（梁兴文、史庆轩）混凝土结构设计原理课后题全套解答

绪论 0-1：钢筋和混凝土是两种物理、力学性能很不相同的材料，它们为什么能结合在一起工作？ 答：其主要原因是：①混凝土结硬后，能与钢筋牢固的粘结在一起，相互传递内力。粘结力是两种性质不同的材料能共同工作的基础。②钢筋的线膨胀系数为1.2×10-5C-1，混凝土的线膨胀系数为1.0×10-5～1.5×10-5C-1，二者的数值相近。因此，当温度变化时，钢筋与混凝土之间不会存在较大的相对变形和温度应力而发生粘结破坏。 习题0-2：影响混凝土的抗压强度的因素有哪些？ 答: 实验方法、实验尺寸、混凝土抗压实验室，加载速度对立方体抗压强度也有影响。 第一章 1-1 混凝土结构对钢筋性能有什么要求？各项要求指标能达到什么目的？ 答：1强度高，强度系指钢筋的屈服强度和极限强度。采用较高强度的钢筋可以节省钢筋，获得较好的经济效益。2塑性好，钢筋混凝土结构要求钢筋在断裂前有足够的的变形，能给人以破坏的预兆。因此，钢筋的塑性应保证钢筋的伸长率和冷弯性能合格。3可焊性好，在很多情况下，钢筋的接长和钢筋的钢筋之间的链接需通过焊接，因此，要求在一定的工艺条件下钢筋焊接后不产生裂纹及过大的变形，保证焊接后的接头性能良好。4与混凝土的粘结锚固性能好，为了使钢筋的强度能够充分的被利用和保证钢筋与混凝土共同作用，二者之间应有足够的粘结力。 1-2 钢筋冷拉和冷拔的抗压、抗拉强度都能提高吗？为什么？ 答:冷拉能提高抗拉强度却不能提高抗压强度，冷拉是使热轧钢筋的冷拉应力值先超过屈服强度，然后卸载，在卸载的过程中钢筋产生残余变形，停留一段时间再进行张拉，屈服点会有所提高，从而提高抗拉强度，在冷拉过程中有塑性变化，所以不能提高抗压强度。冷拨可以同时提高钢筋的抗拉和抗压强度，冷拨是将钢筋用强力拔过比其径小的硬质合金拔丝模，钢筋受到纵向拉力和横向压力作用，内部结构发生变化，截面变小，而长度增加，因此抗拉抗压增强。 1-3 影响混凝土的收缩和徐变的因素有哪些？ 答：1、混凝土的组成和配合比是影响徐变的内在因素。2、养护及使用条件下的温度是影响徐变的环境因素。3、混凝土的应力条件是影响徐变的非常重要的因素。4、干燥失水是引起收缩的重要因素，所以构件的养护条件、使用环境的温度及影响混凝土水分保持的因素都对收缩有影响，水泥用量越多，水灰比越大，收缩越大，骨料的级配越好，弹性模量越大，收缩越小，构件的体积和表面积比值越大的收缩越小。 1-4混凝土的收缩和徐变有什么区别和联系？ 答：在荷载保持不变的情况下随时间而增长的变形称为徐变，徐变不一定体积减小，混凝土在空气中结硬时体积减小的现象称为收缩。混凝土的组成和配合比对徐变和收缩的影响是相同的，混凝土的徐变和收缩都会使预应力结构中产生应力。 1-5 钢筋和混凝土之间的粘结力是怎样产生的？ 答：钢筋和混凝土有相对变形（滑移），就会在钢筋和混凝土交界上产生沿钢筋轴线方向的相互作用力，这种力为钢筋和混凝土的粘结力。 1-6“钢筋在混凝土构件内，钢筋和混凝土随时都有粘结力”这一论述正确不？ 答：不正确，因为粘结力是在钢筋和混凝土之间有相对变形的条件下产生的。 1-7伸入支座的锚固长度是越长，粘结强度是否就越高？为什么？ 答：不是，伸入支座的锚固长度有一个极限值。在这个极限值内，锚固的长度越长， 粘结的强度越高，超过了这个极限，锚固长度增大，粘结强度也不会变大。 第二章 2-1 什么是结构上的作用？荷载属于哪种作用？作用效应与荷载效应有什么区别？ 答：结构上的作用是指施加在结构上的集中力或分布力，以及引起结构外加变形或约束变形的各种因素，荷载属于直接作用，直接作用或间接作用在结构上，由此在结构内产生内力和变形，成为作用效应 2-2什么是结构抗力？影响结构抗力的主要因素有哪些？ 答：结构抗力是指整个结构成结构件承受作用效应的能力，影响结构抗力的主要因素有材料性能（强度，变形模量等），Mɑ参数和计算模式的精确性。 2-3什么是材料强度标准值和材料强度设计值？从概率的意义来看他们是如何取值的？ 答：钢筋和混凝土的强度标注值是钢筋混凝土结构的极限状态，设计时采用的材料强度基本代表值，材料强度设计值是材料强度的标准值除以材料性能各项系数的值ƒk=µƒ-ασƒ 2-4什么是结构的极限状态？极限状态分为几类？各有什么标志和限值？ 答：整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就无法满足设计规定的某一功能要求，次特定状态称为改功能的极限状态。分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。 当结构成构件出现下列状态之一时，应认为超过了承载能力的极限状态： 1.结构构件或连接固所受的应力超过材料强度而破坏，或固过度变形而不适于继续承载 2。整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡3。结构转变为机动体系3.结构成表构件丧失稳定4.地基丧失承载能力而破坏 当结构成构件出现下列状态之一时，应认为超过了正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观变形2.影响正常使用的耐久性的局部损失3.影响正常使用的震动4.相对沉降量过大等影响正常使用的其他特定状态 2-5说明承载能力极限状态，设计表达式中各符号意义，并分析该表达式是如何保证结构可靠度的。 答：Υ0S<=R R=R(fC，fs，ak)=R（fck/rc * fsk/rs * ak） Υ0 →结构重要性系数 S →承载能力极限状态的荷载效应组合设计值 R →结构构件的承载力设计值 R( )→结构构件的承载力函数 fC，fs→混凝土，钢筋的强度设计值 fck，fsk→混凝土，钢筋的强度标准值 rc，rs→混凝土，钢筋的强度材料分项系数ak→Mɑ参数标准值 3-1某四层四跨现浇框架结构的第二层内柱轴向压力设计值N=140×104N,楼层高H＝5.4m,计算长度L0=1.25H,混泥土强度等级为C20，HRB400级钢筋。试求柱截面尺寸及纵筋面积。 『解』查表得：=1.0 , =9.6N/ , =360N/ =1.255.4＝6.75m 按构造要求取构件长细比： 即b=0=6.75103/15=450mm 设该柱截面为方形，则bh=450mm450mm 查表3-1得：=0.895 =(N-0.9A）/0.9=mm<0.1943 按照构造配筋取（） ＝= 选配钢筋，查附表11-1得，420（＝1256） 箍筋按构造要求选取，取s=250mm，d=6mm 3-1 由于建筑上使用要求，某现浇柱截面尺寸为250mm×250mm，柱高4.0m，计算高度L0=0.7H=2.8m,配筋为416（As/=804mm2）。C30混泥土，HRB400级钢筋，承受轴向力设计值N=950KN。试问柱截面是否安全？ 『解』查表得：=1.0 , =14.3N/ , =360N/ 计算长度=0.7H＝2.8m 查表3-1得：=0.962 考虑轴心受压R＝0.9（） = 该柱截面在承受轴心受压时是不安全的。 3-2 已知一桥下螺旋箍筋柱，直径为d=500mm，柱高5.0m,计算高度L0=0.7H=3.5m,配HRB400钢筋1016（As/=2010mm2），C30混泥土，螺旋箍筋采用R235，直径为12mm，螺距为s=50mm。试确定此柱的承载力。 『解』查表得：=1.0 , =14.3N/ , =360N/ =210N/ 柱的承载力 N= <1.5×0.9（） 4－1、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b× h= 250mm×500mm，混泥土强度等级C25， HRB335级钢筋，弯矩设计值M=125KN·m，试计算受拉钢筋截面面积，并绘制配筋图。 『解』 （1）先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ===0.1943 查附表4—1得=0.2177<=0.550 （2）所需纵筋面积： ==0.2177250465=1004 bh=0.2%250500=250 选用418，=1017，一排可以布置的下，因此不要必修改 （3）绘配筋图： 4－2、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b×h= 200mm×500mm，弯矩设计值M=120KN·m，混泥土强度等级C25，试计算下列三种情况纵三向受力钢筋截面面积As：（1）当选用HPB235级钢筋时，（2）改用HRB335钢筋时；（3）M=180KN·m时。最后，对三种结果进行比较分析。 『解』 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm （1）当选用HPB235钢筋时： 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =210N/ , =0.614 ===0.2330 查附表4—1得=0.2692<=0.614 所需纵筋面积： ==0.2330200465=1419 bh=0.2%200500=200 （2）当选用HRB335钢筋时： 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ===0.2330 查附表4—1得=0.2692<=0.550 所需纵筋面积： ==0.2330200465=993 bh=0.2%200500=200 （3）当选用HPB235钢筋M=180 kN·m时： 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =210N/ , =0.614 ===0.350 查附表4—1得=0.4523<=0.614 所需纵筋面积： ==0.4523200465=2384 bh=0.2%200500=200 （4）当选用HRB335钢筋M=180 kN·m时： 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ===0.350 查附表4—1得=0.4523<=0.550 所需纵筋面积： ==0.4523200465=1669 bh=0.2%200500=200 （5）分析： 当选用高级别钢筋时，增大，可减少； 当弯矩增大时，也增大。 4－3、某大楼中间走廊单跨简支板（图4－50），计算跨度l＝2.18m，承受均布荷载设计值g+q=6KN/m( 包括自重)，混泥土强度等级为C20， HPB235级钢筋，试确定现浇板的厚度h及所需受拉钢筋截面面积As，选配钢筋，并画钢筋配置图。计算时，取b = 1.0m，as= 25mm。 『解』 （1）设板厚为60mm，as=25mm 则 =h—as=60—25=35mm 最大弯矩 M=（g+q）=×6×=3.56 kN·m 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6 N/ , =210N/ , =0.614 受压区高度： =〔1—〕=13mm (2)求受拉钢筋面积 ===594 bh=0.236%100060=141.6 ===0.371<=0.614 选用8@80mm, =629 （3）绘配筋图： 4－4、一钢筋混泥土矩形梁，承受弯矩设计值M=160KN·m，混泥土强度等级为C25， HPB235级钢筋，试按正截面承载力要求确定截面尺寸及配筋。 『解』 （1）设b=250mm, h=500mm 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ===0.249 查附表4—1得=0.2915<=0.550 (2)求受拉钢筋面积 ==0.2915250465=1344 bh=0.2%250500=250 选用220 + 222,=628 + 760=1388，一排可以布置的下，因此不要必修改 （3）绘配筋图： 4－5、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b× h= 200mm×500mm，混泥土强度等级为C25， HRB335级钢筋（218），As＝509mm2，试计算梁截面上承受弯矩设计值M=80KN·m时是否安全？ 『解』 （1）先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 受压区高度： ===64.16 mm <=255.75 mm （2）所能承载的弯矩值 =b()=11.920064.14(465)=66.11 kN·m < M=80 kN·m 所以该配筋不安全。 4－6、一钢筋混泥土矩形截面梁截面尺寸b× h= 250mm×600mm，配置425的HRB335级钢筋分别选用C20、 C25、 C30 、C35、与 C40强度等级混泥土，试计算梁能承担的最大的最大弯矩设计值，并对计算结果进行分析。 『解』 (1)C20混凝土 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1964 ===0.543<=0.550 =(10.5)=0.396 ==0.3962001.09.6=242.5 kN·m (2)C25混凝土 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1964 ===0.438<=0.550 =(10.5)=0.342 ==0.3962001.011.9=259.9kN·m (3)C30混凝土 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =14.3N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1964 ===0.365<=0.550 =(10.5)=0.298 ==0.2982001.014.3=272.5kN·m (4)C35混凝土 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =16.7N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1964 ===0.312<=0.550 =(10.5)=0.263 ==0.2632001.016.7=280.7kN·m (5)C40混凝土 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =19.1N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1964 ===0.265<=0.550 =(10.5)=0.230 ==0.2302001.019.1=280.5kN·m (6)分析： 单纯提高混凝土等级不一定能提高梁的正截面承载能力！ 4－7、计算表4－14所示钢筋混泥土矩形梁能承受的最大弯矩设计值，并对计算结果进行讨论。 项目 截面尺寸b×h（mm） 混凝土强度等级 钢筋级别 钢筋截面面积（） 最大弯矩设计值M/（kN·m） 1 200×400 C20 HPB235 418 66.13kN·m 2 200×400 C20 HPB235 620 103.54kN·m 3 200×400 C20 HRB335 418 87.25kN·m 4 200×400 C25 HPB235 418 68.41kN·m 5 200×500 C25 HPB235 418 89.74kN·m 6 300×400 C30 HPB235 418 72.43kN·m 『解』 (1) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6N/ , =210N/ , =0.614 由题设的=1017 ===0.305<=0.614 =(10.5)=0.259 ==0.2592001.09.6=66.13kN·m (2) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6N/ , =210N/ , =0.614 由题设的=1884 ===0.564<=0.614 =(10.5)=0.405 ==0.4052001.09.6=103.54kN·m (3) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6N/ , =300N/ , =0.550 由题设的=1017 ===0.435<=0.550 =(10.5)=0.341 ==0.3412001.09.6=87.25kN·m (4) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =210N/ , =0.614 由题设的=1017 ===0.246<=0.614 =(10.5)=0.216 ==0.2162001.011.9=68.41kN·m (5) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =210N/ , =0.614 由题设的=1017 ===0.193<=0.614 =(10.5)=0.174 ==0.1742001.011.9=89.74kN·m (6) 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =14.3N/ , =210N/ , =0.614 由题设的=1017 ===0.136<=0.614 =(10.5)=0.127 ==0.1273001.014.3=72.43kN·m (7)分析： 增加钢筋面积能较大的提高梁的正截面承载能力，如（2）的效果就比较明显；提高混凝土等级在一定程度上可以提高梁的正截面承载能力，但是效果并不明显；增大截面高度可以提高梁的正截面承载能力，如（5）；增大截面宽度也可以提高梁的正截面承载能力，如（6）；但是后几种都不如增加钢筋面积的效果明显。 4－8、一简支钢筋混泥土矩形梁（图4－51），承受均布荷载设计值g+q=15KKN·m,距A支座3m处作用一集中力设计值F＝15KN，混泥土强度等级为C25， HRB335级钢筋，试确定截面尺寸b×h和所需受拉钢筋截面面积As，并绘制配筋图。 『解』 （1）由题设给的荷载由结构力学知识可以求的 =41.25 kN =41.252.5152.52.5=56.25 kN·m =（g+q）=15=56.72 kN·m =8.18 kN =2.5=8.182.5=20.45 kN·m = 2.5F0.25=16.7kN·m =+=56.25+20.45=76.70kN·m =+=16.7+56.72=73.42kN·m > 所以取为设计弯矩， （2）初步设计梁截面为200mm400mm 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=400—35=365mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =300N/ , =0.550 ===0.242 查附表4—1得=0.2817<=0.550 （3）所需纵筋面积： ==0.2817200365=815.7 bh=0.2%200400=160 选用216 + 218,=402 + 509=911，一排可以布置的下，因此不要必修改。 （4）绘配筋图： 4－9、一简支钢筋混泥土矩形梁（图4－51），b×h= 250mm×500mm，承受均布荷载标准值qk=20KN/m,恒载设计值gk=2.25KN/m, HRB335级钢筋，混泥土强度等级为C25，梁内配有416钢筋。（荷载分项系数：均布活荷载Q=1.4，恒荷载G=1.2，计算跨度L0＝4960mm+240mm=5200mm）。试验算梁正截面是否安全？ 『解』 （1）先计算梁跨中在荷载下 产生的弯矩： 荷载： g+q=1.22.251.420=30.7 kN/m =（g+q）=30.7=103.766 kN·m （2）验算416的配筋所能承载的弯矩： 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 ，=804 ===0.174<=0.550 =(10.5)=0.159 ==0.1592001.011.9=62.95kN·m < 所以该配筋不安全。 4－10、如图4－53所示雨蓬板，板厚h= 60mm，板面上于上有20mm厚防水砂浆，板底摸20mm厚混合砂浆，。板上活荷载标准值考虑500KN/。HPB235级钢筋，混泥土强度等级为C20。试求受拉钢筋截面面积As，并绘制配筋图。 『解』 （1）求设计弯矩： 恒载： 20mm厚防水沙浆： 0.02m20kN/=0.4 kN/ 20mm厚混合沙浆： 0.02m17kN/=0.34 kN/ 结构自重：0.06m25kN/=1.5 kN/ 合计：G=0.4+0.34+1.5=2.24 kN/ 活载：Q=0.5 kN/ 取1m长为计算单元， 则换算线荷载设计值：g=2.24 kN/1.0m1.2=2.688 kN/m q=0.5 kN/1.0m1.4=0.7kN/m g+q=2.688 kN/m+0.7kN/m=3.388 kN/m =（g+q）=3.388 =3.249 kN·m （2）配筋计算： as=20mm =h—as=60—20=40mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6 N/ , =210N/ , =0.614 ， ===0.212 查附表4—1得=0.2411<=0.614 所需纵筋面积： ==0.2411100040=441 取8@110配筋，=457 （3）绘配筋图： 4－11、如图4－54所示试验梁，截面尺寸b× h= 120mm×250mm，其混泥土的立方体抗压强度fcu=21.8N/,配有216钢筋，钢筋试件的实测屈服强度为fy=385N/。试计算试验梁破坏时的荷载（应考虑自重）。 『解』 （1）先计算该配筋能承载的弯矩： as=35mm =h—as=250—35=215mm 由题设得： =1.0 , =21.8 N/ , =385N/ , =402 ===0.275 =(10.5)=0.237 ==0.2371201.021.8=28.66kN·m （2）计算由结构自重产生的弯矩： 自重线荷载：g=0.120.2525=0.75 kN/m =g=0.75=0.844 kN·m （3）则试验加载的破坏荷载F： = =28.66kN·m0.844 kN·m =27.816 kN·m =F0.9m 则 F===30.91 kN 4－12、已知一矩形截面梁截面尺寸b×h= 200mm×500mm，弯矩设计值M=216KN·m，混泥土强度等级为C30，在受压区配有320的受压钢筋。时计算受拉钢筋截面面积As(HRB335级钢筋) 『解』 （1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置as==60mm =h—as=500—60=440mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =14.3 N/ , =300N/ , =300N/, =0.550 受压区高度： = =440=97.0mm 又120mm=2<<=255.75mm (2) 求受拉钢筋面积 ===1867 取620 ，=1884 （3） 绘配筋图： 4－13、已知一矩形截面梁截面尺寸b×h= 200mm×500mm，弯矩设计值M=216KN.m，混泥土强度等级为C20，已配HRB335受拉钢筋620，试复核该梁是否安全。若不 安全，则从新设计，单不改变截面尺寸和混泥土强度等级（as= 70mm）。 『解』 （1）复核计算 as=70mm =h—as=500—70=430mm 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =9.6 N/ , =300N/ , =0.550， ===0.685>=0.550 取==0.550 =(10.5)=0.3987 ==0.39872001.09.6=141.56kN·m =275 kN·m 属第一类T形 (3) 求受拉钢筋面积： ===0.020 查附表4—1得=0.0202<=0.550 ==0.02022200665=1409 bh=0.215%300700=452 选218+225，=509+982=1491 （4） 绘配筋图： 4－17、某T形截面梁翼缘计算宽度=500mm，b=250mm，h=600mm，=100mm，混凝土强度等级C30，HRB335钢筋，承受弯矩设计值M=256kN·m。试求受拉钢筋截面面积，并绘配筋图。 『解』 〈一〉按房建方向设计 （1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置as=60mm =h—as=600—60=540mm， 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =14.3 N/ , =300N/ ， =0.550 （2） 判别T形类型： （）=1.014.3500100（540） =350 kN·m>=256 kN·m 属第一类T形 （3） 求受拉钢筋面积： ===0.1207 =1=0.1310<=0.550 ==0.1310500540=1686 bh=0.215%250600=323 选取 216+420的配筋，=402+1256=1658 （4） 绘配筋图： 〈二〉按路桥方向设计 （1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置 as=30+0.07h=30+0.07600=72mm =h—as=600—72=528mm， 取1.0（大桥、中桥） 查附表10—1、10—2、表4—10得： =13.8N/ , =280N/ ， =0.560 （2） 判别T形类型： （）=1.013.8500100（528） =329.8 kN·m>=256 kN·m 属第一类T形 （3） 求受拉钢筋面积： ===0.130 查附表4—1得=0.1398<=0.560 ==0.1398500528=1819 bh=0.189%250600=284 选取 220+518的配筋，=628+1272=1900 （4） 绘配筋图： 4－18、。某T形截面梁，翼缘计算宽度=1200mm，b=200mm，h=600mm，=80mm，混凝土强度等级C25，配有420受拉钢筋，承受弯矩设计值M=131kN·m。试复核梁截面是否安全。 『解』 （1） 先假定受力钢筋按一排布置，as=35mm =h—as=600—35=565mm =1256 查附表1—2、2—3、表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9 N/ , =300N/ , =0.550 （2） 判别T形类型： =3001256=376800N =1.011.9120080=1142400N < 属第一类T形 （3） 验算截面承载力： ===0.047<=0.550 =(1)=1.011.91200(1) =209 kN·m 属第二类T形 （3） 截面承载力计算： == =137mm ===0.254<=0.550 =(b) ()+b() =1.011.9100（400200）（540）+1.011.9200137(540) =270 kN·m 〈二〉 按路桥方向计算 （1） 假设受拉和受压钢筋按两排布置 as=60mm =1884 =h—as=600—72=528mm， 取1.0（大桥、中桥） 查附表10—1、10—2、表4—10得： =11.5N/ , =280N/ ， =0.560 （2） 判别T形类型： =2801884=527520N =1.011.5400100=460000N > 属第二类T形 （3） 截面承载力计算： == =129.36mm ===0.2395<=0.560 =(b) ()+b(1) =11.5100（400200）（540）+11.52000.2395(1) =253.5kN·m 4－20、试编写单、双筋矩形梁正截面承载力计算程序。 5－1 已知某承受均布荷载的矩形截面梁截面尺寸b×h＝250mm×600mm（取as＝35mm），采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋。若已知剪力设计值V＝150kN，试采用Φ8双肢箍的箍筋间距s？ 『解』 （1）已知条件： as=35mm =h—as=600—35=565mm =101 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =11.9 N/ , =1.27 N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==565mm ==2.26<4 属一般梁。 =0.251.011.9250565=420.2 kN>150 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： =0.71.27250565=125.6 kN<150 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋间距： V+ s==613.2mm 查表5—2 ，取s=200 mm （5）验算最小配箍率： ==0.202﹪>==0.145﹪ 满足要求。 （6）绘配筋图： 5－2 图5－51所示的钢筋混凝土简支粱，集中荷载设计值F＝120kN，均布荷载设计值（包括梁自重）q=10kN/m。选用C30混凝土，箍筋为HPB235钢筋。试选择该梁的箍筋（注：途中跨度为净跨度，ln=4000mm）。 『解』 （1）已知条件： as=40mm =h—as=600—40=560mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =14.3N/ , =1.43N/，=210N/ （2）确定计算截面及剪力设计值： 对于简支梁，支座处剪力最大，选该截面为设计截面。 剪力设计值： V=+F=104+120=140 kN =85.7﹪>75﹪ 故应考虑剪跨比的影响 a=1500mm ===2.68<3.0 （3）复合截面尺寸： ==560mm ==2.24<4 属一般梁。 =0.251.014.3250560=500.5kN>140 kN 截面满足要求。 （4）验算是否可构造配箍： b=1.43250560=95.2 kN <140 kN 应按计算配箍 （5）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==265mm 取s=200mm,符合要求。 （6）验算最小配箍率： ==0.202﹪>==0.163﹪ 满足要求。 （7）绘配筋图： 5－3 某T形截面简支粱尺寸如下： b×h＝200mm×500mm（取as =35mm， =400mm，=100mm）; 采用C25混凝土，箍筋为HPB235钢筋；由集中荷载产生的支座边建立设计值V＝120kN（包括自重），剪跨比λ=3。试选择该梁箍紧。 『解』 （1）已知条件： as=35mm =h—as=500—35=465mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==465100=365mm ==1.825<4 属一般梁。 =0.251.011.9200465=276.68kN>120 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： b=1.27200465=51.67 kN <120 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==144mm 取s=130mm,符合要求。 （5）验算最小配箍率： ==0.388﹪>==0.145﹪ 满足要求。 （6）绘配筋图： 5－4 图5－52所示的钢筋混凝土矩形截面简支粱，截面尺寸b×h＝250mm×600mm，荷载设计值F＝170kN（未包括梁自重），采用C25混凝土，纵向受力筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋。试设计该梁：（1）确定纵向受力钢筋根数和直径；（2）配置腹筋（要求选择箍紧和弯起钢筋，假定弯起钢筋终点距支座截面边缘为50mm）。 『解』 <一>已知条件： as=35mm ， 计算跨径=6.0 m =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3及表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ ， =1.0 , =300N/ ，=0.550 <二>求设计弯矩及剪力： 由力学知识得： 设计剪力为支座处V==170 kN 设计弯矩为集中力作用处M=1701.5=255 kN·m 〈三〉正截面设计： ===0.269 查附表4—1得=0.3203<=0.550 所需纵筋面积： ==0.3203250565=1795 取225+222，=982+760=1742， 其中222弯起。 〈四〉斜截面设计： V=170 kN ， =760 （1）复合截面尺寸： ==565mm ==2.24<4 属一般梁。 =0.251.011.9250565=420.2kN>170 kN 截面满足要求。 （2）验算是否可构造配箍： ===2.65<3.0 b=1.27250565=86.01 kN <170 kN 应按计算配箍 （3）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 V=+ =86.01++0.8bsin45° => s=232mm 取s=220mm （4）验算最小配箍率： ==0.202﹪>==0.145﹪ 满足要求。 （5）绘配筋图： 5－5 梁的荷载设计值及梁跨度同习题5－2但截面尺寸、混凝土强度等级修改如下表，并采用Φ8双肢箍，试按序号计算箍筋间距填入表5－9内，并比较截面尺寸、混凝土强度等级对梁斜截面承载力的影响？ 序号 b×h/mm 混凝土强度等级 Φ8(计算s)/mm Φ8(实配s)/mm 1 250×500 C25 128.2 120 2 250×500 C30 143.3 140 3 300×500 C25 154.1 150 4 250×600 C25 214.2 210 『解』 〈1〉 （1）已知条件： as=40mm =h—as=500—40=460mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==460mm ==1.840<4 属一般梁。 =0.251.011.9250460=342.13kN>140 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： ===3.26>3.0 ，取=3.0 b=1.27250460=63.90kN <140 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==128.2mm 取s=120mm,符合要求。 〈2〉 （1）已知条件： as=40mm =h—as=500—40=460mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =14.3N/ , =1.43N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==460mm ==1.840<4 属一般梁。 =0.251.014.3250460=411.1kN>140 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： ===3.26>3.0 ，取=3.0 b=1.43250460=71.95kN <140 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==143.3mm 取s=140mm,符合要求。 〈3〉 （1）已知条件： as=40mm =h—as=500—40=460mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==460mm ==1.530<4 属一般梁。 =0.251.011.9300460=410.6kN>140 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： ===3.26>3.0 ，取=3.0 b=1.27300460=76.68kN <140 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==154.1mm 取s=150mm,符合要求。 〈4〉 （1）已知条件： as=40mm =h—as=600—40=560mm 查附表1—2、2—3得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ （2）复合截面尺寸： ==560mm ==2.24<4 属一般梁。 =0.251.011.9250560=416.5kN>140 kN 截面满足要求。 （3）验算是否可构造配箍： ===2.68 <3.0 b=1.27250560=84.55kN <140 kN 应按计算配箍 （4）计算箍筋数量： 选用双肢箍8，查表得=101 s==214.2mm 取s=210mm,符合要求。 <5> 分析： 增加截面尺寸和提高混凝土等级都可以提高斜截面的承载能力，其中增加截面高度的效果最明显。 5－6 已知某钢筋混凝土矩形截面简支粱，计算跨度＝6000mm，净跨ln＝5760mm，截面尺寸b×h＝250mm×550mm，采用C30混凝土，HRB335钢筋纵向钢筋和HPB235钢筋箍筋。若已知梁的纵向受力钢筋为4Φ22，试求：当采用Φ8@200双肢箍和Φ10@200双肢箍时，梁所能承受的荷载设计值g+q分别为多少？ 『解』 <一>已知条件： as=35mm ， =h—as=550—40=510mm 查附表1—2、2—3及表4—2、4—4得： =1.0 , =14.3N/ , =1.43N/，=210N/ ， =1.0 , =300N/ ，=0.550 <二>先计算422能承载的g+q： =1520 ===0.250>=0.550 =(10.5)=0.2190 ==0.21902501.014.3=203.6kN·m =（g+q） g+q===45.3 kN/m <三>当用Φ8@200，=101 V==+=0.71.43250510+1.25210510 =195.24 kN V=（g+q） => g+q===65.08 kN/m >45.3 kN/m 故所能承载的g+q应取小值45.3 kN/m，不然正截面会先破坏。 <四>当用Φ10@200，=157 V==+=0.71.43250510+1.25210510 =232.72kN V=（g+q） => g+q===77.57 kN/m >45.3 kN/m 故所能承载的g+q应取小值45.3 kN/m，不然正截面会先破坏。 5－7 某钢筋混凝土矩形截面简支粱，截面尺寸b×h＝200mm×600mm，采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋。该梁仅承受集中荷载作用，若集中荷载至支座距离a=1130mm，在支座边产生的剪力设计值V＝176kN，并已配置Φ8@200双肢箍及按正截面受弯承载力计算配置了足够的纵向受力钢筋。试求：（1）仅配置估计箍紧是否满足抗剪要求？（2）若不满足时，要求利用一部分纵向钢筋弯起，试求弯起钢筋面积及所需弯起钢筋排数（计算时取as=35mm，梁之中不另考虑）。 『解』 已知条件： as=35mm ， =h—as=600—35=565mm 查附表1—2、2—3及表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ ， =1.0 , =300N/ ===2.02 <3.0 <一>仅配箍筋： =b+=1.27200565+210565 =143.08 kN<176 kN 所以仅配箍筋不安全。 <二>求弯起钢筋： V=+ 则 = V=176143.08=32.92 kN = 0.8bsin45° 则 ===194 选取212弯起，=226 5－8 图5－53说是钢筋混凝土伸臂梁，计算跨度=7000mm，=1800mm，支座宽度均为370mm；承受均布恒荷载设计值g1=g2=32kN/m，均布活荷载q1=48kN/m，q2=118kN/m；采用C25混凝土，纵向受力钢筋为HRB335钢筋，箍筋为HPB235钢筋。试求梁的配筋、绘制材料图、确定纵筋的弯起和截断位置、绘梁的配筋纵断面和横断面以及单根钢筋图。 『解』 <一>设计条件： 查附表1—2、2—3及表4—2、4—4得： =1.0 , =11.9N/ , =1.27N/，=210N/ ， =1.0 , =300N/ ，=0.550 <二>梁的内力图及内力包络图： 荷载可能有（a+b）组合、（a+c）组合、（a+d）组合三种组合情况。 1、（a+b）组合： 78073.5+321.80.9=0 =>=272.59 kN