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1、|第五章 受弯构件正截面承载力计算建筑结构第五章习题:共用条件:一类环境使用,结构安全等级为二级。5-25 一钢筋混凝土矩形梁截面尺寸 200mm500mm,弯矩设计值 M=120kNM。混凝土强度等级 C25,试计算其纵向受力钢筋截面面积:当选用 HPB235 级钢筋时;改用 HRB400 级钢筋时;最后画出相应配筋截面图。解:依题意查得参数: 0=1,fc=11.9N/mm 2,ft=1.27N/mm 2,c=25mm,fy=210N/mm2, b=0.614;a s=65mm。h 0=500-65=435mm 1先按单筋矩形截面计算, 6.04359.126201 bfMcs3.6.21
2、21 bs As=M/fyh0(1-0.5)=1560.65mm 2,选 520,As=1571mm 2 min=0.45ftbh/fy=0.451.27200500*210=272mm20.02bh=0.002200500=200mm 2,fy=360N/mm2, b=0.517;a s=40mm,h 0=500-40=460mm 2先按单筋矩形截面计算, 38.04629.12201 bfMcs578.3.2121 bs As=M/fyh0(1-0.5)=12010 6/360460(1-0.50.28)=842.61mm 2,选 3#20,As=941mm 2,或 4#18,As=101
3、8mm 2 min=272 mm2 1 25-26 某大楼中间走廊单跨简支板,计算跨度 2.18m,承受均布荷载设计值gq=6kN/m 2(包括自重) ,混凝土强度等级 C20,HPB235 级钢筋。试确定现浇板厚度 h 及所需受拉钢筋截面面积,选配钢筋,并画配筋图。取b=1000mm,as=25mm。解:依题意查得参数: 0=1,fc=9.6N/mm 2,ft=1.10N/mm 2,c=20mm,fy=210N/mm2, b=0.614; 1板厚2180/35=62.3mm,取 h=70mm,h 0=70-25=45mmmkNqgM5643.18.6)(820.9532201bhfcs614
4、.0.18.0 bs ,201 .92456. mfAsyc|选 8/10150 As=429mm2,或选 10180 As=436mm2min=0.451000701.1/210=136.37mm 20.0015100070=105 mm 2,5-27 一钢筋混凝土矩形截面梁 200mm500mm,混凝土强度等级 C20,配有HRB335 级钢筋(218,As=509mm 2) ,试计算梁上承受弯矩设计值 M=80kNm 时是否安全。解:依题意查得参数: 0=1,fc=9.6N/mm 2,ft=1.10N/mm 2,c=30mm,fy=300N/mm2, b=0.55;as=40mm,h 0
5、=460mm0.45ft/fy=0.00160.002Asmin=minbh=0.002200500=200mm2As=509mm 2 b=0.5517.0462.953001 bhfAscymkNMyu 135.6)7.05(9)(M=80kNm 承载力不足,不安全5-28 一钢筋混凝土举行截面梁 bh=250mm600mm,配有 425 的 HRB335 级钢筋,分别采用 C20,C25,C30 强度等级混凝土,试计算梁能承受的最大弯矩设计值,并对结果进行分析。解:依题意查得参数: 0=1,fy=300N/mm 2, b=0.55;as=40mm,h 0=560mm;0.45ft/fy=0
6、.00160.002;Asmin= minbh=0.002250600=300mm2As=1964mm21 C20:fc=9.6N/mm 2,ft=1.10N/mm 2,c=30mm, b=0.55438.056.91301 bhfAscy mkNMyu 69.257)34.051(9)(02 C25: fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm,34.0569.1301 bhfAscy mkNyu 61.27)38.051()(3 C30: fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,c=25mm, 94.0563.14001 bhfAscy mkNMyu 45
7、.281)9.051()(结论:在截面尺寸和配筋一定时,随混凝土强度等级的提高,构件承接能力提|高,截面延性增加。29已知一钢筋混凝土矩形截面梁 200mm500mm,承受弯矩设计值M=216kNm 混凝土强度等级 C25,在受压区配有 320 的 HPB235 级钢筋,试计算受拉钢筋截面面积(采用 HRB400 钢筋) 。解:依题意查得参数:0=1,fy , =210N/mm2,As , =942mm2,fy=360N/mm 2, b=0.517;as=65mm,a s, =,35mm,h 0=435mmC25: fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm,)()5.0
8、1(01 ssycu ahAfbhfM 309.43529.1)(622019 faAcssys 73.459.1.05.)( 26201 bhfcssymfAbhAffyscs ysy 32.636028.459.01 受拉钢筋选 6 根直径 20mm (A s=1884mm2) 的 HRB400 钢筋, 。或选 3 根直径20mm+2 根直径 22mm(1702mm 2)的 HRB400 钢筋Asmin=minbh=0.002200500=200mm2As=1884mm 20.45ft/fy=0.00160.00230已知一钢筋混凝土矩形截面梁 200mm500mm,承受弯矩设计值M=21
9、6kNm 混凝土强度等级 C25,已配有 HRB335 级钢筋 620 的,试复核此梁是否安全。若不安全,则重新设计,但不改变截面尺寸和混凝土强度等级。(a 三 =60mm)解:依题意查得参数: 0=1, As=1884mm2,fy=300N/mm 2, b=0.517; h0=440mmC25: fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm, 5.04.09.18301 bcybhfAs| mkNMkNbhfMcu 21667.18)54.01(54.029.1)(20重新设计 取 HRB4007b 22021 00 1.38)40(3)57.01(57.9.1216)(
10、5.)( mahfAahAffsybbcs ssy 选受压钢筋 2 根直径 16mm(A s, =402mm2)的 HRB400 201 9.18329.15033607.49.1AfbhAfff syscs ysy 选受拉钢筋 5 根直径 22mm(A s, =1900mm2)的 HRB400或 6 根直径 20mm(A s, =1884mm2)的 HRB40031已知一双筋矩形截面梁 200mm450mm,混凝土强度等级 C20,HRB335 级钢筋,承受弯矩设计值 M=216kNm ,配有 212 受压钢筋,配有 325+222受拉钢筋,试求该截面所能承受的最大弯矩设计值。解:依题意查得
11、参数:0=1,fy , =300N/mm2,As , =226mm2,fy=300N/mm 2,As=2233mm 2, b=0.55;as=70mm,a s, =40mm,h 0=380mmC20: fc=9.6N/mm2,ft=1.10N/mm2, 5.08.306.91)(30101 bcsysysycbhfAfff 取取 5. mkNahAffMssybbcu 604.13)80(2630)5.01(5.38026.91)(2该梁能承受的最大弯矩为 133.6kNm32某连续梁中间支座处截面尺寸 bh=250mm650mm,承受支座负弯矩设计值M=239.2kNm,混凝土强度等级 C2
12、5,HRB335 级钢筋,现由跨中正弯矩计算钢筋中弯起 218 伸入支座承受负弯矩,试计算支座负弯矩所需钢筋截面面积;如果不考虑弯起钢筋的作用,支座需要钢筋截面面积是多少?解:依题意查得参数: 0=1, As1=500mm 2,fy=300N/mm 2, b=0.55; h 0=440mmC25: fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm, (a 三 =60mm)|23.0592.136201 bhfMcs应按单筋矩形截面设计5.0.bs 不考虑弯起钢筋的作用时, 201 7.19302.592. mfbhAsyc 由跨中正弯矩钢筋中弯起 218(As1=509mm 2
13、)伸入支座承受负弯矩时,As2=As-As1=1579.73-509=1070.73mm233.某 T 形截面梁 b=250mm,b f, =500mm,h=600mm,h f, =100mm,混凝土强度等级C30,HRB400 级钢筋,承受弯矩设计值 M=256.kNm,试求受拉钢筋截面面积,并绘配筋图。解:依题意查得参数: 0=1, fy=360N/mm 2, b=0.517;as=40mm, h 0=560mmC30: fc=14.3N/mm2,ft=1.43N/mm2,c=25mm,M=256kNmkNhbfffc 2.34)105.3(153.4)5.(01为类 T 形截面 4.06
14、.122201 fMcs 517.1.bs 201 0.336025.4mfbhAsyc 选 4 根直径 22mm 的(As=1520mm 2)或 3 根直径 25mm 的(As=1473mm 2)34. 某 T 形截面梁 b=200mm,b f, =1200mm,h=600mm,h f, =80mm,混凝土强度等级C20,配有 420 HRB335 级钢筋,承受弯矩设计值 M=131.kNm,试复核截面是否安全?解:依题意查得参数: 0=1, fy=300N/mm2, b=0.55;As=1256mm 2 as=40mm, h0=560mmC20: fc=9.6N/mm2,ft=1.1N/m
15、m2,c=30mm, kNAsfmkNbf yfc 8.3761506.9186.911 为类 T 形截面b=0.55.052.3001hfAscy mkNsMyu 68.204).51(61)(|35. 某 T 形截面梁 b=200mm,b f, =400mm,h=600mm,h f, =100mm,as=60mm,混凝土强度等级 C25,配有 HRB335 级钢筋 620,试计算该梁能承受的最大弯矩设计值。解:依题意查得参数: 0=1, fy=300N/mm 2, b=0.55;As=1884mm 2 C20: fc=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,c=25mm,as=60m
16、m, h 0=540mmkNAsfmkNhbf yfc .5618430.47619.1 为类 T 形截面b=0.5524.054029.1)(830)(01 bhfAsfcfy mkNfMyu 6.7).(54)5.(36.已知某承受均布荷载的矩形截面梁 bh=250mm600mm,采用 C20 混凝土,箍筋为 HPB235 级钢筋,若已知剪力设计值 V=150kN,试求采用 6 双肢箍的箍筋间距 s。解:fc=9.6N/mm 2,ft=1.10N/mm 2,fyv=210N/mm 2,Asv1=28.3mm 2,n=2,取 as=65mm,h 0=600-65=535mmh0/b=535/
17、2504, 0.25fcbh0=0.259.6250535=321kNV=150kN 截面尺寸满足要求0.7ftbh0=0.71.1250535=102987.5N=103kNV=150kN 需配置箍筋0.94 ftbh0=0.941.1250535=138297.5N=138.3kNV=150kN 按 svmin不可 , 取 s=130mmmbhfVAsvsty 26.135.02987157.0 37.图 5-54 所示一钢筋混凝土简支梁,集中荷载设计值 F=120kN,均布荷载设计值(含梁自重)q=100kN/m。选用 C20 混凝土,HPB235 级钢筋。试选择梁的箍筋(注:图中为净跨
18、 ln=4000mm)解:fc=9.6N/mm 2,ft=1.10N/mm 2,fyv=210N/mm 2, 支座边缘剪力 Vmax=120+10*4/2=140kN,h 0=550-40=510mm。选 Asv1=28.3mm2,n=2,1)验截面尺寸 h0/b=510/2504, |0.25fcbh0=0.259.6250510=306kNV max=140kN 2)0.7ftbh 0=0.71.1250510=98.175kNV=140kN 需配置箍筋3)0.94 ftbh 0=0.941.1250510=131.835NV=140kN 按 svmin不可, 取 s=140mmmbhfV
19、Asvsty 93.149875143.27.0 5-38 某 T 形截面简支梁 bh=200mm500mm(a s=35mm) ,bt, =400mm,ht , =100mm;采用 C25 混凝土,箍筋为 HPB235 级钢筋;由集中荷载产生的支座边剪力设计值 V=120kN(含自重), =3.试选择该梁箍筋。解:fc=11.9N/mm 2,ft=1.27N/mm 2,fyv=210N/mm 2,选 8 双肢箍 Asv1=56.3mm2,n=2,h0=500-35=465mm,hw=h 0- ht, =465-100=365mm,1)验截面尺寸 hw/b=365/2504, 0.25fcbh
20、0=0.2511.9200465=276.675kNV max=120kN 2)1.75 ftbh0/(1+)=0.43751.27200465=51.673kNV=120kN 需配置箍筋3)0.6775 ftbh0=0.67751.27200465=80019.525NV=120kN 按 svmin不可4) ,配箍 8140mVhAfscsvy 7.1435612.5-39 图 5-55 所示钢筋混凝土矩形截面简支梁,bh=250mm600mm,荷载设计值 F=1,70kN(未含梁自重) ,采用 C25 混凝土,纵向受力钢筋为 HRB400 级,箍筋为 HPB235 级钢筋,试设计改梁。要求
21、:确定纵向受力钢筋的根数和直径;配置腹筋(要选箍筋和弯起筋,假定第一排弯起筋弯终点距支座边缘为50mm) 。5-40 已知某钢筋混凝土矩形截面简支梁,计算跨度 l0=6000mm,净跨ln=5740mm,bh=250mm600mm,采用 C25 混凝土,HRB400 级纵向受力钢筋,HPB300 箍筋,若已知的纵向受力为 422,试求当采用 6200 双肢箍和 8200 双肢箍时,梁所能承受荷载设计值 g+q 分别为多少?(kN) 3)(21Vm)(k )5.868u2qgl qgMhw/b=365/2504, 0.25fcbh0=0.2511.9200465=276.675kN|5-41 某钢筋混凝土简支梁,计算跨度 l0=7m,矩形截面 bh=250mm700mm,采用 C30 混凝土,HRB400 级纵向受力钢筋,HPB300 箍筋,承受均布恒荷载标准值(含自重)g k=19.74kN/m,均布活荷载标准值 qk=10.5kN/m,通过正截面受弯承载力计算,已选定纵向受拉钢筋 2 22+2 20(As=1388mm 2) ,试验算裂缝宽度是否满足要求?