顾祥林混凝土结构基本原理第8章
- 格式:doc
- 大小:601.79 KB
- 文档页数:9
混凝土结构设计原理课后习题答案(+思考题)第一章绪论1.什么是混凝土结构?答:混凝土结构是以混凝土材料为主,并根据需要配置和添加钢筋、钢骨、钢管、预应力钢筋和各种纤维,形成的结构,有素混凝土结构、钢筋混凝土结构、钢骨混凝土结构、钢管混凝土结构、预应力混凝土结构及纤维混凝土结构。
混凝土结构充分利用了混凝土抗压强度高和钢筋抗拉强度高的优点。
2.以简支梁为例,说明素混凝土与钢筋混凝土受力性能的差异。
答:素混凝土简支梁,跨中有集中荷载作用。
梁跨中截面受拉,拉应力在荷载较小的情况下就达到混凝土的抗拉强度,梁被拉断而破坏,是无明显预兆的脆性破坏。
钢筋混凝土梁,受拉区配置受拉钢筋梁的受拉区还会开裂,但开裂后,出现裂缝,拉力由钢筋承担,直至钢筋屈服以后,受压区混凝土受压破坏而达到极限荷载,构件破坏。
素混凝土简支梁的受力特点是承受荷载较小,并且是脆性破坏。
钢筋混凝土简支梁的极限荷载明显提高,变形能力明显改善,并且是延性破坏。
3.钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么?答:混凝土和钢筋协同工作的条件是:(1)钢筋与混凝土之间产生良好的粘结力,使两者结合为整体;(2)钢筋与混凝土两者之间线膨胀系数几乎相同,两者之间不会发生相对的温度变形使粘结力遭到破坏;(3)设置一定厚度混凝土保护层;(4)钢筋在混凝土中有可靠的锚固。
4.混凝土结构有什么优缺点?答:优点:(1)可模性好;(2)强价比合理;(3)耐火性能好;(4)耐久性能好;(5)适应灾害环境能力强,整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好,对抵抗地震、风载和爆炸冲击作用有良好性能;(6)可以就地取材。
钢筋混凝土结构的缺点:如自重大,不利于建造大跨结构;抗裂性差,过早开裂虽不影响承载力,但对要求防渗漏的结构,如容器、管道等,使用受到一定限制;现场浇筑施工工序多,需养护,工期长,并受施工环境和气候条件限制等。
5.房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么?答:在房屋建筑中,永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上,楼板荷载传递到梁,梁将荷载传递到柱或墙,并最终传递到基础上,各个构件受力特点如下:楼板:是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构(柱、墙)的主要水平构件,楼板的主要内力是弯矩和剪力,是受弯构件。
第八章8.2承受集中荷载的T 形截面独立梁,截面尺寸为250mm b =,f 450mm b '=,f 100mm h '=, 500mm h =。
作用于梁截面上的弯矩90kN m M =⋅,60kN V =,12kN m T =⋅。
混凝土强度等级为C25,纵向钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
试配置纵向钢筋和箍筋。
解:查附表知,C25级混凝土:2c 11.9N/mm f =,2t 1.27N/mm f =;HRB400级钢筋:2y 360N/mm f =;0s 50035465mm h h a =-=-=(环境类别未知,按一类环境取25mm c =,s 35mm a =)截面塑性抵抗矩的计算: 腹板:()()2263100450250110mm 22f tf f h W b b '''=-=⨯-=⨯ 翼缘:()()2232503350025013020833mm 62tw b W h b =-=⨯⨯-= 631302083311014020833mm t tw tf W W W '=+=+⨯=(1)验算截面尺寸()()0/465100/250 1.464w f h b h h '=-=-=<3622060101210 1.59N/mm 0.250.25 1.011.9 2.975N/mm 0.82504650.814020833c c t V T f bh W β⨯⨯+=+=<=⨯⨯=⨯⨯所以截面尺寸满足要求(2)验算是否按构造配筋3622060101210 1.37N/mm 0.70.7 1.0 1.270.889N/mm 2504650.814020833t t V T f bh W ⨯⨯+=+=>=⨯⨯=⨯⨯ 所以必须按照计算配筋(3)判别腹板配筋是否可以忽略剪力V 或扭矩T6309010 3.2336010465M Vh λ⨯===>⨯⨯,取3λ= )()00.87510.875 1.272504653132.3kN<60kN t f bh λ+=⨯⨯⨯+=,故不能忽略剪力影响 0.1750.175 1.2714020833 3.1kN mm 12kN mm t t f W =⨯⨯=⋅<⋅,故不能忽略扭矩的影响(4)扭的分配 腹板:130208331211.1kN m 14020833tw w t W T T W ==⨯=⋅ 翼缘:6110120.9kN m 14020833tf f t W T T W '⨯'==⨯=⋅ (5)腹板箍筋的配置 ()3tw 6w 01.51.5 1.01160101302083310.2(1).10.23111.110250465t W V T bh βλ===>⨯⨯+++⨯+⨯⨯⨯⨯,取1t β=由001.75(1.5)1sv u t t yv A V V f bh f h Sβλ≤=-++得 ()30201.75 1.75(1.5)6010 1.51 1.272504651310.284mm /mm 210465t t sv yv V f bh A s f h βλ--⨯--⨯⨯⨯⨯++=≥=⨯ 对腹板矩形cor 2250225200mm b b c =-=-⨯=cor 2500225450mm h h c =-=-⨯=2cor 20045090000mm A =⨯=,()2cor 22004501300mm u =⨯+=6210.214mm /mm st A s === 腹板采用双肢箍,故腹板上单肢箍筋所需要的面积为21110.2840.2140.356mm /mm 2sv st sv st A A A A s s ns s +=+=+= 腹板高为500mm ,查表知箍筋最小直径为6mm ,max 200mm S =,选箍筋直径为8mm ,则150.3141.3mm 0.2480.356sv A s ===,取140mm s =,即A 8@140 250.3 1.270.287%0.280.280.169%250140210sv t sv yv A f bs f ρ⨯===>=⨯=⨯,满足要求(6)腹板纵筋计算①配置在梁截面弯曲受拉区的纵向钢筋先判别T 形截面类型:()()10/2 1.011.9450100465100/2222.2kN m 90kN m c f f f f b h h h M α'''-=⨯⨯⨯⨯-=⋅>=⋅ 故为第一类T 形截面6221090100.0781.011.9450465s c f M f b h αα⨯==='⨯⨯⨯b 110.0810.518ξξ===<=1021.011.94504650.081560.3mm 360c f s y f b h A f αξ'⨯⨯⨯⨯=== t min y 1.27max 0.2%.45max 0.2%.450.002360f f ρ⎧⎫⎪⎪⎧⎫==⨯=⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭,0,0 2min 0.002250500250mm stl A bh ρ>=⨯⨯=,满足要求②腹板受扭纵筋 由11//stl y stl y cor st yv cor st yv A f sA f u A f u A f s ζ==得:2121013001.20.214194.7mm 360yv cor st stl y f u A A s f ζ⨯=⨯=⨯⨯= 6312100.826010250T Vb ⨯==<⨯⨯,min 194.70.156%0.60.189%250500stl tl tl A bh ρρ===<===⨯故取2,min 0.189%250500236.7mm tl tl bh ρρ==⨯⨯=③腹板纵筋总用量 顶部:2200236.736.4mm 1300cor stl cor b A u ⨯=⨯=,选配2C 8(2101mm stl A =) 底部:2560.336.4596.7mm cor s stl corb A A u +⨯=+=,选配2C 20(2628mm stl A =) 每侧面:2450236.781.9mm 1300cor stl cor h A u ⨯=⨯=,选配2C 8(2101mm stl A =)(7)翼缘受扭钢筋计算翼缘不承担剪力,按纯扭构件计算对翼缘:cor f 210022550mm b h c '=-=-⨯=cor f 2450250225150mmh b b c '=--=--⨯=2cor 501507500mm A =⨯=,()2cor 250150400mm u =⨯+=受扭箍筋:66210.350.22mm /mm st T f W A s ''-=== 为与腹板箍筋协调,取A 8(2150.3mm st A =),取140mm s =,150.30.359140st A s ==,即A 8@140 250.30.719%0.169%100140sv sv A bs ρ⨯===>⨯,满足要求 受扭纵筋:212104001.20.359100.5mm 360yv cor st stl y f u A A s f ζ⨯=⨯=⨯⨯=,选配4C 8(2201mm stl A =)。
建筑混凝土结构设计顾祥林课后题为了回答这个问题,我需要先了解一下顾祥林教授的背景和他的课程内容。
顾祥林教授是中国著名的建筑结构工程师,曾在美国加州大学伯克利分校获得博士学位,并在中国科学院担任研究员。
他的主要研究方向是建筑结构设计和混凝土材料,是中国建筑结构领域的权威人物之一。
他的课程《建筑混凝土结构设计》是中国大学土木工程专业的必修课程之一,涵盖了混凝土结构设计的基本原理和实践技巧。
以下是顾祥林课后题的回答:第一章:混凝土的基本性质和组成1. 请简述混凝土的组成和制作过程。
混凝土由水泥、砂子、石子和水组成。
制作过程包括混合、搅拌、浇筑和养护等步骤。
首先将水泥、砂子和石子按一定比例混合,然后加入适量的水进行搅拌,使其均匀混合。
最后将混凝土倒入模具中,用振动器震动,使其密实。
养护期间需要保持适宜的温度和湿度,以确保混凝土的强度和耐久性。
第二章:混凝土的力学性能1. 请简述混凝土的强度和变形性能。
混凝土的强度是指其承受外力的能力,通常用抗压强度和抗拉强度来表示。
抗压强度是指混凝土在受到压力时的抵抗能力,抗拉强度是指混凝土在受到拉力时的抵抗能力。
混凝土的变形性能包括弹性模量、泊松比和变形能力等。
弹性模量是指混凝土在受到外力时的变形程度,泊松比是指混凝土在受到压力时的横向收缩程度,变形能力是指混凝土在受到外力时的变形能力。
第三章:混凝土结构的受力分析1. 请简述混凝土结构的受力分析方法。
混凝土结构的受力分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是指在结构不受外力作用时,通过计算结构内力和变形来确定结构的稳定性和安全性。
动力分析是指在结构受到外力作用时,通过计算结构的动态响应来确定结构的稳定性和安全性。
另外,还可以采用有限元分析、弹塑性分析和极限状态设计等方法进行混凝土结构的受力分析。
第四章:混凝土结构的设计原则1. 请简述混凝土结构的设计原则。
混凝土结构的设计原则包括安全性、经济性、美观性和可靠性。
安全性是指结构在使用寿命内不发生破坏或失效的能力,经济性是指在满足安全性的前提下,尽可能降低结构的造价和维护成本,美观性是指结构的外观和形态应符合人们的审美要求,可靠性是指结构的设计应考虑到可能出现的各种不确定因素,以确保结构的稳定性和安全性。
《混凝土结构基本原理》习题参考答案第4章 受弯构件正截面的性能与设计4.1 k 19.4kN/m q =4.2 20s 60040560mm, 875mm h A =-==,220 +118(s A =882mm 2) 4.3 20s 1000370mm, 177mm h A =-==, φ6@150(s =189mm 2/m )4.4 HRB400, C30,b × h = 200mm×500mm ,s A =450mm 2,314(s A =462mm 2)4.5 20s 450mm, 45040410mm, 915mm h h A ==-==20s 500mm, 50040460mm, 755mm h h A ==-== 20s 550mm, 55040510mm, 664mm h h A ==-==随梁截面高度增加,受拉钢筋面积减小。
4.6 20s 200mm, 50040460mm, 925mm b h A ==-==20s 250mm, 50040460mm, 709mm b h A ==-== 20s 300mm, 50040460mm, 578mm h h A ==-==随梁截面宽度增加,受拉钢筋面积减小。
4.7 20s C20, 50040460mm, 981mm h A =-==20s C25, 50040460mm, 925mm h A =-== 20s C30, 50040460mm, 895mm h A =-==随梁截面宽度增加,受拉钢筋面积减小。
4.8 20s HRB400, 50040460mm, 925mm h A =-==20s HRB500, 50040460mm, 765mm h A =-==随受拉钢筋强度增加,受拉钢筋面积减小。
4.9 (1)u 122.501M =kN·m(2)u 128.777M =kN·m (3)u 131.126M =kN·m (4)u 131.126M =kN·m4.10 s 45mm a =,2s 878mm A =,选配320(2s 942mm A =)4.11 's s 40mm a a ==,2s 1104mm A =,选配220+218(2s 1137mm A =)4.12 (1)u 121.882M =kN·m(2)u 214.169M =kN·m4.13 (1)2s 822mm A =,选配220+218(2s 1137mm A =)(2)2s 2167mm A =,选配622(2s 2281mm A =)4.14 s 60mm a =,2s 2178mm A =,选配622(2s 2281mm A =)第5章 受压构件5.1 2c 16.7N/mm f =,2y 410N/mm f '=,取400mm b =,400mm h =,2s 2718mm A '=,选配822。
第三章轴心受力构件承载力1.某多层现浇框架结构的底层内柱,轴向力设计值N=2650kN ,计算长度mH l 6.30==,混凝土强度等级为C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB400级(2'/360mmN f y=),环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
解:根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ,查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A 23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f Nf A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρAA s ,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
选,2'1964mmA s =设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%,满足要求。
2.某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ,计算长度l 0=1.25H ,混凝土用C30(f c =14.3N/mm 2),钢筋用HRB335级(2'/300mm N f y =),环境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
[解] 根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ,查表825.0=ϕ根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mmA f N f A c ys =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρAA s ,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
建筑混凝土结构设计(顾祥林同济大学):顾祥林混凝土结构设计44:37顾祥林-建筑混凝土结构设计(1、2)-1上传者:朵朵200805121.6万次播放46:12顾祥林-建筑混凝土结构设计(1、2)-2上传者:朵朵200805128,842次播放44:50顾祥林-建筑混凝土结构设计(3、4)-1上传者:朵朵200805126,666次播放43:41顾祥林-建筑混凝土结构设计(3、4)-2上传者:朵朵200805125,476次播放44:20顾祥林-建筑混凝土结构设计(5、6)-1上传者:朵朵200805125,820次播放43:57顾祥林-建筑混凝土结构设计(5、6)-2上传者:朵朵200805124,476次播放44:53顾祥林-建筑混凝土结构设计(7、8)-1上传者:朵朵200805124,592次播放44:50顾祥林-建筑混凝土结构设计(7、8)-2上传者:朵朵200805123,904次播放44:50顾祥林-建筑混凝土结构设计(9、10)-1上传者:朵朵200805123,941次播放45:00顾祥林-建筑混凝土结构设计(9、10)-2上传者:朵朵200805123,501次播放45:02顾祥林-建筑混凝土结构设计(11、12)-1上传者:朵朵200805124,385次播放45:04顾祥林-建筑混凝土结构设计(11、12)-2上传者:朵朵200805123,390次播放44:44顾祥林-建筑混凝土结构设计(13、14)-1上传者:朵朵200805122,827次播放42:12顾祥林-建筑混凝土结构设计(13、14)-2上传者:朵朵200805122,544次播放44:32顾祥林-建筑混凝土结构设计(15、16)-1上传者:朵朵200805122,708次播放45:02顾祥林-建筑混凝土结构设计(15、16)-2上传者:朵朵200805122,603次播放41:45顾祥林-建筑混凝土结构设计(17、18)-1上传者:朵朵200805122,671次播放42:30顾祥林-建筑混凝土结构设计(17、18)-2上传者:朵朵200805122,387次播放44:35顾祥林-建筑混凝土结构设计(19、20)-1上传者:朵朵200805122,473次播放44:26顾祥林-建筑混凝土结构设计(19、20)-2上传者:朵朵200805122,130次播放43:17顾祥林-建筑混凝土结构设计(21、22)-1上传者:朵朵200805122,452次播放41:21顾祥林-建筑混凝土结构设计(21、22)-2上传者:朵朵200805122,099次播放44:55顾祥林-建筑混凝土结构设计(23、24)-1上传者:朵朵200805122,199次播放44:07顾祥林-建筑混凝土结构设计(23、24)-2上传者:朵朵200805121,940次播放44:51顾祥林-建筑混凝土结构设计(25、26)-1上传者:朵朵200805122,231次播放44:02顾祥林-建筑混凝土结构设计(25、26)-2上传者:朵朵200805122,031次播放44:54顾祥林-建筑混凝土结构设计(27、28)-1上传者:朵朵200805121,964次播放44:59顾祥林-建筑混凝土结构设计(27、28)-2上传者:朵朵200805121,615次播放44:46顾祥林-建筑混凝土结构设计(29、30)-1上传者:朵朵200805121,636次播放44:33顾祥林-建筑混凝土结构设计(29、30)-2上传者:朵朵200805121,636次播放44:55顾祥林-建筑混凝土结构设计(31、32)-1上传者:朵朵200805121,788次播放43:47顾祥林-建筑混凝土结构设计(31、32)-2上传者:朵朵200805121,727次播放44:28顾祥林-建筑混凝土结构设计(33、34)-1上传者:朵朵200805122,191次播放43:31顾祥林-建筑混凝土结构设计(33、34)-2上传者:朵朵200805122,274次播放上传者:朵朵200805122,532次播放43:06上传者:朵朵200805122,006次播放44:51顾祥林-建筑混凝土结构设计(37、38)-1上传者:朵朵200805121,846次播放43:00顾祥林-建筑混凝土结构设计(37、38)-2上传者:朵朵200805121,852次播放45:01顾祥林-建筑混凝土结构设计(39、40)-1上传者:朵朵200805122,017次播放43:37顾祥林-建筑混凝土结构设计(39、40)-2上传者:朵朵200805121,674次播放44:43顾祥林-建筑混凝土结构设计(41、42)-1上传者:朵朵200805121,857次播放44:29顾祥林-建筑混凝土结构设计(41、42)-2上传者:朵朵200805121,705次播放44:32顾祥林-建筑混凝土结构设计(43、44)-1上传者:朵朵200805121,658次播放44:17顾祥林-建筑混凝土结构设计(43、44)-2上传者:朵朵200805121,487次播放44:29顾祥林-建筑混凝土结构设计(45、46)-1上传者:朵朵200805121,615次播放05:57顾祥林-建筑混凝土结构设计(45、46)-2上传者:朵朵200805121,863次播放。
图书基本信息书名:<<混凝土结构基本原理>>13位ISBN编号:978756084327810位ISBN编号:7560843271出版时间:2011-1出版时间:同济大学作者:顾祥林 编版权说明:本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介,请支持正版图书。
更多资源请访问:内容概要《混凝土结构基本原理》是土木工程专业本科生“混凝土结构,课程前半部分的教材,是该课程后半部分教材《建筑混凝土结构设计》的先修内容。
本书内容包括:绪论,钢筋与混凝土材料的基本性能,粘结与锚固,轴心受力构件、受弯构件正截面、偏心受力构件正截面、构件斜截面、构件扭曲截面、构件的冲切及局部受压的性能与计算,预应力混凝土结构的性能与计算,混凝土构件的使用性能,混凝土?构的耐久性能以及混凝土结构基本原理教学试验及基本要求。
本书适合高等学校土木工程及相关专业师生使用,也可供有关工程技术人员参考。
书籍目录前言第一版前言1 绪论1.1 混凝土结构的一般概念和特点1.1.1 钢筋混凝土结构的一般概念1.1.2 钢筋和混凝土共同工作的原因1.1.3 预应力混凝土结构的一般概念1.1.4 混凝土结构的组成1.1.5 混凝土结构的优缺点1.2 混凝土结构的发展1.2.1 混凝土结构的诞生1.2.2 混凝土结构材料方面的发展1.2.3 混凝土结构体系方面的发展1.2.4 混凝土结构理论研究方面的发展1.2.5 混凝土结构的模型试验技术和计算机仿真技术1.3 混凝土结构的应用1.4 本课程的特点和学习方法思考题2 钢筋与混凝土材料的基本性能2.1 钢筋的强度和变形2.1.1 钢筋的形式和成型2.1.2 单调荷载下钢筋的强度和变形2.1.3 钢筋的冷加工和热处理2.1.4 钢筋的徐变和松弛2.1.5 重复和反复荷载下钢筋的强度和变形2.2 混凝土的强度和变形2.2.1 混凝土立方体受压2.2.2 混凝土轴心受压2.2.3 混凝土受拉2.2.4 复合应力状态下混凝土强度2.2.5 重复荷载下混凝土的强度和变形2.2.6 长期荷载下混凝土的变形2.2.7 混凝土的收缩、膨胀和温度变形思考题附表2-1 普通钢筋强度标准值、设计值、弹性模量及极限应变 附表2-2 预应力钢筋强度标准值、设计值、弹性模量及极限应变 附表2-3 钢筋混凝土结构中钢筋疲劳应力幅限值附表2-4 预应力筋疲劳应力幅限值附表2-5 混凝土强度标准值、设计值,弹性模量,疲劳变形模量 附表2-6 不同疲劳应力比值P:时混凝土受压疲劳强度修正系数r 3 粘结与锚固3.1 粘结作用与粘结机理3.1.1 裂缝出现前的粘结作用3.1.2 裂缝出现后的粘结作用3.1.3 粘结试验山3.1.4 粘结机理及粘结破坏形态3.1.5 搭接的工作机理3.2 钢筋与混凝土间的粘结强度3.2.1 粘结强度3.2.2 影响粘结强度的因素3.3 钢筋在混凝土中的锚固长度3.3.1 锚固长度的理论分析3.3.2 实用的锚固长度计算公式思考题4 轴心受力构件的性能与计算4.1 工程实例及构件的配筋形式4.2 轴心受拉构件的受力分析4.2.1 轴心受拉构件试验研究4.2.2 轴向拉力与变形的关系4.3 轴心受拉构件承载力计算公式的应用 4.3.1 既有构件轴心抗拉承载力计算4.3.2 基于承载力的构件截面设计 4.4 轴心受压短柱的受力分析 4.4.1 短柱的试验研究 4.4.2 短柱压力与变形的关系 4.4.3 荷载长期作用下短柱的受力性能 4.5 轴心受压长柱的受力分析 4.5.1 长柱的试验研究 4.5.2 稳定系数 4.5.3 轴心受压柱的承载力计算公式 4.6 轴心受压构件承载力计算公式的应用 4.6.1 既有构件轴心抗压承载力计算 ……版权说明本站所提供下载的PDF图书仅提供预览和简介,请支持正版图书。
第八章8.2承受集中荷载的T 形截面独立梁,截面尺寸为250mm b =,f 450mm b '=,f 100mm h '=, 500mm h =。
作用于梁截面上的弯矩90kN m M =⋅,60kN V =,12kN m T =⋅。
混凝土强度等级为C25,纵向钢筋采用HRB400级,箍筋采用HPB235级。
试配置纵向钢筋和箍筋。
解:查附表知,C25级混凝土:2c 11.9N/mm f =,2t 1.27N/mm f =;HRB400级钢筋:2y 360N/mm f =;0s 50035465mm h h a =-=-=(环境类别未知,按一类环境取25mm c =,s 35mm a =)截面塑性抵抗矩的计算: 腹板:()()2263100450250110mm 22f tf f h W b b '''=-=⨯-=⨯ 翼缘:()()2232503350025013020833mm 62tw b W h b =-=⨯⨯-= 631302083311014020833mm t tw tf W W W '=+=+⨯=(1)验算截面尺寸()()0/465100/250 1.464w f h b h h '=-=-=<3622060101210 1.59N/mm 0.250.25 1.011.9 2.975N/mm 0.82504650.814020833c c t V T f bh W β⨯⨯+=+=<=⨯⨯=⨯⨯所以截面尺寸满足要求(2)验算是否按构造配筋3622060101210 1.37N/mm 0.70.7 1.0 1.270.889N/mm 2504650.814020833t t V T f bh W ⨯⨯+=+=>=⨯⨯=⨯⨯ 所以必须按照计算配筋(3)判别腹板配筋是否可以忽略剪力V 或扭矩T6309010 3.2336010465M Vh λ⨯===>⨯⨯,取3λ= )()00.87510.875 1.272504653132.3kN<60kN t f bh λ+=⨯⨯⨯+=,故不能忽略剪力影响 0.1750.175 1.2714020833 3.1kN mm 12kN mm t t f W =⨯⨯=⋅<⋅,故不能忽略扭矩的影响(4)扭的分配 腹板:130208331211.1kN m 14020833tw w t W T T W ==⨯=⋅ 翼缘:6110120.9kN m 14020833tf f t W T T W '⨯'==⨯=⋅ (5)腹板箍筋的配置 ()3tw 6w 01.51.5 1.01160101302083310.2(1).10.23111.110250465t W V T bh βλ===>⨯⨯+++⨯+⨯⨯⨯⨯,取1t β=由001.75(1.5)1sv u t t yv A V V f bh f h Sβλ≤=-++得 ()30201.75 1.75(1.5)6010 1.51 1.272504651310.284mm /mm 210465t t sv yv V f bh A s f h βλ--⨯--⨯⨯⨯⨯++=≥=⨯ 对腹板矩形cor 2250225200mm b b c =-=-⨯=cor 2500225450mm h h c =-=-⨯=2cor 20045090000mm A =⨯=,()2cor 22004501300mm u =⨯+=6210.214mm /mm st A s === 腹板采用双肢箍,故腹板上单肢箍筋所需要的面积为21110.2840.2140.356mm /mm 2sv st sv st A A A A s s ns s +=+=+= 腹板高为500mm ,查表知箍筋最小直径为6mm ,max 200mm S =,选箍筋直径为8mm ,则150.3141.3mm 0.2480.356sv A s ===,取140mm s =,即A 8@140 250.3 1.270.287%0.280.280.169%250140210sv t sv yv A f bs f ρ⨯===>=⨯=⨯,满足要求(6)腹板纵筋计算①配置在梁截面弯曲受拉区的纵向钢筋先判别T 形截面类型:()()10/2 1.011.9450100465100/2222.2kN m 90kN m c f f f f b h h h M α'''-=⨯⨯⨯⨯-=⋅>=⋅ 故为第一类T 形截面6221090100.0781.011.9450465s c f M f b h αα⨯==='⨯⨯⨯b 110.0810.518ξξ===<=1021.011.94504650.081560.3mm 360c f s y f b h A f αξ'⨯⨯⨯⨯=== t min y 1.27max 0.2%.45max 0.2%.450.002360f f ρ⎧⎫⎪⎪⎧⎫==⨯=⎨⎬⎨⎬⎩⎭⎪⎪⎩⎭,0,0 2min 0.002250500250mm stl A bh ρ>=⨯⨯=,满足要求②腹板受扭纵筋 由11//stl y stl y cor st yv cor st yv A f sA f u A f u A f s ζ==得:2121013001.20.214194.7mm 360yv cor st stl y f u A A s f ζ⨯=⨯=⨯⨯= 6312100.826010250T Vb ⨯==<⨯⨯,min 194.70.156%0.60.189%250500stl tl tl A bh ρρ===<===⨯ 故取2,min 0.189%250500236.7mm tl tl bh ρρ==⨯⨯=③腹板纵筋总用量 顶部:2200236.736.4mm 1300cor stl cor b A u ⨯=⨯=,选配2C 8(2101mm stl A =) 底部:2560.336.4596.7mm cor s stl cor b A A u +⨯=+=,选配2C 20(2628mm stl A =) 每侧面:2450236.781.9mm 1300cor stl cor h A u ⨯=⨯=,选配2C 8(2101mm stl A =) (7)翼缘受扭钢筋计算翼缘不承担剪力,按纯扭构件计算对翼缘:cor f 210022550mm b h c '=-=-⨯=cor f 2450250225150mm h b b c '=--=--⨯=2cor 501507500mm A =⨯=,()2cor 250150400mm u =⨯+=受扭箍筋:66210.350.22mm /mm st T f W A s ''-=== 为与腹板箍筋协调,取A 8(2150.3mm st A =),取140mm s =,150.30.359140st A s ==,即A 8@140 250.30.719%0.169%100140sv sv A bs ρ⨯===>⨯,满足要求 受扭纵筋:212104001.20.359100.5mm 360yv cor st stl y f u A A s f ζ⨯=⨯=⨯⨯=,选配4C 8(2201mm stl A =)。
思索题8-1在实际工程中哪些构件中有扭矩作用?答:框架边梁、雨篷梁8-2矩形截面纯扭构件从加荷直至破坏的过程分哪几个阶段?各有什么特点?答:①试件开裂前:性能符合弹性扭转理论,钢筋应力很小,扭矩一一扭转角之间呈线性关系。
②初始裂缝发生在截面长边的中点四周,其方向与构件呈45度角,此裂缝在后来的加载中向两端进展成螺旋状,并仍与构件呈45度,同时消失很多新的螺旋形裂缝。
③长边的裂缝方向与构件轴线基本上呈45度角,而短边的裂缝方向则较为不规章些。
④开裂后,试件的抗扭刚度大幅下降,扭矩一一扭转角曲线消失明显的转折。
在开裂后的试件中,混凝土受压,纵筋和箍筋则均应受拉,形成了新的受力机制。
随着扭矩的连续增加,此受力机制基本保持不变,而混凝土和钢筋的应力则不断增加,直至试件破坏。
8-3矩形截面纯扭构件的裂缝与同一构件的剪切裂缝有哪些相同点和不同点?答:相同点:都会消失与构件轴线有夹角的斜裂缝。
不同点:纯扭构件会产生一些螺旋形裂缝,而受剪切不会。
8-4矩形截面纯扭构件的裂缝方向与作用扭矩的方向有什么对应关系?答:纯扭裂向底部进展的方向与作用扭矩的方向全都。
8-5纯扭构件的破坏形态和破坏特征是什么?答:纵筋和箍筋的配置量适中时,纵筋和箍筋首先达到屈服强度,然后混凝土被压碎而破坏。
这种试件呈现较好的延性。
纵筋较少、箍筋较多时,破坏时纵筋屈服而箍筋不屈服。
反之,箍筋屈服而纵筋不屈服。
这两种构件称为超配筋构件。
纵筋、箍筋均配得很多时,破坏时二者均不屈服。
构件的破坏始于混凝土的压坏,属脆性破坏。
纵筋和箍筋均配得较少时,一旦裂缝消失,构件随即破坏。
8-6什么是平衡扭转?什么是协调扭转?试举出各自的实际例子。
答:①当构件所受扭矩大小与该构件的扭转刚度无关时∖相应的扭转就称为平衡扭转,如阳篷梁。
②当构件所受扭矩的大小取决于该构件的扭转刚度时,相应的扭转就称为协调扭转,如框架边梁。
8-7矩形截面受扭塑形反抗矩是如何导出的?对T形和I形截面如何计算?答:矩形截面:W t = τ(3h-b^对于T形、I形截面b2, hf ιhjWtw = -7-(3∕ι - b∖W t f = --(‹bf-b∖w t f = ~{bf- b)∙U 乙乙则T形截面:Wf=Wnv + W中I 形截面:Wt = Wtw ÷w tf + "tf。
练习题8-1有一矩形截面纯扭构件,已知截面尺寸为错误!未找到引用源。
,配有纵筋4ϕ14(错误!未找到引用源。
),箍筋为ϕ8@150(错误!未找到引用源。
)。
混凝土为C25(错误!未找到引用源。
),试求该截面所能承受的扭矩值。
解:错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
故该截面能承受的扭矩值为错误!未找到引用源。
8-2 已知某钢筋混凝土构件截面尺寸错误!未找到引用源。
,受纯扭荷载作用,经计算知作用于其上的扭矩值为4940N·m,混凝土采用C30(错误!未找到引用源。
),钢筋用I级钢筋(错误!未找到引用源。
),试计算其配筋。
解:错误!未找到引用源。
验算截面限制条件0.2错误!未找到引用源。
验算是否按计算配筋错误!未找到引用源。
按构造配筋纵筋配6ϕ6配箍ϕ6@150。
8-3已知钢筋混凝土弯扭构件,截面尺寸为错误!未找到引用源。
,弯矩值M=55kN·m,扭矩值T=9kN·m,采用C25级混凝土(错误!未找到引用源。
),箍筋用Ⅰ级(错误!未找到引用源。
),纵筋用Ⅱ级(错误!未找到引用源。
),是计算其配筋。
解:计算抗弯纵向钢筋:错误!未找到引用源。
解得错误!未找到引用源。
计算抗扭钢筋:0.2错误!未找到引用源。
取ξ=1.0,错误!未找到引用源。
采用ϕ6,错误!未找到引用源。
故可取ϕ6@70顶部纵筋截面积错误!未找到引用源。
中部纵筋截面积错误!未找到引用源。
底部纵筋截面积错误!未找到引用源。
箍筋用量错误!未找到引用源。
错误!未找到引用源。
,可以故顶部中部纵筋配2ϕ10,底部纵筋配4ϕ16,箍筋配ϕ6@70。
8-4已知某构件截面尺寸为b错误!未找到引用源。
,经计算求得作用于其上的弯矩值M=142kN·m,扭矩值T=12kN·m,采用C30级混凝土(错误!未找到引用源。
),箍筋用Ⅰ级(错误!未找到引用源。
),纵筋用Ⅱ级(错误!未找到引用源。
),是计算其配筋(剪力主要由均布荷载产生)。
解:错误!未找到引用源。
验算截面限制条件:错误!未找到引用源。
验算是否需按计算配置剪扭钢筋:错误!未找到引用源。
故需计算配置剪扭钢筋,计算抗扭钢筋:采用ϕ6配筋,s=257mm,可取ϕ6@200故取错误!未找到引用源。
,可取ϕ6@100计算抗剪箍筋:由错误!未找到引用源。
计算抗弯纵向钢筋:错误!未找到引用源。
解得错误!未找到引用源。
顶部纵筋截面积错误!未找到引用源。
中部纵筋截面积错误!未找到引用源。
底部纵筋截面积错误!未找到引用源。
箍筋用量错误!未找到引用源。
验算最小配筋率:都满足要求配筋:顶部中部纵筋配2ϕ10,底部纵筋配4ϕ20,箍筋配ϕ8@175。
8-5已知某均布荷载作用下的弯剪扭构件,截面为T形,尺寸为错误!未找到引用源。
,其配筋图如图所示,构件所承受的弯矩值M=54kN·m,剪力值V=42kN,扭矩值T=8kN·m。
混凝土为C20级(错误!未找到引用源。
),钢筋为Ⅰ级钢(错误!未找到引用源。
),验算截面是否能承受上述给定的内力(错误!未找到引用源。
)。
练习题8-5图解:错误!未找到引用源。
计算错误!未找到引用源。
又错误!未找到引用源。
计算剪力和扭矩:假定错误!未找到引用源。
,错误!未找到引用源。
所以错误!未找到引用源。
所以截面不能承受给定内力。
8-6已知钢筋混凝土剪扭构件,截面尺寸b 错误!未找到引用源。
,截面上作用的剪力值V=80kN ,扭矩值T=8kN ·m ,采用C30级混凝土(错误!未找到引用源。
),Ⅰ级钢筋(错误!未找到引用源。
),试计算能够承受上述内力的配筋(剪力主要由均布荷载引起)。
解:错误!未找到引用源。
验算截面限制条件:错误!未找到引用源。
验算是否需按计算配置剪扭钢筋:错误!未找到引用源。
故需计算配置剪扭钢筋,计算抗扭钢筋:抗剪:错误!未找到引用源。
验算:错误!未找到引用源。
所以错误!未找到引用源。
配筋:顶部中部纵筋配4ϕ8,底部纵筋配2ϕ8,箍筋配ϕ6@150。
8-7已知钢筋混凝土弯扭构件,截面尺寸mm mm h b 400200⨯=⨯,作用于其上的弯矩值m kN M ⋅=54,扭矩值m kN T ⋅=7.9,混凝土采用C20级(22/10.1,/6.9mm N f mm N f t c ==),I 级钢筋(22/270,/270mm N f mm N f yv y ==),配筋如图8-25所示,使验算该构件能否承受上述内力(mm a s 35=). 解:根据题意得,22628157*4,785157942mm A mm A stl s ===-=6.9**200270*785x =∴ mm h mm x b b 207,568.0,4.1100===∴ξξ m kN M m kN M u ⋅=>⋅=-=∴547.65)2/4.110365(*270*785练习题8-7图m kN W f mm W t c c t ⋅=⨯=-=8.122.0,1067.6))200400*3(*6/(200362β m kN T mm N W f t t ⋅=<⋅⨯=7.9101.57.06331046.3/*85.01085.7/--⨯=>⨯=y t stl f f bh A33211014.1/*28.01003.5/,3.50--⨯=>⨯==yv t st st f f bs A mm A248.1/1==∴cor st yv stl y u A f s A f ςm kN T m kN s A A f W f T st cor yv t t u ⋅=>⋅=+=7.91.12/2.135.01ς∴可以承受上述内力8-8一I 形截面混凝土纯扭构件,截面尺寸如图8-26所示,承受扭矩值m kN T ⋅=5.8,混凝土采用C20级(22/10.1,/6.9mmN f mm N f t c ==),I 级钢筋(2270/y f N mm=,2270/yv f N mm =)。
试计算腹板,受压翼缘和受拉翼缘各承受扭矩多少?并计算腹板所需的抗扭箍筋和纵筋。
练习题8-8图解:根据题意得,腹板3621006.5)3(6mm b h b W tw ⨯=-= 受压翼缘36'2''108.1)(2mm b b h W f f tf⨯=-=受拉翼缘3621008.1)(2mm b b h W f f tf ⨯=-=36'1094.7mm W W W W tf tf tw t ⨯=++=m kN f W m kN W f t t t c ⋅=⋅=1.67.0,2.152.0 ∴需要计算配筋 腹板,受压,受压翼缘承受的扭矩分别为:m kN T m kN T m kN T W W T f f t tw w ⋅=⋅=⋅==15.1,93.1,42.5*)/('腹板:取245000450*100,0.1mm A cor ===ςmm A f W f T s A cor yv tw t w st 238.0)2.1/()35.0(/1=-=ς 取mm A s mm A st st 119238.0/,27.28,6121===φ 取100@6φ(经检验,满足最小配筋)218.261)/(*)/(mm s A f u f A st y cor yv stl ==ς 取)8.301(862mm A stl =φ受压翼缘: 取214000200*70,0.1mm A cor ===ς mm A f W f T s A cor yv tf t f st 273.0)2.1/()35.0(/''1=-=ς 与腹板同取100@6φ,同理,满足最小配筋 2182.92)/(*)/(mm s A f u f A st y cor yv stl ==ς 取)113(642mm A stl =φ受拉翼缘: 取27000100*70,0.1mm A cor ===ςmm A f W f T s A cor yv tf t f st 324.0)2.1/()35.0(/1=-=ς 取100@8φ(经检验,满足最小配筋)212.110)/(*)/(mm s A f u f A st y cor yv stl ==ς 取)113(642mm A stl =φ8-9一钢筋混凝土框架纵向边梁,梁上承受均布荷载,截面尺寸mm mm h b 400250⨯=⨯,经内力计算,支座处截面承受扭矩值m kN T ⋅=8,弯矩值m kN W ⋅=45(截面上边受拉)及剪力值kN V 46=,混凝土采用C20级(22/10.1,/6.9mm N f mm N f t c ==),钢筋采用I 级(22/270,/270mm N f mm N f yv y ==).试按弯剪扭构件计算该截面配筋,并画出截面配筋图. 解:根据题意得,2630365,(3)9.9106t b h mm W h b mm ==-=⨯220/4.225.0/514.18.0mm N f mm N W T bh V c t =<=+220/77.01.1*7.0/312.1mm N mm N W Tbh Vt=>=+故需要计算配筋 (1)抗扭钢筋,0.114.15.015.10>=+=Tbh VW t t β取0.1=t β:取270000350*200,0.1mm A cor ===ςmm A f W f T s A cor yv tw t st 185.0)2.1/()35.0(/1=-=ς215.203)/(*)/(mm s A f u f A st y cor yv stl ==ς(2)抗剪钢筋0025.1)5.1(7.0h sA f bh f V svyvt t +-=β,088.0/mm s A sv =∴取mm s A n sv 044.0/,21== (3)抗弯钢筋)2/(0x h A f M A f bx f s y s y c -== 解之得mm x mm A s 6.55,4942== (4)总的纵筋和箍筋用量1)顶部纵筋:,8.673/5.2032mm = 中部纵筋:28.673/5.203mm = 底部纵筋:228.5614948.67mm mm =+ 2)验算22m in ,18345.0,200002.0mm bh f f mm bh A yts ===,满足条件2m in ,2046.0mm bh f f VbT A ytstl ==,取2204mm A stl =0014.028.010832.1)044.0185.0(*23=>⨯=+=-yvtsvf f bbs A8-10矩形截面纯扭构件,截面尺寸及配筋如图8-27所示, 混凝土采用C30级(22/43.1,/3.14mm N f mm N f t c ==),纵筋采用6根直径为mm 16的Ⅲ级钢筋(2/400mm N f y =),箍筋采用I 级钢(2/270mm N f yv =).求此构件所能承受的最大扭矩值.练习题8-10解:根据题意得, 4721096.2)3(6mm b h b W t ⨯=-=mm u mm A mm A mm A cor cor st stl 1700,165000,5.78,8.12052212==== 33105.128.0105.4)100*350/(5.78*2/--⨯=>⨯==yvtst f f bs A33100.385.0107.5/--⨯=>⨯=ytstl f f bh A7.1339.11<==∴corst yv stl y u A f sA f ς0.3563.4u t t T f W kN m ∴=+=⋅又∵m kN W f T t c c u ⋅==8.562.0m ax ,β m kN T u ⋅=∴8.568-11分别列出轴向压力,轴向拉力作用下钢筋混凝土矩形截面复合受力构件(轴向力,弯矩,剪力和扭矩共同作用)基于承载力的截面设计步骤. 解:1)计算t t h W βλ,,,0值; 2)由sh A f N bh f V sv yv c t t u 00)07.0175.1)(5.1(+++-=λβ(轴压) 或者sh A f N bh f V sv yv t t t u 00)2.0175.1)(5.1(+-+-=λβ(轴拉) 计算得s A sv / 3)取ς值,由cor st yvt ct t u A sA f W A N f T 12.1)07.035.0(ςβ++=(轴压) 或者cor st yv ttt t u A sA f W A N f T 12.1)2.035.0(ςβ+-=(轴拉)计算s A st /1,并且由sf A u f A y stlcor yv stl ς=,计算stl A4)用单筋矩形截面受弯设计s A5)验算最小配筋率,配筋8-12分别列出轴向压力,轴向拉力作用下钢筋混凝土矩形截面复合受力构件(轴向力,弯矩,剪力和扭矩共同作用)截面承载力的计算步骤. 解:1)计算ςβλ,,,,0t t h W 值;2)根据单筋矩形截面计算u M ;3) 由s h A f N bh f V sv yv c t t u 00)07.0175.1)(5.1(+++-=λβ(轴压) 或者sh A f N bh f V sv yv t t t u 00)2.0175.1)(5.1(+-+-=λβ(轴拉) 计算u V4) cor st yvtc t t u A s A f W A N f T 12.1)07.035.0(ςβ++=(轴压) 或者cor st yv ttt t u A sA f W A N f T 12.1)2.035.0(ςβ+-=(轴拉)计算u T。