混凝土设计原理第5章作业题解答教程.doc

混凝土结构设计原理作业题 第5章 受压构件正截面的性能与设计 5－1（基本题目） 已知某四层四跨现浇框架结构的底层内柱，截面尺寸为，轴心压力设计值，混凝土强度等级为C40,钢筋用HRB400级。求纵向钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。 解答：按《混凝土结构设计规范》规定， 按式,查表5-1，得 按式（5-1）求A’s 如果采用4根直径20mm纵筋，A’s=1256 ,故上述A的计算中没有减去是正确的，且由附表18知，，，可以。 截面每一侧配筋率 ，可以。 故满足受压纵筋最小配筋率（全部纵向钢筋的；一侧纵向钢筋的）的要求。选用4根直径20mm纵筋，A’s=1256。 5－2（基本题目）根据建筑要求，某现浇柱截面尺寸定为，由两端支承情况决定其计算高度；柱内配有4根直径为22的HRB400级钢筋作为纵筋；构件混凝土强度等级为C40，柱的轴向力设计值。试问截面是否安全。 解答： 由, 查表5-1，得 按式（5-1），得 故截面是安全的。 5－3（基本题目）已知：某旅馆底层门厅内现浇钢筋混凝土柱，一类环境，承受轴心压力设计值，从基础顶面至二层楼面高度为。混凝土强度等级为C40，由于建筑要求柱截面为圆形，直径为。柱中纵筋用HRB400级钢筋，箍筋用HPB300级钢筋。求柱中配筋。 解答： 先按配有普通纵筋和箍筋柱计算。 （1）求计算长度 取底层钢筋混凝土现浇框架底层柱的计算长度 （2）求计算稳定系数 查表5-1得 （3）求纵筋 已知圆形混凝土截面积为 由式（5-1）得 （4）求配筋率 ，不可以。 配筋率太高，若混凝土强度等级不再提高，并因12,可采用螺旋箍筋柱。下面再按螺旋箍筋柱来计算。 （5）假定纵筋配筋率，则得，选用16根直径25mm纵筋，。混凝土保护层厚度取用20mm,估计箍筋直径10mm,得： （6）混凝土强度等级小于C50，；按式（5-9）求螺旋箍筋的换算截面面积得 ，满足构造要求。 (7)假定螺旋箍筋直径d=10mm，则单肢螺旋箍筋面积。 螺旋箍筋的间距s可通过式( 5-5)求得： 取s=40mm，以满足不小于40mm，并不大于80mm及0.2，的要求。 (8)根据所配置的螺旋箍筋d=l0mm，s=40mm，重新用式(5-5)及式(5-6)求得间接配筋柱的轴向力设计值Nu如下： 且 满足要求。 5－4（基本题目）已知，荷载作用下柱的轴压力设计值，柱端弯矩设计值，截面尺寸 ，；混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400级； 。求钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。 解答：因，故需考虑P-δ效应。 1 则 因，先按大偏压情况计算 由式（5-22）得 由式（5-21）得 受拉钢筋选用3根直径22mm及2根直径20m纵筋（），受压钢筋选用2根直径18mm及1根直径14mm纵筋（）。 补充：我认为必要，但是教材中没有这一步，是不妥的。 由式（5-18），求出 ,估前面假设大偏心受压是正确的。 垂直于弯矩作用平面的承载力验算满足要求，此处从略，请自己补充完善。 5－5（基本题目）已知条件同5－4题，并已知配有3根直径20mm的受压钢筋。求受拉钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造钢筋）。 解答：令, 由式（5—22）知 由式（5-21）得 = 选用220+2225 （=1610） 比较题5-4与题5-5可看出，当时，总的用钢量计算值为660+1782=2442,比[题5-5]求得的总用钢量942+1606=2548少。 5－6（基本题目）已知，，杆端弯矩设计值 ，截面尺寸，受压钢筋为4根直径为22mm的HRB400级钢筋，混凝土强度等级C30，构件计算长度为。求受拉钢筋截面面积并绘制该次梁跨中截面配筋示意图（含构造配筋）。 【解】由式（5-14）: 故需考虑P-效应 取 ， 可先按大偏心受压情况计算。 说明假定大偏心受压是正确的。 按式（5-27）计算值 如果按不考虑受压钢筋的情况进行计算 说明：本题如果不考虑受压钢筋，受拉钢筋会得到较大数值。因此，本题取来配筋，选用422（）。 5－7（基本题目）已知：，杆端弯矩设计值 ，截面尺寸，采用HRB400级钢筋，混凝土强度等级为C40，构件计算长度。试计算钢筋截面面积，并绘制截面配筋图（含构造配筋）。 解答： 由式（5-14）, 故需考虑P-效应. 取 可先按大偏心受压情况计算。 由式(5-22)得： 取 选用412（）,这样,该题就变成已知受压钢筋,求受拉钢筋的问题,下面计算从略，请同学们自行补充。 5－8（基本题目）已知：，，混凝土强度等级为C40，钢筋