09.6=141.56kNmM=216 kNm不安全（2）重新设计采用双筋配筋，查表46得=0.3988，=300N/ ，=70mm=1997取422+218 ，=1520

21、+509=2029=3543取625+220 ，=2945+628=3573绘配筋图：414、已知一双筋矩形截面梁截面尺寸b h= 200mm450mm，混泥土强度等级为C30， HRB335钢筋，配置212受压钢筋，325+222受拉钢筋。试求该截面所能承受的最的弯矩设计值M。解（1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置as=60mm=has=45060=390mm， =226， =2233查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =14.3 N/ , =300N/ , =300N/, =0.550受压区高度：=210.5mm又120mm=2=214.5mm(2) 最大弯矩设计值： =（）+

22、b() =(39060)+14.5(390) =194 kNm415、 某连续梁中间支座截面尺寸bh250mm650mm，承受支座负弯矩设计值M=239.2kNm，混凝土强度等级C30，HRB335钢。现由跨中正弯矩计算的钢筋弯起218伸入制作承受负弯矩，试计算支座负弯矩所需钢筋截面面积As，如果不考虑弯起钢筋的作用时，支座需要钢筋截面面积As为多少？解（1） 假设受拉钢筋按一排布置as=35mm=has=65035=615mm， 218 ， =509查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =14.3 N/ , =300N/ , =0.550(2) 不考虑弯起钢筋时的配筋面积： =0.

23、177查附表41得=0.1963=275 kNm属第一类T形(3) 求受拉钢筋面积： =0.020查附表41得=0.0202=256 kNm属第一类T形（3） 求受拉钢筋面积： =0.1207=1=0.1310=256 kNm属第一类T形（3） 求受拉钢筋面积： =0.130查附表41得=0.1398=0.560=0.=1819bh=0.189%=284 选取 220+518的配筋，=628+1272=1900（4） 绘配筋图： 418、。某T形截面梁，翼缘计算宽度=1200mm，b=200mm，h=600mm，=80mm，混凝土强度等级C25，配有420受拉钢筋，承受弯矩设计值M=131kN

24、m。试复核梁截面是否安全。解（1） 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =has=60035=565mm =1256查附表12、23、表42、44得：=1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550（2） 判别T形类型： =N =1.011.=N 属第一类T形（3） 验算截面承载力：=0.047=0.550=(1)=1.011.91200(1) =209 kNm 属第二类T形（3） 截面承载力计算： = =137mm=0.254 属第二类T形（3） 截面承载力计算： = =129.36mm=0.2395=0.560 =(b) ()+b(1) =11.5100（）（540

25、）+11.52000.2395(1) =253.5kNm420、试编写单、双筋矩形梁正截面承载力计算程序。51 已知某承受均布荷载的矩形截面梁截面尺寸bh250mm600mm（取as35mm），采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋。若已知剪力设计值V150kN，试采用8双肢箍的箍筋间距s？解（1）已知条件：as=35mm =has=60035=565mm =101查附表12、23得：=1.0 , =11.9 N/ , =1.27 N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： =565mm =2.26150 kN 截面满足要求。（3）验算是否可构造配箍： =0.71.=125.6 kN=0.14

26、5满足要求。（6）绘配筋图：52 图551所示的钢筋混凝土简支粱，集中荷载设计值F120kN，均布荷载设计值（包括梁自重）q=10kN/m。选用C30混凝土，箍筋为HPB235钢筋。试选择该梁的箍筋（注：途中跨度为净跨度，ln=4000mm）。解（1）已知条件：as=40mm =has=60040=560mm 查附表12、23得：=1.0 , =14.3N/ , =1.43N/，=210N/ （2）确定计算截面及剪力设计值： 对于简支梁，支座处剪力最大，选该截面为设计截面。 剪力设计值： V=+F=104+120=140 kN=85.775 故应考虑剪跨比的影响 a=1500mm =2.683

27、.0（3）复合截面尺寸： =560mm =2.24140 kN 截面满足要求。（4）验算是否可构造配箍： b=1.=95.2 kN =0.163满足要求。（7）绘配筋图：53 某T形截面简支粱尺寸如下： bh200mm500mm（取as =35mm， =400mm，=100mm）; 采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋；由集中荷载产生的支座边建立设计值V120kN（包括自重），剪跨比=3。试选择该梁箍紧。解（1）已知条件：as=35mm =has=50035=465mm 查附表12、23得：=1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： =365mm

28、=1.825120 kN 截面满足要求。（3）验算是否可构造配箍： b=1.=51.67 kN =0.145满足要求。（6）绘配筋图：54 图552所示的钢筋混凝土矩形截面简支粱，截面尺寸bh250mm600mm，荷载设计值F170kN（未包括梁自重），采用C25混凝土，纵向受力筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋。试设计该梁：（1）确定纵向受力钢筋根数和直径；（2）配置腹筋（要求选择箍紧和弯起钢筋，假定弯起钢筋终点距支座截面边缘为50mm）。解已知条件：as=35mm ， 计算跨径=6.0 m=has=60035=565mm 查附表12、23及表42、44得：=1.0 , =11.9

29、N/ , =1.27N/，=210N/ ，=1.0 , =300N/ ，=0.550求设计弯矩及剪力： 由力学知识得： 设计剪力为支座处V=170 kN 设计弯矩为集中力作用处M=1701.5=255 kNm三正截面设计： =0.269查附表41得=0.3203=0.550所需纵筋面积：=0.=1795取225+222，=982+760=1742， 其中222弯起。四斜截面设计：V=170 kN ， =760（1）复合截面尺寸： =565mm =2.24170 kN 截面满足要求。（2）验算是否可构造配箍：=2.653.0b=1.=86.01 kN s=232mm取s=220mm（4）验算最小

30、配箍率：=0.202=0.145满足要求。（5）绘配筋图：55 梁的荷载设计值及梁跨度同习题52但截面尺寸、混凝土强度等级修改如下表，并采用8双肢箍，试按序号计算箍筋间距填入表59内，并比较截面尺寸、混凝土强度等级对梁斜截面承载力的影响？ 序号bh/mm混凝土强度等级8(计算s)/mm8(实配s)/mm1250500C25 128.21202250500C30143.31403300500C25154.11504250600C25214.2210解1（1）已知条件：as=40mm =has=50040=460mm 查附表12、23得：=1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N

31、/ （2）复合截面尺寸： =460mm =1.840140 kN 截面满足要求。（3）验算是否可构造配箍： =3.263.0 ，取=3.0 b=1.=63.90kN 140 kN 应按计算配箍（4）计算箍筋数量：选用双肢箍8，查表得=101s=128.2mm 取s=120mm,符合要求。2（1）已知条件：as=40mm =has=50040=460mm 查附表12、23得：=1.0 , =14.3N/ , =1.43N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： =460mm =1.840140 kN 截面满足要求。（3）验算是否可构造配箍： =3.263.0 ，取=3.0 b=1.=71.95kN 140 kN 应按计算配箍（4）计算箍筋数量：选用双肢箍8，查表得=101s=143.3mm 取s=140mm,符合要求。3（1）已知条件：as=40mm =has=50