混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理習(xí)題及答案.doc

第三章 習(xí)題3-1 某四層四跨現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)的第二層內(nèi)柱軸向壓力設(shè)計值N=14104N，樓層高H=5.4m，計算長度l0=1.25H，混凝土強(qiáng)度等級為C20，HRB400級鋼筋。試求柱截面尺寸及縱筋面積。3-2 由于建筑上使用要求，某現(xiàn)澆柱截面尺寸為250250，柱高4.0m，計算高度l0=0.7H=2.8m，配筋為416（As=8042）。C30混凝土，HRB400級鋼筋，承受軸向力設(shè)計值N=950KN。試問柱截面是否安全？3-3 已知一橋下螺旋箍筋柱，直徑為d=500，柱高5.0m，計算高度l0=0.7H=3.5m，配HRB400鋼筋1016（As=20102），C30混凝土，螺旋箍筋采用R235，直徑為12，螺距為s=50。試確定此柱的承載力。3-4 編寫軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件截面承載力計算程序。第四章 習(xí)題4-1 一鋼筋混凝土矩形梁截面尺寸bh=250500，混凝土強(qiáng)度等級C25，HRB335鋼筋，彎矩設(shè)計值M=125KNm。試計算受拉鋼筋截面面積，并繪配筋圖。4-2 一鋼筋混凝土矩形梁截面尺寸bh=200500，彎矩設(shè)計值M=120 KNm，混凝土強(qiáng)度等級C25。試計算下列三種情況縱向受力鋼筋截面面積As：（1）當(dāng)選用HPB235鋼筋時；（2）改用HRB335鋼筋時；（3）M=180KNm時。最后，對三種結(jié)果進(jìn)行對比分析。解:當(dāng)HRB235鋼筋按一排布置:h0=h-35=500-35=465mm.查表可知:對于混凝土強(qiáng)度等級C25可得fc=11.9N/mm.fy=210N/mm. b=0.614, 1=1.0.對于s=0.2332. =0.2695As=mm2.=0.2=mm2選用618(As=1527mm2)鋼筋.當(dāng)HRB335鋼筋時,選假定受力鋼筋按一排布置h0=h-35=500-35=465mm.查表可知:對于HRB335鋼筋.fy=300N/mm2. b=0.550. 1=1.0.對于 s=0.2332.=0.2695=0.550.As=0.2695=994.18mm2=0.2=mm2選用516(As=1005mm2)鋼筋.當(dāng)M=180kN時,選假定受力鋼筋按一排布置.查表得fc=11.9N/mm2,fy=210N/mm2, b=0.614, 1=1.0.對于s=0.3498.=1-=0.452=0.614.As=0.452=2382mm2.=0.2=mm2選用820鋼筋(As=2513mm2).由上述可知:由其它條件不變,僅改變受拉鋼筋等級,則受拉鋼筋強(qiáng)度高時,鋼筋面積小,否則,鋼筋面積大;其它條件不變,荷載太小,鋼筋面積大,否則,鋼筋面積小.4-3 某大樓中間走廊單跨簡支板（圖4-50），計算跨度l=2.18沒，承受均布荷載設(shè)計值g+q=6KN（包括自重），混凝土強(qiáng)度等級C20，HRB235鋼筋。試確定現(xiàn)澆板的厚度h及所需受拉鋼筋截面面積A，選配鋼筋，并畫鋼筋配置圖。計算時，取b=1.0m，s=25。圖4-50 習(xí)題4-3附圖解:求得最大彎矩設(shè)計值:=3.564kNm.由附表1-2,表4-2和表2-3查得,取h=80mm.C20混凝土:fc=9.6N/mm2 , 1=1.0HPB235鋼筋:fy=210N/mm2.h0=h-as=180-25mm=155mm.x=h0-1-=1551-As=339.2mm2.驗算條件: =0.236.選用8140鋼筋(As=359mm2)4-4 一鋼筋混凝土矩形梁，承受彎矩設(shè)計值M=160KNm，混凝土強(qiáng)度等級C25，HRB335鋼筋。試按正截面承載力要求確定截面尺寸及配筋。4-5 一鋼筋混凝土矩形梁截面尺寸bh=200500，混凝土強(qiáng)度等級C25，HRB335鋼筋（218），As=5092。試計算梁截面上承受彎矩設(shè)計值M=80KNm時是否安全？4-6 一鋼筋混凝土矩形梁截面尺寸bh=250600，配置425 HRB335鋼筋，分別選用C20，C25，C30，C35與C40強(qiáng)度等級混凝土。試計算梁能承擔(dān)的最大彎矩設(shè)計值，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析。4-7 計算表4-14所示鋼筋混凝土矩形梁能承受的最大彎矩設(shè)計值，并對計算結(jié)果進(jìn)行分析。表4-14 習(xí)題4-7附表項目截面尺寸bh混凝土強(qiáng)度等級鋼筋級別鋼筋截面面積As2最大彎矩設(shè)計值M/（KNm）123456200400200400200400200400200500300400C20C20C20C25C25C30HPB235HPB235HRB335HPB235HPB235HPB2354186204184184184184-8 一鋼筋混凝土矩形梁（圖4-51），承受均布荷載設(shè)計值g+q=15KN/m，距A支座3m處作用有一集中力設(shè)計值F=15KN，混凝土強(qiáng)度等級C25，HRB335鋼筋。試確定截面尺寸bh和所需受拉鋼筋截面面積A，并繪配筋圖。 圖4-51 習(xí)題4-8附圖 4-9 一鋼筋混凝土矩形截面簡支梁（圖4-52），bh=250500，承受均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值qk=20KN/m，恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值gk=2.25KN/m，HRB335鋼筋，混凝土強(qiáng)度等級C25，梁內(nèi)配有416鋼筋。（荷載分項系數(shù)：均布活荷載G=1.2，計算跨度l0=4960240=5200）。試驗算梁正截面是否安全？ 圖4-52 習(xí)題4-9附圖解：由題意得：恒荷載設(shè)計值：g=rGgk=2.7 KN/m活荷載設(shè)計值：q=rQqk=2.8 KN/m最大彎矩設(shè)計值M M=根據(jù)混凝土和鋼筋等級查表得：fc=11.9N/mm2,fy=300 N/mm2 =804 mm2 =0.55取=1.0 as=33mm則h0=h- as=467mmX=/b=81.076mmh=275mmMu=( h0-0.5x)=102.863 KN.mV69.078138130250500C3014.31.434601.84411.125V77.780157150300500C251191.274601.53410.550V82.893171160250600C2511.91.275602.24416.500V84.095212200注：輸入時按順序排列5-6 已知某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，計算跨lo=6000，凈跨ln=5760，截面尺寸bh=250550，采用C30混凝土，HRB335鋼筋和HPB235鋼筋箍筋。若已知梁的縱向受力鋼筋為422，試求：當(dāng)采用8200雙肢箍時，梁所能承受的荷載設(shè)計值g+q分別為多少？解：已知條件C30混凝土則：fc=14.3，ft=1.43箍筋為HPB235則fyv=210取=40mm， 計算正截面承載力：配置箍筋為雙肢8200時其中又復(fù)核截面尺寸： 屬于一般梁所以符合要求。配置10200雙肢箍時 所以截面符合要求。 滿足要求。所以比較上述三個值，45.1956780，即p+q=45.1955-7 某鋼筋混凝土矩形截面簡支梁，截面尺寸bh=200600，采用C25混凝土，縱向受力鋼筋為HRB335鋼筋，箍筋為HPB235鋼筋。該梁僅承受集中荷載作用，若集中荷載至支座距離a=1130，在支座邊產(chǎn)生的剪力設(shè)計值V=176KN，并已配置8200雙肢箍及按正截面受彎承載力計算配置了足夠的縱向受力鋼筋。試求：（1）僅配置箍筋是否滿足抗剪要求？（2）若不滿足時，要求一部分縱向鋼筋彎起，試求彎起鋼筋面積及所需彎起鋼筋排數(shù)（計算時取s=35，梁自重不另考慮）。解：（1）已知條件：混凝土C25：，；箍筋HPB235：；縱筋HRB335：；剪力設(shè)計值V=176KN，則（2）復(fù)核截面尺寸，為一般梁截面尺寸符合要求（3）驗算可否按構(gòu)造配箍筋因集中荷載對支座截面剪跨比有影響應(yīng)按計算配腹筋當(dāng)配8200雙肢箍時所以要配置彎起筋（4），取選用122縱筋作彎起鋼筋，滿足計算要求，由于支座邊緣至集中荷載的剪區(qū)段，剪力值相等，所以彎起兩排鋼筋；取，彎起鋼筋水平投影長度，如圖所示共需兩排彎起鋼筋。5-8 圖5-53所示鋼筋混凝土伸臂梁，計算跨度l1=7000，l2=1800，支座寬度均為370；承受均布恒荷載設(shè)計值g1=g2=32KN/m，均布活荷載設(shè)計值q1=48KN/m，q2=118KN/m；采用C25混凝土，縱向受力鋼筋為HRB335鋼筋，箍筋為HPB235鋼筋。試求梁的配置，繪制材料圖，確定宗筋的彎起和截斷位置、灰梁的配筋縱斷面和橫斷面以及單根鋼筋圖。 圖5-53 習(xí)題5-8附圖5-9 已知一重要小橋上的鋼筋混凝土簡支梁，長度l=19.50m，截面形狀如圖5-54所示，混凝土強(qiáng)度等級C30，主筋采用HRB400鋼筋，箍筋采用HRB235鋼筋。梁的跨中截面內(nèi)力Mjm=2200KN/m，Qjm=90KN；1/4跨截面彎矩Mji/4=1550KNm；支座截面剪力QjQ=450KN。要求為此梁配置所需縱向受拉鋼筋和彎起鋼筋。5-10 按圖5-15的計算框圖編寫受彎構(gòu)件斜截面抗剪承載力計算機(jī)程序。第六章6-1 已知一鋼筋混凝土矩形截面純扭構(gòu)件，截面尺寸 b h =150 30mm，作用開構(gòu)上的扭矩設(shè)計值T=3。60KNm,采用C30混凝土，采用HPB235級的鋼筋。試計算其配筋量。6-2已知均布載荷作用下鋼筋混凝土矩截面彎、剪、扭構(gòu)件，截面尺寸b h =200mm 400 mm。構(gòu)件所承受的彎矩設(shè)計值M=50KNm，剪力設(shè)計值V=52LN，扭矩設(shè)計值T=4KNm。全部采用HPB235級鋼，采用C20混凝土。試設(shè)計其配筋。6-3仿照第三章至第六章小結(jié)中的做法，將建筑工程受扭構(gòu)件抗扭計算公式與公路橋涵 工程受扭構(gòu)件抗計算公式列表，并對其進(jìn)行比較。6-4編寫彎剪扭構(gòu)件配筋計算程序。7-9 已知矩形截面偏心受壓構(gòu)件bh=400mm600mm，l。=6.0m，截面配筋：As=1256 As=1964 ?；炷翉?qiáng)度等級為C30級，縱筋為HRB400級鋼。a=a =40mm，軸向力沿長邊方向的偏心距e =100mm。求該構(gòu)件的受壓承載力設(shè)計值N。7-10 已知矩形截面偏心受壓構(gòu)件bh=400mm600mm，l。=6.0m，在截面上作用一偏心力N=75kN，其偏心距分別為e =20mm，40mm，60mm，80mm，120mm，150mm，180mm，200mm。試分別求設(shè)計以上8種情況下截面的配筋數(shù)量。采用對稱配筋（As=As），混凝土強(qiáng)度等級為C30，縱向受力鋼筋采用HRB400級。并繪出用鋼量隨偏心距變化的關(guān)系圖。7-11 已知工字形截面柱尺寸如圖7-36所示，計算長度l.=6m，軸向力設(shè)計值N=650kN,彎矩設(shè)計值M=226.2kNm，混凝土強(qiáng)度等級為C25，配筋為HRB335級鋼。設(shè)計對稱配筋的數(shù)量。7-12 已知工字形截面柱尺寸如圖7-37所示，計算長度l.=7.6m，柱承受軸向力設(shè)計值N=910kN，彎矩設(shè)計值M=114.9Nm，混凝土強(qiáng)度等級為C25，鋼筋為HRB335級鋼。設(shè)計對稱配筋的數(shù)量。7-13 已知雙向偏心受壓構(gòu)件截面尺寸bh=500mm800mm,a = a =a a=40mm,柱承受內(nèi)力設(shè)計值N=2700kN，Mx=330kNm (沿截面高度方向)，y180m（沿截面高度方向），混凝土強(qiáng)度等級為30，鋼筋用400級，已算得 =1.12， =1.34。試計算該截面配筋。7-14 某懸臂式桁架的上弦截面為矩形bh=200mm300mm,截面中內(nèi)力設(shè)計值N=225kN，M=22.5kNm;按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的內(nèi)力值Nk=180kN,Mk=18 kNm;允許最大裂縫寬度為0.3mm,若混凝土為C20，鋼筋為NRB335級，a =a =40mm.試計算該截面的縱向受力鋼筋。7-15 某鋼筋混凝土涵洞尺寸如圖7-38所示，其頂板-截面在板上荷載（包括自重）及洞內(nèi)水壓力作用下，沿洞長1m垂直截面中的內(nèi)力設(shè)計值N=630kN（軸心拉力）；按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的內(nèi)力值Nk=504kN,Mk=392kNm,允許最大裂縫寬度為0.2mm.若混凝土為C30，鋼筋為HRB400級，a =a =60mm,試計算-截面（bh=1000mm400mm）的縱向受力鋼筋A(yù)s和As.7-16 某廠房雙肢柱拉肢截面尺寸bh=800mm300mm，其內(nèi)力設(shè)計值N=250kN（軸心拉力），M=45 kNm；按荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合計算的內(nèi)力值Nk=200kN,Mk=36 kNm(彎矩作用方向如圖7-39所示)，允許最大裂縫寬度為0.3mm.若混凝土為C30，鋼筋為HRB400級，a =a =35mm.按計算該柱拉肢的縱向受力鋼筋A(yù)s和As.7-17 已知矩形截面偏心受拉構(gòu)件，截面尺寸為bh=300mm400mm,截面上作用的彎矩設(shè)計值為M=56kNm,軸向拉力設(shè)計值N=250kN.設(shè)a =a =35mm,混凝土采用C30級，縱向鋼筋采用HRB335級。求該截面所需的As和As.7-18 已知矩形截面偏心受拉構(gòu)件，截面尺寸bh=300mm500mm，截面配筋為As=982As=942 ;混凝土強(qiáng)度等級采用C30級，縱向鋼筋用HRB400級，設(shè)軸向拉力的偏心距e =120mm.求該偏心受拉構(gòu)件的受拉構(gòu)件的受拉承載力設(shè)計值N。7-19 某偏心受壓柱，截面尺寸為bh=400mm600mm，柱子凈高Hn=3.5m.設(shè)a =a a35mm,混凝土強(qiáng)度等級為C30，箍筋用HRB235級，在柱端作用軸向壓力設(shè)計值N=800kN,剪力設(shè)計值V=269kN,試確定該柱斜截面抗剪承載力所需的箍筋數(shù)量。7-20 某偏心受拉構(gòu)件，截面尺寸bh=300mm400mm，截面承受軸向力設(shè)計值為N=852kN,在距節(jié)點(diǎn)邊緣480mm處作用有一集中力，集中力產(chǎn)生的節(jié)點(diǎn)邊緣截面剪力設(shè)計值V=30kN.混凝土強(qiáng)度等級采用C30級，箍筋采用HRB235級，縱筋用HRB400級。求該拉桿所需配置的箍筋。第八章8-1 某門廳入口懸挑板l0=3m,板厚h=300mm,配置16200的HRB335鋼筋，如圖解8-12所示?；炷翞镃30級，板上均布荷載標(biāo)準(zhǔn)值：永久荷載gk=8kN/m2;可變荷載qk=0.5kN/m2(準(zhǔn)永久值系數(shù)為1。0)。試驗算板的最大撓度是否滿足規(guī)范允許撓度值的要求？8-2 計算習(xí)題8-1中懸挑板的最大裂縫寬度。8-3 某桁架下弦為偏心受拉構(gòu)件，截面為矩形，bh=200mm300mm,混凝土強(qiáng)度等級用C30，鋼筋用HRB335級，as=as=35mm;按正截面承載力計算靠近軸向力一側(cè)配筋318（as=763mm3）;已知按荷載標(biāo)準(zhǔn)組合計算的軸向力Nk=180kN，彎矩Mk=18kN.m;最大裂縫寬度限值w=0.3mm。試驗算其裂縫寬度是否滿足要求？8-4 受均布荷載作用的矩形截面簡支梁，混凝土為C25級，采用HRB335級鋼筋，h=1.075h0,允許撓度值為l0/200。可設(shè)標(biāo)準(zhǔn)值Qk與永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值Gk的比值等于2.0,可變荷載永久值系數(shù)為0.4,可變荷載與永久荷載的分項系數(shù)分別為1.4及1.2。試畫出此梁不需作撓度驗算的最大跨高比1/h與配筋率P的關(guān)系曲線。8-5 設(shè)C=25mm,其他條件同習(xí)題8-4，最大裂縫寬度限值w=0.3mm。試畫出此梁不需作裂縫寬度驗算的鋼筋直徑d與配筋率P的關(guān)系曲線。8-6 已知工字形截面系受彎構(gòu)件，截面尺寸如圖8-13所示?；炷翉?qiáng)度等級C30，鋼筋HRB335級，AS鋼筋為625，AS為612，c=25mm,Mk=620kN.m,Mq=550kN.m,跨度l0=11.7m,構(gòu)件=/300。求構(gòu)件的撓度。（取As=65mm,as=35mm）8-7 已知工字形截面受彎構(gòu)件，為一簡支梁，梁的受拉鋼筋為HRB335級，4225，鋼筋布置如圖8-14所示，裂縫處受拉鋼筋重心的應(yīng)力為150.0Mpa?；炷翉?qiáng)度等級C30，Mq/Mk=0.65,as=115mm,p=1%,試計算裂縫寬度。8-8 依照前幾章小結(jié)中的做法，將建筑工程規(guī)范和公路橋涵規(guī)范關(guān)于裂縫寬度和受彎構(gòu)件撓度驗算