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水工混凝土-第4章作业答案.doc

上传人:weiwoduzun 文档编号:5550608 上传时间:2019-03-07 格式:DOC 页数:11 大小:344.52KB
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资源描述

1、1、已知一钢筋混凝土矩形截面简支梁,其截面面积尺寸 (mhb502),支座处的剪力设计值 V=136kN,采用 C25 混凝土,箍筋采用 HPB235 钢筋。mh50若不设弯起钢筋,试确定箍筋的直径、肢数和间距。解:由附录 2 表 1 和表 3 查得 , , ,由表 2-7 查得 II21.9N/mcf21.7/tf210N/yvf级安全级别,基本组合时的安全系数 ,剪力设计值 。按 SL 191-2008 规范计算:K36kV(1)截面尺寸验算, ,由式(4-16)得051whm/510/2.4.0whb3.2979kNK1.236.kNcfb V故截面尺寸满足要求。(2)验算是否需要计算确

2、定腹筋 30.7.127501.4kK16ksvcsvtyAVfhfhV 所以不需弯起钢筋,满足受剪承载要求。2、一钢筋混凝土矩形截面简支梁(II 级安全等级,一类环境条件) ,截面尺寸为 hb;在使用阶段承受均布荷载标准值 qk=43.5kN/m,恒载标准值m605gk=10.2kN/m(不包括梁自重) ,梁的净跨 ln=5.65m。采用 C25 混凝土,纵筋采用 HRB335 钢筋,箍筋采用 HPB235 钢筋,经计算,受拉区配有 822 的纵筋。若全梁配有双肢6150mm 的箍筋,试验算此梁的斜截面受剪承载力,若不满足要求,配置该梁的弯起钢筋。解:由附录 2 表 1 和表 3 查得 ,

3、, ,由表 2-7 查得 II21.9N/mcf21.7/tf210N/myvf级安全级别,基本组合时的安全系数 。按 SL 191-2008 规范计算:K(1)支座截面剪力设计值计算 60.51.0526510.25.6 = =18.kN43.k kVgq(2)截面尺寸验算因为纵筋数量( )较多,需双层布置,a=65mm, ,820653whm,由式(4-16)得/53/0.14.whb3.2950197.kNK1.286kNcf V故截面尺寸满足要求。(2)验算是否需要计算确定腹筋 30.7.1275018.9kK1.204kNcfb V故截面尺寸满足要求。(2)验算是否需要计算确定腹筋

4、30.7.127501.4kK14ksvcsvtyAVfbhfhV 所以不需弯起钢筋,满足受剪承载要求。4、如图 4-2 所示的钢筋混凝土外伸梁,承受的荷载设计值如计算简图所示(永久荷载设计值中已考虑自重) 。一类环境条件,混凝土强度等级为 C25,纵向受力钢筋采用 HRB335 钢筋,箍筋采用 HPB235。试按下列要求进行计算:1)确定纵向受力钢筋(跨中、支座)的直径和根数;2)确定腹筋(包括弯起钢筋)的直径和间距(箍筋建议选双肢 8250mm) ;3)按抵抗弯矩图布置钢筋,绘出纵剖面、横剖面配筋图及单根钢筋下料图。提示:在确定梁的控制界面内力时,要考虑荷载的不利位置。图 4-2 钢筋混凝

5、土外伸梁解:已知:f c=11.9N/mm2,ft=1.27N/mm2,fy=300N/mm2,fyv=210N/mm2,K=1.2。1、内力计算支座反力: ,kNRA6.13kRB4.13支座边缘截面剪力设计值: , ,VA26kNVrB6.201maxkVlB8.190跨中弯矩设计值: mMH 84.59.5.04.13支座截面最大负弯矩设计值: mkNMB4.198.205.荷载作用下的弯矩图及剪力图如图所示。图 1 梁的计算简图及内力图2、截面尺寸选择及验算梁的高度 , ,初 选 。由于弯矩较大,估计mlh750)12/8(0 5.32/bh6025hb纵筋需要排两层,取 ,则 , 。

6、ca63 ma670mw350.41.253bhw由式(4-17) 计算: kNKVkNbhfc 92.416.20.13983982509.1.025. max故截面满足抗剪要求。3、计算纵向钢筋计算过程及结果见下表:计算内容 跨中 H 截面 支座 B 截面 计算内容 跨中 H 截面 支座 B 截面M(kN.m) 159.84 194.4 )(20mfbhAycs1369 1740KM(kN.m) 191.81 233.2820bhfKcs0.225 0.274选配钢筋 6 182 22+4 18s10.258 0.328实配 钢筋面 积As(mm2)1527 17774、计算抗剪钢筋 kN

7、KVkNbhft 92.419.1809.1853207.107. max3必须由计算确定抗剪腹筋。试在全梁配置双肢箍筋 8250,则 , 。2mAsvs250ax满足最小配筋要求。%1.16.052inbsv由式(4-9)式(4-11)得:NhsAfhfvtsv 300c 1064.753250.894.17.V (1)支座 B 左侧 kVkNKsvclB .16.2 需加配弯起钢筋帮助抗剪。取 ,并取 ,按式(4-15)及式(4-16 )计算第一排弯起钢筋:45slBV1 231 54sin3010)6.759.28(sin)( mfVKAysvcsb 由支座承担负弯矩的纵筋弯下 2 18

8、( )。第一排弯起钢筋的上弯点安排在离支座边缘215mAsb250mm 处,即 。ms250ax1由下图 2 可见,第一排弯起钢 筋的下弯点离支座边缘的距离 为: ,该处m6802560,故还需弯起第二排钢筋抗剪。svcVkNKV8.14)6.8.9(0.2 232 405sin301).78.14(sin)(fKAyssb 因此,第二排弯起钢筋只需弯下 1 18( )即可。22.5mAsb第二排弯起钢筋的下弯点离支座边缘的距离为:680+250+(600-2*40)=1450mm,此处,故不需弯起第三排钢筋。svcVkNKV6.3)45.8.190(2.3图 2 弯起钢筋的确定(2)支座 B

9、 右侧: kNVkNKVsvcrB 64.1759.416.0.1故需配弯起钢筋。取 ,并取 ,按式(4-15)及式(4-16 )计算第一排弯起钢筋:45srB1231 145sin300)6.1792.(sin)( mfVKAysvcsb 由支座承担负弯矩的纵筋弯下 2 18( )。第一排弯起钢筋的上弯点安排在离支座边缘215mAsb250mm 处,即 。ms50ax1由图 2 可见,第一排弯起钢筋的下弯点离支座 边缘的距离 为: ,该处m6802560,故不必再弯起第二排钢筋抗剪。svcVkNKV14)68.2.(0.(3)支座 A: svcAkKV2.15620.理论上可以不配弯起钢筋,

10、但 为了加强梁端的受剪承载力,仍由跨中弯起 2 18 至梁顶再深入支座。5、钢筋的布置设计钢筋的布置设计要利用抵抗弯矩图(M R图)进行图解。为此,先将弯矩图(M 图)、梁的纵剖面按比例画出,再在 M 图上作 MR图。图 3 钢筋的布置设计先考虑跨中正弯矩的 MR图。跨中 Mmax=159.84kN.m,需配 的纵筋,实配 6 18(21369mAs)。故实配钢筋能承担的弯矩 为 。在 图上绘出最大承担的弯矩2157mAs kN.785284.19(178.29kN.m),1 18 承担的弯矩 ,可确定各钢筋的充分利用点。Ausu 15.9.61按预先布置的(图 3),要从跨中弯起 1 18(

11、钢筋 3)和 2 18(钢筋 2)至支座 B;另弯起 2 18(钢筋 2)至支座 A,其余钢筋 4 及钢筋 1 将直通而不再弯起。 这样,根据前述钢筋弯起时的 MR图的绘制方法可画出跨中的 MR图。由图 3 可知:跨中弯起点至充分利用点的距离分别为: , 均大于ma160a0320.5h0=318mm 的条件。再考虑支座 B 负弯矩区的 MR图。支座 B 需配纵筋 1740mm2,实配 2 22+4 18( ),217mAs故实配钢筋能承担的弯矩为 。在图上绘出最大承担的弯矩(198.53kN.m),并以mkN53.198740.19此按各钢筋面积的比例划分出 2 22 及 1 18 钢筋能抵

12、抗的弯矩值,可确定出各根钢筋的充分利用点。 222 承担的弯矩 ,1 18 承担的弯矩kAusu .4.612。在支座 B 左侧要弯下 2 18(钢筋 2)与 1 18(钢筋 3);另mkNMAusu 4.853.917.41 两根放在角隅的钢筋 5 因要绑扎箍筋形成骨架,故必 须全梁直通; 还有一根钢筋 6 可根据 M 图加以切断。在支座 B 右侧只需弯下 2 18,故可切断 钢筋 6 和钢筋 3。考察支座 B 左侧,在截面 C 本可切断钢筋 6,但应考虑到如果 C 截面切断了 1 根钢筋, C 截面就成为钢筋 2 的充分利用点,这时,当钢筋 2 下弯时,其起弯点(D 截面)和充分利用点之间

13、的距离 DC 小于0.5h0=268mm,不 满足斜截面抗弯承载力的要求。所以不能 C 截面切断钢筋 6 而应先在 D 截面弯下钢筋2,这时钢筋 2 的充分利用点在截面,而 DB=250+240/2=370mm0.5 h0=268mm,这满足了斜截面受弯承载力的条件。同时 D 截面(即钢筋 2 的下弯点)距支座 B 边缘为 250mm,也满足不大于 。ms250ax绘制出钢筋 2 的 MR图后,可发现在 E 截面还可切断钢筋 6(1 18),E 截面即为钢筋 6 的理论切断点,由于在该截面上 KVVc,故钢 筋 6 应从充分利用点 G 延伸 ld(对 HRB335 钢筋,混凝土为 C25,la

14、=35d),ld=1.2 la + h0=1.2*35*18+535=1291mm,且自其理 论切断点 E 延伸 lw= max(20d, h0)= max(20*18,535)=535,由图 3 可知,GE 的水平投影=264mm,综上所述,以上两种情况取大者,故钢筋 6 应从理论切断点 E 至少延伸 1291-264=1027mm。从图 3 看出,钢筋 6 的实际切断点已进入负弯矩的受压区,因而取 ld=1.2 la + h0及 lw= 20d 已满 足要求。然后在 F 截面弯下钢筋 3,剩下 2 根钢筋 5 直通,并兼做架立钢筋。同样方法绘制支座 B 右侧的 MR图。从图 3 可看出, M 图在 MR图的内部,即每个截面的 MRM,因而该梁的正截面抗弯承载力满足要求。梁的腹板高度 hw450mm,所以 应在梁高方向设置腰筋,腰筋之间用拉筋连系起来。钢筋布置设计图作好后,就为 施工图提高了依据。施工 图中 钢筋的某些区段的长度就可以再布置设计图中量得,但必须核算各钢筋的梁 轴投影总长及总高是否符合板内 侧尺寸。配筋图见图:钢筋的长度计算:钢筋 5:

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