受弯构件正截面
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【例3.1】某钢筋混凝土简支梁,结构安全等级为二级,承受的恒载标准值g k =6kN/m ,活载标准值q k =15kN/m ,混凝土强度等级为C25,HRB400级钢筋。环境类别为一类,混凝土保护层厚度c=25mm , a s =45mm 。梁的截面尺寸b ×h=250mm ×500mm ,计算跨度l 0=5m 。求梁的纵向受拉钢筋A s 。
解:查表得:C25混凝土:f c =11.9kN/mm 2
,a 1=1.0;
HRB400级钢筋:f y =360N/mm 2
,518.0=b ξ,%2.0min =ρ,
0.10=γ; 梁承受的均匀荷载设计值:m kN q /2.28154.162.1=⨯+⨯=
截面的弯矩值:m kN ql M ⋅=⨯=
=13.888
5
2.288
2
2
设纵向受拉钢筋按一排放置,则梁的有效高度mm a h h s 455455000=-=-=, 第一种算法:
由公式(4——9)得:)5.0455(2509.110.11013.880.16x x -⨯⨯=⨯⨯ 推出:mm
h x mm bh f M
h x b b c 7.235455518.06.70)455
2509.110.110
13.8821(455)21(02
6
2
10=⨯==≤=⨯⨯⨯⨯⨯-
-
⨯=-
-
=ξα将计算出X 代入公式(4——10)得,受拉钢筋的截面面积:
2
min 2
1250500250%2.04.583360
6
.702509.110.1mm
bh mm
f bx
f A y
c s =⨯⨯=>=⨯⨯⨯=
=
ρα
由以上验算,为适筋梁破坏。
选用3C 16,实际钢筋截面面积2
2
4.583602mm mm A s >=满足要求。
第二种算法: 143.0455
2509.110.110
13.880.12
6
2
10=⨯⨯⨯⨯⨯=
=
bh f M c s αγα;
518.0155.0143.02121=<=⨯--=--=b s ξαξ满足适筋要求;
2
min 2
1250500250%2.08.582360
455
155.02509.110.1mm
bh mm
f h b f A y
c s =⨯⨯=>=⨯⨯⨯⨯=
=
ρξα两种方法计算结果相同。
【例3.2】某教学楼的内廊为简支在砖墙上的现浇钢筋混凝土平板,计算跨度l 0=2.38m ,板上作用的活载标准值为q k =2kN/m ,水磨石地面及细石混凝土垫层共30mm 厚(重力密度为22kN/m 3),板底粉刷白灰砂浆12mm 厚(重力密度为17kN/m 3),混凝土强度等级为C25,纵向受力钢筋采用HRB400级钢筋。环境类别为一类,混凝土保护层厚度c=20mm ,试确定板厚和受拉钢筋截面面积。
解:截面尺寸:取1m 宽板带计算,即mm b 1000=。取板厚mm h 80=。 一般板的保护层厚20mm ,取mm s 25=α,则mm h 5525800
=-=。
荷载标准值: ✧
恒载标准值:水磨石地面:m KN /66.02203.0=⨯
钢筋混凝土板自重(重力密度为3/25m kN ):m KN /22508.0=⨯ 白灰砂浆粉刷:m KN /204.017012.0=⨯
总恒载值:m kN g k /864.2204.00.266.0=++=
✧
活载标准值:m kN q k /2=
荷载设计值:m kN q /237.624.1864.22.1=⨯+⨯=
弯矩设计值:m KN ql M ⋅=⨯=
=416.48
38
.2237.68
2
2
查表得:C25混凝土:2
/9.11mm N f c =,0.11=α;
HRB400级钢筋:2
/360mm
N f y =,518.0=b ξ,
%159.0min =ρ;
123.055
10009.110.110
416.42
6
20
1=⨯⨯⨯⨯=
=
bh
f M
c s αα;
518.0132.0123.0211211=<=⨯--=--=b s ξαξ满足适筋要求;
2
min 2
12.127801000%159.06.223360
55
123.010009.110.1mm
bh mm
f h b f A y
c s =⨯⨯=>=⨯⨯⨯⨯=
=
ρξα选筋结果:C 8@200 (实配钢筋为251mm 2
)
分布钢筋面积≥max{0.15%bh,15%A s }=max{0.15%×1000×80,15%×251}=120mm 2
选筋结果:C 6@200 (实配钢筋为141mm 2)
【例3.3】已知梁的截成尺寸为b ×h=250mm ×500mm ,受拉钢筋4C 16(A s =804mm 2),箍筋C 10@200,混凝土等级为C30,钢筋采用HRB400级,承受弯矩设计值M=89kN·m 。环境类别为一类,混凝土保护层厚度c=20mm 。试验算此梁是否安全。
解:查表得:C30混凝土:2/3.14mm N f c =,0.11=α;
HRB400级钢筋:2
/360mm N f y =,518.0=b ξ,%2.0min =ρ;
设纵向受拉钢筋按一排放置,a s =38mm ,则梁的有效高度mm a h h s 462385000=-=-=,
min %696.0462
2508040
ρρ>=⨯=
=
bh A s
b c s
y bh f A f ξαξ<=⨯⨯⨯⨯=
=
175.0462
2503.140.18043600
1
M
m kN bh f M
c u
>⋅=⨯⨯-⨯⨯⨯⨯⨯=-=-9.12110)175.05.01(175.0462
2503.140.1)5.01(6
2
2
01ξξα安全