参考例题混凝土结构设计原理(建工)教学课件
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第四章 例题【例4.1】已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁,安全等级为二级,处于一类环境,截面尺寸b ×h =250mm×600mm ,弯矩设计值M =220kN ⋅m 。
混凝土强度等级为C25,纵筋为HRB335级钢筋,试求该梁所需受拉钢筋面积并画出截面配筋简图。
【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HRB335级钢筋f y =300N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.550。
查附表1-14,一类环境,C25混凝土,假定受拉钢筋单排布置,若箍筋直径d v =6mm ,则a s =35+5=40mm ,h 0=h –40=560mm查附表1-18,%191.030027.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f f ρ。
(2)计算钢筋截面面积由式(4-11)可得9.1525602509.110.11022021156026=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯--⨯=mm 30856055.00b =⨯=<h ξmm 由式(4-6-1)可得(3)选配钢筋及绘配筋图查附表1-20,选用(A s =1520mm 2)。
截面配筋简图如图4-20所示。
图4-20 例4.1截面配筋简图【例4.2】已知某旅馆走廊为简支在砖墙上的现浇钢筋混凝土平板(图4-21(a )),安全等级为二级,处于一类环境,承受恒荷载标准值g k =3.0kN/m 2,活荷载标准值q k =2.0kN/m 2。
选用(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HPB300级钢筋f y =270N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.576。
查附表1-13,一类环境,C25混凝土,c =15+5=20mm ,若板受拉钢筋直径d =10mm ,则a s =c +d /2=25mm查附表1-18,%2.0%212.027027.145.045.0y t min >=⨯==f f ρ。
第四章 例题【例4.1】已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁,安全等级为二级,处于一类环境,截面尺寸b ×h =250mm×600mm ,弯矩设计值M =220kN ⋅m 。
混凝土强度等级为C25,纵筋为HRB335级钢筋,试求该梁所需受拉钢筋面积并画出截面配筋简图。
【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HRB335级钢筋f y =300N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.550。
查附表1-14,一类环境,C25混凝土,假定受拉钢筋单排布置,若箍筋直径d v =6mm ,则a s =35+5=40mm ,h 0=h –40=560mm查附表1-18,%191.030027.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f f ρ。
(2)计算钢筋截面面积由式(4-11)可得9.1525602509.110.11022021156026=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯--⨯=mm 30856055.00b =⨯=<h ξmm 由式(4-6-1)可得(3)选配钢筋及绘配筋图查附表1-20,选用(A s =1520mm 2)。
截面配筋简图如图4-20所示。
图4-20 例4.1截面配筋简图【例4.2】已知某旅馆走廊为简支在砖墙上的现浇钢筋混凝土平板(图4-21(a )),安全等级为二级,处于一类环境,承受恒荷载标准值g k =3.0kN/m 2,活荷载标准值q k =2.0kN/m 2。
选用(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HPB300级钢筋f y =270N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.576。
查附表1-13,一类环境,C25混凝土,c =15+5=20mm ,若板受拉钢筋直径d =10mm ,则a s =c +d /2=25mm查附表1-18,%2.0%212.027027.145.045.0y t min >=⨯==f f ρ。
(2)内力计算取1m 宽板带为计算单元,b =1000mm ,初选h =80mm (约为跨度的1/35),h 0=h –25=55mm 板的计算简图如图4-21(b )所示,板的计算跨度取轴线标志尺寸和净跨加板厚的小值。
有27002540802460n 0<=+=+=h l l mm可变荷载控制时:荷载分项系数:2.1G =γ,4.1Q =γ,则板面荷载设计值:永久荷载控制时:荷载分项系数:35.1=G γ,4.1=Q γ;组合系数7.0C =ψ;则板面荷载设计值:二者取大值,所以2kN/m 4.6=p 1m 宽板带板上均布线荷载为:40.64.60.1=⨯=q kN/m跨中最大弯矩设计值:16.554.24.6810.1812200=⨯⨯⨯==ql M γkN·m (3)计算钢筋截面面积 由式(4-11)可得55.85510009.110.11016.52115526=⎪⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯--⨯=mm 68.3155576.00b =⨯=<h ξmm 由式(4-6-1)可得(4)选配钢筋及绘配筋图查附表1-23,选用φ8@130(A s =387mm 2),配筋见图4-21(c )。
【例4.3】已知某钢筋混凝土矩形截面梁,承受弯矩设计值M =300kN ⋅m ,安全等级为二级,处于一类环境,混凝土强度等级为C30,纵筋为HRB500级钢筋,试求该梁截面尺寸b ×h 及所需受拉钢筋面积A s ,并画出截面配筋简图。
【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C30混凝土f c =14.3N/mm 2,f t =1.43N/mm 2;HRB500级钢筋f y =435N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.482。
查附表1-14,一类环境,C30混凝土,假定受拉钢筋双排布置,若箍筋直径d v =8mm ,则a s =60mm 。
查附表1-18,%148.043543.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f f ρ。
(2)假定配筋率矩形截面梁经济配筋率在(0.6~1.5)%,所以在经济配筋率范围内先假定一配筋率ρ=1%,截面宽度假定为b =250mm ,则 由式(4-10)可得h =h 0+a s =571+60=631mm ,按模数取整后确定截面高度h =650mm 所以确定该截面尺寸为b ×h =250mm×650mm ,h 0=h –60=590mm (3)计算钢筋截面面积 由式(4-11)可得 由式(4-6-1)可得符合适用条件(不会发生少筋破坏)。
(4)选配钢筋及绘配筋图查附表1-20,选用3 (As =1366mm 2)。
截面配筋简图如图4-22所示。
图4-22 例4.3截面配筋简图【例4.4】 已知某钢筋混凝土矩形截面梁,安全等级为二级,处于二(a )类环境,截面尺寸为b ×h =200mm×500mm ,选用C30混凝土和HRB400级钢筋,受拉纵筋为,该梁承受的最大弯矩设计值M =100kN·m ,复核该截面是否安全?【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C30混凝土f c =14.3N/mm 2,f t =1.43N/mm 2;HRB400级钢筋f y =360N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.518。
查附表1-13,二(a )类环境,C30混凝土,c =25mm ,若箍筋直径d v =8mm ,则a s =c +d v +d /2=25+8+20/2=43mm ,h 0=h –43=457mm 。
查附表1-18,%179.036043.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f f ρ。
钢筋净间距mm 25mm 20mm 37220382252200n n >=>=⨯-⨯-⨯-=s d s ,且,符合构造要求。
(2)公式适用条件判断 2.1)是否少筋,A s =942mm 22min m m 200500200%2.0=⨯⨯=>bh ρ因此,截面不会发生少筋破坏。
2.2)是否超筋由式(4-6-1)计算受压区高度,可得: 因此,截面不会发生超筋破坏。
(3)计算截面所能承受的最大弯矩并复核截面 因此,该截面安全。
【例4.5】已知条件同例4.4,但受拉纵筋为,该梁所能承受的最大弯矩设计值为多少?【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C30混凝土f c =14.3N/mm 2,f t =1.43N/mm 2;HRB400级钢筋f y =360N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.518。
查附表1-13,二(a )类环境,C30混凝土,c =25mm ,受拉钢筋双排布置,若箍筋直径d v =8mm ,则a s =c +d v +d +e /2=25+8+22+25/2=67.5mm ,h 0=h –67.5=432.5mm 。
查附表1-18,%179.036043.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f fρ。
钢筋净间距符合要求。
(2)公式适用条件判断 2.1)是否少筋,As =2281mm 22min m m 200500200%2.0=⨯⨯=>bh ρ因此,截面不会发生少筋破坏。
2.2)是否超筋由式(4-6-1)计算受压区高度,可得:故超筋,取m m 04.2240b b ===h x x ξ(3)计算截面所能承受的最大弯矩因此,该梁所能承受的最大弯矩设计值m kN 3.205⋅=M 。
【例4.6】已知某现浇钢筋混凝土简支板(图4-24(a )),l 0=2400mm ,板厚为80mm ,安全等级为二级,处于一类环境,承受均布荷载设计值为6.50kN/m 2(含板自重)。
选用C25混凝土和HPB300级钢筋。
试配置该板的受拉钢筋。
(a )计算简图 (b )板配筋图4-24 例4.6图【解】(1)确定基本参数查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HPB300级钢筋f y =270N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.576,αsb =0.410。
查附表1-13,一类环境,C25混凝土,c =15+5=20mm ,若板受拉钢筋直径d =10mm ,则a s =c +d /2=25mm ,h 0=h –25=55mm查附表1-18,%2.0%212.027027.145.045.0y t min >=⨯==f f ρ。
取1m 宽板带为计算单元,b =1000mm(2)内力计算 板上均布线荷载50.650.60.1=⨯=q kN/m则跨中最大弯矩设计值68.44.250.6810.1812200=⨯⨯⨯==ql M γkN·m (3)采用系数法计算钢筋截面面积查附表1-19可得 930.0=s γ(也可采用公式(4-13-2)(4-13-3)计算出ξ、γs ) (4)选配钢筋及绘配筋图查附表1-23,选用φ8@140(A s =359mm 2),配筋见图4-24(b )。
【例4.7】已知某民用建筑钢筋混凝土矩形截面简支梁(图4-25(a)),安全等级为二级,处于一类环境,计算跨度l 0=6000mm ,截面尺寸b ×h =250mm×500mm ,承受板传来永久荷载及梁的自重标准值g k =15.0kN/m ,板传来的楼面活荷载标准值q k =8.0kN/m 。
选用C25混凝土和HRB335级钢筋,试求该梁所需受拉钢筋面积并画出截面配筋简图。
(a) 计算简图 (b)配筋图图4-25 例4.7图【解】(1)确定基本参数φ8@140查附表1-2和附表1-5及附表1-10~1-11可知,C25混凝土f c =11.9N/mm 2,f t =1.27N/mm 2;HRB335级钢筋f y =300N/mm 2;α1=1.0,ξb =0.550,αsb =0.399。
查附表1-14,一类环境,C25混凝土,假定受拉钢筋单排布置,若箍筋直径d v =6mm ,则a s =35+5=40mm ,h 0=h –40=460mm查附表1-18,%191.030027.145.045.0%2.0y t min =⨯=>=f f ρ。
(2)内力计算梁的计算简图如图4-25(a )所示。