混凝土设计原理试题.doc

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1、第三章轴心受力构件承载力计算题参考答案1.某多层现浇框架结构的底层内柱,轴向力设计值N=2650kN,计算长度,混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2),钢筋用HRB400级(),环境类别为一类。确定柱截面积尺寸及纵筋面积。解:根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm×400mm由,查表得根据轴心受压承载力公式确定,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。选,设计面积与计算面积误差<5%,满足要求。2.某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m,计算长度l0=1.25H,混凝土用C30(fc=14.3N/mm2),

2、钢筋用HRB335级(),环境类别为一类。确定该柱截面尺寸及纵筋面积。[解]根据构造要求,先假定柱截面尺寸为400mm×400mm长细比,查表根据轴心受压承载力公式确定,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。选620,设计面积与计算面积误差<5%,满足要求。3.某无侧移现浇框架结构底层中柱,计算长度,截面尺寸为300mm×300mm,柱内配有416纵筋(),混凝土强度等级为C30(fc=14.3N/mm2),环境类别为一类。柱承载轴心压力设计值N=900kN,试核算该柱是否安全。解:(1)求则,由表得(2)求4.某大楼底层门厅现浇钢筋混凝土内柱,承受轴心压力设计值N=

3、2749kN,计算高度,根据建筑设计要求,柱得截面为圆形,直径。混凝土强度等级为C30(),纵筋采用HRB400级钢筋(),箍筋采用HRB335级钢筋(),环境类别为一类,试确定柱的配筋。解(1)判别是否可采用螺旋箍筋柱,可设计成螺旋箍筋柱(2)求假定,则选用,。(3)求混凝土保护层厚度为30mm,则由承载力极限公式得(满足要求)(4)确定螺旋箍筋直径和间距假定螺旋箍筋直径d=8mm,则单根螺旋箍筋截面面积,可得取s=50mm,40mm≤s≤80mm,(满足构造要求)(5)复核混凝土保护层是否过早脱落按查表得(满足要求)5.已知某公共建筑门厅底层现浇钢筋混凝土框架内柱,承受轴向压

4、力N=2850kN,从基础顶面到二屋楼面的高度为4.0m,支承条件系数1.0。混凝土选用C35(fc=16.7N/mm2),纵筋用HRB400(),箍筋用HRB335(fy=300N/mm2)。按建筑设计要求柱截面采用圆形,其直径不大于400mm,环境类别为一类。试进行该柱配筋计算。[解](1)先按配有纵筋和箍筋柱计算柱子计算长度按《规范》规定取1.0H,则l0=1.0H=1.0×4.0=4.0m计算稳定系数值,因l0/d=4000/350=11.43查表6-1得=0.931取园截面直径为350mm,圆形柱混凝土截面面积为由承载力公式求得求配筋率配筋率太大,因l0/d<12,若混

5、凝土强度等级不再提高,则可采用螺旋箍筋以提高柱的承载能力。具体计算如下。(2)按配有纵筋和螺旋箍筋柱计算假定纵筋配筋率按计算,则选用,相应的=3142mm2。取混凝土保护层厚度为30mm,混凝土的核芯截面面积为dcor=350-60=290mm因Asso>0.25(=0.25×3142=786mm2),满足构造要求。假定螺旋箍筋直径为10mm,则单肢箍筋截面面积Ast1=78.5mm2。螺旋箍筋间距取用s=45mm,满足大于40mm及小于80mm,同时小于及等于0.2dcor=0.2×290=58mm的要求。由承载力计算公式得:Asso=实际纵筋配筋率,故N故该柱能承受满足设计要

6、求。6.某桥下现浇钢筋混凝土轴心受压柱,底墙固定,上端铰支,柱高6.5m,支承条件系数0.7,承受轴压力设计值900kN,采用C20混凝土(),和R235钢筋(),环境类别为一类。试问:(1)试设计轴心受压柱。(2)若采用《混凝土结构设计规范》,采用C20混凝土fc=9.6N/mm2,钢筋HRB335(fy=300N/mm2),试设计轴心受压柱,比较两者差异。(1)解:已知:,,,1)确定截面尺寸在设计时有三个未知量。即:,现设,暂取,由轴心受压构件正截面承载力公式可得选方形截面,其边长为,取b=300mm,A=90000mm2。2)计算截面配筋一端固定一端铰接柱:=0.7=0.

7、7×6500mm=4550mm,/b=4550mm/300mm15.2,查表得。则截面所需配筋为配4φ22(),,满足要求。箍筋按构造要求选φ8@200。(2)若采用《混凝土结构设计规范》,采用C20混凝土fc=9.6N/mm2,钢筋HRB335(fy=300N/mm2)。采用方形截面mm,则故不必配置螺旋箍筋。查表得:由轴心受压承载力公式:,对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。选418=1017mm2实际配筋率:,满足要求。箍筋按构造要求φ8@250mm。

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