钢筋混凝土结构设计原理受弯构件正截面承载力.doc
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1、混凝土结构设计原理习题集及题解第四章 受弯构件正截面承载力计 算 题1 已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,fc =11.9N/mm2,, 钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积;2已知一单跨简支板,计算跨度l=2.34m,承受均布荷载q k=3KN/m2(不包括板的自重),如图所示;混凝土等级C30,;钢筋等级采用HPB235钢筋,即级钢筋,。可变荷载分项系数Q=1.4,永久荷载分项系数G=1.2,环境类别为一级,钢筋混凝土重度为25KN/m3。求:板厚及受拉钢筋截面面积As3某矩形截面简支梁,弯矩设计值
2、M=270KN.m,混凝土强度等级为C70,;钢筋为HRB400,即级钢筋,。环境类别为一级。求:梁截面尺寸bh及所需的受拉钢筋截面面积As4 已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,截面弯矩设计值M=125KN.m。环境类别为一类。求:(1)当采用钢筋HRB335级时,受拉钢筋截面面积;(2)当采用钢筋HPB235级时,受拉钢筋截面面积;(3)截面弯矩设计值M=225KN.m,当采用钢筋HRB335级2时,受拉钢筋截面面积;5已知梁的截面尺寸为bh=250mm450mm;受拉钢筋为4根直径为16mm的HRB335钢筋,即级钢筋,As=804mm2;混凝土强度等级
3、为C40,;承受的弯矩M=89KN.m。环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。6已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C40,钢筋采用HRB335,即级钢筋,截面弯矩设计值M=330KN.m。环境类别为一类。求:所需受压和受拉钢筋截面面积7 已知条件同上题,但在受压区已配置320mm钢筋,As=941mm2求:受拉钢筋As8已知梁截面尺寸为200mm400mm,混凝土等级C30,钢筋采用HRB335,环境类别为二类,受拉钢筋为325的钢筋,As=1473mm2,受压钢筋为26的钢筋,As = 402mm2;要求承受的弯矩设计值M=90KN.m。求:验算此截面是否安全9已
4、知梁的截面尺寸b=250mm,h=500mm,混凝土为C30级,采用HRB400级钢筋,承受弯距设计值M=300kNm,试计算需配置的纵向受力钢筋。10 已知梁截面尺寸b=200mm,h=400mm,混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB400级,环境类别为二类b,受拉钢筋采用3,受压钢筋为2要求承受的弯矩设计值M=90kNm验算此梁是否安全。11 已知T形截面梁,截面尺寸如图所示,混凝土采用C30,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,环境类别为一类。若承受的弯矩设计值为M=700kNm,计算所需的受拉钢筋截面面积AS(预计两排钢筋,as=60mm)。 12某钢筋混凝土T形截面梁,截面尺寸和配筋情
5、况(架立筋和箍筋的配置情况略)如图所示。混凝土强度等级为C30,纵向钢筋为HRB400级钢筋,=70mm。若截面承受的弯矩设计值为M=550kNm,试问此截面承载力是否足够? 13已知肋形楼盖的次梁,弯矩设计值M=410KN.m,梁的截面尺寸为bh=200mm600mm,bf=1000mm,hf= 90mm;混凝土等级为C20,钢筋采用HRB335,环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积14某一般环境中的中型公路桥梁中,梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值Md=165KN.m。求:(1)受拉钢筋截面面积;(2)若是一建筑工程单跨简
6、支梁,情况又如何。第四章 受弯构件正截面承载力计算题参考答案1 已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,fc =11.9N/mm2,, 钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值M=165KN.m。环境类别为一类。求:受拉钢筋截面面积解:采用单排布筋 将已知数值代入公式 及 得 1.011.9200x=300 16510=1.011.9200x(465-x/2) 两式联立得:x=186mm A=1475.6mm2 验算 x=186mm=0.123,满足。,满足要求。 图3 4已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,截面弯矩设计值M=125K
7、N.m。环境类别为一类。求:(1)当采用钢筋HRB335级时,受拉钢筋截面面积;(2)当采用钢筋HPB235级时,受拉钢筋截面面积;(3)截面弯矩设计值M=225KN.m,当采用钢筋HRB335级2时,受拉钢筋截面面积;解:(1)由公式得 =0.243 选用钢筋4 (2)采用双排配筋 = = 0.5 选用钢筋816 A=1608mm2 (3)假定受拉钢筋放两排 = =1- 故采用双筋矩形截面 取 M =183.7KN =2260mm2 故受拉钢筋选用6 A=2281mm2 受压钢筋选用2 A=402mm2,满足最小配筋率要求。5已知梁的截面尺寸为bh=250mm450mm;受拉钢筋为4根直径为
8、16mm的HRB335钢筋,即级钢筋,As=804mm2;混凝土强度等级为C40,;承受的弯矩M=89KN.m。环境类别为一类。验算此梁截面是否安全。解:fc=19.1N/mm2,ft=1.7 N/mm2,fy=300 N/mm2。由表知,环境类别为一类的混凝土保护层最小厚度为25mm,故设a=35mm,h0=450-35=415mm 则 6已知梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C40,钢筋采用HRB335,即级钢筋,截面弯矩设计值M=330KN.m。环境类别为一类。求:所需受压和受拉钢筋截面面积解:fc=19.1N/mm2,fy=fy=300N/mm2,1=1.0,1
9、=0.8。假定受拉钢筋放两排,设a=60mm,则h0=h-a=500-60=440mm这就说明,如果设计成单筋矩形截面,将会出现超筋情况。若不能加大截面尺寸,又不能提高混凝土等级,则应设计成双筋矩形截面。取 受拉钢筋选用725mm的钢筋,As=3436mm2。受压钢筋选用214mm的钢筋,As=308mm2。7已知条件同上题,但在受压区已配置320mm钢筋,As=941mm2求:受拉钢筋As解:KN则 KN已知后,就按单筋矩形截面求As1。设a=60mm、h0=500-60=440mm。 最后得 选用625mm的钢筋,As=2945.9mm28已知梁截面尺寸为200mm400mm,混凝土等级C
10、30,钢筋采用HRB335,环境类别为二类,受拉钢筋为325的钢筋,As=1473mm2,受压钢筋为26的钢筋,As = 402mm2;要求承受的弯矩设计值M=90KN.m。求:验算此截面是否安全解:fc=14.3N/mm2,fy=fy=300N/mm2。由表知,混凝土保护层最小厚度为35mm,故mm,h0=400-47.5=352.5mm由式 代入式注意,在混凝土结构设计中,凡是正截面承载力复核题,都必须求出混凝土受压区高度x值。9已知梁的截面尺寸b=250mm,h=500mm,混凝土为C30级,采用HRB400级钢筋,承受弯距设计值M=300kNm,试计算需配置的纵向受力钢筋。解:(1)设
11、计参数由表查得材料强度设计值,C30级混凝土,HRB400级钢筋,等级矩形图形系数。初步假设受拉钢筋为双排配置,取。(2)计算配筋故需配受压筋,取。由表知,受压钢筋选用214,;受拉钢筋选用8。若取,则有此时总用钢量为2315+504=2819mm2,大于前面取时计算的总用钢量2501+238=2739mm2。受压钢筋选用218,;受拉钢筋选用4。10已知梁截面尺寸b=200mm,h=400mm,混凝土强度等级为C30,钢筋采用HRB400级,环境类别为二类b,受拉钢筋采用3,受压钢筋为2要求承受的弯矩设计值M=90kNm验算此梁是否安全。解:查表或计算得:混凝土保护层最小厚度为35mm,故。
12、将以上有关数值代入基本公式,可得可见满足基本公式的适用条件。将x值代入基本公式得由于M=90kNmM=154.71KNm,故此梁安全。11已知T形截面梁,截面尺寸如图4所示,混凝土采用C30,纵向钢筋采用HRB400级钢筋,环境类别为一类。若承受的弯矩设计值为M=700kNm,计算所需的受拉钢筋截面面积AS(预计两排钢筋,as=60mm)。解:1、确定基本数据由表查得;a=1.0;。2、判别T形截面类 故属于第二类T形截面。3、计算受拉钢筋面积AS。 如图4 = =0.228 选用428225(AS=2463+982=3445mm2)12 某钢筋混凝土T形截面梁,截面尺寸和配筋情况(架立筋和箍
13、筋的配置情况略)如图5所示。混凝土强度等级为C30,纵向钢筋为HRB400级钢筋,=70mm。若截面承受的弯矩设计值为M=550kNm,试问此截面承载力是否足够? 解:1、确定基本数据由表查得,;=1.0;AS=2945mm2。2、判别T形截面类型 如图5故属于第二类T形截面。3、计算受弯承载力M。=156.56mm,满足要求。 =599.00kNmMM=550kNm故该截面的承载力足够。13 已知肋形楼盖的次梁,弯矩设计值M=410KN.m,梁的截面尺寸为bh=200mm600mm,bf=1000mm,hf= 90mm;混凝土等级为C20,钢筋采用HRB335,环境类别为一类。求:受拉钢筋截
14、面面积解:fc=9.6N/mm,fy=300N/mm,1=1.0,1=0.8鉴别类型:因弯矩较大,截面宽度较窄,预计受拉钢筋需排成两排,故取 属于第一种类型的T形梁。以bf代替b,可得 选用625,As=2945mm2。14 某一般环境中的中型公路桥梁中,梁的截面尺寸为bh=200mm500mm,混凝土强度等级为C25,钢筋采用HRB335,截面弯矩设计值Md=165KN.m。求:(1)受拉钢筋截面面积;(2)若是一建筑工程单跨简支梁,情况又如何。解:(1)查取相关数据38采用绑扎骨架,按两层布置钢筋,假设as=65mm,=435mm。求受压区高度相关数据代入式得,有解得 取 求所需钢筋数量A
15、S有关数据代入公式 =1816.2mm2选配钢筋并满足最小配筋率由表查得620,AS实=1884mm2,考虑按两层布置,20钢筋的外径为22mm,梁侧混凝土保护层采用。钢筋净间距为 满足要求。实际配筋率(2)若是建筑工程中单跨简支梁 查取有关数据: 45 取按双层布筋 选配钢筋,查表知3 配筋率,满足要求第四章 受弯构件正截面承载力判 断 题1 混凝土保护层厚度越大越好。( )2 对于的T形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为的矩形截面梁,所以其配筋率应按来计算。( )3 板中的分布钢筋布置在受力钢筋的下面。( )4 在截面的受压区配置一定数量的钢筋对于改善梁截面的延性是有作用的。( )
16、5 双筋截面比单筋截面更经济适用。( )6 截面复核中,如果,说明梁发生破坏,承载力为0。( )7 适筋破坏的特征是破坏始自于受拉钢筋的屈服,然后混凝土受压破坏。( )8 正常使用条件下的钢筋混凝土梁处于梁工作的第阶段。( )9 适筋破坏与超筋破坏的界限相对受压区高度的确定依据是平截面假定。( )第四章 受弯构件正截面承载力判断题参考答案1 错;2 错;3 错;4 对;5 错;6 错;7 对;8 错;9 对;第四章 受弯构件正截面承载力问 答 题1建筑工程中的梁在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求?2建筑工程中的板在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求?3混凝土保护层
17、的作用是什么?梁、板的保护层厚度按规定应取多少?4梁内纵向受拉钢筋的根数、直径及间距有何具体规定?纵向受拉钢筋什么情况下多层布筋?5受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏,经历了哪几个阶段?各阶段的主要特征是什么?各个阶段是哪种极限状态的计算依据?6什么叫纵向受拉钢筋的配筋率?钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式?其破坏特征有何不同?7什么是延性的概念?受弯构件破坏形态和延性的关系如何?影响受弯构件截面延性的因素有那些?如何提高受弯构件截面延性?8什么是受弯构件纵向钢筋配筋率?什么叫最小配筋率?它们是如何确定的?它们在计算中作用是什么?9单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么?等效矩形应
18、力图的基本假定是什么?它们作用是什么?10单筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?为什么要规定适用条件?11什么是双筋截面?在什么情况下才采用双筋截面?双筋截面中的受压钢筋和单筋截面中的架立钢筋有何不同?双筋梁中是否还有架立钢筋?12双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?为什么要规定适用条件?13双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要?当x2as应如何计算?14 T形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?为什么要规定适用条件?15计算T形截面的最小配筋率时,为什么是用梁肋宽度b而不用受压翼缘宽度bf?16单筋截面、双筋截
19、面、T形截面在承载力计算方面有何异同?17写出桥梁工程中单筋截面、双筋截面、T形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么?比较这些公式与建筑工程中相应公式的异同。第四章 受弯构件正截面承载力问答题参考答案1建筑工程中的梁在截面尺寸、混凝土、钢筋配置方面有那些一般构造要求?答:梁的截面尺寸应满足承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。一般根据刚度条件由设计经验决定,根据跨度的1/101/15确定梁的高度。高层建筑混凝土结构技术规程规定框架结构主梁的高跨比为1/101/18。矩形截面梁高宽比取23.5,T形截面梁取2.54.0。梁中的钢筋有纵向钢筋、弯起钢筋、纵向构造钢筋(腰筋)、架
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- 钢筋混凝土 结构设计 原理 构件 截面 承载力